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。     

排桩+钢支撑支护结构位移和弯矩分析研究

以武汉阅马场首义广场隧道工程为依托,以排桩+钢支撑支护结构为主要研究目标,采用解析法和数值模拟法对该工程中的排桩+钢支撑支护结构的位移变形和弯矩进行模拟计算,并与实测位移进行比较.对比分析计算结果,研究分析了排桩+钢支撑支护结构在基坑开挖过程中桩身侧向位移和受力弯矩的分布规律及特点.     

悬臂桩支护结构变形的有限元分析

结合实际工程,采用有限元分析软件MIDAS/GTS对悬臂式排桩支护结构的内力、位移进行了分析和计算,得到了悬臂式支护结构在基坑开挖过程中桩身侧向位移和受力弯矩的分布特点。     

悬臂式排桩支护结构位移和弯矩的分析研究

文章以武汉阅马场交通综合整治工程首义广场隧道工程为项目依托,以悬臂式排桩支护结构形式为主要研究目标,分别采用解析法和数值模拟法对武汉阅马场交通综合整治工程首义广场隧道工程中悬臂式排桩支护结构的位移和弯矩进行计算,并相互间进行结果的对比分析,研究分析了悬臂式支护结构在基坑开挖过程中桩身侧向位移和受力弯矩的分布规律和特点.     

新型桩–土–撑组合支护体系工程应用研究

以上海某基坑工程为背景,应用Plaxis 2D有限元软件、采用土体硬化本构模型(HS)对新型桩–土–撑组合支护体系进行计算分析,得到了该组合支护体系在基坑开挖时的变形规律。计算值通过与现场实测值对比分析发现:Plaxis2D能够较好地预测新型桩–土–撑组合支护体系实际基坑开挖的围护结构变形;钢管斜撑的存在改变了传统双排桩的变形规律,能够有效减小围护桩顶位移;基坑变形满足基坑安全和变形要求;该基坑支护体系无内支撑,不仅方便基坑开挖,而且不会因为临时支撑的施工和拆除产生大量建筑垃圾,安全经济、绿色环保,可以为软土地区的深大基坑工程提供参考。     

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.     

软土地区拱形双排桩支护结构受力变形监测分析

苏州太仓恒大童世界的基坑项目采用了一种新型的拱形双排桩支护结构,为分析该新型支护结构的特点,在基坑开挖过程中进行了受力变形监测。监测内容包括双排桩的桩顶沉降、桩顶水平位移、以及冠梁和重要支撑的轴力,并据此分析双排桩的桩身弯矩和桩身变形特性。工程实践和监测数据表明:拱形双排桩支护体系在软土地区的应用是安全可行的,具有进一步推广价值。前排桩承受的弯矩大于后排桩,可以根据弯矩值适当优化前后排桩的配筋量。并建议进行更加细致的开挖分区和加快底板浇筑等施工措施,有助于控制支护结构的变形。该工程的相关设计和监测成果可供类似的基坑设计提供参考。     

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。     

竹桩-土钉复合支护体系承载特性研究

针对浅基坑工程中,单排桩或双排桩支护体系存在支护薄弱或过度支护的问题,通过室内模型试验,对比研究了常规单排桩和齿状竹桩分别与土钉组成的复合支护体系的受力特点,分析不同复合支护结构下桩体受力、地表沉降、桩顶水平位移和土钉轴力的分布及变化规律。研究发现:齿状排桩复合支护结构中桩体承担荷载较大,最大正弯矩为263.04 N·m,最大负弯矩为198.25 N·m,但仍远小于单排桩复合支护结构的弯矩最大值。同时齿状排桩支护结构对桩顶位移的约束能力要优于单排桩支护体系。而两种支护结构下的土钉轴向应力均呈"中间大,两边小"的分布规律,且新型支护结构中的土钉的极限抗拔力较大。初步表明齿状排桩-土钉复合支护体系可应用到浅基坑支护中,支护效果比传统单排桩复合支护体系好,满足基坑开挖的临时性支护要求。     

