桩-锚支护深基坑开挖的有限元分析

为研究深基坑开挖对基坑及周围土体的位移影响,采用有限元软件ABAQUS模拟基坑开挖过程,对基坑内部、支护结构及临近土体位移进行研究。研究表明开挖初期,基坑后侧土体沉降最大处位于开挖深度1～2倍距离范围;开挖深度增大,基坑后侧土体沉降出现两个极值,分别发生锚杆自由段与锚杆尾部处;开挖深度较大时,在靠近支护桩位置出现大于基坑中心位置隆起量的凸起。支护结构最大侧移点位于坑底以上2～3m处。增加锚杆预应力或支护结构刚度,结构最大侧移、支护桩附近回弹凸起、坑后锚杆自由段处沉降量均减小,刚度增加前期的侧移控制效果更为显著。增加锚杆预应力,支护结构最大侧移点下降至坑底以下,排桩变形由"大肚子"状逐渐变为"S"形。     

相邻双基坑开挖相互影响三维性状分析

相邻基坑开挖引起围护结构和周围土体变形与基坑单独开挖存在较大的差异,目前较缺乏考虑相邻基坑开挖产生的相互影响及其空间效应的研究。以实际相邻双基坑工程为分析原型,建立其开挖的三维有限元模型,研究双基坑开挖的空间效应。分析了相邻基坑同步开挖和不同基坑间距对基坑间土体沉降、支护结构内力、支护结构位移、坑底隆起、坑外地表沉降等的影响,探讨基坑开挖角部刚度效应。结果表明:相邻基坑开挖影响支护结构的内力和位移分布;基坑间土体沉降产生叠加影响,沉降量大于基坑两侧地面;近端支护结构变形和坑底隆起小于远端。基坑角部刚度效应在一定范围内会较明显地限制土体变形和支护结构的位移,且角部刚度效应随开挖深度增大而增大。基坑间距对相邻基坑产生相互影响的范围为2.5~3倍基坑开挖深度。     

软土基坑预制桩支护对周边建筑影响的实测及数值分析

预制桩用于基坑支护具有施工速度快、经济性显著的优点,在满足支护结构强度及变形控制要求情况下深受市场欢迎。但是预制桩支护同时也具有密集挤土效应,因此导致建筑物在支护桩施工及基坑开挖全过程中发生隆起—沉降变形。本文以某软土基坑预制桩支护施工过程为实例对其周边建筑物进行了全过程监测。监测结果表明,在支护桩施工期间建筑物先迅速隆起,后在基坑开挖期间缓慢沉降。建筑物隆起及沉降均在基坑中部最大,具有显著空间效应。同时,采用有限元数值分析进一步表明,建筑物基础对基坑周边土体的变形形态有一定的影响。     

复杂条件下基坑施工对周边环境及支护结构的影响分析

以兰州某基坑工程为研究背景,对基坑的支护结构以及周围环境进行全面分析。基坑采用咬合桩+预应力锚索支护形式,考虑土体与围护结构的相互作用,在基坑支护结构周围环境的监测数据基础上结合ADINA三维有限元分析进行对比和分析。结果表明:基坑开挖对周围建筑物沉降影响的主要因素是建筑物的基础形式,建筑物的最大变形位置不随基坑开挖施工工况的变化而变化,建筑物最大变形位置等于支护桩后0.5~0.7倍基坑开挖深度;基坑开挖导致锚索轴力逐层增加,同一剖面不同标高的锚索施工对其他锚索轴力的影响较大;由于有限元建模是一个整体过程,考虑施工时间较短并且考虑环境及施工的影响因素较少,而在实际过程中由于基坑施工及岩土环境等因素导致在数值模拟中靠近基坑处出现了地表隆起而在实际工程中没有出现。     

异形深基坑内支撑支护体系变形研究

深基坑工程是一个复杂的三维空间问题,基坑开挖过程中地表沉降、围护结构侧移、支撑轴力等往往表现出明显的空间效应。根据基坑支护结构与土体相互作用的基本原理及支护结构的杆系特征,建立支护桩–支撑–土体的三维空间杆系有限元分析模型,研究存在阳角的异形深基坑支护结构体系开挖过程中的受力及变形,得出了阳角处基坑变形的空间分布规律。     

