基坑工程倾斜桩及其与多级支护组合的工程应用研究

为避免支撑的大量使用造成的资源浪费和固体废物污染,开展了倾斜双排桩、倾斜桩多级支护的工程应用研究.采用数值计算方法研究支护结构内力、位移及整体稳定性,通过对比分析及监测结果验证,探讨倾斜桩及其与多级支护结构组合支护的工程特性.研究结果表明:倾斜双排桩及倾斜桩多级支护相较于传统垂直双排桩,能显著减小基坑位移、提高整体稳定性安全系数,其中,倾斜桩多级支护平台设置连梁时,对于关联式破坏的分级支护具有更好的位移和稳定性控制效果;倾斜双排桩桩身弯矩显著小于垂直双排桩桩身弯矩,但弯矩形态较接近,分级支护平台取消连梁时,具有更小的桩身弯矩,工程应用中可采取结构措施,平衡位移、弯矩及整体稳定性间的关系;通过现场位移监测,倾斜桩支护结构位移总体小于垂直桩.     

桩顶设置斜撑在深基坑多级支护中的应用

以梦时代广场深基坑工程为例,选取设置桩顶斜撑的多级支护典型剖面,采用有限元模型方法研究斜撑设置不同位置下对支护结构位移、内力及整体稳定性的影响。通过研究内容在工程项目中的实际应用,达到了支护体系安全、有效的目的,取得了较好的社会经济效益。通过调整多级支护的分级高度及平台宽度,建立二维有限元模型,计算支护结构位移、内力及整体稳定性变化情况。结果表明:多级支护设置桩顶斜撑对支护结构位移控制及整体稳定性有利;多级支护宽深比B/H小于0.5时,增大第一级高度H_1更有利位移控制,宽深比B/H大于0.75时,分级高差越小越有利位移控制;宽深比B/H大于1时,平台宽度对位移控制及对整体稳定性的影响作用下降;桩顶设置支撑情况下,平台越宽,桩身弯矩越小,总体上第一级支护桩弯矩随深度比H_1/H_2的增大而增大,第二级支护桩弯矩变化则相反,工程设计中可通过调整深度比来分配分级支护弯矩。本次研究可为基坑车道支护、中心岛式支护、多级支护等基坑工程方案选择和实施提供一定参考和借鉴。     

汉江阶地软土区倾斜预制桩基坑支护计算与实测分析

倾斜桩基坑支护结构具有较好改善桩身变形和受力状况的作用。以长江支流汉江一级阶地基坑工程实例为基础,开展倾斜预制桩基坑支护应用研究,通过对斜-直交替桩支护和前斜后直支护结构的数值计算,同时结合变形监测数据,分析支护结构特性,结果表明：通过位移和内力进行计算对比,发现斜-直交替桩与前斜后直桩位移分别相当于对比直桩支护结构的32%和54%,同时弯矩减少16%以上;采用倾斜预制桩支护,其预制化的桩身材料与倾斜支护结构具有较好结合性;通过监测表明,倾斜支护结构斜撑效应显著,同时冠梁锚固效果对位移控制有一定影响,为避让斜桩对基础的影响,宜采取加强措施减少结构位移。本文可为类似工程提供一定参考。     

"前斜后直"倾斜桩基坑支护在武汉深厚淤泥质层中的设计与应用

以武汉深厚淤泥质地区"前斜后直"倾斜桩基坑支护为例,通过有限元分析,对比"前斜后直"与垂直双排桩支护结构位移、弯矩变化,探讨"前斜后直"倾斜桩基坑支护位移及内力变化特性,结果表明"前斜后直"双排桩位移最大值明显小于垂直双排柱的最大位移,且随基坑开挖深度加大,"前斜后直"双排桩位移控制作用更明显.倾斜支护结构有较好的降低桩身及连梁弯矩的作用,"前斜后直"支护结构中后直桩弯矩总体小于前斜桩弯矩.随基坑开挖深度增加,斜桩支护中桩身及连梁弯矩降低作用更加显著.现场监测表明,"前斜后直"倾斜桩在武汉深厚淤泥质地区的应用效果良好.     

