双排桩复合土钉支护基坑的工程实例分析

通过一个具体的工程实例,采用数值分析的方法,模拟基坑开挖过程中双排毛竹桩复合土钉支护结构的受力性状,并与实测结果进行了比较,探讨了影响双排桩复合土钉支护基坑侧向变形和体系内力的因素。通过有限元数值分析结果与现场实测数据对比表明,二维有限元数值分析在一定程度上能够反映现场双排桩复合土钉支护基坑开挖的变形和内力分布情况。计算结果表明:土钉中的内力与其位置有较大的相关性,中上部的土钉受力较大,底部的土钉受力较小;各层土钉轴力是在开挖下一层土体时引起的,并且随着开挖进行,土钉的轴力逐渐增大;双排桩的刚度对基坑的侧向位移有较大影响。     

复合土钉支护基坑开挖中侧向变形性状分析

针对上海市东方艺术中心超大面积的复合土钉支护基坑在开挖中引起的变形,采用二维有限元的方法,分析浅层基坑开挖过程中复合土钉支护结构的受力特点及基坑侧向变形情况。通过对有限元计算结果进行分析,并与实测数据对比,认为复合土钉支护可以将侧向位移控制在较小范围内;最后一层土钉拉力很小,可以节省掉;影响基坑侧向变形的土钉设计参数为土钉刚度和水平间距,但存在一个临界土钉刚度,当土钉刚度大于临界刚度时,其对基坑侧向变形的影响较小。     

软土基坑复合土钉支护工作性能分析

结合具体工程实例，采用数值分析的方法，模拟基坑开挖过程中复合土钉支护结构的受力性状，并与实测结构相比，结果表明：土钉中的内力与其位置有很大的关系，土钉的设计参数如土钉刚度、土钉水平间距等对基坑的侧向变形有影响，但也不能盲目增大土钉的设计参数来获得更小的侧向位移。     

排桩复合土钉支护结构受力变形机理分析

排桩复合土钉支护结构是近年来在基坑工程实践中得到成功应用的一种新型支护形式,为研究其受力变形机理,在工程案例分析基础上,采用有限元软件建立排桩复合土钉支护结构三维数值模型,模拟基坑分步开挖工况,对排桩侧移、坑后地表竖向沉降、坑底土体隆起变形、土钉轴力及桩身弯矩等进行了研究分析。结果表明:排桩复合土钉支护结构中土钉起着“弱锚杆”作用,相对于纯排桩支护结构,改变了排桩的变形和受力性状;相对于纯土钉支护结构,排桩复合土钉支护结构中土钉轴力峰值较小且靠近基坑侧壁,土钉受排桩-面层系统的拉拔作用,钉头处轴力较大。研究成果可为排桩复合土钉支护结构的设计、施工提供理论参考。     

微型桩复合土钉墙在膨胀土基坑中的应用研究

结合成都东郊膨胀土地区一深基坑,介绍微型钢管桩复合土钉墙的设计思路及应用情况。采用多种手段对基坑变形与支护构件内力进行监测,测得了土钉轴力、微型钢管桩弯矩与基坑水平位移、沉降值在各个开挖阶段随时间及空间的分布规律并实现了信息化施工,在基坑出现了较大变形时及时进行坡脚反压与加固,保证了边坡整体稳定性。根据对监测数据的分析及实际支护效果表明:“水”与初期开挖支护不及时是基坑整体变形较大的主要原因;土钉轴力发挥较为充分,为主要的受力构件,设计的土钉长度偏短;微型钢管桩受力较小,对基坑变形的控制作用有限,超前支护效果欠佳。取得的经验对成都地区类似工程具有借鉴意义。实测的监测数据有助于复合土钉墙理论研究。     

复合土钉支护的稳定性与变形分析

采用有限元分析的方法,结合工程实例,模拟基坑开挖过程中复合土钉支护结构的受力情况,研究了复合土钉支护结构的变形和稳定性,结果表明,复合土钉支护能够比较好地控制基坑的水平位移,而且稳定性比一般土钉结构要好。     

