粉砂地层深基坑支护结构变形安全监测与分析

以廊坊市某桩锚支护基坑工程为背景,采用FLAC-3D计算软件进行三维模型计算,分析了基坑开挖对周围环境的影响范围,得到了桩锚支护基坑的围护桩水平位移在不同开挖阶段随深度的变化规律。结果表明:土方开挖对基坑周围土体的影响范围约为3倍的开挖深度;开挖过程中,桩体水平位移在锚索作用位置明显收敛,最大位移位置基本处于桩体中部;围护桩水平位移在各开挖阶段与深度变化规律相似。桩体水平位移的数值计算结果和实测结果相吻合。     

桩锚支护黄土深基坑开挖稳定性分析

利用理正深基坑6.0软件和FLAC3D软件对桩锚支护形式下黄土深基坑开挖过程进行了稳定性计算和分析。理正深基坑6.0软件计算结果表明:开挖深度较小时,桩身以承受正弯矩为主,最大水平位移发生在坑壁最上部,随着深度增大,水平位移逐渐减小;开挖深度较大时,桩身上部承受负弯矩,下部承受正弯矩,最大水平位移发生在坑壁中部位置,越往两侧(上部和下部),水平位移越小;随开挖深度增大,桩身最大正弯矩和最小负弯矩绝对值逐渐增大,坑壁最大水平位移也逐渐增大。利用FLAC3D软件计算得到的坑壁水平位移随深度的变化规律与理正深基坑6.0软件得到的规律一致,但量值上要明显偏小。与实际监测结果对比显示,理正深基坑6.0软件计算得到的水平位移值整体偏大,FLAC3D软件计算得到的水平位移整体偏小,而监测结果处于两者之间。     

深基坑桩锚支护体系变形特征研究

为研究深基坑中桩锚支护体系变形特性及其空间分布特征,以北京某深基坑为例,采用三维有限差分软件,建立桩锚支护体系分析模型,并将数值分析结果与现行规范计算结果及实测成果进行对比分析。分析结果表明:(1)基坑位移随基坑开挖深度的加大而逐渐增大;(2)阳角部位产生最大变形,阳角效应明显,易发生失稳现象;(3)阴角部位对基坑变形有一定的约束能力,但影响范围很小,在基坑设计中可不考虑阴角约束作用;(4)沿基坑长度方向上,位移分布未呈现明显差别,空间部分效应较不明显;(5)基坑桩顶产生较大的水平位移,而最大水平位移产生在护坡桩桩顶以下至1/2基坑深度范围内,深基坑工程宜加强深层水平位移监测;(6)预应力锚索随空间分布的不同内力无明显差异。     

深基坑桩锚支护结构数值模拟与现场实测

利用FLAC3D进行基坑开挖数值模拟,结合桩体钢筋应力与水平位移的现场监测结果,分析了桩锚支护结构桩体受力与变形特征。结果表明:圈梁对桩顶的约束作用明显,在桩顶引起约束横向力与力矩,影响桩体的受力形态;桩身弯矩随着基坑开挖深度的增加而增大,锚杆的位置对桩身弯矩有明显影响;桩身水平位移为两端小中间大,且位移最大值随基坑开挖深度的增加向下发展。     

基坑桩锚联合支护分析及弹塑性验算

通过理论分析,建立基坑应变软化模型,对基坑在桩锚支护过程中的变形情况,以及桩锚结构的力学响应进行数值模拟,并将计算结果与实际监测结果进行对比,得到:(1)应变软化模型的结果与实际监测结果大致相同,优于Mohr-Coulomb理想弹塑性模型.基坑在桩-锚联合支护下,水平位移沿深度方向呈近似直线分布.随着基坑开挖深度的增加,基坑壁的水平位移和底部的回弹位移越来越大.(2)锚杆轴力沿锚杆体分布形式为逐渐减小的形式,随着基坑的继续开挖,锚杆的锚固力不断增大.基坑开挖完毕后,各层锚杆轴力沿长度的分布并不均匀.     

