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。     

双排桩支护基坑的变形分析与控制

针对双排桩支护结构的变形与控制,采用有限元软件Plaxis 3D对深基坑的开挖施工进行了数值模拟。以桩身水平位移和桩身弯矩为指标,研究了双排桩桩长和双排桩排距对支护效果的影响。研究表明,随着前排桩桩长的增大,前后排桩桩身位移均先减小,随后缓慢增大,并且前排桩的桩身位移大于后排桩的位移;随着后排桩桩长的增大,前后排桩桩身位移均减小直至趋于稳定,因此增大后排桩桩长能有效控制双排桩变形,但随着桩长的增大,这种控制效果越来越小;双排桩排距对双排桩的支护效果有显著的影响,双排桩前后排桩的水平位移随着排距的增大逐渐减小,并且后排桩的减小幅度更大。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

深基坑前排倾斜双排桩设计与施工技术研究

介绍了一种新的支护形式——前排倾斜双排桩,总结了该支护形式的结构性状、设计与施工技术。相对于常规双排桩,因前排倾斜桩可承受轴向力,可起到一定支撑作用,更有受力优势。性状上,后桩桩身位移小于前桩、弯矩略大于前桩,支护位移最大点不在桩顶;当桩径和倾角一定时,增加前后桩桩长、缩小桩间距、缩短连梁,都可提高支护效果。若前桩进入底部硬层土,对支护效果提高更为明显。介绍了设计中需重点考虑的问题,采用全套管全回转钻机结合旋挖钻机斜成孔施工,形成成桩全过程套管护壁并最终回收,采用双层钢筋笼等专项技术解决成桩中的特殊工艺问题。     

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。     

后排桩长度变化对双排桩的影响分析

基于有限元方法探讨了后排桩长度变化对双排桩变形与稳定的影响。结果表明：后排桩长度越大,前排桩与后排桩的水平位移、前排桩的轴力越小;但当后排桩长度达到一定值后,土体的水平位移与竖向沉降、前排桩的轴力受后排桩长度变化的影响非常小;双排桩中前排桩承受压力,后排桩承受拉力,前排桩的轴力最大值发生在基坑坑底位置处,后排桩的轴力最大值发生基坑顶部;后排桩长度变化对前排桩弯矩与剪力的影响相对较小。     

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。     

"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.     

无支撑支护前排倾斜双排桩内力变形性状

以武汉长江Ⅰ级与Ⅱ级阶地过渡区某深基坑采用前排倾斜双排桩支护为例,整理了桩身水平位移监测资料并分析了其发展规律,同时又进一步建立有限元数值模型,分析了开挖过程中桩身位移与弯矩的发展规律.研究结果表明,倾斜双排桩相较于常规双排桩有一定的优越性.     

考虑空间效应的深基坑双排桩支护结构计算模型

建立一个考虑空间效应的深基坑双排桩支护结构计算模型。该模型具有如下特点：可计算基坑某一长度范围内每根桩顶处的冠梁刚度系数,给出冠梁的弯矩、位移分布;通过杆系有限元法计算任意开挖深度情况下桩身的内力和位移;可考虑任意排距（包括排距为零,即退化为一排桩）以及前排桩、后排桩长度不相同等情况下桩身的内力和位移。基于这一模型,编制了设计计算软件。计算结果表明：在基坑边壁中点处冠梁水平位移大于其它位置的位移,且随开挖深度的增大位移逐渐增大;在支护结构桩顶部,冠梁的作用限制了水平位移的发展,而支护结构桩的中部则有较大的位移;此外,随冠梁刚度系数的增大,桩体的水平位移明显减小,而弯矩则增大。计算结果与现场实测资料对比表明,两者变化规律具有较好的一致性。     

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。     

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。     

建筑基坑施工过程支护结构受力特性分析

基坑支护结构的受力变形情况对基坑的稳定性至关重要,为了进一步掌握建筑基坑施工过程中基坑支护结构在不同因素影响下的受力变形情况,通过建立数值模型,从支护桩桩长、桩径、桩间距三个方面计算了支护桩的桩身弯矩和水平位移的变化趋势。研究结果表明：随着基坑深度的增大,不同长度、桩径围护桩桩身弯矩的变化趋势大致相同,呈现出波动变化的规律;当支护深度大于10m时,随着支护深度的增加,且不同桩长、桩径下桩体弯矩间的差距也逐渐变大,而不同桩径下桩体的弯矩值基本一致;随着支护深度的增大、不同桩长、桩间距下桩体的水平位移基本保持一致,均表现为桩身先向基坑内侧移动,位移达到峰值逐渐转向基坑外侧,但桩体的水平位移随着桩径的增大而减小;当支护桩支护深度达到某一值后,提高桩长和桩径能够增加桩身弯矩,且增大桩径能够控制桩体变形。     

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。     

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。     

横向荷载下高桩承台影响因素的探讨

针对横向荷载作用下“前板桩、后方桩”高桩承台结构,运用有限元法建立三维空间模型进行计算分析,总结出土抗力系数、入土桩长和桩径等因素的变化对桩顶位移、桩身弯矩的影响程度.结果表明：增大桩截面面积,提高桩基抗弯刚度能减小桩的水平位移,特别是适当提高后排方桩的抗弯刚度,效果将更为明显,这是由于其能使前后排桩的弯矩分配更趋于合理化与均匀化.