基坑土钉支护应力和加固机理分析

通过有限元数值分析软件ANSYS对深基坑开挖与土钉支护的全过程进行了模拟。分析研究了施加土钉前后基坑坡体的应力与变形特性、土钉轴力分布规律以及坡体潜在破裂面的位置。通过对比无土钉和施加土钉两种情况的土中主应力变化及摩尔圆分析,说明了土钉支护的加固机理和效果。文中还给出了土钉和面层的内力分布规律。研究结果对基坑土钉墙支护的设计与施工具有一定的参考价值。     

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。     

桩墩扶壁复合土钉墙工作性状数值分析

针对软土地区采用桩墩扶壁复合土钉墙围护结构的基坑,按实际工况进行了开挖支护的三维非线性有限元模拟,其中土体采用修正剑桥弹塑性模型,计算结果与现场实测数据能较好地吻合,表明本文研究方法是可行的。现场实测数据与四种不同型式复合土钉墙围护结构基坑开挖的数值计算结果,均表明三维基坑开挖存在明显的“角部效应”;在复合土钉墙中设置灌注桩墩与锚杆对于减小灌注桩、搅拌桩、锚杆、土钉及周边土体变形及内力有是利的,且灌注桩墩的影响效应要超过锚杆,故在深基坑开挖中采用桩墩扶壁复合土钉墙支护结构是合理有效的。     

深基坑锚杆-土钉复合支护的三维非线性有限元分析

根据深基坑土钉支护的受力特点 ,土钉与土体粘结滑移的工作性能 ,以及实际工程中的开挖建造与锚杆预应力施加等一系列施工过程 ,编制了针对锚杆 -土钉复合支护的三维非线性有限元程序 ,重点讨论了锚杆的存在对坑壁变形与土钉内力的影响。分析结果表明在对变形要求较严时 ,使用锚杆 -土钉复合支护可以有效控制变形。     

Neuartige vernagelte Lamellen‐Stützwand

New nailed lamellar retaining wall. A new nailed lamellar retaining wall will be described, which belong in the category of various permanent safeguards designed to prevent the earth behind the sides of an excavation cut from moving, and into which plants can be fitted. They are characterized by horizontal walers made out of reinforced concrete, which are anchored in the earth and support the sides of an excavation so that its final bottom can be reached, and by prefabricated lamellas attached to these walers at some later date starting at the bottom and going up to the top. Preferred means of anchoring are non‐prestressed nails. However, prestressed anchors can also be used. Advantages of this construction are highlighted. An example of the mentioned walls that has been put into practice is given and described through various photographs. The particularities of a computer program developed by the author are then briefly presented, which enables not only the described construction but also all other nailed retaining walls to be calculated, notably those walls coated with shotcrete. New approaches are explored here which bring about quicker and more exact results.     

深基坑复合土钉支护的三维有限元数值分析

复合土钉支护作为一种新型支护技术具有广阔的应用前景,但目前相关的研究远远落后于工程实践。本文运用有限元软件ABAQUS建立了超前钢管桩、土钉、预应力锚索三种支护结构不同组合的复合土钉支护和简单土钉支护的三维模型,对基坑的开挖支护过程进行了数值模拟。研究表明:复合支护下基坑开挖面最大水平位移发生在基坑下部;钢管桩对开挖面中上部水平位移限制作用明显;土钉轴力的分布成中间大、两端小的形式。本文的结果与前人的研究成果相符,可以为工程提供一定参考。     

土钉及其与土体粘结滑移的工作性能分析

在分析总结现有土钉及其与上体粘结滑移的工作性能试验研究基础上,建立土钉及其与土体粘结滑移的有限元模型,经推导给出单元刚度矩阵显式,并直接用于进一步的有限元分析。工程实例计算表明,基坑水平位移和土钉最大拉力与实测结果基本吻合。     

