桩锚支护结构有限元分析

通过三维有限元软件ADINA软件,对基坑以及桩锚支护结构进行了三维模拟分析。结果表明,随着基坑开挖深度的增加,桩身中部和桩的顶部有较大的变形。随着施工步序的增加,桩身的最大水平位移逐渐下移,桩身的水平位移曲线有明显的极大值点,桩的最大水平位移发生在桩身2/3处。桩身弯矩变化的主要原因是侧向土压力随着开挖深度的增加而不断增大。在支护结构中,当锚杆发挥作用后,水平位移由于主动土压力增大而受到限制,而后随着土方开挖,周围土体竖向位移又继续增大,直到开挖结束后周边地表的竖向位移趋于稳定。在基坑开挖过程中,土压力随着基坑深度的增加而增大,锚杆与土体之间产生摩阻力,从而使轴力变大。     

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。     

临近基坑开挖复合地基侧向力学性状离心试验研究

临近基坑开挖引起复合地基CFG桩变形和内力改变,现有理论缺乏对该问题的研究。通过开展离心模型试验,对临近基坑开挖条件下,复合地基变形、CFG桩内力和变形、土压力等分布和变化规律进行深入分析。结果表明：开挖引起CFG桩弯矩增大,近基坑桩增幅明显|开挖引起桩土不同步沉降,导致CFG桩上刺入褥垫层,桩受到褥垫层的“嵌固拉结”作用,同时远基坑桩、褥垫层、加载气囊一起提供了“摩擦拉结”作用,从而在近基坑桩上出现负弯矩|而远基坑处不均匀沉降小,“嵌固拉结”作用小,且“摩擦拉结”作用是利于正弯矩产生,桩上未出现负弯矩|开挖引起支护背后土压力分为增长区和减小区两部分,在上部土体中,土体卸荷,土压力减小,而下部土体受支护挤压,土压力有所增大|开挖引起地表沉降呈指数形式,临近基坑地表沉降最大,在显著变形区域内,支护水平位移基本呈直线形式,各阶段最大水平位移均出现在支护顶端|开挖引起的CFG桩水平变形大小和范围随距基坑边距离的增大而减小。     

软土深基坑不对等开挖深度的支护结构设计

对于深基坑支护工程,当基坑周边不同位置开挖深度不同时,基坑四周的土压力是不均衡的,围护桩的变形趋势也是不同的。当围护桩出现往坑外位移趋势时,作用在围护桩上的土压力应按被动土压力考虑,而不是主动土压力。当围护桩外侧的被动土压力不足以抵抗支撑力时,会出现坑外土体破坏,特别是软土深基坑。此时应对坑外土体进行加固处理,或者调整支撑体系改变支撑力的传递路线。     

北京电影学院摄影棚综合技术楼深基坑支护技术

北京电影学院摄影棚综合技术楼深基坑工程采用土钉墙+护坡桩+预应力锚杆的复合基坑支护形式。采用桩间旋喷桩与护坡桩共同作用的止水帷幕来解决基坑地下水的影响。深基坑支护中锚杆的张拉力是控制支护结构位移、保护基坑安全度的关键,设计时利用地勘报告中的参数预估,以现场试验数据来确定锚杆张拉力的大小。根据旋喷桩工艺及技术参数试验,以试验确保旋喷桩的止水效果。采用经纬仪挑直线的方法测量基坑水平位移,实测的变形数据均在规范允许范围内。     

沉桩挤土效应对临近基坑影响的试验研究

基于模型试验,采用3×3群桩和铝板模拟基坑围护结构的方式,研究了沉桩挤土效应对临近基坑的水平位移、坑底隆起和土压力的影响。试验结果表明,沉桩过程中,基坑受挤土效应的影响逐渐增大。就影响因素而言,基坑平面尺寸越大,其水平位移和坑底隆起变形越大,主动区土压力越小;基坑距桩区距离减小时,基坑水平位移、坑底隆起变形和土压力呈现增大的趋势。试验结果对临近基坑场地上沉桩施工具有重要的指导意义和实用价值。     

基坑开挖卸荷工程桩受力及变形特性分析

基坑开挖将引起坑底土体大面积回弹,带动坑内工程桩向上位移,改变桩土间受力状态。立柱桩上抬还将影响基坑的支撑体系,对基坑整体稳定性产生不利影响。本文基于桩弹性理论方法,充分考虑大面积基坑分步开挖卸荷、土体回弹对工程桩受力及变形的影响,采用残余应力法对土层回弹量进行计算,结合回弹量计算结果建立大面积基坑开挖工程桩位移和受力计算理论模型,分析桩顶荷载、基坑开挖深度以及桩长、桩径对桩侧摩阻力及桩土位移的影响,最后通过与工程监测数据对比验证结果的可靠性与合理性。计算分析结果表明,桩顶荷载、基坑开挖深度、桩长及桩径对桩侧摩阻力及桩土位移产生明显影响,随着基坑开挖深度增加桩侧将出现负摩阻力,可能引起桩身产生拉应力导致破坏。     

基于水平位移-土压力模型的内支撑力学特性研究

为研究基坑内支撑支护结构的力学特性,首先回顾了目前土压力与基坑侧壁水平变形之间关系的研究现状,然后在水平位移-土压力模型的基础上,推导了水平支撑受力、变形、基坑侧壁水平变形之间的数学关系式。同时,结合一工程算例,分析了支撑受力、支撑的位移和基槽支护形式的最初状态以及土体和支护结构之间的相互作用、土压力作用点等诸多因素变化时的相应变化规律。结果表明:其与基坑的初始位移基本无关,不过随着基坑总的水平位移增加、支撑作用点位置的增加、支护结构和土体之间的摩擦角的增大等,均表现出逐渐减小的趋势;同时,其与土压力作用点高度之间呈现出正比关系。     

