双排桩支护基坑的变形分析与控制

针对双排桩支护结构的变形与控制,采用有限元软件Plaxis 3D对深基坑的开挖施工进行了数值模拟。以桩身水平位移和桩身弯矩为指标,研究了双排桩桩长和双排桩排距对支护效果的影响。研究表明,随着前排桩桩长的增大,前后排桩桩身位移均先减小,随后缓慢增大,并且前排桩的桩身位移大于后排桩的位移;随着后排桩桩长的增大,前后排桩桩身位移均减小直至趋于稳定,因此增大后排桩桩长能有效控制双排桩变形,但随着桩长的增大,这种控制效果越来越小;双排桩排距对双排桩的支护效果有显著的影响,双排桩前后排桩的水平位移随着排距的增大逐渐减小,并且后排桩的减小幅度更大。     

双排抗滑桩桩顶连接方式的优化设计

 采用有限元程序ANSYS建立双排抗滑桩有限元模型,分析桩顶连接方式对抗滑桩的侧向位移分布和内力分布的影响,找出最优的桩顶连接方式。桩顶的连接方式可分为无连接、同排相连、前后排相连和全连接等4种方式。通过对比这4种桩顶连接方式可知,前后排相连和全连接均可以使双排抗滑桩的变形相协调,弯矩和剪力分布更加的合理,能更好地发挥前后2排桩的抗滑效果,但是全连接增加抗滑桩的成本。选取同排相连和前后排相连2个工程实例,监测分析发现,同排相连时前排桩的侧向位移和弯矩均远小于后排桩,前后排相连时前后2排桩的位移和弯矩比较接近,这与有限元分析结果相吻合。在双排抗滑桩的设计中,建议采用前后排相连的桩顶连接方式。     

桩排距对双排抗滑桩内力的影响

双排桩结构具有复杂的受力特性。建立有限元模型,分析了不同桩排距条件下前后两排抗滑桩的受力状况。分析结果显示:桩排距越大,后排桩的弯矩和剪力也就越大,而前排桩的弯矩和剪力却越小。双排桩的前后两排桩不能同时发挥抗滑作用。随着桩排距增大,前排抗滑桩的抗滑效果越来越差;双排桩合并为单排桩,提高了抗滑桩的刚度,具有更强的抵抗滑坡体变形的能力,桩的受力也更加合理。当不得不采用双排桩时,应该选择适当的桩排距。另外,通过对浙江杭金衢高速公路K103滑坡双排桩应力与位移的监测分析发现,前排桩的应力与变形均小于后排桩,与有限元分析结果相吻合。     

不同嵌固深度排桩受力与变形特性现场试验研究

根据某一水闸基坑开挖工程,在排桩桩体内埋设测斜仪、钢筋应力计对非等长双排桩基坑支护结构变形特性进行了现场观测,采用规范法讨论了后排桩不同嵌固对前、后排桩的变形、内力影响。研究结果表明：非等长双排桩桩顶位移、桩身剪力、弯矩与传统等长双排桩基坑支护结构规律一致;增大后排桩的嵌固深度,前、后排桩的桩顶位移均减小;前排桩桩身剪力、弯矩减小,后排桩增大,但当嵌固深度超过桩长3/4时,前、后排桩的桩顶水平位移、桩身剪力、弯矩减小或增大趋势均不明显;研究成果为双排桩基坑支护结构设计优化提供一定参考。     

