深基坑双排桩结构合理支护参数的研究

结合工程实例,利用FLAC3D数值差分计算程序对深基坑双排桩支护结构上的截面弯矩和变形分布特征进行研究。重点分析双排桩的排距、桩长和桩径等的变化因素的影响,提出优化的设计参数。研究表明:随排距的增加,前后排桩桩体的位移不断减小,但是当排距超过1200 mm时,位移减小的趋势减缓;桩长的增大可使桩顶水平位移减小,而前排桩桩长的变化比后排桩桩长的变化有更大的影响;当桩径较小时,适当增大桩径能有效地减小桩体的位移。     

不同嵌固深度排桩受力与变形特性现场试验研究

根据某一水闸基坑开挖工程,在排桩桩体内埋设测斜仪、钢筋应力计对非等长双排桩基坑支护结构变形特性进行了现场观测,采用规范法讨论了后排桩不同嵌固对前、后排桩的变形、内力影响。研究结果表明：非等长双排桩桩顶位移、桩身剪力、弯矩与传统等长双排桩基坑支护结构规律一致;增大后排桩的嵌固深度,前、后排桩的桩顶位移均减小;前排桩桩身剪力、弯矩减小,后排桩增大,但当嵌固深度超过桩长3/4时,前、后排桩的桩顶水平位移、桩身剪力、弯矩减小或增大趋势均不明显;研究成果为双排桩基坑支护结构设计优化提供一定参考。     

双排桩支护结构受力变形及影响因素分析

基于双排桩支护结构设计的基本理论、简化模型及内力计算方法,用ANSYS有限元软件建立平面应变模型,对双排桩支护结构进行分析与研究,讨论前后排桩排距、桩身刚度等因素对围护结构侧向位移及桩身内力的影响。通过比较分析得出,前、后排桩与桩间土协同作用效果明显,双排支护桩结构具有较大的侧向刚度,可有效地限制围护结构的侧向变形;排距对双排桩支护结构受力影响较大,当排距为3~8倍桩径时,前后排桩可较好地发挥抵抗侧向变形的能力,合理选择排距可获得较好的支护效果。     

深基坑带撑双排桩支护结构有限元分析

 针对实际基坑工程的带撑双排桩支护结构，建立有限元分析模型，土体采用D-P弹塑性本构模型，通过数值模拟研究这类基坑的变形和土压力分布规律，并与实测数据进行对比，最后分析后排桩长度、后排桩间距、前后排桩的排距、联系梁刚度、支撑刚度等因素的影响。分析结果表明，带撑双排桩支护结构中后排桩位移明显小于前排桩，且前后排桩的排距和支撑刚度对此类支护结构性状的影响比较显著。     

h形支挡结构的试验研究

h形支挡结构较常规抗滑桩不仅在抗弯刚度上具有明显优势，还能严格地控制桩顶位移。目前针对h形支挡结构支护的相关研究较少，为此进行了模型试验研究，分析前后桩排距B及前桩桩长L3这两个主要参数对h形支挡结构的桩顶位移、桩身弯矩、土压力及破坏模式的影响。研究表明，一定范围内增大前后桩排距B或前桩桩长L3都能减少桩顶水平位移；桩身弯矩最大值位于连系梁与后排桩连接处附近，且随前后桩排距B增大而增大，随前桩桩长L3增大而减小；开挖完成后后排桩桩后土压力接近于朗肯主动土压力；后排桩桩前土压力接近于静止土压力；前排桩桩后土压力在前后桩排距B较大时接近于朗肯主动土压力，而在排距B较小时接近于静止土压力；前排桩桩前土压力由静止土压力向朗肯被动土压力发展，分布为三角形加倒三角形组合分布模式。在前后桩排距B及前桩桩长L3影响下，h形支挡结构支护存在“V”字和“W”字两种破坏模式。研究结果可以为工程设计提供参考，同时为理论分析模型建立提供依据。     

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。     

深基坑双排桩支护结构变形敏感性分析

文中以某深基坑为研究对象，通过数值手段研究基坑施工过程中双排桩支护结构水平变形规律，并系统分析了深基坑双排桩支护结构变形影响因素。研究表明，在一定范围内，双排桩排距对双排桩变形有显著影响，本工程合理的双排桩排距范围为5～6D。在一定范围内提升双排桩桩径和刚度，可以有效控制支护结构水平变形；当双排桩桩径和刚度增大到一定临界值后，增大双排桩桩径和刚度对控制双排桩水平变形效果有限，在连梁高度1.0m范围内增加连梁高度可有效减小双排桩水平变形。     

