基坑支护结构优化设计与软件开发

在可靠度分析的基础上,提出了一种基坑支护嵌固深度的二阶矩优化设计方法,论证了悬臂式和单层支护结构嵌固深度设计的控制因素。采用弯曲剪切扭转有限元模式计算圈梁,采用杆系有限元增量法分析支护桩。通过变形协调条件求解二者的相互作用,以各工况开挖深度、各支撑施工位置和圈梁截面为优化变量,以支护桩墙变形曲线面积积分建立优化目标,研究了圈梁和多支点支护结构优化准则和方法并开发了相关可视化计算软件。     

基坑单支撑支护结构抗倾覆可靠度分析

采用结构可靠度方法分析基坑单支撑支护结构抗倾覆稳定性，充分考虑了参数的变异性。可靠度计算采用JC法和优化算法，分析表明两种方法计算结果相当接近，而优化算法更为简捷，便于应用。算例分析表明：当参数变异性较大时，采用安全系数评价抗倾覆稳定性不一定安全，采用可靠度指标评价则更合理；土体强度指标和支护桩嵌固深度的变异性对抗倾覆可靠度指标影响显著，支撑位置、土体重度和地面荷载的变异性影响很小，设计时可视为确定性变量：黏聚力、内摩擦角和嵌固深度的变异性对可靠度指标的影响依次增大，当嵌固深度变异性很大时可忽略黏聚力、内摩擦角的影响，而当内摩擦角变异性很大时，可忽略黏聚力的影响。     

悬臂式基坑支护结构嵌固深度的模糊概率分析

鉴于足够的嵌固深度对于保证悬臂式基坑支护结构的稳定至关重要,而基坑稳定性问题又是一个模糊随机事件,其中兼有随机性特点和模糊性特点,故而基于模糊概率理论研究了嵌固深度的优化分析方法,实例的计算结果表明:随着嵌固深度的加大,基坑发生失稳破坏的模糊概率减小,从而为达到基坑安全性及经济性的双重目标,确定合理的支护结构嵌固深度提供了理论依据。     

吊脚桩结合既有地下结构在基坑支护工程中的应用

国家会议中心二期主体项目基坑施工中,针对临近隧道地铁等无法施工嵌固土层的支护桩等难点,采用吊脚桩结合既有地下结构的支护形式解决了支护桩无施工空间的问题,利用既有的地下建筑物作为基坑支护的一部分,节省了造价,满足了基坑的稳定性要求和隧道结构变形控制的要求.     

基坑支护设计中若干参数的敏感性分析

在基坑支护设计中,经常因部分参数取值不合理引发设计失误或因过于保守而造成浪费。根据深基坑支护结构软件对工程实例进行计算分析,对主要的且意义较模糊的设计参数如冠梁水平侧向刚度、水平抗力系数m、支护桩嵌固深度等进行敏感性分析,得出这些参数选择如果不合理会对支护结构的内力、变形及稳定性带来影响,并为支护设计时选择参数提供参考。     

地铁出入口加深改造基坑稳定性分析

通过对基坑稳定的分析与计算,分析了基坑稳定与围护桩嵌固深度的关系曲线,并结合现场实际条件,提出经济、合理的补救方案。结果表明,旋喷地层加固方案可以取得良好效果,在一定程度上弥补了围护桩嵌固深度不够的缺陷,使结构变形在规范允许范围之内。此外,分段施工对基坑开挖安全十分重要,可以采用增加临时支撑体系或锚索等方式来增强基坑整体稳定性。     

