基坑开挖中双排桩支护结构空间受力特性研究

依托青岛某基坑开挖工程,采用ANSYS软件建立基坑双排桩支护结构的三维有限元分析模型,对其空间受力特性进行了分析,研究结果表明:单、双排桩在总的抗弯刚度相同的情况下,双排桩桩顶水平位移不到单排桩的1/2。     

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。     

基坑开挖与临近桩基相互作用分析

基坑开挖时临近建筑物的桩基础将受到开挖引起土体位移的作用, 导致桩身产生附加应力、弯矩和侧向位移。文中采用三维弹塑性有限元法, 模拟无支撑基坑开挖与临近桩基的相互作用。对比分析了临近桩基对基坑开挖所引起土体变形场的影响, 并讨论了基坑的空间效应、开挖深度、支护墙刚度、桩基和基坑距离、桩基刚度和桩头约束条件等因素对临近桩基附加侧向位移和弯矩的影响, 得出了一些有意义的结论, 可为分析基坑开挖对临近桩基影响时提供一定的理论指导。     

船坞基坑开挖对邻近桩基影响的三维数值分析

船坞基坑开挖由于工期和施工场地的限制,吊车桩基与支护结构施工需同步进行,基坑开挖过程中势必使邻近桩基产生附加变形和弯矩。针对此问题,应用有限元分析软件ABAQUS,采用修正剑桥模型,对船坞基坑开挖对邻近桩基影响进行三维有限元分析。得出如下结论:(1)基坑开挖对邻近桩基的影响,随着桩基与基坑的距离增大而减弱,当距离达到2倍开挖深度,基坑开挖对桩基的影响趋于稳定;桩身附加弯矩和变形增长率远远大于开挖深度增长率;(2)支护结构刚度和承台厚度增大,对控制邻近桩基附加变形作用明显,桩基附加位移及弯矩减小;(3)邻近桩基的桩径、桩基刚度越强及桩基桩长越大,桩身附加弯矩越大,附加位移越少,当桩长达到2倍开挖深度后附加位移趋于稳定;(4)随着桩基顶部的约束加强,桩基水平侧移减少,但桩基弯矩却随着约束的加强而增加。     

有限元分析双排桩在基坑支护中的应用

通过GeoStudio处理软件,对双排桩在基坑支护中的应用进行非线性有限元分析,综合考虑基坑开挖边界条件、开挖分期施工工程中参数的变化及双排桩受力特点,从计算结果中分析基坑的应力及双排桩的受力,从而可以得出用有限元法分析双排桩及双排桩在基坑支护中应用能达到良好效果的结论。     

冠梁刚度对多层连接双排桩支护的影响

基于FLAC~(3D)模拟软件,建立多种多层连接双排桩支护结构冠梁刚度的数值模型,进行开挖过程的三维动态模拟,并对模拟结果进行对比分析,以探讨冠梁刚度变化对多层水平连接双排桩支护结构支护性能的影响。分析表明,随着冠梁刚度增加,支护结构水平位移最大值逐渐减小,且幅度逐渐变小;基坑侧向位移最大值发生在基坑开挖面中下部位置,沿基坑深度方向,水平位移先逐渐增大,达到峰值后,逐渐减小。     

近接铁路软土深基坑变形控制分析

双排桩围护结构在深基坑中的应用颇为广泛。现针对双排桩在近接铁路软土地区,土质性质为差—极差的基坑工程中的应用展开分析,并利用启明星深基坑软件对临近铁路线路侧的双排桩进行单元计算。当基坑开挖到设计标高时,双排桩的桩顶位移约4.9 mm,当基坑开挖面上的土方施工时,下部双排桩有明显的位移变化,尤其是后排桩的位移达到最大值16.6 mm。故采取双排桩结合"时空效应法"进行基坑开挖,可以有效控制双排桩的侧向变形,甚至可以缓解基坑变形的速率,从而保证了基坑开挖的安全性及稳定性。     

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。     

基坑开挖对临近桩基影响的实测及有限元数值模拟分析

基坑开挖引起的土体位移对临近建筑物桩基的影响越来越得到工程界的重视。对某基坑工程开挖进行的实测表明,基坑开挖可对临近桩基产生显著影响,并发现当排桩桩间距较大时,其后止水帷幕的水平位移可能大于排桩水平位移。以该实测工程为算例,采用三维有限元法进行了计算并与实测进行了对比。分析了桩基和基坑间距、桩基刚度、桩顶竖向荷载和桩基顶部约束条件等对桩基附加弯矩、位移的影响,并进行了评价分析,以期为有关的设计和施工提供参考。     

双排高强预应力砼管桩在基坑支护工程中的应用

预应力高强砼管桩(PHC管桩)常用于桩基工程中,由于其具有施工快、造价低等特点,近年来也逐渐用于基坑支护工程中。双排桩是一种空间桁架结构,刚度大,控制变形能力强,可以不设内撑,挖土方便,常用桩型为钻孔灌注桩。双排高强预应力砼管桩是一种新型的基坑围护结构,可以充分发挥高强预应力砼管桩和双排桩的优点。本文结合溧阳文化公园及数码广场基坑工程实例,介绍了双排高强预应力砼管桩在基坑支护工程中的应用。     

