疏排桩–土钉墙基坑支护中土钉墙加固效果试验研究

采用同济大学中型岩土离心机进行了5组疏排桩–土钉墙组合支护基坑的离心机模型试验。离心机模型试验结果表明:组合支护结构中土钉能够显著提高桩间土体稳定性。土钉长度对疏排桩–土钉墙组合支护基坑稳定性、破坏模式以及桩间土拱效应影响显著。在本文研究的土性和基坑条件下,当土钉长度和基坑高度之比(L/H)为0.33时,桩间土拱效应明显,桩间土体滑裂面形态与疏排桩支护结构形似,当L/H为0.67时,桩间土拱效应不明显,滑裂面形态与土钉墙支护结构相似。随着土钉长度的增加,疏排桩–土钉墙组合支护基坑中的排桩内力逐渐减小。     

基坑支护中桩佩±压力分析

在无粘性土的排桩支护中,从桩间土拱形成机理出发,认为土拱区土体受到等值的法向力作用,有桩间土体自由区和土拱区土体达到极限强度的条件下,得出桩间土拱的拱形参数,拱高和土拱的厚度．同时在考虑土拱区土体强度增加的情况下,结合桩土接触面处的土体强度约束条件和几何条件．在确定的桩距和桩径条件下,分析桩侧的土压力,通过求出不同桩径...     

阶梯断面组合排桩支护结构桩间土加固效果研究

阶梯断面组合排桩支护结构常用于基坑工程中场地高差较大区域支护,前后排桩的桩间土加固范围直接影响支护结构受力及变形。结合工程实例,采用土体卸载条件下的HS(hardening-soil)有限元模型,分析了桩间土加固对支护结构的影响。结果表明:桩间土加固存在最优加固深度,当加固深度小于该深度时,随着加固深度的增加,支护结构的水平位移与周边地表沉降均有明显的减小,当加固深度超过该值时,支护结构水平位移最大值和周边地表沉降最大值基本趋于稳定。同时支护结构内力在最优加固深度时达到最小值,这对保障基坑安全及周边环境具有重要的意义。     

排桩支护的桩侧土压力计算

在无粘性土的排桩支护中,从桩间土拱形成机理出发,认为土拱区土体受到等值的法向力作用,在桩间土体自由区和土拱区土体达到极限强度的条件下,得出桩间土拱的拱形参数,拱高和土拱的厚度,同时在考虑土拱区土体强度增加的情况下,结合桩土接触面处的土体强度约束条件和几何条件,在确定的桩距和桩径条件下,分析桩侧的土压力,通过求出不同桩径桩距条件下的土压力,从中找出一个最小土压力的桩参数,这个桩参数就是设计的值,其土压力计算结果位于朗肯主动土压力和静止土压力之间,与实际值基本一致。由此确定了桩的参数和土压力大小。     

悬臂排桩支护基坑沿长度方向连续破坏的机理试验研究

大长度基坑发生了一些沿长度方向上由局部破坏引发数10 m至100 m以上的连续破坏事故,然而基坑连续破坏的发生及终止机理却少有研究。设计了悬臂排桩支护基坑局部支护桩破坏倒塌的模型试验,对局部破坏引发的土压力和支护结构内力变化等规律等进行了研究,在此基础上进行了局部破坏引发支护桩连续破坏的试验。结果表明,基坑局部垮塌会引起邻近桩的土压力和桩身内力瞬间增大,随后坑外土体滑塌进基坑内,造成邻近支护结构主动区卸载,但此卸荷过程相对滞后。当局部垮塌引发的荷载传递系数大于邻近桩的承载力安全系数时,将会导致基坑连续破坏。连续破坏发生后,随着破坏范围增大,土体滑塌引发的卸荷使得土拱效应不足以继续导致支护桩出现破坏时,连续破坏将自然终止。试验还表明,在一定局部破坏长度范围内,局部垮塌长度越大,荷载传递系数和影响范围越大;围护桩嵌固深度越小,即支护桩抗侧移刚度越低时,荷载传递系数越小,但局部破坏影响范围较大。     

复杂环境下基坑支护中的监测优化研究

基坑监测是保障安全施工的重要手段,监测体系优化是基坑监测的关键技术之一。文中结合数值模拟和工程案例,通过对土体深层土体水平位移、地表沉降、支护桩剪力的分析,对监测体系优化进行了深入、系统的研究。研究结果表明在基坑开挖中,坑外地表沉降随基坑距离的增大,呈先增大后减小最后沉降缩减趋于稳定,坑外最大沉降位置离基坑边界有一定距离;围护桩外侧的最大深层土体位移大致位于基坑坑底附近;在实际工程中,支护桩受力可能达到监测报警值,内力监测必不可少,所得的结论可以为类似工程提供参考。     

