基于杆系有限元在深基桩支护中的应用研究

在采用弹性理论结合有限元法建立力学计算模型的基础上,将开挖面以上支护桩(墙)取为梁单元,开挖面以下取为弹性地基梁单元,将锚杆模拟为弹簧,考虑土体对支护结构的摩擦效应和土压力形成的动态过程,采用弹性杆系有限元法编制有限元程序,并结合工程实例分析了桩(墙)锚杆支护结构的位移和内力变化情况,为深基坑桩(墙)锚杆支护结构的设计理论和方法提供了参考依据.     

某深基坑支护工程设计及安全监测

介绍了某深基坑工程的开挖支护设计以及安全监测的详细过程。由于工程开挖深度大(10 600 m2×23.5 m)且施工条件复杂,因此采用土钉墙支护、桩锚支护等多种支护体系,同时对土钉墙墙顶水平位移、护坡桩桩身变形、锚杆内力、周围地面沉降进行了监测。结果表明该支护体系是有效的。     

柔性基坑支护体系的局限性与应对措施研究

研究目的:本文以重庆市土岩组合地层中某地铁车站深基坑工程变形控制为例,对基坑变形原因进行分析,提出变形控制措施,进一步通过计算分析,得出基坑桩锚柔性支护体系在控制基坑大变形时的缺点,并明确桩锚撑组合支护体系的优势。研究结论:(1)基坑变形过大的原因可分为内因与外因两大类,其中地层软弱分界面倾向基坑侧、降雨导致分界面地层强度参数降低以及锚杆柔性支护体系控制变形能力较弱是基坑变形超限的内因,施工爆破、地表塔吊超载是基坑变形超限的外因;(2)基坑失稳在很大程度上取决于变形超限,而非围护结构强度破坏,实际工程中应加强变形监测与动态反馈;(3)桩锚体系下,锚杆作为一种柔性支撑结构对控制变形的继续发展作用有限,桩锚撑组合支护体系可有效地将原锚杆承担的荷载转移至内支撑,从而减小锚杆的拉力与变形,达到控制基坑稳定的目的;(4)该研究结论可为类似工程提供理论支撑与应用参考。     

衡重式双排桩与大跨度支撑在填海区超大基坑支护中的应用

以深圳国际会展中心项目(一期)超大深基坑工程设计为研究对象,为解决填海区超大基坑施工工期紧、变形控制要求高的难题,采用衡重式双排桩与大跨度支撑相结合的方法进行处理。建立该结构的支撑刚度计算模型,通过数值模拟研究大跨度支撑间距对支护结构变形及内力的影响。结果表明:该结构应用于填海区超大基坑时控制变形能力强,土方外运效率高;支撑间距变化对支护结构水平位移和内力影响显著,支撑间距合理区间为60～70 m。     

北京地铁明挖车站典型支护结构的变形规律研究

为研究明挖车站典型支护结构的变形规律,对北京地铁6号线二期7座砂性地层中分别采用围护桩+锚索、围护桩+钢支撑、地下连续墙+钢支撑3种支护形式的明挖车站深基坑变形监测数据进行分析,并与以往类似工程进行对比。研究表明:围护桩+锚索、围护桩+钢支撑形式下的地表沉降在0.15%H以内(H为开挖深度),地下连续墙+钢支撑形式下的地表沉降在0.1%H以内,3种支护形式下的基坑外地表沉降最大值所在位置与基坑边的距离大致为0.5~0.7H,且沉降影响范围约为1.5H;3种支护形式下的桩顶水平位移在0.1%H以内;围护桩+锚索和地下连续墙+钢支撑形式下的桩(墙)体水平位移在0.1%H以内,围护桩+钢支撑形式下的桩(墙)体水平位移在0.15%H以内,3种形式下基坑最大桩(墙)体水平位移所在深度分别为0.3~0.4H、0.4~0.7H及0.5H。     

钢管桩与土钉墙组合支护技术应用探讨

以北京鲁谷深基坑支护工程为背景,在对国内外相关研究成果进行深入分析的基础上,采用现场监测、理论分析和数值模拟相结合的方法,着重探讨钢管桩与土钉墙组合支护技术在深基坑工程分步开挖过程中,支护结构和土体的受力和变形特性以及两者之间的相互作用。     

考虑桩土作用的深基坑支护结构的力学分析

本文提出的深基坑桩、墙支护结构的计算方法，考虑了桩土间的相互作用，以及土体的弹塑性变形特征；对于多支撑支护结构考虑了分层开挖过程中结构支承条件与荷载的变化，所编写的计算机程序具有一定的实用性。     

