既有施工基坑加深开挖下复合桩锚支护结构分析

介绍了一种用于加固既有施工基坑加深开挖的复合桩锚支护结构,并使用有限元方法对复合桩锚支护结构变形与基坑整体稳定性进行了深入研究。研究结果表明:随着新旧支护桩间距增大,新桩与旧桩最大水平位移均减小;随着新桩支护高度增加,新桩最大水平位移增大,而旧桩最大水平位移基本不变。基坑整体稳定性安全系数随着新旧支护桩间距增大而增大,而与新桩支护高度基本无关,新旧支护桩间距对基坑滑裂面形式起控制作用。既有施工基坑加深开挖采用复合桩锚支护结构加固时,可通过增大新旧支护桩间距和减小新桩支护高度来控制基坑变形和提高基坑整体稳定性。监测数据表明该基坑支护结构加固设计方法是可行的,具有一定的参考价值。     

双排桩与单排桩组合多级支护结构在深大基坑中的应用

以武汉凯德广场古田项目深基坑工程为例,通过多级支护结构的使用,减少了大面积设置内支撑,有效地解决了传统桩撑支护造价高、工期长、拆除支撑产生的固体废弃物易造成环境污染等多方面的问题,取得了较好的社会经济效益。使用有限元方法对双排桩与单排桩组合多级支护结构深基坑的变形特性和稳定性进行了深入的研究。结果表明:基坑整体稳定性和破坏形式与2级支护间距有较大关联,与留土高度关系不大;随着2级支护间距的增大,第1、第2级支护最大水平位移均减小,基坑整体稳定性提高;随着留土高度的增大,第1级支护最大水平位移减小,而第2级支护最大水平位移增大,基坑整体稳定性基本不变。最后提出了整体式破坏、关联式破坏和分离式破坏分别对应的2级支护间距范围,可为基坑设计计算提供借鉴。     

软土深基坑双排桩支护结构的影响因素分析

基于软土地区的某深基坑双排桩支护工程,采用有限单元法建立了三维仿真计算模型对双排桩的受力和位移特性进行计算,系统分析了双排桩排间距、桩径以及前后排桩长等影响因素对双排桩支护结构受力和位移的影响,得到该软土基坑工程双排桩支护结构的最佳排间距、桩径和桩长。结果表明:当双排桩桩径取0.8～1.0 m、排间距取桩径的3～4倍时,排桩的弯矩分布和桩身的位移比较合理,可以最大化地发挥双排桩的支护作用;相比于后排桩桩长,增加前排桩的桩长对提高支护结构的稳定性更有效。     

基坑开挖深度对支护结构变形影响研究

为研究基坑开挖深度对支护结构及基坑地表变形的影响,基于数值模拟研究不同基坑开挖深度下钢板桩和支撑杆的受力特性。结果表明：（1）桩的水平位移随基坑开挖深度的增大而先增大随后保持平稳。桩的负轴力随基坑深度增大而先快速增大,随后缓慢增大,最后保持稳定;（2）地表最大正位移（隆起）和最大负位移（沉降）随基坑深度的增大而缓慢增大,地表隆起影响范围约为0～16 m范围内,而地表沉降的影响范围为6.0 m范围内;（3）根据桩的位移分布规律,在基坑较深的位置处,桩承受的土压力迅速增大,实际工程中应增大支护结构刚度。当桩位于软弱地层中,桩的位移过大对支护结构稳定性不利,在该深度范围内也需增强支护结构刚度或增大截面尺寸。     

滨海软土地区综合管廊基坑开挖 钢板桩支护性状分析

采用ＰＬＡＸＩＳ2Ｄ对比分析了基坑开挖过程中钢板桩支护体系的土压力、钢板桩水平位移、钢板 桩弯矩、基坑周边地表沉降以及支撑轴力等。结果表明:随着基坑的开挖,主动侧土压力减小,在内支撑 处应力集中,在开挖较浅时主被动土压力相对静止土压力改变均不大,被动土压力在基坑开挖时每一步 的开挖面上有增大的趋势;钢板桩最大的水平位移增加和弯矩增量均在最后开挖步产生,最后的开挖步 为综合管廊基坑开挖的关键和最危险步;基坑地表沉降随着开挖逐渐发展,最后一步开挖依然是沉降变 形最大的关键施工阶段;支撑轴力表现为一道支撑轴力一直增加,两道支撑时第二道支撑会超越第一道 支撑成为主支撑。     