相邻双基坑开挖失效机理及破坏模式分析

城市地区密集的基坑群施工中,有时会遇上两个甚至多个基坑在同一时期进行开挖施工的情况。相邻基坑开挖的失效机理、破坏模式与基坑单独开挖存在较大的差异,目前尚缺乏考虑相邻基坑开挖的基坑失效机理和破坏模式研究。以某实际相邻双基坑工程为原型,利用Rockscience Phase2有限元软件建立相邻基坑开挖的二维模型,采用应变剪切带判别基坑破坏模式,采用强度折减法分析基坑稳定性,探讨影响相邻基坑稳定性的主要因素。结果表明:相邻基坑破坏模式主要表现为上部倾覆破坏或下部滑移破坏或两者组合破坏形式。开挖深度、基坑间距、锚杆长度、支护桩嵌固深度、土体强度、支护方式和软土层厚度等对相邻基坑破坏模式产生明显的影响。     

深基坑桩锚支护体系搭接接长加固施工技术

通过对深基坑桩锚支护体系中出现的支护桩嵌固深度不足的隐患研究,提出了一种于基坑内新增一排支护桩进行搭接接长的加固措施,有效解决了支护桩嵌固深度不足的安全隐患,该方案施工安全度高,各工序质量易于控制,能确保基坑周边道路、建筑物等环境安全,工程造价适中,具有施工便捷,经济性好的优点。     

谈斜支撑在成都东郊基坑支护工程中的运用

通过工程实例,介绍了斜支撑支护体系在成都东郊膨胀性粘土地区基坑支护中的运用,指出由于斜支撑刚度大,可靠度高,可大大减少原支护结构中支护桩的嵌固深度,经济性好,可作为该区域较可靠的一种基坑支护方式。     

悬臂式排桩支护基坑稳定性的颗粒流模拟研究

基于某实际悬臂式排桩支护基坑工程,建立对应的PFC2D颗粒流模型,进行不同嵌固深度下位移场分析和地面超载对基坑稳定性的影响研究。结果表明,足够的嵌固深度是保持基坑稳定性的重要条件,且随着地面超载的增加,围护桩水平位移和坑底隆起逐渐增大。当地面超载超过一定量时,基坑发生整体失稳破坏。上述结论表明,颗粒流模拟可以为基坑失稳破坏分析提供一种新的研究方法。     

深基坑围护结构内力及变形各影响因素分析

利用正交法安排试验,使用ANSYS软件建立了有限元计算模型,通过计算机电算和极差统计分析评价了桩墙厚度、桩的嵌固深度、支撑的刚度、支撑的道数、支撑的水平间距及支撑所加的预应力等因素对围护结构变形及内力的敏感度。对于L形基坑拐角处支撑的布置问题,利用理正深基坑支护结构设计软件F-SPW来模拟计算,并通过多种平面布置方案的比较分析,得到了一些有益的结论。     

复杂环境下深大基坑开挖监测与数值模拟分析

以兰州市某复杂环境下深大基坑工程为案例,该基坑开挖深度为17.70~19.10m,主要采用“咬合桩＋预应力锚杆”支护结构,局部采用土钉墙。根据该基坑周围土体、支护结构、邻近建筑监测数据和基坑开挖数值模拟,分析基坑开挖过程中基坑变形性状和基坑开挖对邻近建筑的影响。研究发现：在开挖过程中,基坑支护结构、基坑周围土体和邻近建筑三者变形相互影响;基坑支护结构应避免出现结构性状突变;咬合桩加预应力锚杆的支护结构适用于兰州地区深大基坑项目。最后借助Plaxis3D有限元软件对基坑开挖过程进行数值模拟,模拟结果与监测结果趋势一致,但咬合桩的研究需深入。该深大基坑支护结构对邻近建筑变形起到良好的控制作用,为兰州地区类似基坑项目提供了很好的案例,为复杂环境下深大基坑项目的设计提供参考。     

