深基坑桩锚支护结构优化设计方法及系统研制

针时单支点桩锚支护问题,提出了一种基于施工过程中桩顶侧移控制的优化设计方法,并建立了优化设计模型.该方法以基坑开挖过程中的桩顶侧移为优化目标,以锚固点到桩顶距离为优化变量.以一次位移与二次位移曲线的交点作为优化点,确定锚杆最优位置,进而对桩锚支护结构进行优化.根据上述优化设计方法和模型,采用VB语言研制了优化设计系统,并进行了工程实例分析,设计结果表明:优化设计系统是可行的,优化设计方法和模型是合理的.     

深基坑放坡-桩锚联合支护结构的监测及数值模拟

目的研究放坡-桩锚支护结构变形的演化规律及力学性能.方法以沈阳地区某深基坑为例,分析放坡-桩锚支护结构变形和锚杆轴力的分布情况,采用FLAC3D软件对深基坑放坡-桩锚联合支护结构进行数值模拟,并对现场监测结果进行分析.结果土体摩尔-库伦模型可以很好地描述土体的力学特征.结论基坑四边的中点处发生水平位移最大,角点处最小;支护桩桩顶水平位移最大;地表最大沉降发生在坡顶开挖边线的位置,且水平影响范围在距基坑边缘处15 m.锚杆内力在锚杆的自由段不变,在锚固段随锚固段的增长而变小.     

深基坑桩锚支护结构变形分析和数值模拟

以赣州市红旗村改造项目的深基坑工程为依托,利用有限元软件Midas对深基坑桩锚支护结构进行了数值模拟研究.通过对比基坑土体变形值和实际监测变形值,验证了此模型的准确性和可行性,得出锚杆轴应力在自由段分布均匀,在锚固段逐渐减小的变化规律.此外,深入分析了深基坑桩锚支护结构变形的影响因素,结果表明:增加支护桩的桩长、缩小桩间距可以很好的抑制基坑土体位移,但是增加到一定程度后,这种抑制基坑土体变形的效果十分有限;优化锚杆锚固位置,可以有效提高锚杆利用率,当第三层锚杆锚固深度在6.5~7 m时,两层锚杆的轴力大小相近,为最佳锚固位置.     

某深基坑桩锚支护结构监测分析

根据某深基坑桩锚支护结构的支护特点及其周边环境情况,制定了相应的监测方案。重点对基坑护壁桩顶水平位移、基坑周边地表沉降及基坑附近原有建筑的位移进行监测。监测结果表明：基坑周边变形最大位置处于基坑每边的中间部位和基坑阳角处;预应力锚杆能够有效抑制支护结构的水平位移和沉降;基坑周边附近建筑物位移受基坑开挖速度、锚杆设置时间等因素影响,具有明显的时间效应和空间效应。监测结果为现场施工安全和合理组织施工提供了可靠的依据。     

湿陷性黄土中基坑支护的数值模拟分析

以河南省洛阳市某湿陷性黄土基坑工程为例,结合其所在区域的地质条件、周边环境等,采用了桩锚支护的基坑支护方案。针对该支护方案,应用有限差分程序FLAC3D建模分析了不同工况下支护结构和坑周土体的变形规律,得出了坑周土体的位移随着距坑距离的增大逐渐减小;支护桩的水平位移随着开挖深度的增加,桩顶处位移不断增大,而桩底部的位移越来越小;坑周地表沉降和水平位移及支护结构变形均满足设计要求。同时,研究了湿陷性黄土对桩土位移的影响,结果表明,该支护方案较为合理,桩锚支护结构对深基坑的变形起到了很好的控制作用。研究结果可为黄土地区湿陷性条件下的基坑支护技术及理论研究提供参考。     

深基坑工程桩锚支护结构监测及分析

结合河南省某深基坑工程实例,对深基坑桩锚支护结构开挖过程中各阶段的桩顶位移、桩身位移、桩的内力、土体分层沉降和周围建筑物沉降等进行分析,监测数据显示位移、内力、沉降变形的原因,验证基坑设计的科学性,避免基坑重大事故的发生.     

