“m”法求解桩撑支护结构变形程序设计

基于朗肯理论计算作用于支护桩上土压力大小,然后采用"m"法计算排桩-内支撑支护结构桩身变形,借用数学计算软件MATLAB编制桩身变形计算程序。利用该程序计算某典型工程不同区段桩身变形,结合工程实测数据进行对比分析,验证了"m"法的适用性与程序设计的可靠性。该程序可为类似基坑工程的设计与施工提供有益参考。     

深基坑锚拉桩工作性状的实测和计算分析

结合北京市某深基坑,在现场实测分析的基础上,采用二维有限元法和规范中的m法分别对桩锚支护基坑进行计算分析,将桩身位移和内力的分析结果与现场实测结果进行了对比分析,分析结果表明:与规范中的m法相比,基于硬化土本构模型的二维有限元数值模拟法可以更好地模拟土钉墙和锚拉桩复合支护体系,模拟结果与实测结果较接近;然后分析了m值和土层模量对支护桩身位移和内力的影响规律,并提出了参数m值和硬化土本构模型中土层模量的取值建议,为类似工程的设计分析提供参考。     

围护桩水平位移反分析弯矩及桩侧土压力

为探讨深基坑排桩支护的内力分布与作用于支护结构上的土压力分布状况,基于桩体深层水平位移监测数据对桩体内力及桩侧土压力进行了反分析研究。在三次样条法的基础上,对五次样条函数进行推理,建立桩体深层水平位移与桩弯矩和桩侧土压力的函数关系式,结合某工程实测数据,得出位移反分析后的桩体弯矩与桩侧土压力,最后将理论值与实测值进行了对比。研究结果表明,弯矩反演结果与实测弯矩值吻合程度较好;在开挖面以上,围护结构位移较小时,位移反分析得到的土压力大于朗肯主动压力,随着开挖变形增大,土体产生应力松弛,位移反分析得到的主动区土压力小于朗肯主动土压力。在开挖面以下,土压力的分布形式接近于规范提出的弹性法基坑内侧分布土反力与主动土压力差值。     

排桩复合土钉支护结构在深基坑工程中的应用

排桩复合土钉支护结构是介于桩锚和土钉墙之间的一种支护结构,既有桩锚结构限制变形的能力,也有土钉墙支护的经济性。结合郑州某基坑工程,介绍排桩复合土钉支护技术概念,提出排桩复合土钉支护结构设计计算方法,并将计算值与现场实测结果进行比较。结果显示,实测基坑各项变形指标均小于计算值,土钉轴力与计算值基本吻合,技术成果可供同类基坑工程采用排桩复合土钉支护设计时参考。     

斜面土钉支护墙的土压力计算探讨

斜面土钉支护墙的主动土压力，习惯上仍然是采用传统的朗肯土压力理论来进行计算，其值偏于保守。本文根据库伦无粘性土坡的一般土压力理论计算公式及相应主动土压力公式，求出斜面土钉支护墙的滑裂面与水平面的夹角η值，并给出斜面土钉支护墙的土压力计算公式，文中还给出常用范围内对朗肯主动土压力的折减数ζ，可供实际设计中选用。对粘性土进坡，建议按等值内摩擦角法进行计算。     

土钉结合钢板桩支护结构的优化设计

对于单锚式钢板桩护岸结构,由于工程条件限制,护岸结构一般不设置支撑结构。由于钢板桩的刚度较小,施工因素对钢板桩变形影响大,通过工程实践表明钢板桩支护结构在施工开挖过程中的位移变形值通常大于理论计算值。基于土钉支护的优点与土钉的特性,主要研究将土钉结合钢板桩,起到超前支护与约束钢板桩变形的目的。     

邯郸市某基坑不同工程地质条件下的支护设计

介绍基坑支护方案的选取,根据实际工程地质情况,基坑北侧采用安全可靠的单支点排桩与锚杆支护,其余三侧采用成本低、经济性好的土钉墙支护。采用朗肯土压力公式设计并计算了单支撑排桩与锚杆以及土钉墙支护的参数,并进行了安全稳定性验算;确定了施工过程中的变形监测方案。     

考虑桩-土摩擦的双排桩桩间有限土体土压力计算

在双排桩支护结构中,前、后排桩之间的土体也被称之为有限土体。而建立在半无限土体假定的传统朗肯土压力理论并不适用于有限土体的计算。通过考虑前、后排桩与桩间有限土体之间的切向摩擦力作用,建立了双排桩桩间有限土体土压力计算模型,并在进行适当简化后给出了桩间有限土体土压力的表达式。通过与FLAC3D进行对比表明,给出的计算公式与数值模拟拟合较好,证明计算公式是合理的。同时揭示出桩间有限土体土压力强度在开挖面附近增大趋势逐渐降低;桩间有限土体土压力与朗肯主动土压力相比,深度越大,差别越大。在规范要求范围内研究有限土体宽度L时(2d~5d),土压力、桩身弯矩均随L增大而增大;桩身位移随L增大而减小。     