斜直交替倾斜桩支护性能及机理研究

以天津市某基坑支护工程为例,利用PLAXIS 3D有限元软件对倾斜桩支护进行了参数分析、机理研究与优化设计。研究结果表明,内斜桩与直桩的组合结构中,斜桩起到了斜撑作用,提高了基坑的稳定性。直桩水平位移随着桩长的增加先减小后增大,而斜桩水平位移则呈现一直减小的趋势,且减小效果逐渐减弱,因此选择11 m长的桩较为合适。在倾角增加的过程中,直桩和斜桩的水平位移先减小后增大,在15°～20°时出现最小水平位移值。     

基坑支护倾斜悬臂桩受力变形特性试验研究

为改善基坑工程中支护桩的受力特性,将传统的直立悬臂桩背向基坑倾斜一定角度,形成基坑支护倾斜悬臂桩,可以更好地承担水平荷载,减小水平位移和变形。通过模型试验的方法对基坑开挖过程中倾斜悬臂桩的桩顶水平位移、桩后土体沉降和桩身弯矩进行研究。试验共进行3种不同工况下的模拟,分析倾斜悬臂桩在不同倾角不同布桩方式下的受力特性。分析结果显示,同等条件下,倾斜悬臂桩较传统直立桩相比,可以有效减小桩底水平位移和桩后土体沉降;桩身弯矩会因基坑开挖深度的增大而增加,桩身的正弯矩峰值接近负弯矩峰值,斜桩的最大弯矩值显著小于直桩支护形式下的弯矩峰值。     

基坑双排斜桩模型试验研究

伴随着地下空间开发的开发,基坑开挖深度逐步加大,当开挖深度较大时,单排桩满足不了位移要求时,发展出双排直桩、斜直交替桩等新型支护形式,然而支护效果仍不够理想。为进一步优化基坑工程中的双排支护桩,增大其抗侧刚度,将桩设置为斜桩形成基坑双排斜桩。为了验证双排斜桩的支护效果,基于室内模型试验对双排斜桩在开挖与堆载作用下的桩顶位移和桩身弯矩进行监测,并与单排桩、双排直立桩、小排距前排倾斜双排桩和常规排距前排倾斜双排桩进行对比。研究结果表明:(1)双排直立桩、小排距前排倾斜双排桩、常规排距前排倾斜双排桩和双排斜桩的侧向刚度均优于单排桩;(2)当桩顶排距较小时,前后排形成的空间刚架作用不强,小排距前排倾斜双排桩承载力弱于双排直立桩,当桩顶排距与双排直立桩相同时,前排倾斜双排桩的桩顶位移增长速度比双排直立桩缓慢,承载力提高;(3)双排斜桩在开挖和堆载过程中,位移增长最为缓慢,桩身弯矩较小,相比单排桩、双排直立桩和前排倾斜双排桩有一定优势;(4)对5种工况的桩型布置进行排序,双排斜桩＞常规排距前排倾斜双排桩＞双排直立桩＞小排距前排倾斜双排桩＞单排桩。     

前斜后直双排桩施工技术研究与应用

传统的深基坑支护体系施工周期长、循环利用率低等问题,介绍了武汉金银湖协和医院项目深基坑工程局部支护区域采用15°前桩倾斜双排桩的应用实例,该工程斜桩采用钻孔灌注桩施工工艺,实现了无支撑基坑开挖深度达10m的效果。该工程采用前桩倾斜双排桩支护方法效果明显,受力机理合理,且水平位移等均相较于传统支护结构更低,有效节约施工造价与工期。     

倾斜悬臂支护桩受力变形特性模型试验

在基坑支护工程中采用倾斜悬臂桩作为支护桩,可以有效减小桩顶位移以及桩身弯矩,改善桩身受力和变形特性。根据基坑支护倾斜悬臂桩模型试验,对5种不同工况进行模拟,对比分析倾斜角度、布桩方式、桩顶约束方式、桩位置四种因素对基坑支护倾斜悬臂桩受力变形特性的影响。试验结果表明:在一定范围内增大支护桩倾斜角度、增加桩顶约束都可以有效减小桩顶水平位移,改善桩身的变形和受力状态;斜直交替布桩方式较单纯全斜或全竖直布桩方式能更大地提高桩体抗倾覆能力,保持基坑稳定。     