预应力锚固体控制节理围岩变形的机理分析

采用理论分析、数值模拟与现场试验的方法,对节理受力张开、剪切滑移过程中不同锚固方式下锚杆应力分布规律及杆体承载特性、锚杆-锚固剂-围岩相互作用机理进行了研究.结果表明:节理张开时,加长锚固感知节理张开的灵敏度最高,既能通过预应力从岩体外部施加压应力,又能通过黏锚力-锚杆轴力实现初始高阻与快速增阻控制离层,提高支护刚度;全长锚固虽有黏锚力直接作用于节理围岩,但预应力无法有效扩散,无法对深部节理提供有效压应力;而端锚自由段过长导致轴向位移较大,且节理位置无黏锚力作用,感知节理张开变形较为滞后.节理滑移时,加长锚和全锚锚杆由于锚固剂的存在可缓解节理岩体的应力增加,对节理剪切变形感知最为敏感,能及时增阻抑制节理岩体的剪切滑移;而端头锚固下,锚杆自由段与围岩间的无黏锚力作用且存在一定空隙,围岩易错动失稳.基于上述结论提出了节理围岩巷道加长锚固锚杆支护技术,经现场试验后,巷道变形得到有效控制,掘进期间顶底板相对移近量减小了56.6%,两帮移近量减小了55.3%.     

钢板桩护岸结构数值模拟分析

采用有限元计算软件ABAQUS对钢板桩航道护岸结构进行数值模拟分析与研究。通过大量的数值计算与分析,研究悬臂式钢板桩护岸结构不同插入比下岸坡土体的塑性变形以及桩的位移与内力,得出悬臂式钢板桩的最优插入比为1.05~1.27。在此基础上研究锚杆对悬臂式钢板桩护岸的加固效果,通过增设锚杆可改善护岸结构的变形与内力、约束岸坡土体的变形,并起到减小桩长的效果。在确定插入比的情况下研究锚杆位置与倾角对护岸的影响,通过对比岸坡土体塑性变形与结构的位移得出锚杆的最佳锚固位置为距离桩顶1.5~2 m,锚杆倾角对于钢板桩护岸结构的影响较小。     

单锚式板桩的设计与计算

当基坑埋深较大或基坑周边建筑物离基坑较近,对基坑边土体的水平位移控制要求较高,悬臂式直挡结构无法满足强度和稳定性要求时,往往采用单支点或多层支撑的多支点支护结构．为此,采用单支点支护的等值梁法理论对板桩进行设计,并对锚杆的稳定性进行了验算．     

桩锚复合支护结构对临近铁路侧基坑开挖的影响

以临近铁路基坑为研究对象,运用有限元软件Abaqus建立临近铁路侧桩锚复合支护结构模型,模拟分析铁路两侧沉降、桩顶水平位移、桩顶沉降,并与监测结果进行对比,研究桩锚复合支护结构对基坑开挖过程的影响。结果表明:随着基坑开挖的进行,铁路两侧沉降逐渐增大,中期发展较快、后期趋于稳定;监测和模拟结果均显示阳角部位桩顶水平位移最小,表明阳角L型桩体布置能有效限制桩体水平位移,降低失稳风险;基坑开挖过程中,适当增加中部锚索的锁定值可提高支护效应,降低风险;数值模拟和现场监测结果吻合较好,数值模拟可用于指导施工工况。     

受限的桩锚与土钉联合支护结构的计算模式

桩锚支护结构主要依靠锚杆预应力承载并显著减小坑壁侧移,土钉支护主要依靠对坑壁土体的加强来减小土体侧压力并承载,将二者有机地联合起来成为一个共同承载的整体是目前基坑支护工程中常用的结构形式.在坑壁土压力及地面超载作用下,桩锚与土钉作为一个整体共同抵抗荷载和变形,但实际工程中基坑支护结构的可用空间常受到场地限制.根据桩锚和土钉联合支护结构的受力特点、施工特点及设计规范的相应要求,考虑预应力锚杆自由段长度与土钉直线破裂面间的协调关系,按照总锚固力等效原则,研究总结了受限的联合支护结构的设计计算方法,对受场地条件限制的基坑工程支护和开挖具有一定的理论指导意义.     

郑州市某建筑深基坑监测

对郑州市某拟建大楼深基坑支护结构的桩顶水平位移、深层水平位移、锚索轴力及周边建筑物沉降变形等进行跟踪监测,分析其变化情况.结果表明:桩顶水平位移随着基坑开挖,总趋势是逐渐增大,其大小受桩顶荷载影响明显,靠近基坑转角处的监测点,其水平位移发展快;在冠梁处的深层水平位移发展得慢,到后期,深层水平位移曲线图发展成"两头小,中间大"的鼓腹状形态;锚索轴力在张拉锁定后短时间内发生较大的预应力损失,锚索轴力有些波动,达到最大值后基本保持恒定;建筑物沉降随着基坑深度的逐渐增加而不断增大,表现出"慢—快—慢,小—大—小"台阶式的变化规律.由监测结果可知,该工程的支护方案效果良好,满足设计和环境的要求.     