格栅条带式加筋胎面挡土墙变形性能数值计算

采用土工格栅加筋的方法提高废旧轮胎挡墙的承载性能,促进废旧轮胎挡墙的推广应用,通过数值计算方法分析了不同墙顶荷载下有无土工格栅加筋的废旧轮胎挡墙的水平变形与竖向沉降反应特征,得出铺设土工格栅加筋的方法可显著减小墙体的水平变形和竖向沉降,提高废旧轮胎挡墙结构的承载能力,随着外荷载的增加,墙体变形模式依次呈凹凸微小变化型、“弯弓”型、“似弯弓”型和“鼓腮”型和直线型。考虑土工格栅的加筋长度、竖向加筋间距以及格栅加筋刚度3种因素对废旧轮胎+土工格栅加筋土挡墙的水平变形的影响,得出在废旧轮胎加筋土挡墙设计中,建议土工格栅的加筋长度选取范围为0.5H～0.7H,土工格栅竖向间距的选取范围为0.4 m~0.7 m,格栅刚度不宜大于5 000 kN/m。     

轻型木结构中覆面板钉连接承载性能试验研究

通过对222个采用中国产圆钢钉制作的轻型木结构覆面板钉连接试件进行单调加载试验,研究了它们的承载性能。试验结果表明,钉连接发生模式M-c1屈服、覆面板断裂、覆面板剪坏、规格材撕裂和钉子穿透等5种破坏;直钉连接的承载力比斜钉高,而两者刚度基本相同;覆面板主方向与规格材木纹夹角对钉连接承载力和刚度的影响很小;荷载方向与规格材木纹夹角影响钉连接的刚度,但不影响其承载力。通过与欧洲木结构设计规范钉连接计算公式的分析对比,获得了符合中国轻型木结构覆面板钉连接的刚度计算公式,为计算分析剪力墙和横隔(楼盖和屋盖)的抗侧力性能提供参考。     

软土地区土钉现场试验及土钉结构的稳定性分析

 通过工程实例计算分析软弱下卧层对土钉支护稳定性的影响,揭示软土中土钉墙的变形特点,并提出控制位移的措施。介绍在软土地区进行的土钉原位快拔和慢拔试验,通过对2种试验结果的对比,分析软弱土层中土钉抗拔承载力的特征,提出通过快拔试验对土钉的抗拔承载力进行测试的方法;同时,提出软土地区有关土钉长度和间距设计的建议以及对现行规范中有关土钉支护结构设计的补充意见。     

土钉支护的离心模型试验研究

土钉由于其施工简便、经济高效,已做为原位土体加固和支护技术被广泛应用。但是对于土钉加固机理的了解还有待于深入研究。中国建筑科学研究院地基所和清华大学共同完成了土钉支护机理的离心模型试验研究。采用清华大学中型土工离心机进行了8组土钉支护基坑的离心模型试验。离心模型试验研究表明,土钉能够显著提高基坑土体的稳定性。土钉长度和密度对支护基坑土体的稳定性影响非常显著。在本文所研究的土性和基坑条件下,当土钉最大长度和基坑高度之比(L/H)为0.48和0.8时,基坑土体基本不会发生整体剪切破坏。土钉支护土体发生外部整体剪切破坏的条件是高密度布置短钉情况,土钉支护土体发生内部钉筋拔出破坏的条件是稀疏布置长钉情况。     

土工格栅加筋挡土墙工作性能的非线性有限元数值分析

针对土工格栅加筋挡土墙发展了有限元数值分析方法,依此对某一足尺试验墙进行具体的有限元数值计算,将计算结果与试验实测结果进行了对比分析,验证了加筋挡土墙结构应力与变形有限元分析的可靠性,进而通过变动填土的强度特性和刚度特性以及加筋的刚度、长度和间距等参数,进行了数值计算,通过对比分析探讨了填土及加筋对土工格栅加筋挡土墙工作性能的影响程度,为加筋挡土墙的设计提供了参考依据。