前排倾斜桩参数对双排桩支护效果影响分析

针对武汉特定地区土层,利用有限元方法分析前排桩倾角、桩径、桩长对支护效果影响。发现前排桩倾斜双排桩,其位移与弯矩小于常规双排桩,且随角度增大位移与弯矩减小,并逐渐收敛;计算分析得出,前桩倾斜双排桩,桩身最大弯矩均出现在后排桩,后排桩受弯明显;增大倾斜前桩的桩径、桩长,能明显减小前桩位移,增大后桩弯矩,提高支护效果,特别是力学性状好的土层中,增加桩长效果明显。可根据工况,优化前后桩桩径、前桩入土深度及最优倾斜角度,以达到设计最优。     

前排倾斜双排桩支护性状有限元分析

利用有限元软件,针对倾斜双排桩组合形式、前排倾斜双排桩前桩材质与倾角、坑内留土高度与宽度等参数,分析其对倾斜双排桩支护效果的影响,得出一些关于前排倾斜双排桩性状的结论:在倾斜双排桩的组合形式中,后桩垂直前桩外倾双排桩的支护效果较为理想,在综合考虑造价与施工空间后,可作为最优倾斜双排桩组合形式;前排倾斜双排桩前桩桩身弯矩反弯点在0.5L～0.6L深度处,反弯点以上桩身后侧受拉,反弯点以下桩身前侧受拉;开挖较深时,前排倾斜桩采用钢管混凝土桩(劲性结构)与混凝土桩较为理想;整体位移随前桩倾斜角度增大逐步减小并收敛,且在倾角逐步增大时桩身弯矩逐步减小,主要因角度增大后前排桩除抗弯外,还提供了支撑作用;前排桩桩身最大位移随留土高度与宽度的增加呈现二次函数减小,弯矩随留土高度与宽度增加呈现线性减小。     

基坑倾斜桩支护性能及机理大型模型试验研究

倾斜桩支护是较为新型的基坑无支撑支护体系,已有工程案例证明其支护性能较好,然而其支护机理尚缺乏深入研究及试验佐证。运用大型室内模型试验研究了多种倾斜桩支护结构的变形及受力特征,并分析揭示了其工作机理。试验结果表明,与悬臂支护桩相比,纯斜桩支护结构主动区土压力减小,使得变形和内力均减小;而相比悬臂直桩和纯斜桩,倾斜桩组合支护结构由于具有自撑、刚架和重力三大效应,变形及内力更小,稳定性更高。倾斜桩组合支护结构自身形成一个空间刚架,内排桩和外排桩分别发挥了类似斜撑(受压)和锚杆(受拉)的作用,受力和变形特征更接近采用内支撑的支护体系;外排桩受到的主动区摩阻力、内外排桩间土体重力均可提供抗倾覆力矩,提高了支护结构抗倾覆能力。内外排桩夹角相同时,内斜直及内外斜组合结构支护性能优于外斜直组合。     

斜桩支护基坑的数值模拟研究

具有一定倾斜角度的桩在公路桥梁、港口码头行业中中已应用广泛,而在基坑支护工程中则鲜有应用和研究。为了研究具有一定倾斜角度的桩作为基坑支护结构时的工作机理,采用数值模拟的方法,对不同倾斜角度的钢板桩进行计算,研究不同倾斜角度对支护桩内力、位移的影响规律。研究结果表明,斜桩有利于与降低基坑位移、减小支护桩剪力,而支护桩正弯矩随角度增大而减小,负弯矩随角度增大而增大。从充分发挥材料性能、节约造价的角度,斜桩倾斜角度以10°~12°为宜。     

