毛竹复合土钉墙工作性状的数值分析研究

以某软土基坑采用毛竹复合土钉墙支护的工程实例为背景,利用有限元软件PLAXIS建立某设计剖面的平面应变有限元模型。为提高数值分析定量计算分析的精度,采用了能反映土体小变形和加卸载变形等特点的小应变刚度模型。通过对土钉墙面层及毛竹排桩的水平位移、坡顶沉降、毛竹土钉的轴力以及毛竹排桩的剪力和弯矩分布规律的分析,对堤坝形毛竹复合土钉墙的工作性状获得了较全面的认识,并探索了其可能的失稳破坏形式。采用该程序自带的强度折减有限元法计算了各开挖工况下支护体系的稳定安全系数,表明毛竹复合土钉墙在施工期间和施工后均具有较高的稳定性,具备可靠的支护能力。     

桩墩扶壁复合土钉墙工作性状数值分析

针对软土地区采用桩墩扶壁复合土钉墙围护结构的基坑,按实际工况进行了开挖支护的三维非线性有限元模拟,其中土体采用修正剑桥弹塑性模型,计算结果与现场实测数据能较好地吻合,表明本文研究方法是可行的。现场实测数据与四种不同型式复合土钉墙围护结构基坑开挖的数值计算结果,均表明三维基坑开挖存在明显的“角部效应”;在复合土钉墙中设置灌注桩墩与锚杆对于减小灌注桩、搅拌桩、锚杆、土钉及周边土体变形及内力有是利的,且灌注桩墩的影响效应要超过锚杆,故在深基坑开挖中采用桩墩扶壁复合土钉墙支护结构是合理有效的。     

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。     

复合土钉墙现场测试及数值模拟分析研究

整理分析了济南西部新城某地下车库基坑的复合土钉墙支护结构现场监测数据,采用有限元软件ABAQUS建立基坑支护结构单元三维模型,模拟了其开挖支护施工过程,动态分析基坑边坡坡顶地表水平位移、沉降变化规律,并与现场监测值进行对比,分析了微型桩与止水帷幕对复合土钉墙的影响。表明由土钉、止水帷幕、微型桩、预应力锚杆与土体相互作用的有限元力学模型能较好模拟复合土钉墙支护施工过程,结果可供同类复合土钉墙设计施工提供参考。     

数值分析在基坑复合土钉墙支护中的应用

数值分析方法在岩土工程界有着非常重要的地位,专门的岩土力学有限差分计算程序-FLAC更是有着广泛的应用.目前,复合土钉墙支护在基坑工程中采用已越来越广泛,但其现有理论和方法还不够成熟.本文阐述了该支护方法的主要特点及设计方法.运用FLAC建立基坑复合土钉墙支护模拟模型,该模型可以对预应力锚杆复合土钉墙支护结构进行开挖支护施工过程的二维动态模拟分析,通过数值分析,得到了基坑水平位移、竖直沉降、土钉与锚杆的轴力及位移、土体应力应变的分布曲线.结合实际工程所测得到的数据,将模拟数据与所测数据进行对比分析,说明了运用FLAC建立的二维数值模拟分析模型,能够反映复合土钉墙支护的基坑在开挖支护过程中的受力与变形特征.这也为基坑复合土钉墙支护技术的设计与施工提供指导,并对深入了解复合土钉墙支护作用的机理有较大的现实指导意义.     

桩墩扶壁复合土钉墙设计参数的敏感性分析

针对软土地区采用桩墩扶壁复合土钉墙围护结构的基坑,按实际工况进行了基坑开挖支护的三维全尺寸非线性有限元模拟,其中土体采用修正剑桥弹塑性模型。研究结果表明:桩墩扶壁复合土钉墙围护结构中的灌注桩墩具有良好的挡土效应,而锚杆则对周边土体具有较好的锚固作用,为了充分发挥灌注桩墩及锚杆本身性能,并减小基坑开挖对复合土钉墙工作性状的不利影响,建议实际施工中灌注桩间距控制在2².5 m、嵌固深度不超过基坑开挖深度,而锚杆倾角则宜控制在20°以内。     