变刚度悬臂式双排抗滑桩水平推桩模型试验研究

双排抗滑桩常用于加固大型滑坡,其中悬臂式双排抗滑桩由于施工便利,受到工程界广泛重视。已有研究表明,后排桩承受的滑坡推力大于前排桩,是困扰设计的重要问题。文章借鉴变刚度调平设计原理,通过改变前后排桩间距实现前后排桩刚度的调整,设计了变刚度悬臂式双排抗滑桩支护形式,并进行了室内水平推桩模型试验,得到桩顶及坡顶位移、桩身弯矩以及滑体内土压力分布。结果表明：水平推桩模式下,桩顶位移和桩身弯矩随荷载增大而增大,模型边坡沿着滑动面破坏,根据桩顶的荷载-位移曲线,双排桩在推力作用下的发展过程被划分为三个阶段;适度增大前排桩的桩间距并不会明显降低双排抗滑桩的临界荷载;采用变刚度调平设计悬臂式双排抗滑桩,前排作用被充分调动,前后排最大弯矩差值变小;双排抗滑桩存在明显的三维土拱效应,在推力方向上被划分为后排桩后土拱效应、桩排间土拱效应、前排桩前土拱效应,在深度方向上,滑体中部土拱效应与滑体下部有所不同;适度扩大前排桩的间距,桩排间土体保持稳定,未见土体绕流现象,桩排间土拱效应作用明显。     

微型抗滑桩双排单桩与组合桩抗滑特性研究

 通过3组大型模型试验,研究微型抗滑桩双排单桩与组合桩在加固边坡时的抗滑特性。边坡位移监测结果表明,微型抗滑桩能提供较大的抗滑力,降低变形速率,对边坡有较好的加固效果;组合桩加固效果更佳,较单桩抗滑力提高6.8%。桩体破坏有3种形式：桩体弯曲、桩土脱空、桩体断裂;双排单桩裂纹倾角较大,为65.7°,呈弯–拉破坏;组合桩裂纹倾角为33.9°,呈拉–剪破坏;后桩裂纹宽度较前桩大。双排单桩桩体自由段土压力沿桩身呈“S”型分布;后桩承受土压力大于前桩,前后桩最大土压力之比为0.53∶1～0.50∶1;桩前滑面层位存在桩土脱空区,土压力最大值在滑移面上10%桩长附近;桩体嵌固段土压力在下滑力较小时呈倒三角形分布;当土压力较大时呈矩形分布。组合桩由于连梁作用,前桩桩顶产生较大的正弯矩,桩身最大负弯矩出现在滑面附近,前后桩最大负弯矩之比为0.67∶1～0.80∶1。     

锚固深度对双排抗滑桩力学性能影响

针对红岩滑坡双排抗滑桩施工过程中前、后排抗滑桩锚固深度的选取问题,基于FLAC3D程序,建立简化的双排抗滑桩数值计算模型,考虑桩、土相互作用,通过在滑坡体边界施加位移的方法模拟作用在抗滑桩上的水平推力,对前排和后排抗滑桩锚固深度变化时双排抗滑桩侧向位移、弯矩、剪力和抗滑力的变化规律进行研究,研究发现,前排或后排抗滑桩锚固深度的变化对双排抗滑桩的侧向位移、弯矩、剪力和抗滑力有显著影响,且该影响与所施加的边界位移有关。     

门架式抗滑桩与双排抗滑桩的数值分析对比

为合理确定在滑坡推力下排桩的受力性状,基于大型室内模型试验,采用ABAQUS有限元软件建立了门架抗滑桩和双排抗滑桩滑坡治理的三维数值模型,分析了两者的受力变形特性,对独立双排抗滑桩与门架式抗滑桩支护结构的桩身土压力、位移及内力进行了对比分析。研究结果表明：后者的位移、内力明显小于前者,门架桩的最大水平位移约为独立双排桩最大水平位移的1/2,门架桩前后排桩的最大正弯矩约为独立双排桩前后排桩最大正弯矩的2/3,说明门架抗滑桩抗滑能力明显优于独立双排抗滑桩,受力更为合理。在工程设计中应优先选择门架桩进行滑坡治理,研究成果可为类似工程的设计和施工提供参考。     