硬化土模型在桩锚与桩撑组合支护深基坑工程中的应用

基于硬化土模型（hardening soil模型）,针对一位于昆明市中心复杂周边环境桩锚与桩撑组合支护的城市深基坑工程实例,通过基坑场地土样固结排水三轴压缩试验和固结试验选取了硬化土模型中的参数;采用 MADIS/GTS对该基坑工程的开挖支护过程进行三维有限元分析,并将分析结果与m法计算结果、工程实测结果进行了对比。分析结果与m法计算结果、实测数据的对比表明：硬化土模型可用于桩锚与桩撑组合支护深基坑工程的数值分析;利用硬化土模型可得较符合实际的基坑开挖变形规律。     

微型钢管桩在青岛地区基坑支护中的应用研究

依托青岛某综合性商业大厦基坑支护工程,通过在钢管桩外壁贴应变片的方法,探讨了青岛地区土岩结合地层大直径水泥土桩内植入微型钢管桩的弯矩计算方法,分析了水泥土桩内微型钢管桩受力后的弯矩分布及变化情况.测试结果表明,钢管桩的最大弯矩发生在基坑深度的中下部;该种支护形式适合于土岩复合地层.     

双隧道不同开挖顺序对临近群桩的影响研究

双隧道不同开挖顺序对临近群桩承载性能的影响鲜有报道。针对此问题,采用基于地层损失比的位移控制有限单元法(DCM),对软土地基中不同埋深双隧道不同开挖顺序对处于工作荷载下群桩工作性能的影响进行研究,并与相关离心模型试验结果进行比较。得到以下结论:双隧道不同开挖顺序对群桩桩顶附加沉降和群桩承载能力损失影响差别显著,当先开挖上覆隧道时,群桩桩顶的附加沉降量为先开挖下置隧道时的1.25倍,且群桩承载能力的损失率约为后者的1.2倍;两工况中第二个隧道的开挖使得群桩中前桩附加弯矩和后桩附加弯矩均有明显的增大,此与分居群桩两侧但埋深相同的双隧道开挖对群桩弯矩的影响规律迥异;两工况下均产生较大的附加弯矩和附加轴力,且最大附加弯矩和最大附加轴力均位于上覆隧道轴线附近。     

隧道开挖对临近桩基影响的二维数值分析

基于隧道开挖的工程实例,采用有限元方法,分析了临近桩基的隧道开挖对建筑物桩基的影响。选取了不同隧道挖深,模拟开挖对临近建筑物桩基础的影响。对开挖引起的地面、建筑物角点的沉降规律做了分析与探讨,同时也分析了桩和底板的弯矩、轴力、剪力等变化规律,得出了有意义的结论。     

某围堰工程承台钢板桩围护结构三维有限元分析

应用三维有限元分析,采用增量计算方法,对某围堰工程承台钢板桩围护结构进行了动态施工力学的三维数值模拟。重点分析了施工过程中钢板桩的侧向位移、弯矩、圈梁的弯矩和钢管的支撑轴力等发展规律。研究结果表明,该围堰工程承台钢板桩围护结构设计和施工方案在理论上是安全可行的。     

水平荷载下基桩分布式变形检测模型试验研,

为克服传统测试技术获取水平荷载作用下基桩变形的不足,开展基于光频域反射(OFDR)技术的室内模型桩试验.将光纤对称粘贴于桩表面,检测水平荷载下基桩变形及应力分布,推导基于OFDR的桩身挠度和弯矩计算公式,采用有限元软件ABAQUS模拟桩变形和分析桩土作用.结果表明:基于光纤应变数据,可准确计算桩身沿深度的水平位移分布,...     