双排桩基坑支护结构优化分析与应用研究

本文采用平面应变有限元软件Plaxis对丁字式式结构的双排桩支护体系进行分析,探讨前后排桩排距、前后桩桩身刚度、前后排桩桩长等参数对结构变形和受力的影响,并将有限元计算的数值解与现场监测的结果进行对比分析,验证双排桩基坑支护的可行性。     

深基坑无支撑支护前排倾斜双排桩设计与应用分析

介绍了武汉某深基坑前排倾斜双排桩无支撑支护设计过程,有限元方法可以为支护结构选出合适的设计参数。通过监测资料分析了基坑开挖过程中桩身水平位移变化过程,验证了设计的合理性。分析有限元软件计算结果与监测资料得到以下结论:(1)前排桩倾角增大,基坑变形减小,减小程度随倾角增大而变弱,结合旋挖钻机施工角度,选择15°倾角效果较为合适;(2)增大桩长、桩间距或者连梁长度可以减小支护结构变形与内力,需考虑现场条件综合确定支护结构参数;(3)开挖过程中桩身变形逐渐增大,后排桩桩顶位移最大,前排斜桩最大位移并不在桩顶,而是在桩顶以下0.27倍桩长位置,倾斜桩支护基坑变形模式类似桩撑支护。     

深基坑双排桩数值模拟研究与实测分析

文章以成都城市音乐厅深基坑工程为依托,结合现场量测与数值模拟方法对双排桩-锚索支护结构分析研究得出:随基坑深度的增加桩身位移随之增大,前排桩身最大偏移位置位于桩体裸露部分的2/3处,后排桩最大偏移位置位于桩身裸露部分的中部附近,前后排桩变形趋势大体保持一致;前排桩整体变形要先于后排桩;锚索轴力整体呈现先减小后增大至某一范围波动,桩身变形较大处锚索轴力值较大;桩顶位移在开挖初期速率增长较快,随后曲线减缓,后趋于稳定。     

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。     

双排桩排距对围护结构的影响研究

通过对某城市基坑工程围护设计结果进行分析,研究了双排桩不同排距变化对排桩桩桩身内力及支锚轴力的影响规律,以及对基坑周边地表沉降的影响。结果表明,前排桩承受背土侧弯矩与剪力随双排桩排距的增加而增加;后排桩承受的弯矩随排距增加而增加,剪力随之减小;第1道锚索内力随双排桩排距的增加呈先增大后变小的趋势,内力变化较大,第2,3道锚索内力随双排桩排距增加而增加,增加趋势逐渐减小;周边地表沉降最大值随着双排桩排距的增加而先降低后增大,但是周边地表沉降范围不变。     

基坑前排桩倾斜的双排桩性状分析

为优化基坑工程中的双排桩支护形式,改善支护双排桩受力特性,对深基坑前排桩倾斜的双排桩进行了三维数值模拟计算与分析,研究了前排桩不同倾斜角度时,基坑前排桩倾斜的双排桩的变形与受力规律。研究结果表明:前排桩倾斜的双排桩的桩顶水平位移小于常规双排桩的桩顶水平位移,随着倾斜角增加,桩顶水平位移和桩身最大水平位移逐渐减少,支护双排桩的抗倾覆能力得到了提高;前后排桩的桩身负弯矩范围缩小,正弯矩范围逐渐增大,正、负弯矩峰值差值变大,受力不均匀,不能充分发挥桩体材料的承载能力。这为其进一步研究和设计计算提供了一定的参考依据。     

双排桩结合CSM支护在圆砾-卵石地区的应用研究

荆州地区深部为圆砾-卵石层,地下水水量丰富,水力补给作用显著,深基坑止水、降水难度大。以此为例,针对深基坑施工采用的双排桩结合双轮铣深层搅拌水泥土地下连续墙(CSM)支护形式,进一步分析了双排桩排距、前后排桩桩长、桩间距等对双排桩变形与稳定性的影响,得出双排桩宜采用前排密桩、长桩,后排疏桩、短桩的改进建议。该结论对类似工程的设计与施工具有一定的借鉴意义。     