深基坑半刚性半柔性支护结构及力学特性分析

深基坑半刚性半柔性支护适用于建筑物密集，施工场地狭小的岩质深基坑支护。通过ＡＢＡＱＵＳ有限元软件对深基坑半刚性半柔性支护的作用机理及力学特性进行分析。分析得出，由劲性桩承受开挖步荷载并传至上部已施工的预应力锚杆及下部未开挖土体，保证了开挖过程中的基坑稳定性；劲性桩的弯矩及剪力数值计算结果很小，满足强度要求；半刚性半柔性支护与预应力锚杆柔性支护相比，基坑侧壁的水平位移和基坑外侧地表沉降显著减小，基坑侧壁水平位移变化更均匀，支护效果更优；与桩锚支护相比，变形形态相近，最大水平位移发生位置向下转移，最大水平位移值及最大地表沉降值均较小。     

软土地区泵站基坑支护结构应力变形分析

为研究软土地基单侧开敞式不对称基坑支护结构的应力变形特征,采用ANSYS等软件构建全断面的泵站基坑三维有限元模型。针对挡土墙不同的模拟方式,研究基坑开挖过程中支护结构应力变形规律,对比分析得出推荐方案,开展推荐方案围护桩顶竖向位移数值模拟结果与监测成果对比分析。研究结果表明：泵站基坑开挖土体后立即施工支撑构件,围护桩墙位移整体减小,时空效应明显;建模时在挡土墙处加法向位移约束相较于不加法向位移约束,在一定程度上减小围护桩墙和位移值、桩墙顶竖向位移值、支护结构最大拉应力和最大压应力,并对坑底回弹有一定的约束作用,符合实际情况,建议采用该模拟方式;围护桩墙顶竖向位移的有限元数值模拟结果较监测结果偏大,存在一定的安全裕度。     

群桩支护在泵站基坑开挖变形控制的研究

采用有限差分法和考虑实体-结构相互作用的方法对泵站基坑开挖支护桩进行数值模拟,研究桩长、桩排距和桩径对桩身位移的影响,开挖步数对支护桩变形和受力情况的影响,得出以下结论为减小支护桩的变形,增强其稳定性,可以通过增大桩长,减小桩排距的方法改善上述问题。采用有限差分法计算的支护桩水平位移大于采用考虑实体-结构相互作用法计算的支护桩水平位移。当第一步开挖时,曲线的变化趋势较为平缓,支护桩所受的弯矩较小。大部分第四步开挖时,曲线的变化趋势显著,支护桩所受的弯矩最大。前排桩和后排桩的剪力—深度曲线具有一定的差异性,主要体现在第一步开挖的剪力-深度曲线。在工程实际中,应增大前排桩的抗剪强度,提高其抗剪性能,以维持结构的稳定性。     

人工开挖高边坡支护结构加固作用数值模拟分析

为提升人工开挖高边坡的稳定性，以湖北武汉森林大道挖方高边坡为研究对象，利用强度折减法，通过数值模拟研究了未开挖、开挖未支护、抗滑桩支护和肋柱式预应力锚索+抗滑桩支护等4种工况下的边坡稳定性、变形特征及支护结构作用机理。结果表明：(1)边坡开挖后稳定系数大幅度下降，抗滑桩能有效阻止坡脚土体的变形，板肋式锚索对抗滑桩以上的土体加固效果较好，各工况的稳定性由大到小依次为未开挖边坡、肋柱式预应力锚索+抗滑桩支护边坡、抗滑桩支护边坡、未支护边坡；(2)抗滑桩主要受剪力作用，悬臂段剪力为负，嵌固段为正，最大值在一级坡坡脚附近，其弯矩基本为正值，最大值处距桩顶约13 m;(3)在肋柱受力方面，锚固点处剪力最大，近似于集中点荷载，弯矩大小接近0,锚固点中间段肋柱剪力由受压向受拉状态转换，在中点附近达到最大拉剪应力，弯矩则先为正值再变为负值。     