基坑底部土体满堂加固模型试验与数值模拟研究

为探究基坑底部土体满堂加固对基坑变形和内力的影响,采用室内模型试验方法,研究了基坑底部土体满堂加固对基坑周围地表沉降、冠梁侧向位移、桩身弯矩以及桩后土压力变化的影响。运用ABAQUS有限元软件对模型试验进行数值模拟,将试验数据与数值计算结果进行对比,并分析了加固土体的水泥掺入比和加固深度对基坑变形的影响。结果表明:满堂加固对降低基坑底部隆起效果最为明显,对降低支护结构侧向位移较为明显,对减小地表沉降不明显;通过极差分析法得出,增加加固土体的弹性模量较增加加固深度对抑制支护桩侧向位移及坑底隆起更为有效;当水泥掺入比超过一定范围后,加固效果没有显著提升,建议在含水率为20%左右的软弱土层地区,水泥掺入比一般为5%～20%;土体的加固深度超过一定范围后,控制基坑变形的效果有所提高,但不明显,建议土体加固深度取0.4～0.45倍基坑深度。     

吊脚桩基坑支护设计——以山东临沂市中汇大厦基坑为例

二元岩土结构的基坑支护常采用吊脚桩+锚索支护结构,在岩肩宽度不足条件下,合理确定等效锁脚锚索锚固力是最关键的因素。数值法分析计算锚固力虽然可行,但不是一般工程技术人员易于掌握的。以山东临沂市中汇大厦基坑为例,通过对土反力合力、支护桩弯矩沿嵌固深度的轨迹来确定锚固力,方法易行,结果可靠,计算的锁脚锚索锚固力大小确定,没有人工干预造成的不确定性,对吊脚桩支护设计具用实用性。     

有限元分析双排桩在基坑支护中的应用

通过GeoStudio处理软件,对双排桩在基坑支护中的应用进行非线性有限元分析,综合考虑基坑开挖边界条件、开挖分期施工工程中参数的变化及双排桩受力特点,从计算结果中分析基坑的应力及双排桩的受力,从而可以得出用有限元法分析双排桩及双排桩在基坑支护中应用能达到良好效果的结论。     

兰州某地铁车站深基坑监测与数值模拟分析

依托兰州市地铁某车站基坑工程,对基坑施工过程中的桩顶水平和竖向位移、地表沉降、钢支撑轴力及地下水位进行了监测,并对监测数据进行了系统分析。监测结果分析表明,桩顶水平位移随着基坑的开挖由小变大逐渐趋于平稳,桩顶竖向位移随着开挖深度的增加而逐渐增加,在开挖的过程中钢支撑的轴力趋于稳定。最后借助有限元软对基坑开挖进行了数值模拟,并将模拟结果与监测结果进行了对比分析,结果表明,数值模拟和监测结果变化规律基本一致,证明了钻孔灌注桩联合钢管内支撑结构安全可行,保证和维护了基坑的稳定,为类似基坑的施工提供了有效可靠的参考资料。     

SMW工法与钻孔灌注桩在基坑围护中的应用

介绍了SMW及钻孔灌注桩两种基坑支护的方法，并对其进行了理论分析，结合工程实例对其施工效果及经济性进行了比较，得出了SMW法较为经济、钻孔灌注桩刚度较大的结论，也为基坑施工中支护方案选择提供参考。     

临近既有铁路深基坑施工安全稳定性技术研究

根据桩基与既有线的位置关系,平面、立面距离以及基坑开挖深度,分析检算开挖对既有路基设备的影响程度,制定支护方式;通过理论计算,确定护壁或沉箱的尺寸、结构形式、箱体配筋及抵抗列车货载及路基土体压力的指标。经过分析研究,得到一系列在基坑距离既有线路基一定距离范围内应采用哪种支护形式的结论。     

谈某大型深基坑支护设计

以某大型基坑支护设计为例,根据本工程开挖的地质条件和开挖深度的特点,选取了桩锚支护为主要的形式,并对桩锚支护体系设计及计算过程进行了详细的分析,以供其他工程参考。     

双排钢管桩结合复合土钉墙基坑支护施工技术

针对工程中基坑开挖深度较深,距已有建筑物较近,基坑无法正常放坡的情况,提出了双排钢管桩结合复合土钉墙基坑支护施工技术,并阐述了该方法的施工技术要点,解决了工程建设中的疑难问题。