综合管廊施工对临近高架桥桩基础的影响研究

依托成都某临近高架桥桩基础的综合管廊项目,对综合管廊的施工全过程进行数值模拟。分别从高架桥桩基础与基坑坑壁间距、基坑支护体系两个不同的影响因素,计算和分析综合管廊的施工全过程对高架桥桩基础位移的影响规律。结果表明,在基坑开挖过程中,高架桥桩基础的位移响应以水平位移为主,竖向位移很小。桩顶位移随着基坑开挖深度的增大而增大,在管廊施做和基坑回填后有所恢复。两侧桩基均产生朝向基坑方向的水平位移,桩顶水平位移大,桩身水平位移逐渐减小,整体呈现倾斜状态。桩基与基坑间距越大,桩基位移响应越小。桩基与基坑间距,基坑的支护体系是控制基坑对高架桥桩基础位移影响的关键。     

基坑开挖对临近桩基性状影响的有限元模拟

采用二维弹塑性有限元法进行了基坑开挖对临近桩基性状影响的数值模拟,分析了基坑开挖所引起的临近桩基周围土体变形场的特性,讨论了不同开挖深度对桩身水平位移和弯矩的变化特性,得出了一些对工程实践有理论指导意义的结论。     

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。     

地基加固控制开挖对附近桩基影响有限元分析

采用有限元手段分析开挖施工对临近建筑物桩基影响规律,侧重于评估坑外地基加固控制开挖影响的有效性。对基坑开挖、地基加固以及邻近建筑桩基进行整体建模,以临近桩基承台水平位移为控制指标,对6种不同地基加固方案进行对比分析,研究复杂施工环境下地基加固控制开挖对已建和拟建建筑物影响的不同机理。研究表明,地基加固控制开挖对临近桩基的影响很大程度上取决于二者施工的前后性,开挖在临近桩基承载之后,则选择靠近临近桩基侧地基区段进行重点加固,反之,若开挖在临近桩承载之前,则选择近基坑侧地基区段进行重点加固。     

基于Midas/GTS的深基坑数值模拟分析

根据武汉市某深基坑支护工程,利用Midas/GTS建立三维数值分析模型,对不同的施工工况下基坑周围土体变形规律及对临近地铁隧道结构的影响进行了分析。模拟数据与实测数据基本吻合,验证了迈达斯在基坑桩撑支护数值分析方面的适用性和准确性;数据表明:基坑开挖的深度与基坑围护结构的水平位移存在正相关的函数关系。基坑开挖会对临近地隧道结构造成一定程度的水平侧向位移和竖向位移。     

隔离桩间距对基坑开挖引起地铁隧道的位移影响分析

基于杭州市某房建地下室深基坑工程采用隔离桩保护邻近既有地铁隧道的工程案例,采用ABAQUS有限元软件进行数值模拟,建立三维模型对不同隔离桩间距下隧道的位移进行分析。结果表明:基坑开挖最终引起隧道下沉约3.1mm,隧道向靠近基坑方向水平位移约1.7mm,数值模拟计算结果与现场实测数据的相关规律吻合;隔离桩间距越小,基坑开挖引起邻近既有地铁隧道位移越小。     

深基坑开挖对邻近高速铁路桥墩桩基变形影响分析

以福建莆田220k V框架保护涵下穿高速铁路莆田特大桥深基坑工程为背景,运用有限元软件ABAQUES建立二维数值模型,采用莫尔-库仑本构模型分析了基坑开挖过程,得到了基坑开挖过程中邻近基坑的桥墩墩台沉降和桩基变形规律:基坑开挖使桥墩桩基产生了附加变形,桥墩承台及桩基有明显向基坑发生水平移动趋势;同一桥墩各桩基最大水平位移均出现在桩基顶部,244号桥墩最大值为7.22mm,245号桥墩最大值为6.80mm;各桩基变形曲线呈缓S形,随着开挖深度增加,同一桩基距桩顶0~28m段桩基水平位移不断增大,但下半段桩基水平位移有背离基坑发生位移的趋势。通过实测数据和墩台沉降计算结果对比可知,数值模拟计算结果与实测数据大致吻合。     