基坑支护设计中的若干问题探讨

 对基坑倾斜坡面的主动土压力计算方法、桩锚支护结构的锚杆水平弹簧系数的计算方法以及桩锚支护结构计算主动土压力应否考虑桩、土间的摩擦力等存在异议的问题进行理论分析和简化计算公式的推导,提出基坑倾斜坡面的主动土压力、桩锚支护结构的锚杆水平弹簧系数和考虑桩、土间的摩擦力的主动土压力计算公式。基坑倾斜坡面的主动土压力可以直接采用建立在极限平衡理论基础之上的计算公式计算,而无需采用先计算朗肯主动土压力再进行修正的计算方法。桩锚支护结构中的锚杆头部一般不可能发生竖向位移,可假定锚杆轴向伸长量等同水平伸长量,以此假定计算锚杆水平弹簧系数比较合理。用算例对所推导的计算公式和现行规程的计算公式进行计算比较,工程现象及算例结果均表明,不管是土钉墙还是桩锚支护结构,现行规程土压力计算公式未考虑墙(桩)、土间的摩擦力,计算的主动土压力偏大;现行规程计算的桩锚支护结构的锚杆水平弹簧系数偏小。因此,设计的支护结构均偏安全,不利于控制工程成本,应根据工程实际情况进行适当优化。     

基坑支护位移对土压力的影响

基坑支护设计中,准确计算土压力是保障基坑支护安全的前提。而经典朗肯极限土压力计算,其支护结构所对应的极限位移值往往较大,超过了基坑工程实际所允许的最大位移量,故而采用极限土压力有一定的局限性。通过采用横向受荷载桩的P-y曲线进行推导,并假设支护结构的位移按倒三角形分布,得到简化的位移土压力计算方法。通过与工程实际监测数据的对比分析,该计算方法能更准确的分析基坑支护土压力,具有一定的工程实践意义。     

土钉墙与桩锚组合支护结构研究

近年来,基坑支护逐渐从单一结构向多种结构联合支护方向发展。工程实践中,为实现技术、经济与环境安全等控制目标,常采用上部土钉墙结构、下部桩锚结构的联合支护形式。以土钉墙与桩锚联合支护结构为研究对象,结合邢台市某深大基坑设计的工程实例,运用提出的计算方法进行验证,并通过现场变形观测。结果表明,土钉墙与桩锚支护结构组合应用的效果非常明显,地表沉降量显著减小,且计算结果与实际变形一致。     

砂土地基小直径单桩的浅层土p–y曲线

小直径桩在桩基础的抗震设计、加固中已得到越来越多的应用。针对美国石油协会(API)规范的p–y曲线法和中国规范的m法对小直径单桩的适用性问题,通过拟静力试验研究了砂土地基小直径单桩的浅层土(深度小于1 m)p–y曲线。对实测桩身弯矩采用分段函数的拟合方法来推算土反力和桩身变形,获得了小直径单桩在饱和中砂中的浅层土静力p–y曲线,并基于试验结果提出了三线性本构。进一步地,通过数值模拟分析比较了所提出的浅层土三线性p–y曲线、API规范的p–y曲线、中国规范的m法对预测小直径桩基受力和变形的有效性。结果显示API规范的p–y曲线可能稍低估桩基的水平承载力,并获得更深的桩身最大弯矩位置,而提出的浅层土三线性p–y曲线可更好地预测桩基的整体水平力和位移关系、桩身弯矩及变形。另外,传统的m法仍然适用,当桩身变形较小时(土面桩身变形不超过6 mm),m值宜取推荐范围内的较大值,而当桩身变形较大时,m值宜取推荐范围内的最小值。     

桩锚和土钉联合支护方案数值模拟分析

以百色某棚户区改造项目深基坑工程为背景,采用PLAXIS有限元计算软件建立二维数值分析模型,对单一桩锚支护方案与桩锚土钉联合支护方案中的桩体结构变形特性进行分析。结果表明：桩锚土钉联合支护方案中的桩体水平位移、桩体弯矩以及锚索轴力均随着基坑开挖深度增加不断增大,变化速率先增大后减小;与单一桩锚支护方案相比,桩锚土钉联合支护方案对于桩体水平位移的限制效果更好,桩体所受到的弯曲应力与锚索轴力更低,对基坑周围环境影响程度更小,基坑整体安全稳定性更高。该研究结果可为以后相似的工程提供实用价值和理论研究参考。     

土钉联合拉锚式钢板桩支护结构优化

通过增设土钉对拉锚式钢板桩支护结构进行优化。打设土钉不仅可以减小岸坡土体的塑性变形,而且可以约束钢板桩的变形,从而起到减小钢板桩桩长的作用。土钉的横向连续布置还可以提高钢板桩墙整体性,更利于结构稳定。本文通过有限元计算的方法比较了拉锚式钢板桩支护结构与土钉联合拉锚式钢板桩支护结构的变形特性与典型工况下两种结构的边坡稳定性,证明了利用土钉进行优化设计的优越性。在此基础上,通过分析土钉的长度、倾角以及埋设位置对板桩位移的影响,对土钉参数也进行了优化。     