无支撑前斜后直倾斜双排桩支护监测与分析

采用自动化实时监测系统平台进行"前斜后直"无支护倾斜桩支护结构内力和位移监测,经有限元数值计算,对比计算值与实测值结果,为基坑施工提供技术支撑和安全保障,同时探讨倾斜桩支护结构特性。结果表明:监测位移量相比计算值略大,"前斜后直"倾斜双排桩桩身最大位移总体发生在桩顶向下的位置,倾斜桩表现出一定斜撑效应,并随开挖深度的加深更加明显;监测及计算表明,直桩与倾斜桩桩身弯矩由桩顶先增大再减小,且上部弯矩与下部弯矩相反,斜桩弯矩总体大于直桩弯矩;当基坑挖深超过8m时,计算与实测结果显示,支护体系内力及位移对挖深更敏感,容易产生突增现象。     

预制混凝土板桩在岸坡支护中的应用研究

以苏南运常州段河航道升级为背景,通过有限元软件建立多个数值模型,确定典型断面中的板桩长度和超载工况下板桩支护的可行性。并研究对板桩进行锚固时最佳锚固点的选择。基于控制板桩水平位移的角度确定了板桩较佳的倾斜角度。通过工程实例对比直板桩和斜板桩在工程中的应用效果,得出可以通过适当增加板桩倾斜角度来达到缩短板桩长度的目的,从而降低工程造价。     

软土地区深基坑中SMW工法桩+斜撑组合支护施工技术研究

文中以某高层建筑为例,对排桩+锚索支护、SMW工法桩+斜支撑两种方案进行比较分析,深入研究SMW工法桩+斜撑组合支护技术在软土地区深基坑中的应用,进一步提高SMW工法桩+斜撑组合支护施工质量及安全性,减少事故发生,以期为未来软土地区类似的基坑工程提供相关实践经验。     

车辆段基坑SMW工法桩加斜抛撑支护体系施工技术

型钢混凝土工法桩加斜抛撑组合支护体系在地铁车辆段深大基坑支护体系中的应用具有施工难度低、效率高、经济性好,抗侧压力强、止水效果好、安全系数高且环保节能的特点,被广泛用于基坑围护结构工程建设中.论文结合福州市城市轨道交通4号线一期工程前锦车辆段深基坑支护开挖过程,分析SMW工法桩加斜抛撑组合支护体系施工技术.     

HUC组合钢板桩在深基坑支护中的应用研究

为了验证HUC组合钢板桩在深基坑支护中的应用优势,结合嘉兴市南湖区某广场工程项目。以HUC组合钢板桩为研究对象,对该案例深基坑支护方案进行了论证,体现了该工程采用HUC组合钢板桩的适用性。通过对支护结构顶部水平位移、基坑四周地表水平位移以及地表沉降进行监测,数据结果均在基坑规范要求范围内。实践表明,HUC组合钢板桩支护方案应用效果良好,比常规钢板桩具有一定的优越性。     

主动式斜直交替倾斜桩支护基坑数值研究

随着可持续发展在岩土工程行业日益得到重视,无支撑支护技术得到了大力发展。在此基础上提出一种新型的可以有效控制基坑变形的主动式无支撑支护技术,将主动控制技术与斜直交替倾斜桩支护技术相结合,并利用FLAC3D有限差分软件建立三维模型,针对千斤顶位置、主动控制膨胀位移、主动桩倾角等因素对该技术工作性能的影响展开研究分析。结果发现,主动式控制技术可以很好地应用在斜直交替倾斜桩支护中;同时发现液压千斤顶布置于斜桩桩顶效果最佳;此外,膨胀位移的增加、主动桩倾角的增大都有利于主动控制效果的增强;此外,根据研究结果针对不同工程情况提出一些合理的建议。     

用钻孔注浆桩修复基坑支护

1.工程概况 某广场基坑深7.2m,支护结构采用拉森2＃钢板桩加H300mm×300mm型钢斜撑方案,挡水挡土效果良好。由于场外原有污水管的长期外漏,土体遭水浸润后,力学性能变差,使C区转角部分支护结构失稳,钢板桩向基坑内侧倾斜,如图1所示。为保正后续施工的安全,需要尽快处理。