深基坑复合土钉墙支护FLAC-3D模拟及大型现场原位测试研究

应用FLAC-3D建立了深基坑复合土钉墙支护模拟模型。该模型可对预应力锚索复合土钉支护结构进行开挖支护施工过程的三维动态模拟分析。然后,通过大型深基坑复合土钉墙支护工程现场原位的测试,得到了深基坑水平位移、竖直位移、土钉与锚索的内力、土体应力应变等现场原位测试数据,进行了模拟模型与现场原位测试数据的拟合及对比分析,说明建立的三维数值模拟分析模型能够反映复合土钉支护的基坑在开挖过程中的受力和变形特征。这也为深基坑复合土钉墙支护技术的设计和施工提供指导,并对深入了解复合土钉墙支护作用的机理有较大意义。     

排桩复合土钉支护结构受力变形机理分析

排桩复合土钉支护结构是近年来在基坑工程实践中得到成功应用的一种新型支护形式,为研究其受力变形机理,在工程案例分析基础上,采用有限元软件建立排桩复合土钉支护结构三维数值模型,模拟基坑分步开挖工况,对排桩侧移、坑后地表竖向沉降、坑底土体隆起变形、土钉轴力及桩身弯矩等进行了研究分析。结果表明:排桩复合土钉支护结构中土钉起着“弱锚杆”作用,相对于纯排桩支护结构,改变了排桩的变形和受力性状;相对于纯土钉支护结构,排桩复合土钉支护结构中土钉轴力峰值较小且靠近基坑侧壁,土钉受排桩-面层系统的拉拔作用,钉头处轴力较大。研究成果可为排桩复合土钉支护结构的设计、施工提供理论参考。     

土钉支护数值模拟

在总结已有研究成果的基础上,深入探讨了土钉支护的机理,揭示了土钉支护与锚杆支护、桩墙支护的区别。并将土钉视为复合土体,采用有限元对基坑开挖与土钉支护的全过程进行了模拟,得到了令人满意的结果。     

复合土钉支护基坑的细观模拟研究

基于离散元法颗粒流软件PFC2D,从细观角度对复合土钉与土体间相互的作用机理进行研究.根据水泥土搅拌桩复合土钉支护构造的特点,建立基坑的颗粒流模型,对基坑桩墙变形情况进行研究,并对整个开挖过程土体的应力状态、孔隙率、微裂隙等的变化进行细观分析.结果表明支护结构的变形与实际监测数据较为符合,能为复合土钉墙支护基坑的机理研究提供新的思路和方法.     

复合土钉支护转角有利影响范围

基坑复合土钉墙转角处有明显的空间效应,受力变形较小,对支护结构有利,但不清楚转角定量的有利影响范围,目前设计中仍按照与基坑中部一样保守设计,为在此范围内降低土钉用量,避免保守设计,对水泥土搅拌桩复合土钉支护结构建立了全尺寸整体三维有限元模型,这种模型包含基坑的转角,能考虑基坑的空间效应,通过建立接触面单元,能考虑土体和搅拌桩、土体和土钉的相互作用,量化分析了基坑转角对支护结构受力和变形的有利影响范围,计算结果表明,基坑转角对开挖面水平位移、地表沉降、坑底隆起、土钉轴力的有利影响范围分别约为1.3、1、1、1.2倍的开挖深度。经与实际工程现场实测值对比,验证了该模型分析结果的可靠性,同时分析结果优于平面二维和局部三维有限元模型,结论为复合土钉支护结构的优化设计和安全施工提供了理论依据和研究方法。     

复杂环境下深大基坑开挖监测与数值模拟分析

以兰州市某复杂环境下深大基坑工程为案例,该基坑开挖深度为17.70~19.10m,主要采用“咬合桩＋预应力锚杆”支护结构,局部采用土钉墙。根据该基坑周围土体、支护结构、邻近建筑监测数据和基坑开挖数值模拟,分析基坑开挖过程中基坑变形性状和基坑开挖对邻近建筑的影响。研究发现：在开挖过程中,基坑支护结构、基坑周围土体和邻近建筑三者变形相互影响;基坑支护结构应避免出现结构性状突变;咬合桩加预应力锚杆的支护结构适用于兰州地区深大基坑项目。最后借助Plaxis3D有限元软件对基坑开挖过程进行数值模拟,模拟结果与监测结果趋势一致,但咬合桩的研究需深入。该深大基坑支护结构对邻近建筑变形起到良好的控制作用,为兰州地区类似基坑项目提供了很好的案例,为复杂环境下深大基坑项目的设计提供参考。     