考虑土拱效应的推力桩临界桩间距计算方法

土拱效应是安全、经济地发挥抗滑桩、护壁桩等结构支护功能的重要前提。从桩间土拱形成的机理和力学特性入手,以桩间土拱静力平衡、拱脚土体受压破坏为控制条件,建立考虑土拱效应的桩间距计算模型,分别得出含有抗滑桩、基坑护壁桩桩间距、桩间土拱高度与厚度的计算控制方程组。根据该控制方程组即可得出临界桩间距上、下限值,并明确临界桩间距下限值作为桩间距设计依据。最后通过具体工程实例计算以及与本文算法对比,验证了本文方法的合理性与正确性。     

复杂条件下深基坑变形监测分析

以沈阳北站人防工程深基坑工程为研究对象,基于基坑稳定性及周围土体变形理论,通过对基坑开挖过程进行系统的动态监测和实测数据分析,开展复杂条件下深基坑变形监测研究,以期得到围护桩的最大水平位移和地表最终沉降量等参数,为今后复杂条件下的深基坑工程提供可靠的理论依据。     

水平土拱效应在护壁桩设计中的应用

在护壁桩设计中,根据桩间水平土拱效应确定的合理桩间距有助于安全经济地发挥护壁桩的支护功能.根据各文献归纳出基于水平土拱效应合理确定桩间距的计算式.在此基础上,并根据基坑工程土压力分布的特点建立了土压力增量与位移的非线性共同作用关系的计算模型,将此计算模型应用于桩间距计算式的分析,并进一步探讨了土压力对护壁桩间距的影响.文章最后以工程实例证明,所提出的将水平土拱效应应用在护壁桩设计中的计算方法符合工程实际,可节约基坑支护的成本,具有较高的综合效益.     

基坑开挖地表沉降影响因素及关联度研究

城市地铁基坑工程开挖,打破了土体原始平衡,影响已建建筑物安全,地表沉降是反应施工影响的重要而又直观的因素。论文对基坑地表沉降的影响因素的作用机理进行了分析,在此基础上,应用灰色关联度分析理论,构建某地铁基坑工程地表沉降量与桩顶水平位移、深层位移、地下水位、支撑轴力、锚索拉力等监测项目之间的灰色关联度模型,得出地表沉降与各因素的关联度。结果表明:影响地表沉降的因素关联度大小顺序是桩顶水平位移、锚索拉力、地下水位、深层位移、支撑轴力。论文为以后研究地表沉降规律及类似工程监测方案优化提供理论依据。     

复合土钉支护转角有利影响范围

基坑复合土钉墙转角处有明显的空间效应,受力变形较小,对支护结构有利,但不清楚转角定量的有利影响范围,目前设计中仍按照与基坑中部一样保守设计,为在此范围内降低土钉用量,避免保守设计,对水泥土搅拌桩复合土钉支护结构建立了全尺寸整体三维有限元模型,这种模型包含基坑的转角,能考虑基坑的空间效应,通过建立接触面单元,能考虑土体和搅拌桩、土体和土钉的相互作用,量化分析了基坑转角对支护结构受力和变形的有利影响范围,计算结果表明,基坑转角对开挖面水平位移、地表沉降、坑底隆起、土钉轴力的有利影响范围分别约为1.3、1、1、1.2倍的开挖深度。经与实际工程现场实测值对比,验证了该模型分析结果的可靠性,同时分析结果优于平面二维和局部三维有限元模型,结论为复合土钉支护结构的优化设计和安全施工提供了理论依据和研究方法。     

深圳平安金融中心基坑围护结构变形监测分析

以深圳平安金融中心基坑为研究背景,针对基坑围护结构特点,对其变形监测方案进行设计。结合基坑围护结构变形现场监测数据,重点分析基坑施工过程中围护结构的水平变形随基坑开挖深度和时间的变化规律、基坑开挖钢支撑轴力随时间的变化规律,结果表明基坑围护结构设计是安全的。同时,结合基坑地表沉降监测数据,分析基坑开挖引起的地表沉降变化规律,得出基坑开挖地表沉降可分为沉降量线性增长阶段、沉降速率不断增加阶段、沉降速率递减阶段以及沉降趋于稳定4个阶段。在此基础上,针对沉降变形的变化规律,引入Usher沉降预测模型,建立基坑开挖地表沉降预测模型。实测数据与预测值吻合较好,表明该方法的可行性。     

软土地区基坑开挖监测的实践与应用

软土因其高含水量、高压缩性而工程性能差,给软土地区的基坑开挖提出了更高的要求。通过对某软土基坑开挖的监测实例,探讨了软土基坑开挖的全过程系统监测,及时反馈基坑及周边环境的变形情况,实现信息化施工,以保证基坑稳定和周边环境的安全。     