基坑开挖和支护过程中应力变形实时监测分析

为了动态掌握基坑的安全状态,针对某基坑开挖和支护过程实时监测土体与支护结构的应力和变形情况,结果表明:1随着基坑开挖的进行,周围土体的侧向位移越来越大;最大的侧向位移均位于基坑上部;土体在基坑底部的侧向位移均接近于0甚至出现负值。基坑开挖导致地表土体产生一定沉降量,沉降最大时间并非在基坑刚开挖完毕时,而是发生在基坑完成开挖后,施做底板和地下室以及排水时。2开挖引起周围土体向坑内移动,但是受到支护桩的约束,抑制了土体的移动变形,导致基坑后方土体对基坑边土体的压力增大。3基坑内土体的开挖导致基坑侧向约束得以解除,孔隙水逐渐消散,孔隙水压力降低。随着基坑开挖的继续进行,基坑周围土压力逐渐由主动土压力转变为静止土压力,从而导致孔隙水压力增大。     

深基坑支护结构力学与变形特性研究

文中对基坑支护桩的力学特性和变形规律做了研究,通过在支护桩与冠梁安装土压力盒与应力计监测基坑支护结构应力变化、侧向位移以及地表沉降。结果表明：角点土压力强度随开挖深度变大呈先增大后减小,弯矩随开挖深度增加而增加;基坑段中部土压力强度随开挖深度先快速减小再增大,弯矩随开挖深度增加先增加后减小。锚索轴力随时间变化一直维持在一个稳定状态,中间锚索轴力大于两边。基坑边长越大,支护桩顶侧向位移越大,且当测点与基坑边缘距离0.75倍的开挖深度时,地表沉降达到最大值。     

基于ABAQUS基坑变形及预应力锚索内力分布规律的研究

实际工程中,以经验公式预估支护桩的变形,往往与实际变形有较大误差。针对邯郸市某桩锚支护工程进行了弹塑性数值模拟,并与监测结果对比分析,两者的支护桩水平位移误差约5.1%,验证了ABAQUS模拟基坑开挖的可行性。地表最大沉降量发生在约0.5倍的基坑开挖深度,沉降量约0.75倍的基坑最大变形量,进而探讨了支护锚索的应力传递规律。     

土岩组合地区桩锚支护基坑开挖地表沉降分析

针对青岛地区典型桩锚支护结构型式的土岩组合基坑,通过有限元模拟,对土层厚度、锚杆布设、支护桩嵌入岩层的相对深度、岩层组成及开挖方式等不同条件下基坑开挖引起的地表沉降特征进行了计算分析,在基坑地表沉降模式、灌注桩的嵌岩比、基坑开挖影响范围、地表沉降与桩体水平位移的关系等方面得到了一些定性和定量的基本规律,可为类似基坑工程的设计开挖提供借鉴。     

混凝土立柱与围护结构组合支护方式下地铁车站深基坑变形研究

考虑土体与深基坑支护结构的联合作用对施工安全具有重要意义.文章以某地铁车站深基坑工程为背景,通过FLAC3D数值模拟软件建立混凝土立柱与围护结构组合支护下的三维数值模型,模拟开挖不同阶段下基坑围护结构及周边土体沉降变形规律.模拟结果表明:基坑开挖施工会导致围护桩及周边土体产生变形,混凝土立柱能使围护桩的侧向变形降低11.42％;同时使土体沉降量减小及最大沉降位置远离基坑;基坑周边土体沉降影响范围约为支护结构深度4倍.采用混凝土立柱与围护结构组合支护形式能有效地控制变形及保障施工安全.     