门架式双排桩结构受力分析

随着城市轨道交通建设工程迅速发展,门架式双排桩支挡结构可以满足在"小空间范围内解决大高差"的要求,得以广泛应用。采用有限元软件,结合实际工程,构建门架式双排桩结构体系,研究发现:前后排桩桩身弯矩呈左右镜像的S型分布;前桩承担了更大的剪力与弯矩,结构设计过程应对前桩进行加强;随着桩径增大,桩身弯矩也增大;适当增大排距可以减小桩身承受的弯矩;排桩嵌固比大于1∶1后,改变排桩桩长对桩体内力影响较小。     

前排倾斜桩参数对双排桩支护效果影响分析

针对武汉特定地区土层,利用有限元方法分析前排桩倾角、桩径、桩长对支护效果影响。发现前排桩倾斜双排桩,其位移与弯矩小于常规双排桩,且随角度增大位移与弯矩减小,并逐渐收敛;计算分析得出,前桩倾斜双排桩,桩身最大弯矩均出现在后排桩,后排桩受弯明显;增大倾斜前桩的桩径、桩长,能明显减小前桩位移,增大后桩弯矩,提高支护效果,特别是力学性状好的土层中,增加桩长效果明显。可根据工况,优化前后桩桩径、前桩入土深度及最优倾斜角度,以达到设计最优。     

前排倾斜双排桩支护性状有限元分析

利用有限元软件,针对倾斜双排桩组合形式、前排倾斜双排桩前桩材质与倾角、坑内留土高度与宽度等参数,分析其对倾斜双排桩支护效果的影响,得出一些关于前排倾斜双排桩性状的结论:在倾斜双排桩的组合形式中,后桩垂直前桩外倾双排桩的支护效果较为理想,在综合考虑造价与施工空间后,可作为最优倾斜双排桩组合形式;前排倾斜双排桩前桩桩身弯矩反弯点在0.5L～0.6L深度处,反弯点以上桩身后侧受拉,反弯点以下桩身前侧受拉;开挖较深时,前排倾斜桩采用钢管混凝土桩(劲性结构)与混凝土桩较为理想;整体位移随前桩倾斜角度增大逐步减小并收敛,且在倾角逐步增大时桩身弯矩逐步减小,主要因角度增大后前排桩除抗弯外,还提供了支撑作用;前排桩桩身最大位移随留土高度与宽度的增加呈现二次函数减小,弯矩随留土高度与宽度增加呈现线性减小。     

基坑前排桩倾斜的双排桩性状分析

为优化基坑工程中的双排桩支护形式,改善支护双排桩受力特性,对深基坑前排桩倾斜的双排桩进行了三维数值模拟计算与分析,研究了前排桩不同倾斜角度时,基坑前排桩倾斜的双排桩的变形与受力规律。研究结果表明:前排桩倾斜的双排桩的桩顶水平位移小于常规双排桩的桩顶水平位移,随着倾斜角增加,桩顶水平位移和桩身最大水平位移逐渐减少,支护双排桩的抗倾覆能力得到了提高;前后排桩的桩身负弯矩范围缩小,正弯矩范围逐渐增大,正、负弯矩峰值差值变大,受力不均匀,不能充分发挥桩体材料的承载能力。这为其进一步研究和设计计算提供了一定的参考依据。     

双排抗滑桩桩顶连接型式的数值模拟研究

双排抗滑桩前后排桩的受力情况与桩顶连接方式有密切的关系。采用三维有限元数值模拟方法，建立四种不同型式桩顶连梁的双排抗滑桩模型，比较各模型在相同滑坡条件下的变形及受力性状．．分析得出：有、无桩顶连梁对桩身受力和变形有较大影响；桩预连接刚度增大在一定范围内会影响桩身剪力及弯矩最大值、桩顶反弯矩、桩顶位移等，但随着连接刚度的增大影响度会减小；前排桩分担的滑坡推力受桩顶连接影响较大。在滑坡治理工程中应选择适当的桩顶连接方式，以取的更好的受力效果。     

