深基坑桩锚支护数值模拟研究

桩锚支护作为一种在深基坑工程应用范围广泛、支护效果较好的支护形式,具有极大的研究意义。文章以基坑变形基本理论为基础,运用了MIDAS/GTS NX有限元数值模拟软件,以北京某深基坑为研究对象,建立了其桩锚支护结构开挖施工的有限元模型,研究了“围护桩+预应力锚索”支护结构在开挖过程中的基坑以及支护结构变形规律。研究发现基坑分步开挖对其变形会产生非常大的影响,而桩锚支护形式能有效限制支护结构与周围土体的水平位移;坑底隆起值、地表沉降值、桩顶水平位移值均与基坑开挖深度正相关;考虑到基坑变形的时空效应,可以采用分小段、分层开挖支护的方法减小变形。     

桩锚式支护桩内力和变形测试研究

为了研究桩锚式支护桩的内力和变形特性,对桩身钢筋应力和圈梁的侧向位移进行了监测,得到了桩身的弯矩分布图和侧向位移分布图.监测结果表明:随着开挖深度的增加,基坑内侧的最大弯矩逐渐增大,而且其作用位置向下偏移;设置锚杆改变了桩身弯矩的分布特征,最大弯矩的数值减小,其作用点位置下移,桩身的侧向位移显著减小;基坑开挖过程中基坑开挖的空间效应显著,基坑测试段中部的桩身弯矩较其他部位桩身的弯矩值大,且支护段中部的侧向位移最大;基坑开挖至基底后,桩身负弯矩的最大值发生在坑底内侧附近,本次测试结果可为桩锚支护结构的设计提供可靠的依据.     

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。     

基坑工程斜桩支撑体系受力及变形模拟研究

为探究建筑基坑支护中斜桩支撑体系的适用性,保证基坑支护加固效果,文中结合六盘水市汇金大厦工程基坑支护实践,通过PLAXIS3D数值模型,对基坑开挖过程中斜桩支撑体系受力及变形情况实施模拟分析。结果表明,基坑开挖过程中,土体总体位移为29.6 mm,其中,x、y、z向位移分别为23.7、4.9、17.8 mm,基坑稳定性符合标准要求。基坑开挖深度越大,斜桩、竖桩侧向位移越大,其最大位移分别为6.96、8.76 mm,均未超出规范允许值,符合标准要求。模拟分析有效验证了斜桩支撑结构在基坑支护中应用的可行性。     

桩锚式支护结构的变形特性研究

通过对西安某商住楼深基坑桩锚式支护结构水平位移的计算与监测,研究分析了在深基坑开挖过程中桩锚支护体系的变形特性,得出支护桩的水平位移随开挖工况而变化的分布规律,认为在基坑工程常规设计中应考虑时空效应的影响.     

桩撑支护体系中排桩弯矩及水平位移监测与模拟分析

结合郑州市地铁车站桩撑支护结构实例工程,对支护排桩钢筋应力和变形进行监测,通过钢筋应力反演出桩身弯矩,发现桩身弯矩的最大值和反弯点位置随着基坑的开挖而下降。对地铁车站标准段基坑建立数值分析模型,模拟基坑开挖过程,重点分析支护排桩的弯矩和位移,结合实测结果和理正计算结果发现基坑开挖面以上弯矩绝对值为基坑开挖面以下嵌固端的1.5~2倍,建议在基坑支护设计中可对支护排桩配筋做变截面处理。     

基坑水泥土墙内微型钢管桩承载特性试验研究

微型钢管桩具有承载力高、抗弯刚度大、施工速度快、地层适应性强等优点,广泛应用于基坑支护中。基于青岛某重点工程的基坑项目,采用水泥土桩内置微型钢管桩并结合预应力锚杆支护形式,通过对3根注浆微型钢管桩的现场桩身应力测试和室内抗弯试验,探讨基坑开挖过程中微型钢管桩的内力变化规律和承载机理。研究结果表明:微型钢管桩的最大弯矩发生在桩顶,桩身弯矩随着基坑开挖逐渐增大,沿深度呈上大下小的趋势,桩身弯矩的分布形态表明采用桩锚支护模式对微型钢管桩设计计算是合理的。通过对基坑位移的监测,得出了基坑位移随开挖深度的变化规律,说明注浆后的微型钢管桩植入到水泥土桩中,能够显著提高水泥土桩的抗弯刚度,达到限制基坑变形的目的。     

深基坑复合土钉支护的三维有限元数值分析

复合土钉支护作为一种新型支护技术具有广阔的应用前景,但目前相关的研究远远落后于工程实践。本文运用有限元软件ABAQUS建立了超前钢管桩、土钉、预应力锚索三种支护结构不同组合的复合土钉支护和简单土钉支护的三维模型,对基坑的开挖支护过程进行了数值模拟。研究表明:复合支护下基坑开挖面最大水平位移发生在基坑下部;钢管桩对开挖面中上部水平位移限制作用明显;土钉轴力的分布成中间大、两端小的形式。本文的结果与前人的研究成果相符,可以为工程提供一定参考。     

某基坑桩顶水平位移监测与数值模拟比较

对某基坑工程支护结构在施工过程中桩顶与桩身水平位移监测数据与数值模拟结果进行了分析和比较,总结出基坑桩顶及桩身水平方向位移随着基坑开挖的变形规律,以及基坑变形特性、支护桩刚度、插入深度等对基坑的影响,以期对今后的类似工程的设计与施工提供参考。     