基坑底部土体满堂加固模型试验与数值模拟研究

为探究基坑底部土体满堂加固对基坑变形和内力的影响,采用室内模型试验方法,研究了基坑底部土体满堂加固对基坑周围地表沉降、冠梁侧向位移、桩身弯矩以及桩后土压力变化的影响。运用ABAQUS有限元软件对模型试验进行数值模拟,将试验数据与数值计算结果进行对比,并分析了加固土体的水泥掺入比和加固深度对基坑变形的影响。结果表明:满堂加固对降低基坑底部隆起效果最为明显,对降低支护结构侧向位移较为明显,对减小地表沉降不明显;通过极差分析法得出,增加加固土体的弹性模量较增加加固深度对抑制支护桩侧向位移及坑底隆起更为有效;当水泥掺入比超过一定范围后,加固效果没有显著提升,建议在含水率为20%左右的软弱土层地区,水泥掺入比一般为5%～20%;土体的加固深度超过一定范围后,控制基坑变形的效果有所提高,但不明显,建议土体加固深度取0.4～0.45倍基坑深度。     

动荷载作用下软土地区基坑开挖周围土体位移研究

软土地区深大基坑开挖对周围土体及构筑物的位移有重要影响。以昆明市某软土区圆形基坑工程为背景,通过分析基坑支护结构、周围土体和动荷载作用下构筑物的位移监测数据,系统研究基坑开挖过程中位移变化的时空效应。结果表明:地表土体位移随着与基坑的横向距离不断增加而减小且基坑开挖对地表土体沉降量的影响范围大于对水平位移的影响范围;当有动荷载作用于软土区基坑周围构筑物时,基坑开挖对构筑物的位移有相对较大的影响;在基坑周围一定范围内,同一点处的水平位移和沉降量的变化具有相关性;基坑周围土体水平位移随深度增加而减小并逐渐趋于0。研究成果拟为类似工程提供借鉴。     

冠梁标高对基坑周边环境的影响分析

降低冠梁顶标高以减少基坑工程造价是目前比较盛行的一种做法,但其往往导致基坑周边环境变形过大。以某建筑深基坑工程为例,通过对比该基坑开挖期间周围道路沉降、管线沉降、建筑物沉降、桩顶变形和支撑轴力的实测数据来分析支护结构安全有效、建筑物沉降满足要求,但地表沉降过大现象的原因,认为冠梁标高降低会对基坑顶部土体变形产生较大影响。通过有限元模拟对降低冠梁顶标高对基坑坡顶土体变形的影响进行深入分析。结果表明:坑顶土体变形过大并不意味着支护结构失效;冠梁顶标高降低后,由于坡顶土体失去侧向约束,在坡顶竖向荷载作用下,会产生较大的沉降和水平变形;土体沉降与水平变形具有相关性,但冠梁顶标高对坡顶土体水平变形的影响程度远远超过其对沉降的影响。建议当基坑周围有道路或管线存在时,谨慎降低冠梁标高,如必须降低,应采取其他有效措施约束土体的变形。     

北京某深基坑工程施工监测与成果分析

本文介绍了北京某深基坑工程的支护设计、施工和监测方案,并对主要监测结果进行了详细分析。监测结果表明,在深基坑支护工程中,时空效应显著,基坑开挖初期围护结构及地表会发生向上的位移,基坑深层土体开挖会引起较大的桩体位移和土体沉降,施工中应严格控制深层土体开挖无支撑暴露的时间,及时架设支撑及浇注混凝土底板,减小土体侧向位移及地表沉降,由于基坑施工周期较长,温度的季节性变化对基坑围护结构的变形影响较大。     

超大型深基坑变形监测及其分析

以南京市康缘集团总部二期工程为例,在开挖过程中对桩顶水平位移、桩顶沉降、深层水平位移、支撑梁轴力等进行监测。分析结果显示,基坑的水平位移受支护结构和支撑梁刚度的影响较大。通过对监测数据的分析,具体明确地说明了该超大型深基坑的实际情况,可为类似基坑工程的支护结构设计等提供参考。     