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。     

地震条件下抗滑桩桩前存在开挖的动力有限杆单元法研究

采用有限杆单元法理论、多质点有阻尼体系动力反应的振型叠加法理论、Rayleigh阻尼理论对地震作用下抗滑桩桩前存在开挖条件的振动时程进行了计算,分析了抗滑桩桩身弯矩以及桩顶位移。此外,进行了抗滑桩动力离心机模型试验,得到桩身弯矩以及桩顶位移,并与理论计算的结果进行了对比验证。揭示了抗滑桩在强震作用下桩前存在开挖时桩身弯矩的地震反应特征,可为地震作用下的抗滑桩设计提供依据。     

某基坑桩顶水平位移监测与数值模拟比较

对某基坑工程支护结构在施工过程中桩顶与桩身水平位移监测数据与数值模拟结果进行了分析和比较,总结出基坑桩顶及桩身水平方向位移随着基坑开挖的变形规律,以及基坑变形特性、支护桩刚度、插入深度等对基坑的影响,以期对今后的类似工程的设计与施工提供参考。     

悬臂支护桩桩顶位移的近似计算探讨

本文采用弹性曲线法中的Ｋ法，按施加等代被动土压力于悬壁支护的思路，推导了悬臂支护桩桩顶水平位移的计算公式。公式表明悬臂支护桩桩顶的水平位移随以下参数的增大而减小；土的水平向反力系数，桩的弹性模量及桩径。同时桩顶水平位移随基坑开挖深度的增大而迅速增大。     

新型预应力钢桁架支护桩设计及应用研究

预应力钢桁架作为支护桩尚未在深基坑工程中得到应用。通过分析支护桩受力形态得到其优化线路。以新型预应力钢桁架作为支护桩在实际工程中的应用为例，详细介绍了新型桁架桩的规格尺寸、预应力施加方法、内填水泥浆液的施工方法、桩插入施工的过程等；并以预制预应力混凝土工字桩作为参照组，通过对两者的实测的桩顶水平位移、桩顶沉降、深层水平位移及基坑南侧管线及道路沉降等进行对比，验证新型桁架桩的可行性。结果表明：采用新型桁架桩与工字桩时，两种支护结构桩顶沉降及桩顶水平位移差异不大；基坑开挖面以下桁架桩刚度沿深度减小，这会导致桩体深层最大水平位移的位置的显著下移；基坑南侧管线及道路沉降可满足设计要求。     

片式冠梁双排桩支护结构的变形受力特性研究

采用MIDAS-GTS软件,建立起同时考虑土层、实体支护结构、桩土界面Goodman单元以及实际施工过程的片式冠梁双排桩支护基坑三维有限元分析模型。分析表明:片式冠梁在基坑规模不大时对支护桩水平位移具有较强的约束作用,且冠梁的最大弯矩及剪力位于坑角附近。在其他参数不变、仅冠梁长度改变的情况下,冠梁的水平位移曲线、冠梁剪力曲线可视为自变量是坑角水平距离值的一元函数,与冠梁本身的长度关系不大。当冠梁高度增大时,冠梁的弯矩及剪力值均明显增加,但冠梁水平位移减少并不明显。而冠梁参数不变时,随着基坑开挖深度的增加,基坑长侧中部处冠梁的水平位移、弯矩及剪力有加速增大至失稳破坏的趋势。随着排距的增大,长边冠梁的水平位移、弯矩及剪力的最大值会逐渐减少,但减少的速率也在降低。桩距的增大对长边冠梁的位移及受力情况影响较小。     

某地铁深基坑支护体系内力与变形监测结果分析

对某地铁深基坑支护结构内力与变形监测结果进行了分析。监测结果表明 ,施加的锚杆预应力有 10 %～ 2 5 %的损失 ,在开挖过程中锚杆轴力有一定程度的增加 (约 10 %左右 )。钢支撑的轴力随开挖深度的增加而增加 ,轴力大小变化与基坑开挖方式、速度及下层支撑的逐一拆除有关。支护桩体的变形随桩深、支撑条件变化而变化。基坑顶部的水平位移以坑壁中央最大 ,靠端部位移较小。     

动态逆作开挖下有侧移钢管桩组的 整体稳定性能研究

有侧移静压钢管桩组支承的承载性能对于逆作增建地下室时既有建筑的安全保障至关重要。为获得逆作开挖下有侧移钢管桩组的整体稳定性能,提出一种考虑初始几何缺陷影响的钢管桩组非线性稳定承载力求解方法;基于线性特征值分析,就桩顶锚于原有基础（方案1）、桩顶锚于转换承台（方案2）两种方案,探讨土体水平抗力、原有基础抗弯刚度等因素对侧向约束的影响,求得稳定荷载和计算长度;继而引入一致模态和基坑侧移变形缺陷,采用非线性极值点分析初始缺陷的不利影响,基于此提出计算长度加大系数,进而求得修正后的非线性承载力;最后以单钢管桩组和整体模型为研究对象,对两种方案的侧向刚度差异及实际风载下的整体侧向位移进行分析。研究表明,相较方案1,方案2中有侧移钢管桩组在逆作开挖下的稳定承载性能有显著提升,不同土体水平抗力临界荷载比约为3.30~3.40;初始缺陷对钢管桩组的非线性承载力有不利影响,缺陷幅值越大,承载性能越差,工程设计中按包络法建议加大计算长度至1.15倍;风载作用下,两种方案中有侧移钢管桩组顶部的最大整体侧向位移约为50 mm,其引起的侧移缺陷对非线性承载力的不利影响不可忽略。     