旋喷土锚在基坑支护中的应用

介绍了新型高压旋喷土锚在基坑支护设计中的应用。旋喷土锚在基坑支护体系中所能提供的拉力大,对降低桩身弯矩和桩身侧向位移效果明显。将旋喷土锚应用于某深基坑的支护工程中,监测结果表明,该工程支护桩身实际位移最大值、地表沉降值均小于计算值,表明将旋喷土锚用于深基坑桩锚支护体系中效果明显。     

土钉墙-桩锚-内撑复合支护体系监测与分析

对郑州市某深基坑工程的施工全过程进行现场监测,通过分析坡顶水平位移、冠梁水平位移和支护桩深层水平位移等监测数据,研究土钉墙-桩锚-内撑复合支护体系的变形规律;结合工程实例建立了有限元模型,将实测数据和数值分析结果进行对比,验证模型及参数适用性,进而总结了内支撑位置、锚索锁定值对支护结构变形的影响。结果表明:土钉墙-桩锚-内撑复合支护体系中坡顶水平位移主要由上部土钉墙控制;该体系支护桩深层水平位移曲线大体呈P形,最大位移出现在内支撑附近,产生于钢筋混凝土内支撑形成强度之前;随内支撑标高上移,桩身最大位移点向基坑底面方向移动,在复合支护体系中内支撑标高的确定应以基坑外被保护对象的位置为依据;桩身最大水平位移所在位置随锚索锁定值的增大而下移,且最大水平位移值减小;当场地的工程地质条件较好时,可以通过适度增大锚索锁定值来控制支护结构水平位移。     

土钉墙设计理论探讨与讨论

１ 问题的提出 本文对基坑护壁采用土钉墙或喷锚支护的传统设计提出怀疑。所怀疑的不是朗肯土压力分布规律,而是这种计算与基坑稳定初始条件不符。土钉或喷锚不是支挡结构,而是与土组成共同承载结构──“钢筋土”结构。 基坑在开挖过程中土体发生应力重新分布,引起周边土体变形。此时土钉或锚杆限制土体变形,产生相互作用。基于这样一个物理力学过程,本文提出用弹性力学来分析土钉墙的受力状态。将土钉墙视为承受土压力的结构,在土压力作用下求出墙内各点应力表达式,根据应力分布规律来设计土钉或锚杆参数及其布置。 基于前人的研究…     

北京地区深基坑桩锚支护结构协同变形分析研究

桩锚支护是目前北京地区超深基坑应用最为普遍的支护形式,其设计理论经过多年的发展,目前已经非常成熟,但现行规程设计理论在计算边坡位移时,一般是将桩身挠曲位移代替边坡位移,虽然已经考虑了土体抗力,但并未考虑土体与支护结构协同变形情况,即土体随着桩体的变形也相应的发生变形。由于土体对桩体变形的抵抗,直接影响了桩体自由变形,经过协同转化,最后土体与桩身变形达到一致。在协同变形过程中,土压力随着协同变形的发展而不断的变化,最后达到一个平衡点。对深基坑桩锚支护结构协同变形进行了研究,推导出适合于北京地区桩锚支护深基坑考虑协同变形的简化计算公式,并用案例进行简单对比,验证了改进公式的可行性。     

成都砂卵石地层桩锚支护侧土压力实测分析

为了得出砂卵石地层条件下实际作用于支护结构上的土压力分布模式,基于成都典型砂卵石地质条件的现场监测数据,对深基坑开挖过程中实测土压力进行分析研究。结果表明：砂卵石地层条件下实测土压力呈类波状的非线性分布;桩顶下约3 m范围内实测土压力位于朗肯主动土压力与静止土压力之间;距桩顶约3 m以下的实测土压力远小于朗肯主动土压力;水平位移对圈梁和基底处的土压力的影响很小,并分析了出现这种情况的合理性,对类似深基坑支护体系的设计具有重要的参考价值。     

考虑刚性桩复合地基影响的主动土压力强度计算方法研究

针对坑外邻近刚性桩复合地基条件下侧向土压力的计算,规范采用的是朗肯土压力作图法按天然地基计算,未能考虑桩体的荷载传递效应及附加应力随深度的变化。基于桩侧摩阻力分布假设,采用Mindlin解和Boussinesq解分别求得桩体与桩间土产生的竖向附加应力,并结合Mohr-Coulomb强度准则,依据极限平衡法推导出既有刚性桩复合地基条件下主动土压力强度计算公式,并将本文算法与规范算法和朗肯主动土压力进行对比分析。结果表明,本文计算土压力强度分布大于朗肯主动土压力而远小于规范计算值,并随深度呈非线性分布,桩体的荷载传递效应会对桩端附近土体产生附加土压力,0.5倍桩长范围内仅考虑桩间土的附加土压力。最后,通过室内模型试验结果与本文计算结果进行对比,证明了所提算法的合理性与有效性。