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。     

高水位地区大型深基坑优化设计与施工分析

依托华能瑞金电厂二期翻车机室扩建工程中基坑开挖支护实际案例,利用数值模拟计算分析方法,分析基坑开挖过程中,排桩、预应力锚杆的受力状态和变形规律以及桩体参数对支护结构稳定性的影响。结果表明：在排桩中下部产生较大的弯矩和侧向水平位移,基坑监测中应重点观察桩体中下部水平位移变化。当桩间距在3～4倍桩径范围内,桩长设置为开挖深度1.7倍时,桩体位移情况及弯矩情况较理想。     

基坑工程中支护结构受力特性及最优桩间距的研究

文章依据某基坑工程为背景,结合现场实测资料,利用大型数值分析软件MADAS/GTS开展最优桩间距的研究,结果表明:其一,桩身水平位移呈中间和顶部较大,底部较小,桩身位移主要发生在开挖面以上范围内,最大值为发生在约开挖深度1/3处.其二,桩身剪力、弯矩的最大值均随基坑桩间距的增大在增大.其三,建议该基坑工程采用的合理桩间距为3～4 m.     

基坑开挖对邻近桥梁桩基的影响与加固分析

基坑开挖引起的环境效应越来越受到重视,特别是基坑开挖对邻近桥桩的影响。以厦门地区某水闸深基坑工程为背景,采用有限元软件建立三维数值分析模型,研究水闸深基开挖时邻近桥梁桩基的响应性状,对土体采用HS本构模型模拟,考虑桩土相互作用,桥桩采用Embedded桩单元模拟。分析了桩基两侧土体明显的位移,对比二维与三维得到的结果,验证了大间距桩基二维等效是合理可行,归纳总结二维简化分析注意的事项,提出了相应的加固措施,取得了基坑施工与邻近桩基相互影响的基本认识,可为数值模拟在基坑工程中的应用提供借鉴。     

基坑开挖引起紧贴运营地铁车站的变形控制研究

监测数据表明:紧贴运营地铁车站单侧基坑开挖卸载引起车站结构不对称变形。以紧贴上海某地铁车站的基坑工程为背景,运用FLAC3D软件,建立三维数值分析模型模拟基坑开挖过程,计算结果与监测数据基本吻合。详细讨论了影响车站变形的几项主要施工措施,指出在车站开挖侧设置托换桩、旋喷桩及搅拌桩加固和分块开挖是控制车站变形的有效措施。研究表明,车站地下连续墙的水平位移随加固深度的增加而减小,但由于墙体与加固体之间的接触摩擦力,使墙体竖向位移随加固深度的增加而增大。     

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。     

邻近隧道的岩质深基坑变形监测分析

以重庆某开挖深度近30 m、周围存在邻近隧道的岩质深基坑工程为例,介绍了支护桩加锚索、支护桩加分阶预留岩墙两种围护体系及基坑监测方案,并结合数值模拟对主要监测成果进行分析。分析结果表明:支护桩加分阶预留岩墙作为邻近隧道岩质基坑围护体系非常有效,桩身变形主要集中于土层部分,对坡顶部位进行加固,可有效提高边坡整体稳定性;邻近隧道会改变周围地表最大沉降点位置,其位置与隧道拱顶相对应;由于受连续介质及隧道几何形态的影响,围岩会改变位移场传递的方向,隧道主要表现为横向变形。     

考虑基坑开挖效应时隧道施工对桩受力特性影响

新建地铁隧道会对临近桩基础造成影响,而通常高层建筑是在地下室之下设置桩基础。受地下室基坑开挖影响的桩基础,其工作时的受力状态与桩顶直接加载工况不同,对隧道施工的响应也不同。文章基于弹性力学Mindlin解和显式算法,并引入了亚塑性桩-土接触面本构,建立考虑基坑开挖效应的桩在正常工作时的内力与摩阻力分布。进一步基于Loganathan-Poulos解,引入隧道开挖位移场,研究隧道开挖对工程桩的影响。结果表明,考虑基坑开挖影响时,桩工作荷载状态下侧穿和下穿隧道引起的桩身位移,明显大于不考虑基坑开挖影响时结果;摩阻力分布与不考虑基坑开挖条件下有明显的不同。     