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。     

深基坑开挖支护三维弹塑性有限元分析

为了更进一步认识黄土与柔性支挡结构协同工作机理及相互作用,将基坑、支护结构及周边的土体放在一个系统中作为一个整体进行研究,针对工程实例,采用大型非线性有限元分析软件ADINA对黄土地区桩加锚杆支护结构进行了施工仿真模拟,研究了在基坑分步开挖过程中,支护结构的内力及变形、坑后土体水平位移、基坑周围的地表沉降、坑底隆起、土压力以及土压力的空间性、基坑塑性应力应变分析,得到了一些对基坑工程设计和施工有工程实际意义的结论.     

双排护坡桩试验与计算的研究

本文通过室内模型试验和北京某工程实测，分析研究了双排护坡桩的内力、变形及上压力分布特性，并在此基础上提出了一种简化的双排护坡桩计算方法，以便于工程实用，该计算方法的计算结果与试验值是基本吻合的。本文试验分析得出，在同样桩数条件下，按双排布置的护坡桩比单排桩水平位移明显减小，桩的内力也减小，且内力分布更为合理。在工程周边场地条件适合的情况下，双排护坡桩具有应用价值。     

Research on vertical bearing capacity of inclined pile in soft soil foundation

在软土地区，由于土方开挖引起桩侧土压力不平衡，或由于基坑支护结构变形过大，常导致已施工的工程桩产生侧移，成为斜桩。结合珠海市某工程项目，利用有限元程序模拟土方开挖过程桩侧不平衡土压力对桩受力和变形的影响，分析桩侧移、倾斜的原因。结果表明，施工阶段桩的侧移与桩侧土层性状及分布厚度密切相关，也与桩的直径、配筋相关。在此基础上，对斜桩在使用阶段的受力及变形情况进行分析，指出桩顶水平约束对桩的受力性状以及竖向承载力会产生很大的影响。选取典型斜桩进行现场静荷载试验，与有限元模拟分析的结果进行对比验证，试验结果与有限元模拟分析的结果基本吻合。     

软土地基倾斜桩竖向承载力研究

在软土地区,由于土方开挖引起桩侧土压力不平衡,或由于基坑支护结构变形过大,常导致已施工的工程桩产生侧移,成为斜桩。结合珠海市某工程项目,利用有限元程序模拟土方开挖过程桩侧不平衡土压力对桩受力和变形的影响,分析桩侧移、倾斜的原因。结果表明,施工阶段桩的侧移与桩侧土层性状及分布厚度密切相关,也与桩的直径、配筋相关。在此基础上,对斜桩在使用阶段的受力及变形情况进行分析,指出桩顶水平约束对桩的受力性状以及竖向承载力会产生很大的影响。选取典型斜桩进行现场静荷载试验,与有限元模拟分析的结果进行对比验证,试验结果与有限元模拟分析的结果基本吻合。     

不同约束条件下的围护桩受力分析

在基坑支护中围护桩被广泛采用,且常与其他形式的加固措施联合使用,因而将围护桩作为悬臂式结构进行计算分析,在一定程度上是不合理的。以合肥某地铁车站深基坑为例,将不同形式的加固措施抽象为力学上的约束条件。采用有限元方法计算分析了不同约束条件下围护桩的受力与变形。计算结果表明,对围护桩顶端施加侧向位移约束可有效减小桩体的侧向变形与所受弯矩,因而应尽可能地施加水平支撑或锚杆。对桩顶端角位移的约束也可有效减小桩体的侧向变形,因此,冠梁的存在是必要的。深基坑的施工中,应采取多种措施增加围护桩的约束,提高其稳定性,从而更好地保证基坑安全。     

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。     

基于蠕变模型的边坡抗滑桩体系变形时效规律数值研究

通过有限元数值软件ABAQUS建立了理想边坡-抗滑桩体系三维数值模型,采用摩尔库伦模型和Drucker-Prager与Singh-Mitchell弹塑蠕变耦合模型对其进行数值计算,具体包括边坡-抗滑桩体系的塑性区、位移、桩身应力应变、桩土接触关系、桩土相互作用的时效规律,并对加桩前后的变形时效规律做对比分析.结果表明:...     

根据桩身侧向位移反演非极限状态下土压力分布

根据支护桩侧向位移,反演了非极限状态下桩身所受土压力从而进行了支护桩设计,并结合工程实例进行了验算,结果表明：利用非极限状态下土压力与桩身位移的关系式,反演出桩身的受力状态处于静止土压力与主动土压力之间,符合非极限状态下土压力处于静止土压力与极限土压力之间的基本假设;并根据对反演土压力进行的验算,得出了其在基坑不同深度情况下计算的准确性。     

长春市某建筑基坑支护结构事故原因的分析

长春市某12m深基坑采用排桩锚杆支护结构,因土压力分析有误,支护结构设计不合理,导致基坑大部分开挖到基底后,排桩结构水平位移超过允许范围,桩间土大面积掉落,基坑外地面出现地裂缝,由槽钢组成的腰梁扭曲变形,桩顶冠梁向基坑内变形明显,并出现裂缝。由于施工单位及时采取回填反压措施,才控制住支护结构的变形。然后,通过进一步的理论分析,并对原支护结构增加一排锚杆后,基坑开挖才得以顺利进行。