咬合桩在邻近高填土基坑中的工程应用与实测分析

针对某采用咬合桩围护方案的邻近高填土基坑工程进行分析,当咬合桩作为围护桩时,可采用等效刚度法计算围护桩的桩身变形;作为隔离桩使用时,忽略素混凝土桩的作用,仅考虑钢筋混凝土桩的抗弯能力。现场实测表明,邻近高填土基坑工程在开挖时,咬合桩明显地降低了基坑开挖对紧邻高填土的扰动,满足了高填土自身的稳定,保证基坑工程在高填土作用下的安全。而咬合桩作为一种新型排桩围护结构,也能够起到很好的应力隔离作用,有效地分担了邻近超载的影响,确保了高填土的稳定和基坑工程安全。     

基坑加深的加固措施及其效果

阐述了软土地基某工程由于地下室增加一层,在原基坑支护桩已基本完成施工情况下的加固措施。充分利用已有支护桩,采用后排增加稀疏长桩,满足抗倾覆、抗隆起要求;利用单双排桩的不同刚度产生土拱效应,减少旧桩作用力,满足桩身强度要求;增加内支撑层数等措施,成功完成加层地下室的基坑支护。通过变形和构件应力监测的信息化施工和动态设计,分析支护结构体系和周边环境的安全性,预测发展趋势,确保了基坑支护结构体系的安全,监测成果证明了支护设计所采取的各种技术措施的合理性,本工程取得的经验对于类似工程具有借鉴意义。     

水上基坑围护结构方案设计与分析

结合某紧邻高桩码头的大型水上客运综合体深基坑工程的方案设计,提出一种既满足围护结构水上施工作业条件,又能最大限度减少前方码头结构设计变更的复合钢板桩基坑围护方案。针对地下连续墙和复合钢板桩两种水上基坑围护方案,采用Plaxis软件分别建立平面应变有限元计算模型,分析了不同施工工况下两种方案围护结构的变形及受力特性。研究表明,复合钢板桩能与前方码头结构同步进行水上施工,该方案减小了码头后方接岸斜坡堤回填与基坑开挖工程量,基坑开挖阶段降低了作用于围护结构的土压力,对基坑变形控制及稳定均有利。基坑开挖至坑底时复合钢板桩最大侧向变形仅为地下连续墙的1/3,变形性态也明显优于地下连续墙。此复合钢板桩基坑围护方案可为类似基坑工程的设计和施工提供有益参考。     

深基坑开挖对坑底桩受力变形特性的影响研究

随着基坑开挖深度不断加大,基坑开挖过程对已施工坑底工程桩的受力和变形影响不容忽视,针对该问题,对深开挖条件下桩基进行了桩身内力及位移的工程现场实测.对比分析不同位置及不同长度的坑底桩基在开挖过程中的受力和变形规律.结合工程建立三维数值分析模型,基桩采用钢筋混凝土损伤模型,探究了基坑开挖深度、桩的相对位置等因素对桩身轴力...     

圆形基坑排桩环梁内撑弹性支点刚度系数算法

当采用二维弹性支点法对圆形基坑排桩+环形梁内支撑支护结构进行简化设计计算时,环形梁内支撑需等效为弹簧,作为弹性支撑处理,故其刚度系数的确定至关重要。采用弹性力学的方法,对圆形基坑中的排桩环形梁内支撑结构整体进行弹性结构分析,得出环形梁内支撑与排桩支点处的水平径向位移。运用广义胡克定律,通过支点处支点力与水平径向位移的关系,确定其弹性支点刚度系数的计算公式,并参考《建筑基坑支护技术规程》,引入两个影响因素对计算公式进行修正。最后结合某提升泵站圆形深基坑实例,根据上述公式得出各道环撑的弹性支点刚度系数,利用规程规定的二维弹性支点法对该支护结构的设计思路及分析方法进行阐述,该基坑从开挖至基坑回填期间运营良好。     

钢筋混凝土桩组合拱基坑支护结构的框架分析法

介绍了一种新的钢筋混凝土桩组合拱基坑支护结构的计算法———框架分析法。该法将钢筋混凝土桩组合拱支护结构进行简化 ,并假定在基坑开挖面以下一定范围内将桩固定 ,取出空间框架结构的计算模型。接着 ,利用无梁楼盖的等代框架法的思想 ,确定该框架中各层桩的等效抗弯刚度 ,用平面框架中的“D”值的思想计算桩顶侧移及桩身内力。最后 ,用三种分析方法进行计算 ,并结合工程实测资料对框架分析进行了验证和对比。     

近间距下穿高架群桩的基坑施工可行性

应用平面有限元软件对上海某地道下穿轨道交通11号线基坑施工进行了模拟分析。基坑开挖造成的土体侧向卸载,影响着临近群桩基础的安全。分析结果表明:临近桩基侧移与围护桩变形有一定的相关性,发生最大侧移的地方均位于基坑开挖面处,而围护桩弯矩的发展变化跟支撑位置和刚度有着直接关系;基坑开挖造成的侧向卸载作用对临近桩基的影响明显大于对承台的影响;不考虑桩基侧移的情况下,侧向卸载造成摩擦群桩承载力降低量可忽略;围护结构支护状态的有效性对减少临近桩基侧移和保持群桩承载力起到关键作用。     

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。     

围护桩与工程桩共同作用的分析与计算

“一桩三用”技术将排桩围护体系加以利用 ,围护桩除了在基坑开挖过程中作为挡土结构之外 ,还可作为建筑物工程桩承担上部结构荷载或作为地下室抗浮桩 ,同时通过桩墙合一技术使排桩与地下室外墙形成复合结构共同抵抗水土压力。本文从三桩模型入手 ,推导出条形基础下不同刚度桩桩顶反力的解析式 ,并引入相互作用系数考虑桩与桩之间的共同作用。通过用MATLAB编写的计算程序分析了多桩情况下的荷载分配情况及影响因素。