软土地层咬合桩成桩施工引起的邻近建筑沉降分析

以某轨道交通深基坑工程中钻孔咬合桩挡土结构为背景工程,针对软土地区咬合桩成桩施工引起邻近建筑沉降这一工程问题,对咬合桩的施工工艺流程及其对地层的扰动机理进行了分析,并结合成桩过程中的工程实测资料对成桩施工引起的临近建筑沉降规律进行了分析,提出了减少咬合桩施工引起的沉降、保护周围房屋建筑的措施。     

水上基坑开挖对自身围护结构及临近桥桩的#br# 影响规律与改进措施研究

邻近线路深厚淤泥水上基坑项目在我国沿海城市地区日益增多,为确保基坑自身稳定性以及周围建（构）筑物正常使用,急需对围护结构变形及临近桥桩受力特性进行系统研究。文章结合某拟建大桥项目,根据不同水位差和不同开挖间距确定13种模拟工况,系统研究不同工况下基坑开挖对围护结构和临近桥桩的影响规律,重点分析围护结构侧向变形、临近桥桩弯矩和侧向变形。研究表明：随着水位升高围护结构侧向变形逐渐增大,最大侧向变形量达到91.2mm;随着水位差的增加,临近桥桩桩体最大弯矩和侧向变形均逐渐增大,但弯矩增大幅度呈逐渐减小的趋势;此外,随着开挖间距的增大,桥桩桩体的最大弯矩和最大侧向变形均逐渐减小,桩体最大正弯矩出现位置在标高19.5m处。文章结合最危险工况,优化施工方法,对比分析加支撑、加刚度和加支撑及加刚度3种加固方案,提出优先考虑加支撑及加刚度措施来加固深厚淤泥水上基坑开挖施工,研究成果以期可为类似工程提供参考。     

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、桩土侧摩阻力和桩身刚度的影响规律。结果表明：基坑开挖过程中,桩身受拉力作用;桩身混凝土在产生塑性应变前,桩身拉力随开挖深度增加逐渐增大;桩身混凝土应变超过极限拉应变后,拉力开始逐渐降低,桩身塑性区侧摩阻力变化显著。此外,坑底桩位置和桩长是影响其受力变形特性的重要因素。相同位置处,长桩的桩顶竖向位移更小;靠近基坑中心部位的桩顶竖向位移大,桩身塑性拉应变区较大。     

考虑固结群桩竖向应力相互作用的积分方程分析方法

采用Biot 固结方程,分别以等长和不等长两桩为分析对象,将受竖向荷载作用的桩土体系分解成半空间饱和扩展土和虚拟桩,基于竖向应变协调关系建立桩土相互作用的第二类Fredholm 积分方程,求解出不同固结状态时的桩身轴力分布。在等长两桩中,由于邻近桩的存在,桩身附加轴力主要分布于桩身20%～80%深度处,其影响程度随着桩间距的增加而减弱。进一步将等长两桩分析扩展至群桩研究中,分析表明：群桩效应引起了桩顶荷载的不均匀分布;土体固结对桩身内力分布也有一定的影响,固结后角桩承担的荷载有所下降。桩长不等时,长短桩之间的相互作用效应并不一致,表现为两桩桩顶承受相同荷载时长桩沿桩身附加轴力增加较短桩明显。最后,将不等长桩相互作用系数应用于群桩的优化分析中,在保证总桩长和桩基沉降基本相当的情况下,通过调整不同位置的桩长使得各桩受力趋于合理。     

复合地基侧向开挖上覆荷载影响规律离心机试验研究

进行了三组临近复合地基开挖的离心机模型试验,对比分析了相同开挖工况、不同上覆荷载下的桩轴力、桩侧摩阻力、桩土应力比以及桩弯矩的变化规律。结果表明,当复合地基上覆荷载增加时:①桩轴力及其因开挖产生的增量明显增大,桩侧摩阻力数值增大,但方向不变;②桩土应力比及其增量明显增大,其变化趋势与桩轴力曲线一致;③各级开挖工况下的桩体弯矩也会相应增加,而且随着与基坑距离的增加,弯矩值逐渐变小,荷载的影响也逐渐降低;④随着复合地基上覆荷载的增加,高应力水平下的桩间土更容易受到临近基坑开挖的扰动,荷载更多地向刚性桩转移,桩轴力增加,同时伴随着更大的桩体弯矩,进而加快桩体的破坏趋势。研究成果可为既有复合地基临近基坑开挖支护设计提供参考。