基于PLAXIS软件的深基坑变形与内力分析

深基坑变形和内力的发展变化是深基坑设计和施工中需要考虑的最为主要的一个因素,在以往的基坑设计中,往往采用较为简单的极限平衡法或者弹性抗力法来估测深基坑的变形和内力。但极限平衡法难以计算支护结构的变形,弹性抗力法又不能计算支护结构周围土体的变形。本文通过有限元方法分析支护结构和土体共同作用时对基坑变形的影响。分析结果证明:有限元方法可以通过将基坑开挖分解为若干工况,使内力和变形分析成为一个连续变化的过程,能够更好地模拟深基坑实际的应力变化状态,可为基坑设计和施工提供更加准确的参考数据。     

预应力锚杆在北京地铁深基坑支护中的应用

深基坑支护方案的选取必须对其可靠性、安全性、经济性和实现的难易程度进行综合考虑。以北京地铁十号线某铺轨基地预留段深基坑支护为例，对预应力锚杆支护从设计到施工过程以及荷载试验作了详细介绍。变形监测结果显示，在预应力锚杆作用下，基坑围护桩的应力分布明显优于横撑支护。     

改进的杆系有限元法在预应力锚杆复合土钉支护中的应用

为合理计算分层支护结构的内力及位移,以预应力锚杆复合土钉墙为研究对象,考虑分步开挖的施工过程及预应力施加对支护结构内力及变形的影响,将规范中的杆系有限元法进行改进,使其适用于柔性结构,提出一个考虑结构与土体相互作用的土压力计算模型,并编写了计算程序。将计算结果与工程实测数据进行了对比,证明采用该方法计算柔性支护的水平位移及构件轴力较为合理。     

刚架桩板式挡土墙受力分析及应用研究

针对传统桩板式挡土墙采用人工开挖桩井,工效低、施工安全风险大,锚固段无基岩或坚硬地层时桩身截面尺寸大、锚固段长、不经济等不足,提出一种新型的刚架桩板式挡土墙,该挡土墙由双排钢筋混凝土灌注桩、桩顶冠梁刚性连接、前排桩预留连接钢筋与布设的钢筋网连成整体浇筑挡土板组成。通过对刚架桩板式挡土墙的受力分析,给出此新型支挡结构的设计思路和方法;通过3处采用刚架桩板式挡土墙的工程实例与传统桩板式挡土墙的对比分析,说明刚架桩板式挡土墙在技术和经济方面具有明显的优势。     

预应力锚索抗滑桩结构优化

在对各种抗滑桩支挡结构的适用条件进行系统研究的基础上,进行传统锚索抗滑桩的结构优化。研究表明,在桩身弯矩峰值处加设锚索约束,可减小桩身弯矩。运用有限元计算方法进行单锚点预应力锚索抗滑桩的内力计算,按照"削峰填谷"的思路,在桩身弯矩峰值处加设第2个锚点,并在得到的二锚点预应力锚索抗滑桩的桩身弯矩峰值处加设第3个锚点,在此结构形式的基础上,上下移动第2和第3锚点位置,直至桩身弯矩峰值最小,找出最合理的锚点位置。在同等滑坡推力作用条件下,优化后的三锚点抗滑桩比普通抗滑桩节省工程造价33%,比单锚点抗滑桩节省10%。对于厚层大型滑坡,多锚点预应力锚索抗滑桩有着更好的推广和应用价值。     

滑坡隧道新型综合加固结构理论研究

当滑坡体厚度较大,隧道在滑面附近时,为了解决治理费用较高,施工难度大,工期较长的问题,提出一种滑坡隧道新型综合加固结构。治理理念是用锚索、抗滑桩和隧道衬砌加固结构,只对隧道及其与隧道稳定直接相关的洞周滑坡岩土体进行加固,针对该综合加固结构体系的特点建立物理力学模型,并对其内力进行理论分析,推导出加固结构体系中各单元结构轴力、剪力和弯矩的理论计算式;算例分析结果表明,锚索的作用使隧道边墙不利受力状态有所改善,据此可以通过调节锚索或隧道衬砌结构参数,使隧道加固衬砌、抗滑桩和锚固体各单元结构的受力达到均衡的合理状态。     