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。     

桩排距对双排抗滑桩内力的影响

双排桩结构具有复杂的受力特性。建立有限元模型,分析了不同桩排距条件下前后两排抗滑桩的受力状况。分析结果显示:桩排距越大,后排桩的弯矩和剪力也就越大,而前排桩的弯矩和剪力却越小。双排桩的前后两排桩不能同时发挥抗滑作用。随着桩排距增大,前排抗滑桩的抗滑效果越来越差;双排桩合并为单排桩,提高了抗滑桩的刚度,具有更强的抵抗滑坡体变形的能力,桩的受力也更加合理。当不得不采用双排桩时,应该选择适当的桩排距。另外,通过对浙江杭金衢高速公路K103滑坡双排桩应力与位移的监测分析发现,前排桩的应力与变形均小于后排桩,与有限元分析结果相吻合。     

双排桩支护软粘土基坑开挖的有限元分析

双排桩支护结构是基坑围护结构的一种形式,但目前的分析方法无法考虑其与土体的共同作用。采用平面应变有限元方法研究了软粘土地基基坑开挖双排桩支护结构的性状,重点分析了桩土界面特性、前后排桩间距等因素对支护结构的内力和变形的影响。分析表明,当双排桩排距过小时,围护结构类似于悬臂式单排桩性质;当排距过大时,后排桩对前排桩起到类似拉锚桩的作用;只有当排间距为4d左右时,双排桩围护结构才能达到最好的效果。     

基于桩-土接触面的双排桩边坡支护结构受力性能研究

双排桩支护结构以其抗侧移刚度大、场地适用面广以及施工便捷等优势，近年来被广泛应用于边坡支护。针对永久性边坡的双排桩支护结构，借助岩土有限元计算软件Midas GTS NX,以接触面的形式考虑桩-土相互作用，研究永久性双排桩支护结构的位移及内力情况，确定合理的桩排距以及后排桩桩间距，对比工程监测数据，对双排桩支护结构的安全性、可靠性进行验证，为相关工程提供参考。结果表明，通过建立桩-土接触面，可更符合实际地模拟双排桩的变形形态；桩排距取为桩径的3.5倍左右可较好地发挥双排桩的力学性能及空间效应；后排桩桩间距取为前排桩桩间距的2倍左右可在满足工程安全要求的前提下节约造价；对比数值计算结果与现场监测结果，验证了双排桩数值仿真中建立桩-土接触面的必要性及该双排桩支护方案的合理性。     

变刚度悬臂式双排抗滑桩水平推桩模型试验研究

双排抗滑桩常用于加固大型滑坡,其中悬臂式双排抗滑桩由于施工便利,受到工程界广泛重视。已有研究表明,后排桩承受的滑坡推力大于前排桩,是困扰设计的重要问题。文章借鉴变刚度调平设计原理,通过改变前后排桩间距实现前后排桩刚度的调整,设计了变刚度悬臂式双排抗滑桩支护形式,并进行了室内水平推桩模型试验,得到桩顶及坡顶位移、桩身弯矩以及滑体内土压力分布。结果表明：水平推桩模式下,桩顶位移和桩身弯矩随荷载增大而增大,模型边坡沿着滑动面破坏,根据桩顶的荷载-位移曲线,双排桩在推力作用下的发展过程被划分为三个阶段;适度增大前排桩的桩间距并不会明显降低双排抗滑桩的临界荷载;采用变刚度调平设计悬臂式双排抗滑桩,前排作用被充分调动,前后排最大弯矩差值变小;双排抗滑桩存在明显的三维土拱效应,在推力方向上被划分为后排桩后土拱效应、桩排间土拱效应、前排桩前土拱效应,在深度方向上,滑体中部土拱效应与滑体下部有所不同;适度扩大前排桩的间距,桩排间土体保持稳定,未见土体绕流现象,桩排间土拱效应作用明显。     

门架式双排桩结构受力分析

随着城市轨道交通建设工程迅速发展,门架式双排桩支挡结构可以满足在"小空间范围内解决大高差"的要求,得以广泛应用。采用有限元软件,结合实际工程,构建门架式双排桩结构体系,研究发现:前后排桩桩身弯矩呈左右镜像的S型分布;前桩承担了更大的剪力与弯矩,结构设计过程应对前桩进行加强;随着桩径增大,桩身弯矩也增大;适当增大排距可以减小桩身承受的弯矩;排桩嵌固比大于1∶1后,改变排桩桩长对桩体内力影响较小。