深基坑圆形冻土帷幕力学性能的模型试验研究

 利用自行设计加工的大型深基坑冻结模拟试验台，进行大直径圆形冻土帷幕受力与变形的物理模拟试验，获得深基坑开挖过程中圆形冻土帷幕水平位移随基坑开挖深度、开挖半径和冻土平均温度等影响因素的变化规律以及冻土帷幕暴露段水平变形规律。试验结果表明，冻土帷幕水平位移随基坑开挖深度和开挖半径的增大而增大，随冻土的平均温度降低而减小。随着开挖深度的增加，冻土帷幕暴露段的水平变形不断增大，且表现为“中间大、两头小”的变形特征；不同温度下冻土帷幕的弹性变形占总变形量的比值不同，由－4 ℃时的30%增加到－18 ℃时的90%。对几个影响因素进行综合分析可知，冻土帷幕水平变形的主要影响因素是基坑半径和开挖深度，而帷幕平均温度、厚度及施工段高的影响相对较小。     

兰州某地铁车站深基坑监测与数值模拟分析

依托兰州市地铁某车站基坑工程,对基坑施工过程中的桩顶水平和竖向位移、地表沉降、钢支撑轴力及地下水位进行了监测,并对监测数据进行了系统分析。监测结果分析表明,桩顶水平位移随着基坑的开挖由小变大逐渐趋于平稳,桩顶竖向位移随着开挖深度的增加而逐渐增加,在开挖的过程中钢支撑的轴力趋于稳定。最后借助有限元软对基坑开挖进行了数值模拟,并将模拟结果与监测结果进行了对比分析,结果表明,数值模拟和监测结果变化规律基本一致,证明了钻孔灌注桩联合钢管内支撑结构安全可行,保证和维护了基坑的稳定,为类似基坑的施工提供了有效可靠的参考资料。     

柔性桩沉降的随机响应

采用小波动方法结合剪切位移法,将土体弹性模量视为沿深度方向的一维平稳随机场,推导出了柔性桩桩顶沉降响应方差的解析表达式.通过算例分析了桩端为不同支撑条件下桩顶沉降响应方差与竖向相关距离的关系.得出了柔性桩桩端上与桩周土弹性模量相等时桩顶沉降响应方差更接近于桩端自由的情况;当土弹性模量的竖向自相关距离大于桩长时其变化对桩顶沉降响应方差影响不大的结论.     

某工程桩身检测存有三类桩的案例分析

结合具体工程实例进行分析,通过基坑开挖后桩身已发生倾斜甚至弯断的实例表明：土的水平位移能使置于该土中的桩产生较大的弯曲和挠曲变形,而增加嵌固深度对减少桩顶水平位移的作用并不显著。     

斜坡基桩的斜坡空间效应及其水平承载特性研究

为研究水平荷载作用下斜坡基桩的斜坡空间效应对其承载特性的影响,设计并完成了不同坡度及水平荷载作用角度下斜坡基桩室内模型试验,测得了桩顶荷载位移曲线及桩身弯矩分布。结果分析表明：水平荷载相同时,桩顶水平位移及桩身最大弯矩均随坡度增加呈非线性增大,随水平荷载作用角度增加而呈线性减小;基桩水平极限承载力却随坡度增加而减小,随水平荷载作用角度增加而增大。坡度每增加30°,桩顶水平位移约增大1.3~1.9倍,桩身最大弯矩增大约17%~30%;水平荷载作用角度每增加30°,桩顶水平变形减小约25%~30%,桩身最大弯矩减小约6%~11%。斜坡基桩的桩身最大弯矩位于地面以下3~6倍桩径范围内,坡度越大桩身最大弯矩位置越深。分析得到了基桩水平极限承载力拟合公式,可以为斜坡基桩设计提供参考。