泵站深基坑支护结构的离心模型试验研究

由于2016年武汉市政排水出现问题,原定于2019年完工的江南泵站要求提前满足排水条件。为了满足工期要求必须对原定地下连续墙+3道内支撑的支护结构进行优化。为了明确优化后支护方案的可行性,进行了原定支护方案和优化支护方案的离心模型试验,分析了反映基坑稳定的关键变形量,即桩水平位移与弯矩、基坑周边土体沉降,结果发现支护结构变更为大直径钻孔灌注桩+1道内支撑后围护结构水平位移、弯矩以及基坑外地表沉降均有一定程度的增加但仍能确保基坑稳定。研究结果表明:减少内支撑数量及围护结构刚度会导致支护结构水平位移和地表沉降的最大值有一定程度的增长,水平位移最大值出现位置下移,但是对基坑外地表沉降规律影响较小。研究过程对类似的基坑工程具有借鉴意义。     

不同施工工序对围护结构及周边环境的影响

为了深入研究在不同施工工序下基坑开挖对基坑围护结构的内力和位移及周边环境的影响,运用岩土有限元软件Midas GTS分别模拟了广州某采用桩-锚索支护的高层建筑基坑在不同施工工序下的开挖过程,以及在进行底板施工时不对称堆载对基坑的影响,从而得到了基坑围护结构内力、变形及地表沉降的分布规律。计算分析结果表明:不合理的施工工序对基坑围护结构的内力和位移及地表沉降产生了较大影响,尤其是围护结构水平位移及地表沉降,这使得基坑的稳定性处于不利的状态;该基坑在锚索及时发挥作用比不及时发挥情况下,桩体最大弯矩减少率≥41.77%,地表沉降减少率≥32.75%;基坑底部不均匀堆载使得左、右侧桩体最大弯矩相差＞5%,桩体水平位移相差＞10%。研究结果将有助于提高深基坑设计水平,为类似工程的设计、施工和研究提供必要的参考。     

三门核电循环水泵房超深基坑支护设计实例

三门核电循环水泵房基坑为超深基坑（最深处为32．3m）,处于基岩面埋藏较浅且上部覆盖较厚淤泥层和回填石层的特殊区域。本工程依据地层条件,将基坑边坡划分为完全基岩边坡、基岩埋深浅且无淤泥地层的边坡、基岩埋深较大且有较厚淤泥层的边坡3种类型。分别采用3种支护型式：放坡、排桩＋岩锚、排桩＋深搅重力墙＋岩锚,有效解决了滨海软土区的地下水位高,淤泥质软土黏聚力及内摩擦角小,基坑侧壁受水平荷载大、易失稳等难题。典型断面计算结果表明,锚拉力最大为361．84kN;基坑侧壁最大水平位移为19．26mm,支护桩最大正负弯矩值为711．36kN·m和-787．52kN·m,基坑顶部最大沉降量为50mm,均满足设计与规范要求。     

钢支撑支锚刚度对基坑围护结构的影响研究

为研究钢支撑支锚刚度对基坑围护结构的影响,文章以福州地铁潘墩站深基坑工程为背景,运用控制变量法,通过理正深基坑计算软件对不同钢支撑支锚刚度工况下深基坑进行计算分析,得出不同钢支撑支锚刚度下支护结构最大侧向位移、内力、基坑周边地表沉降及支撑轴力变化规律。研究结果表明:钢管内支撑刚度从200MN/m 2增加到600MN/m 2,钻孔灌注桩侧移量减小,地表沉降量降低,钻孔灌注桩迎土侧弯矩、背土侧弯矩呈减小趋势,钢支撑轴力增大,钢支撑对背土侧地下钻孔灌注桩的约束大于迎土侧。适当增加内支撑刚度可控制周边土体变形。     