路堤桩板式挡土墙的振动台试验研究

研究目的:以西南某铁路路堤为原型,按照Bockinghamπ定理,设计路堤桩板式挡土墙振动台模型。通过振动台试验,分析桩板式挡土墙对地震加速度的位移响应规律,给出地震作用下桩的动力响应规律,同时检验加筋处治高坡度路堤的抗震效果,从而为路堤桩板结构抗震稳定性的分析与评价提供依据。研究结论:随着加速度的增大,桩顶水平位移峰值以及桩身动应变峰值随之增大;桩身最大动应力出现在土层分界面下部,并且在分界面处,分界面上部和下部在振动过程中,振动方向存在相差;在地震情况下加筋能够有效地减少土体对锚固桩的动力作用;桩板墙结构抗震稳定性能较好,能满足高烈度地震区的工程抗震设计要求。     

商合杭铁路车站路基地基处理与支挡设计

高速铁路车站路基由于路基宽度较宽,周边环境复杂与站房工程接口十分复杂,其地基处理和支挡结构设置需要考虑的因素众多,导致其设计远较区间路基复杂。商合杭铁路车站路基主要采用了CFG桩复合地基、螺杆桩复合地基、管桩桩筏结构、钻孔桩桩筏结构等地基处理方式,支挡结构采用了悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、桩板墙。施工实践证明,这些工程方案是可靠的,但是在细节上也存在一些值得思考的问题。本文详述了在建商合杭铁路车站路基的地基处理和支挡工程措施及其存在的问题、解决方案及工程效果,可作为类似工程的设计参考。     

漳泉铁路K56路肩挡墙病害原因分析及综合治理

介绍漳泉铁路K56路肩挡墙病害情况,对挡墙的外倾变形原因进行分析,采用通用极限平衡法进行边坡稳定数值分析,计算搜索出最不利的滑面(即破裂面);采用库仑理论计算作用于挡墙上的主动土压力,并对挡墙病害进行检算。通过经济适用性、施工优越性、对既有路基的影响等方面综合对比,确定采用既有路肩墙墙体注浆+肋柱整板式锚索墙加固方案,对既有路肩墙病害进行综合治理,有效地解决了在一些客观条件受限情况下既有路肩墙变形病害问题。     

基坑双排桩支护结构的特征分析

基于有限元分析方法,对基坑双排桩支护结构的基本特征进行了探究,计算得到了前排、后排桩的轴力、剪力、弯矩及水平位移情况,并进一步分析了桩间距对桩体水平位移及基坑稳定性的影响。研究结论为双排桩在基坑支护工程中的设计与应用提供参考。     

深圳地铁罗湖站安全线深基坑围护结构设计

根据深圳地铁罗湖站安全线深基坑围护结构周围地理环境、水文地质与工程地质条件和地下结构特点等特征,选择了人工挖孔灌注桩加支撑的基坑支护方案。采用等值梁法,分别计算了5种工况条件下支护桩所受的内力(剪力和弯矩);综合各种工况下内力大小与分布,设计了支护桩的截面、桩长、桩间距和配筋设计计算;对支撑的布置、尺寸进行了设计,对支撑构件的强度和基坑支护体系的整体稳定性进行了检算,包括抗倾覆、抗管涌等。施工实践证明,各支护结构的位移、变形、支撑轴力,周边地面沉降等实测数据都在规范要求之内。     

软土深基坑施工配合抢险总结与研究

以佛山地铁3号线美旗站深厚软土基坑工程施工为研究对象,收集和统计施工过程中围护结构变形与支撑内力变化情况,并将统计结果与理论计算值进行对比,分析和总结围护结构受力变形与理论值产生较大差异的原因。针对现场连续墙开裂问题及时进行应急处理,合理调整设计施工方案,实现主体结构顺利封顶,切实有效防止安全事故发生。结合现场施工配合抢险经历,对地铁车站软土深基坑工程围护结构从设计和施工方面提出建议,进一步完善了深厚软土区域地铁地下车站建设技术,推动地铁地下围护结构形式选取合理化,为今后类似地质条件地铁车站深软土基坑工程围护结构方案设计提供一定的借鉴。     

城际铁路隧道大型溶洞特征及处理技术

安顺至六盘水城际铁路茨冲一号隧道DK95+730~DK96+017段施工开挖揭示出大型溶洞群,采用溶洞形态测量、隧底岩溶物探探测、桩基地质钻探及补充调绘等综合勘察手段,查明隧道洞身及隧底大型溶洞的形态特征,以及该区域水文地质情况。提出相应的处理措施:隧道洞身采用混凝土护拱、护墙及C20混凝土加固;拱部采用“锚网喷+型钢钢架”防护;隧底采用桩筏、“横向托梁+筏板”跨越和采用C25混凝土换填或回填,并加强隧道周边引排水措施,以确保岩溶水畅通。