基坑支护桩受力的水平位移反演计算方法

桩的水平位移值易量测且结果可靠,因而可根据桩的实测位移值,运用位移反演分析方法对桩的受力特性进行分析。本文对桩的最终位移的构成进行了系统分析,而后运用最小二乘法原理,找到了相应的函数,使位移反演值与实测值之间的误差最小。通过对该函数的求解,得出了桩身各截面的水平位移、转角、弯矩和剪力等内力。最后将该方法运用于实例中,计算结果表明:反演值和“实测值”吻合程度较好,说明该方法作为桩的受力分析的理论方法是可行、可靠的。     

深基坑工程支护桩内力试验研究

根据某深基坑工程实测的支护桩桩身钢筋应力,分析了在不同工况下支护桩的内力特性及其变化规律,揭示了冠梁与支护桩之间存在的协同作用。根据实测应力推求的弯矩与按理论计算的弯矩对比发现,实测求得的弯矩与采用弹性支点法计算的结果吻合较好,与极限平衡法计算的结果差别较大。     

受水平循环荷载影响的斜桩p-y曲线构建及应用

p-y曲线法是分析水平受荷桩基承载变形特性的主要方法,利用p-y曲线法的关键在于构建合理的p-y曲线。在砂土地基中开展了2组共10根水平受荷斜桩模型试验,其中2根斜桩仅分级施加了水平静力荷载,其余8根斜桩先施加了不同幅值的单向水平循环荷载,然后再分级施加水平静力荷载。试验测试了10根斜桩的砂面处桩身横向位移及桩身应变,根据桩身应变计算得到了桩身弯矩,在此基础上根据Euler-Bernoulli梁理论得到了桩侧土抗力及相应的桩身水平位移,构建了承受水平单向循环荷载后再承受水平静力荷载时斜桩的双曲线型p-y曲线,并给出了斜桩初始地基反力模量及桩侧极限土抗力的确定方法。用上述构建的双曲线型p-y曲线计算了本文模型试验及文献中模型试验斜桩的响应,发现利用所构建的p-y曲线得到的计算结果与实测结果整体上吻合较好,说明本文构建的双曲线型p-y曲线是合理可行的。最后利用p-y曲线计算了承受单向水平循环荷载后再承受水平静力荷载斜桩的桩身位移及桩身内力,计算结果表明:(1)相对于斜桩桩顶自由,桩顶固支能有效地减小斜桩的桩身横向位移、桩身弯矩及剪力;(2)在单向水平循环荷载作用下,正斜桩桩顶横向位移、 桩身最大弯矩及剪力均小于负斜桩;(3)无论是正斜桩还是负斜桩,桩顶横向位移、桩身剪力随着抗弯刚度增加而减小,而桩身最大弯矩随着抗弯刚度增加而增加。     

盾构法施工对近距离侧穿桥梁桩基的影响分析

盾构法施工地铁隧道近距离侧穿高速公路桥梁桩基时,引起地层移动和应力调整,导致桩基位移和内力发生变化,给上部结构带来安全隐患。以杭州地铁3号线工大站—留和站盾构区间双线施工为依托,运用三维有限元软件模拟盾构开挖施工的全过程,研究开挖过程对地层沉降及邻近桥梁桩基影响规律。结果表明,先行隧道开挖导致地表形成沉降槽,后行隧道开挖沉降曲线向后行线扩展;桩基竖向呈现刚体位移,单线开挖时在横向(Y方向)上嵌入土体桩基上半部分向隧道内倾移,下半部分背离隧道方向倾移,在纵向(X方向)上桩基呈现拱形弯曲,双线开挖时桩基横向位移发生反向叠加效应,导致最终横向位移基本接近初始状态,纵向上弯曲位移发生正向叠加效应;双线隧道先后开挖使桩基产生附加摩阻力和附加轴力,在隧道顶面分界线以上桩基总侧摩阻力较初始状态不断减小,分界线以下增加,位于-2.5 m以上桩基轴力较初始状态减小,以下增加;单线开挖时桩基弯矩变化明显,双线开挖弯矩出现反向叠加效果,基本保持初始状态。     

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。