泉州某软土基坑侧壁失稳分析及设计改进

泉州某软土基坑在开挖至底板设计标高时,发生了滑塌事故。滑坡长度达72m,基坑侧壁发生严重的侧向位移,滑裂面处出现了较大的裂缝。本文针对该基坑滑塌面的特征,对滑塌处的支护结构进行了分析,阐明了基坑失稳破坏的原因,并根据再次勘察后的土体强度对滑塌处改进了支护设计,并对加固治理方案进行了分析评价。本文的研究结果对于软土地区类似的基坑工程有一定的参考价值。     

过江隧道深基坑中SMW工法加钢支撑围护结构现场监测分析

 杭州庆春路过江隧道是“钱江第一隧”,其江北岸基坑是典型的粉性土基坑,最大开挖深度16 m,主要采用SMW工法(劲性水泥土搅拌连续墙)加钢支撑的围护结构体系,围护桩最长达27 m。基坑开挖过程监测数据表明：围护桩的最大水平位移与开挖深度及时间密切相关,支撑的架设及内部结构能很好限制桩体变形;气温、降雨等外界条件的变化对支撑轴力的影响较大,临近基坑支撑的拆除也会产生重大影响;钢支撑轴力均未达到设计值,应对设计方案进行优化;基坑降水及由此引发的渗流会改变土体有效应力,是基坑周围地表沉降的主要原因,同时相邻基坑的施工也会产生一定影响;地下水位的变化能很好反应围护桩的止水效果,可作为判断基坑是否出现漏水的指标。对于粉性土基坑,有效控制基坑周围水的变化,对保持基坑安全有重要意义。     

杭州地铁秋涛路车站深基坑信息化施工监测分析

通过对杭州地铁秋涛路车站深基坑工程东区施工中围护桩水平位移、钢支撑轴力、地表沉降和地下水位等监测数据进行分析,得出了一些有价值的结论。实测表明:桩体水平位移能直接反映围护结构的变形特性,是评价围护结构安全状况的重要指标,桩体的侧向变形主要是由土方开挖所引起,与开挖后墙面暴露时间长短相关;钢支撑的轴力随开挖深度增加而增加,其大小变化与开挖方式、开挖速度、气温以及下层支撑的拆除有关;基坑东侧的地表沉降曲线呈抛物线形分布,基坑南侧的地表沉降曲线呈三角形分布;坑外地下水位的变化可反映围护结构的止水效果。     

基坑开挖及降水对坑外地表沉降的影响

考虑降水、支护结构变形以及基坑隆起3个因素引起的基坑周围土体的沉降,根据降水引起土体沉降的机理,运用修正的分层总和法单独计算出由降水引起的周围土体沉降。通过研究基坑开挖引起坑外土体沉降的规律,推导出由基坑开挖引起的坑外土体沉降理论公式。把降水引起的沉降及基坑开挖引起的沉降进行叠加,加入修正系数,最终以简化的理论公式合理地计算出基坑周围土体沉降。具体工程验证表明,推导的理论解析解与实测数据十分接近,能有效预估基坑周围土体沉降,为施工方案编制提供可靠的理论依据,最大限度减少基坑施工对周围环境的影响。     

流固耦合对基坑开挖变形性状的影响研究

通过ABAQUS有限元模拟软件分别建立了考虑渗流影响和不考虑渗流影响的基坑开挖非稳定渗流有限元模型,采用修正剑桥模型并考虑支护桩与土体的接触作用,研究了支护结构侧向变形、坑外地表变形以及坑底隆起量随着基坑开挖的变化规律。然后将两个模型的支护桩及基坑变形性状进行对比,发现渗流—应力耦合作用下的基坑变形大于非耦合情况下的变形,说明考虑渗流应力耦合的数值模拟方法能够较好地模拟基坑降水引起的支护结构及基坑土体变形特征。最后,为控制基坑变形和保护周围环境,在考虑渗流—应力耦合作用的基础上又研究了预留反压土对支护结构的作用及对基坑变形的影响,结果表明,基坑内侧预留反压土堤可有效降低基坑及支护结构的变形。     

毛竹复合土钉墙工作性状的数值分析研究

以某软土基坑采用毛竹复合土钉墙支护的工程实例为背景,利用有限元软件PLAXIS建立某设计剖面的平面应变有限元模型。为提高数值分析定量计算分析的精度,采用了能反映土体小变形和加卸载变形等特点的小应变刚度模型。通过对土钉墙面层及毛竹排桩的水平位移、坡顶沉降、毛竹土钉的轴力以及毛竹排桩的剪力和弯矩分布规律的分析,对堤坝形毛竹复合土钉墙的工作性状获得了较全面的认识,并探索了其可能的失稳破坏形式。采用该程序自带的强度折减有限元法计算了各开挖工况下支护体系的稳定安全系数,表明毛竹复合土钉墙在施工期间和施工后均具有较高的稳定性,具备可靠的支护能力。