复合支护下深基坑的变形破坏和支护结构

以某深基坑工程为研究对象,利用岩土数值分析FLAC 3D软件,建立三维数值分析模型,模拟开挖和支护实际工况,分析了双排微型桩复合土钉支护下基坑开挖过程中的变形破坏和支护结构受力演化特征。结果表明:坑壁水平位移总体上呈现基坑顶部小、基坑中下部大的形式,位移等值线呈鼓肚状;基坑基底隆起量较大,随着距基坑壁距离的减小而减小;基坑边坡竖向沉降较小,最大沉降量出现在支护结构之后;土钉轴力分布呈中间大、两端小的形式,离基坑底部越近,土钉的最大轴力点越靠近基坑开挖面,且随着开挖深度增加,土钉轴力初始增长迅速而后发展较为缓慢;前排微型桩弯矩大于后排,微型桩最大弯矩随着开挖深度的增加不断增大且不断下移,开挖完成后弯矩最大值位于基坑底部以下2 m深度处;基坑开挖及支护过程中监测点的位移时程曲线和塑性区分布区域说明基坑整体稳定性较好,但在坡顶后缘出现拉张塑性区,基坑壁浅表层和基坑底角部位出现剪切破坏区,在施工中应对其采取针对性措施进行保护;该研究成果对深基坑开挖过程中动态演化过程认识和变形破坏防治具有一定参考意义。     

基坑底部土体裙边加固模型试验与数值模拟研究

为研究基坑底部土体裙边加固对基坑变形和内力的影响,分别对未进行坑底加固和采用坑底裙边加固2种工况进行模型试验。在填土过程中预先浇筑加固土体,实现坑底土体加固。在基坑开挖过程中对地表沉降、冠梁侧向位移、桩身弯矩以及桩后土压力进行监测。用有限元软件Abaqus对模型试验进行拓展,将基坑变形的计算结果进行极差分析。研究表明,对坑底土体采用裙边加固,可以有效地减小支护结构的侧向位移;坑顶地表沉降虽有减小,但效果不明显;桩身弯矩略小于未进行坑底加固的工况;土体开挖,桩随着坑底下某一点发生转动,造成桩上半部分土压力减小,桩底处土压力增大;裙边加固尺寸中深度相较于宽度对基坑的变形影响更大;土体加固深度与宽度超过一定范围,控制基坑变形的效果有所提高但不明显,加固深度宜取0.3～0.4倍的开挖深度,宽度宜取0.35～0.45倍的开挖深度。     

隧道明暗挖分界面处基坑支护桩施工力学效应

论文以重庆某轻轨车站区间隧道明暗挖工程为例,提出隧道明暗挖分界面处支护桩结构的物理概化模型,采用数值模拟并结合现场监测结果,对隧道明暗挖分界面处基坑支护桩施工力学效应进行研究。分析结果表明:支护桩桩间距、桩截面尺寸、桩截面形状对支护桩力学效应的影响中,桩截面尺寸对支护桩桩身变形及力学效应影响最为显著;隧道洞径、埋深及走向变化对支护桩力学效应的影响中,洞径对支护桩变形影响较大;先开挖隧道后开挖基坑能有效减少坡顶沉降及侧向位移,同时桩身弯矩剪力值也较小;支护桩施工后设置拱形连梁可以有效增强余桩的支护作用。     

基坑支护倾斜悬臂桩受力变形特性试验研究

为改善基坑工程中支护桩的受力特性,将传统的直立悬臂桩背向基坑倾斜一定角度,形成基坑支护倾斜悬臂桩,可以更好地承担水平荷载,减小水平位移和变形。通过模型试验的方法对基坑开挖过程中倾斜悬臂桩的桩顶水平位移、桩后土体沉降和桩身弯矩进行研究。试验共进行3种不同工况下的模拟,分析倾斜悬臂桩在不同倾角不同布桩方式下的受力特性。分析结果显示,同等条件下,倾斜悬臂桩较传统直立桩相比,可以有效减小桩底水平位移和桩后土体沉降;桩身弯矩会因基坑开挖深度的增大而增加,桩身的正弯矩峰值接近负弯矩峰值,斜桩的最大弯矩值显著小于直桩支护形式下的弯矩峰值。     

深基坑的变形分析及控制措施

通过对很多工程基坑变形的分析,探讨了深基坑变形的特征,总结出了支护结构周围地面的沉降、支护结构的水平位移及基坑底面土隆起的规律,并阐述了影响基坑变形的因素,最后提出了一些控制基坑变形的措施.