深基坑双排桩结构合理支护参数的研究

结合工程实例,利用FLAC3D数值差分计算程序对深基坑双排桩支护结构上的截面弯矩和变形分布特征进行研究。重点分析双排桩的排距、桩长和桩径等的变化因素的影响,提出优化的设计参数。研究表明:随排距的增加,前后排桩桩体的位移不断减小,但是当排距超过1200 mm时,位移减小的趋势减缓;桩长的增大可使桩顶水平位移减小,而前排桩桩长的变化比后排桩桩长的变化有更大的影响;当桩径较小时,适当增大桩径能有效地减小桩体的位移。     

双排桩排距对围护结构的影响研究

通过对某城市基坑工程围护设计结果进行分析,研究了双排桩不同排距变化对排桩桩桩身内力及支锚轴力的影响规律,以及对基坑周边地表沉降的影响。结果表明,前排桩承受背土侧弯矩与剪力随双排桩排距的增加而增加;后排桩承受的弯矩随排距增加而增加,剪力随之减小;第1道锚索内力随双排桩排距的增加呈先增大后变小的趋势,内力变化较大,第2,3道锚索内力随双排桩排距增加而增加,增加趋势逐渐减小;周边地表沉降最大值随着双排桩排距的增加而先降低后增大,但是周边地表沉降范围不变。     

双排桩基坑支护结构优化分析与应用研究

本文采用平面应变有限元软件Plaxis对丁字式式结构的双排桩支护体系进行分析,探讨前后排桩排距、前后桩桩身刚度、前后排桩桩长等参数对结构变形和受力的影响,并将有限元计算的数值解与现场监测的结果进行对比分析,验证双排桩基坑支护的可行性。     

双排桩支护结构受力变形及影响因素分析

基于双排桩支护结构设计的基本理论、简化模型及内力计算方法,用ANSYS有限元软件建立平面应变模型,对双排桩支护结构进行分析与研究,讨论前后排桩排距、桩身刚度等因素对围护结构侧向位移及桩身内力的影响。通过比较分析得出,前、后排桩与桩间土协同作用效果明显,双排支护桩结构具有较大的侧向刚度,可有效地限制围护结构的侧向变形;排距对双排桩支护结构受力影响较大,当排距为3~8倍桩径时,前后排桩可较好地发挥抵抗侧向变形的能力,合理选择排距可获得较好的支护效果。     

深基坑双排桩数值模拟研究与实测分析

文章以成都城市音乐厅深基坑工程为依托,结合现场量测与数值模拟方法对双排桩-锚索支护结构分析研究得出:随基坑深度的增加桩身位移随之增大,前排桩身最大偏移位置位于桩体裸露部分的2/3处,后排桩最大偏移位置位于桩身裸露部分的中部附近,前后排桩变形趋势大体保持一致;前排桩整体变形要先于后排桩;锚索轴力整体呈现先减小后增大至某一范围波动,桩身变形较大处锚索轴力值较大;桩顶位移在开挖初期速率增长较快,随后曲线减缓,后趋于稳定。     

砂土中抗拔斜桩性状模型试验研究

为研究抗拔斜桩的承载变形性状及荷载传递机制,在中密干砂中进行10根单斜桩抗拔试验,研究桩身倾角、长径比对斜桩抗拔承载力的影响,分析斜桩桩身轴力、弯矩、剪力及桩侧摩阻力的分布特征,比较斜桩与相应直桩抗拔承载变形性状的差异。结果表明:斜桩的抗拔承载力并不总是大于相应直桩,其大小受到桩身倾角及长径比的重要影响;在上拔荷载作用下,斜桩轴力大于相应直桩轴力,桩身倾角越大,斜桩轴力超过直桩轴力越多;抗拔斜桩桩身上部区段截面存在弯矩及剪力,斜桩最大弯矩受到桩身倾角及长径比的影响,斜桩除了在桩顶处存在最大剪力外,桩顶下一定深度处还存在极值剪力;抗拔斜桩桩身上部为负摩阻力,下部为正摩阻力。     

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。