锚拉式支挡结构的变形与内力实测分析研究

以济南某深基坑锚拉式支挡结构的监测数据为依据,分析探讨了锚索拉力、桩身位移、桩身内力的相互关系。总结出影响基坑位移和周围建筑物沉降的因素,得出一些有益于指导基坑设计和施工的结论:(1)通过对基坑锚索拉力的监测数据分析,得出张拉锚索时,若措施不当会造成预应力损失较大;(2)通过设置测斜管和钢筋应力计对桩身位移和内力的监测分析,得出开挖至坑底时支护桩位移及内力出现反弯点,冠梁与锚索的共同效应能控制支护桩的位移与内力;(3)通过对周围建筑物沉降观测分析,得出距基坑远近及水位下降是影响周边建筑物沉降的重要因素,当土质条件较好时,降水产生的建筑物沉降基本可以忽略。     

软土深基坑围护结构水平变形特性研究

结合广州某软土深基坑工程实例,建立了地下连续墙、钢筋混凝土内支撑和土层的二维有限元模型,对深基坑开挖过程进行数值模拟.研究结果表明：随着基坑开挖深度的增大,围护结构水平位移增大,最大水平位移的位置由桩顶往下移,而且围护桩水平变形曲线发展形态呈现出向坑内凸的“大肚形”,与实测结果基本一致.支撑结构对减小基坑围护结构的变形起着重要作用,无支撑结构的桩体水平位移最大值达到24.6 mm;土体弹性模量及围护结构刚度对基坑围护结构变形影响较大,桩体水平位移随着土体弹性模量及围护结构刚度的增大而减小.     

明挖地铁车站围护结构受力变形监测与数值模拟分析

采用FLAC3D软件对明挖地铁车站围护结构受力变形进行模拟,并将计算结果与现场监测数据进行对比分析.采用所建立的数值模拟方法,对多种预加轴力加载方案中桩身水平变形进行对比分析;研究支撑刚度变化与围护结构变形的关系、围护桩刚度变化与围护结构变形的关系.主要结论有:1)钢支撑预加合理大小的轴力能防止和减少围护结构产生过大的变形,钢支撑预加轴力建议取设计值的80%;2)对变形要求严格的工程中,可加大钢支撑的刚度来减小基坑顶部的水平位移;3)随着围护桩桩径增加,桩身水平变形明显减小,但围护桩直径过大,桩径再增大,控制桩身变形的效果并不明显,设计中从控制基坑变形角度出发,兼顾降低工程造价,选取适当的桩径大小.     

上软下硬地层基坑支护型式-吊脚桩支护结构分析

结合青岛地铁一期工程（3号线）人民会堂站对青岛地区典型的上软下硬地层常用的支护结构一吊脚桩支护结构进行分析,总结了此种支护体系中两个关键设计参数,桩体嵌岩深度和锁脚锚索预加力对支护体系的影响规律,并与施工现场监测数据进行了对比分析,为以后的工程实践提供一定的参考。     

某地铁站基坑开挖支护桩水平位移分析

本文以合肥地铁一号线青阳路站基坑工程为背景,利用MIDAS GTS NX有限元软件选取基坑典型控制截面进行二维建模,分析了对称与非对称两种堆载下支护桩水平位移随开挖深度的变化规律,对比了不同挖深下两种荷载情况围护桩最大水平位移值及其发生位置。结果表明,基坑两侧堆载的形式对支护桩的水平位移有明显影响;非对称堆载作用下支护桩水平位移呈明显不对称性,堆载大的一侧水平位移值较大且发生位置较浅。本文可为相关基坑工程的设计开挖提供参考借鉴。具有一定的科技应用价值。     

深基坑围护混合支撑体系内力与变形监测分析

以混合支撑体系内力与变形的变化规律为研究目标,以某明挖隧道深基坑为例,采用现场监测方法,对基坑开挖引起的围护结构位移、锚索应力、支撑轴力的变化规律及施工中遇到的一些问题进行了分析.试验表明:开挖至基底标高时,桩顶和桩身位移达到最大值,桩身最大位移发生在基坑中上部6 m处;随着基坑的开挖,锚索应力呈波浪上升状变化,温度和施工荷载是造成波浪状变化的原因;围护结构位移、锚索应力、支撑轴力与开挖深度具有同步性.监测数据整体稳定,基坑采用的混合支撑方案安全可靠.