毛竹复合土钉墙施工技术

毛竹复合土钉墙基坑支护以毛竹取代钢质土钉,用竹篾网取代钢筋网,基坑坡脚的毛竹排桩与毛竹土钉一起构成复合土钉墙结构。与国内外常规土钉墙相比,可降低支护成本30%-50%,大幅减少用钢量、降低碳排放,不仅符合低碳、绿色、环保和可持续发展的国策,而且具有很好经济和社会效益,是基坑土钉墙技术上的重大突破。文章详细阐述了毛竹复合土钉墙基坑支护施工中,毛竹土钉的毛竹选材与砍伐要求、制作工艺、安置方法、面层竹篾网扎制方法、挂网喷砼面层与毛竹土钉锚头的连接工艺、侧壁坡脚毛竹排桩的设置等施工技术问题。     

水泥搅拌桩复合土钉在基坑工程中的应用

介绍了复合土钉的现状,以上海市某基坑支护设计为例,通过对基坑特点的分析,提出了水泥搅拌桩复合土钉支护方案,得出了采用水泥搅拌桩复合土钉的方法进行深基坑支护设计,能有效控制变形,保护周边环境的结论。     

低碳环保型建筑基坑支护新技术

传统的土钉墙都是由高耗能高排放的水泥和钢筋构成。毛竹是一种可再生资源,具有抗拉强度高,短期强度相对稳定,长期强度逐渐降低。毛竹的这种特性,符合建筑基坑支护临时性特点。本文提出的低碳环保型毛竹复合土钉墙基坑支护技术,具有取材科学合理、绿色环保、经济、安全等优点,有着广阔的应用前景,是对现行土钉墙的结构用材和构筑理念上的重大突破。具体措施是,在基坑土钉墙支护结构中以毛竹取代了钢质土钉,面层砼中用竹篾网取代钢筋网,基坑坡脚的毛竹排桩与毛竹土钉连在一起构成复合土钉墙结构,能使基坑得到可靠的支护。文章详细阐述了毛竹复合土钉墙基坑支护机理、数值分析、计算方法及工程应用。     

复合土钉支护的稳定性与变形分析

采用有限元分析的方法,结合工程实例,模拟基坑开挖过程中复合土钉支护结构的受力情况,研究了复合土钉支护结构的变形和稳定性,结果表明,复合土钉支护能够比较好地控制基坑的水平位移,而且稳定性比一般土钉结构要好。     

深基坑疏排桩锚与土钉墙水平联合支护数值模拟

为了验证疏排桩锚—土钉墙水平联合支护结构的稳定、安全及可行性,得出桩、锚等结构构件的受力及变形规律,以北京京温市场二期地下车库基坑工程为例,分别构建了桩锚支护和疏排桩锚—土钉墙水平联合支护两种方案,然后对两种方案进行了数值模拟,并将以下方面的模拟结果进行了对比分析:基坑开挖面水平位移、地面沉降、各道锚杆的轴向受力规律及支护桩的受弯规律。模拟结果表明:当基坑土层适合土钉支护但开挖深度超过土钉支护深度时,采用疏排桩锚—土钉墙水平联合支护结构替代桩锚支护结构是稳定的、安全的、可行的。     

基坑工程直立开挖支护的FLAC3D数值模拟分析

采用FLAC3D有限差分软件对10m深均质土基坑进行直立开挖,在未支护、土钉支护和搅拌桩复合土钉支护3种工况下,对位移及土钉内力进行对比分析,得出在均质土直立开挖基坑时可优先考虑搅拌桩复合土钉支护形式,以获得合理支护效果。     

深基坑桩锚支护体系位移数值分析

利用大型有限元分析软件ADINA,考虑土的非线性和基坑分步开挖原则,以郑州楷林大厦深基坑为例,按照实际基坑开挖与支护的施工步骤,建立三维有限元模型进行数值分析,得到支护结构与土体随基坑开挖过程的变形规律及影响因素:支护桩水平位移最大点在基坑中上部,预应力锚杆对限制基坑壁的侧移起着至关重要的作用;基坑支护桩后主动区域受扰动最大的土层在桩体深度以下,支护结构入土深度加大,可有效控制土体向坑内流动;基坑外侧地表沉降呈现抛物线形状,在距离支护结构约1.5倍开挖深度处出现沉降最大值。