考虑邻近建筑物影响的内撑式排桩基坑支护局部破坏研究

基坑开挖与周围环境相互影响,而邻近建筑物对基坑支护体系局部破坏的影响鲜有研究。通过内撑式排桩支护砂土基坑模型试验,研究了坑外有、无建筑物两种情况下基坑开挖、支撑局部破坏和桩后砂土渗漏对内撑式排桩基坑支护体系受力及变形性能的影响。试验结果表明：受邻近建筑物的影响,随基坑逐渐开挖,平行于邻近建筑物长边的支护桩桩顶水平位移增大,而垂直于邻近建筑物长边的支护桩桩顶水平位移减小,同时基坑中部内支撑轴力明显增大,角撑次之,边撑反而减小;邻近建筑物对平行于建筑物长边的支护桩桩身弯矩及反弯点影响较大,而对垂直于建筑物长边的支护桩桩身弯矩影响较小;局部内支撑破坏引起的坑外地面沉降较小,而内支撑连续破坏导致坑外地面产生显著沉降,影响范围为0.12~0.23倍开挖深度,同时临近的未失效支撑轴力显著增大,易引发连续破坏;邻近建筑物对平行于建筑物长边的支护桩桩身弯矩影响较大,对垂直于建筑物长边的支护桩桩身弯矩影响较小。当桩后砂土出现渗漏时,对平行于邻近建筑物长边的支护桩影响更为明显。     

软土深基坑中双排桩临时支护与永久结构结合的应用与探讨

水利工程施工中,由于周边建筑物影响,没有场地条件进行自然放坡开挖需要临时支护结构来形成基坑,基坑的临时支护,一般在主体工程完工后,就已完成其功能使命,失去效用。该文以广东某深厚软基水闸工程为例,施工期利用双排桩进行水闸基坑支护,运行期继续作为上下游连接段翼墙的基础部分发挥效用,探讨双排桩临时支护与永久结构相结合的应用经验。实践证明,计算模型结果与实测结果较接近,对类似工程有一定的参考价值。     

复杂边界条件下富水深基坑变形控制研究

城市地铁的迅速发展,车站基坑工程的安全性愈发受到重视。为研究在地下水丰富、周边环境复杂的工况下基坑不同支护方案的安全性,为类似工程设计施工提供指导及参考,运用三维有限差分计算软件FLAC3D对基坑工程施工过程进行数值模拟,对基坑开挖过程中支护结构的水平位移、建筑不均匀沉降及管廊竖向位移进行研究。结果表明:采用钻孔灌注桩(Φ800 mm@1 500 mm)+内支撑及桩间旋喷形式,基坑围护桩水平变形超过安全允许值,且周边建筑物不均匀沉降较大;若采用地连墙(厚800mm)+内支撑的支护形式可有效控制基坑及周边构筑物的变形,使结构处于安全状态。     

海域双排钢板桩围堰与明挖基坑变形特性分析

以深圳海滨大道一期Ａ段海底隧道工程为背景,针对海域环境双排钢板桩围堰与明挖基坑在施工过程中的变形控制难题,利用ＰＬＡＸＩＳ数值模拟软件建立有限元模型,通过建立有限元模型,系统的研究了海域双排钢板桩围堰与明挖基坑变形特性及相互影响规律,分析了围堰与基坑距离、基坑内支撑形式及基坑开挖步序等因素对钢板桩围堰变形的影响作用。研究结果表明:基坑开挖将造成围堰较大的水平位移;地连墙最大变形出现在墙体中下部;减小施工平台宽度和增大基坑内支撑刚度等方式可以有效减小钢板桩围堰变形。研究成果可以为类似工程的钢板桩围堰与明挖基坑设计提供参考依据。