桩锚支护变形规律及基坑周围变形分析

对基坑开挖过程中的实测数据分析是研究桩锚支护变形的有效方法。本文根据基坑坡顶的水平位移与竖向位移、周边建筑物的沉降数据,讨论了在桩锚支护下基坑降水以及锚索施工对基坑坡顶位移和周边建筑物沉降的影响,并利用统计方法对坡顶的水平位移和竖向位移进行了相关性分析,最后借助PLAXIS 3D有限元软件对基坑开挖进行数值模拟。实测数据以及模拟结果表明:基坑降水对坡顶的竖向位移、周边建筑物沉降影响较大;同时锚索施工也会对基坑坡顶竖向位移、周边建筑物沉降产生一定的影响;基坑坡顶水平位移和沉降呈现非线性关系;数值模拟与实测结果的趋势大体一致,可以为基坑的现场开挖提供一定的参考。     

基坑开挖对下卧地铁隧道变形影响分析

对于地铁隧道上方开挖的基坑工程,如何控制下卧地铁隧道变形是上方基坑开挖的关键问题。以深圳景田某项目基坑为例,为控制下卧地铁隧道位移,上方基坑设计时采用了桩锚支护,局部采用角撑+排桩的形式进行开挖支护,施工中采取了封闭止水帷幕、分层分区开挖。有限元分析结果显示,上方基坑开挖引起的下卧地铁隧道产生的位移变形满足规范要求。     

超深双排桩支护体系的影响因素分析

双排桩支护体系因其在基坑支护工程中有较大优势,所以被经常采用,然而其受力机理仍不甚明确,在设计中不同因素对双排桩支护体系的影响还需进一步研究。本文利用ABAQUS有限元软件,以天津某深基坑工程为例,建立三维有限元模型,分析了基坑开挖深度、开挖宽度、双排桩排距、桩长等不同因素对超深双排桩支护体系受力和变形的影响。结果表明,基坑开挖深度和宽度对双排桩支护结构体系有明显的影响,且合理的排距和桩长可以有效控制双排桩支护结构的位移。最后,本文将有限元模拟结果与实测数据进行对比,验证了该有限元模型的合理性。     

桩锚支护的基坑监测分析

本文通过对广州地区两个典型桩锚支护的基坑监测结果分析比较,得出了在基坑开挖及地下室施工过程中,挡土桩的水平位移、锚杆锚固力等的变化规律,希望能对今后同类型支护结构基坑工程的设计与施工有所借鉴。     

土岩复合地层注浆微型钢管桩-锚杆联合支护研究

注浆微型钢管桩以其施工作业面小、土层适应性强、布置形式灵活、具有超前支护作用等特点越来越受到工程技术人员的青睐。通过现场测试获得了青岛地区某大型建筑物用于基坑支护的注浆微型钢管桩在基坑开挖过程中的受力变形特征,总结分析了其沿深度的变化规律,认为微型钢管桩的计算模式采用桩锚计算理论较为合理。并将其成果运用于青岛地铁站基坑支护设计,通过数值模拟取得了地铁站开挖过程中基坑水平位移以及竖向位移的变化情况,分析表明该新型支护模式用于以岩石为主的土岩复合地层基坑支护有着独特的优势,产生的水平位移以及竖向位移较小,能够满足工程要求。     

深基坑吊脚桩支护结构设计优化与变形特性分析

以青岛某深基坑工程为例,应用数值模拟方法,对土岩复合地层中深基坑吊脚桩支护结构变形特性进行了研究。研究结果表明,中风化和微风化花岗岩层中常用的“微型钢管桩+锚索”支护结构可以采用“反压岩土+全粘结锚杆”支护结构进行优化;深基坑吊脚桩支护结构施工过程中,地表沉降量和桩身水平位移大多发生在上部土方开挖过程中,因此应在该过程中对基坑支护结构进行变形加密监测;地表最大沉降量出现在距离基坑侧壁约1/10 h(h为基坑开挖深度)位置,桩身水平位移最大值出现在地表以下约1/4 h深度处。     

深基坑无支撑支护前排倾斜双排桩设计与应用分析

介绍了武汉某深基坑前排倾斜双排桩无支撑支护设计过程,有限元方法可以为支护结构选出合适的设计参数。通过监测资料分析了基坑开挖过程中桩身水平位移变化过程,验证了设计的合理性。分析有限元软件计算结果与监测资料得到以下结论:(1)前排桩倾角增大,基坑变形减小,减小程度随倾角增大而变弱,结合旋挖钻机施工角度,选择15°倾角效果较为合适;(2)增大桩长、桩间距或者连梁长度可以减小支护结构变形与内力,需考虑现场条件综合确定支护结构参数;(3)开挖过程中桩身变形逐渐增大,后排桩桩顶位移最大,前排斜桩最大位移并不在桩顶,而是在桩顶以下0.27倍桩长位置,倾斜桩支护基坑变形模式类似桩撑支护。     

某深基坑围护桩结构性态监测与数值模拟研究

以某城市轻轨换乘车站深基坑为背景,对开挖过程中支护结构的监测数据进行详细分析,并采用有限差分软件进行数值模拟,与现场监测数据进行对比研究。重点分析了围护桩的水平位移和钢支撑轴力的变化规律。结果表明,在排桩-钢支撑支护体系下,基坑开挖初期,桩身变形呈前倾型,第一道钢支撑架设之后,桩身最大位移点逐渐下移,整体呈“大肚”状。钢支撑对基坑支护结构的侧向位移有良好的抑制作用,但受架设时间、立柱状态、材料和温度等多种因素影响,需谨慎对待。研究成果对类似基坑工程的设计与施工具有借鉴意义。     

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。     

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。     

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。