圆形基坑排桩环梁内撑弹性支点刚度系数算法

当采用二维弹性支点法对圆形基坑排桩+环形梁内支撑支护结构进行简化设计计算时,环形梁内支撑需等效为弹簧,作为弹性支撑处理,故其刚度系数的确定至关重要。采用弹性力学的方法,对圆形基坑中的排桩环形梁内支撑结构整体进行弹性结构分析,得出环形梁内支撑与排桩支点处的水平径向位移。运用广义胡克定律,通过支点处支点力与水平径向位移的关系,确定其弹性支点刚度系数的计算公式,并参考《建筑基坑支护技术规程》,引入两个影响因素对计算公式进行修正。最后结合某提升泵站圆形深基坑实例,根据上述公式得出各道环撑的弹性支点刚度系数,利用规程规定的二维弹性支点法对该支护结构的设计思路及分析方法进行阐述,该基坑从开挖至基坑回填期间运营良好。     

排桩加斜抛撑支护体系在深基坑中的应用

深基坑中的排桩加斜抛撑支护体系应用还需要继续创新才能够满足应用需求,本文研究分析了深基坑创新的必要性,然后研究工程创新的方法,最后对如何创造良好的创新环境进行了研究,帮助企业提升排桩加斜抛撑支护体系应用水平。研究了如何利用现代化的理念开展深基坑的施工排桩加斜抛撑支护技术应用,首先分析了施工排桩加斜抛撑支护技术应用工作的重要性,然后研究目前存在的问题,最后对如何提高排桩加斜抛撑支护技术应用水平进行分析,在靠近既有地下室地段的大面积深基坑支护工程中,锚索在施工空间上受到限制,而斜抛撑结构布置灵活,可局部应用于基坑支护体系。相对于整体内支撑结构,方便土方开挖,可以缩短工期、减少造价,具有明显的经济效益。     

排桩加内撑支护结构在兰州地铁车站基坑中的应用及有限元分析

以兰州地铁项目工程为背景,介绍了排桩加内撑支护结构在世纪大道试验段地铁车站基坑工程中的应用,并采用大型有限元软件ADINA模拟了基坑的开挖和围护结构的施工过程,得到了围护结构周围土体的位移及围护结构的内力。有限元分析计算结果表明,该基坑工程支护设计方案合理、效果良好,满足了设计和环境的要求,同时还证明了排桩加内撑支护结构在兰州地区地铁车站基坑中的适用性。本工程取得的经验对兰州轨道交通基坑工程和兰州地区类似基坑工程具有指导意义。     

深基坑内支撑支点水平刚度系数的解析解计算方法研究

排桩(墙)加内支撑结构是深基坑支护常采用的支护结构,内支撑支点水平刚度系数是支护结构设计计算的重要参数之一。基于受压杆件的应力应变线弹性理论和变形协调假定,对水平对撑(简称对撑)、水平对撑带八字撑(简称八字撑)、水平斜撑(简称斜撑)、水平角撑(简称角撑)、竖向斜撑、水平环形撑(简称环撑)、带放射撑的单环环形撑(简称单环撑)以及带放射撑的多环环形撑(简称多环撑)等8种基本内支撑结构的支点水平刚度系数进行了解析解的推导,提出了8种基本内支撑结构的支点水平刚度系数的计算公式,利用算例对其中常见的四类内支撑结构的支点水平刚度系数进行了演算,并采用有限单元法进行了复核,结果表明,解析解与有限元法计算的结果相符程度较好,解析解可作为支护结构单元计算的初始输入数据。补充完善了现行国家行业标准《建筑基坑支护技术规范》(JGJ120—2012)仅提供了水平对撑的支点水平刚度系数计算公式的不足,可供深基坑工程设计、施工人员参考。     

弹塑性共同变形法和弹性支点法在锚索钢板桩支护结构设计中的比对研究

采用弹塑性共同变形法和弹性支点法对两个锚索钢板桩基坑支护工程进行计算分析,比较这两种方法的计算结果,并将计算结果与现场监测数据进行对比。结果表明:由于锚索钢板桩支护存在桩变形大、抗弯刚度小及锚索预应力较大的特点,弹塑性共同变形法更适宜用于锚索钢板桩支护结构的计算,而弹性支点法则严重低估钢板桩水平位移,并影响锚索最优位置的选择。最后,参考弹塑性共同变形法,提出了一种基于弹性支点法的修正计算方法,该方法可修正弹性支点法对锚索钢板桩支护结构的计算误差,为锚索钢板桩支护结构设计提供了一种新方法。     

桩撑支护体系施工全过程桩身弯矩演化与分析

在基坑支护设计中,现有的计算方法很难真实地反映桩撑支护体系在实际开挖和主体结构施工过程中排桩内力的分布与演化规律。因此,依托郑州市轨道交通1号线二期河工大地铁车站实例基坑工程,通过实测基坑开挖和主体结构施工过程排桩钢筋应力,反算得到各个工况下的桩身弯矩。分析桩撑支护体系中排桩在施工全工程中弯矩的分布和演化规律,发现桩身弯矩在主体结构施工和支撑拆除阶段会发生重新分布。将支护排桩弯矩实测值与计算值进行对比,发现实测值略小于增量法计算结果,而经典法结果相差较大,说明对于桩撑支护体系增量法计算结果更为经济合理。     

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。     

盆式开挖预留土墩支护结构稳定性与变形分析

"盆式开挖短支撑支护"是一种基坑工程开挖阶段性支护形式,先期利用预留土体、已施工形成的地下结构与排桩或地下连续墙围护结构之间形成的一排或多排支撑体,构成所谓"盆式开挖短支撑"支护。该支护形式不仅节省支撑成本,也有利于基坑变形控制。盆式开挖中预留土墩在支撑施工前为排桩或地下连续墙围护结构提供被动区抗力,在支撑形成后期起到一定的变形控制作用。结合郑州某17m深基坑工程,提出了盆式开挖短支撑支护阶段,土墩支护效应、支护体稳定性分析以及变形的简化计算方法。经与有限元模拟结果及工程实测结果的比较,验证了所提简化计算方法的可靠性。研究成果可为类似支护设计与分析提供参考。     

基于MIDAS/GTS的单支点内撑式排桩结构的力学变形特性研究

施工开挖阶段,土体平衡破坏,支护结构变形对深基坑安全性能影响显著。针对单支点内撑式排桩支护结构,基于MIDAS/GTS软件,建立三维有限元分析模型,探讨支护结构的力学变形特性。同时结合基坑监测技术,将实测结果与数值模拟结果进行比较分析。结果表明,数值模拟结果与现场监测数据的变化规律基本一致,并且通过进一步研究得到支护结构最大位移值、最大位移和最大弯矩作用点与开挖深度的关系。     

带撑双排桩支护结构性状分析

基于弹性抗力法提出了适合深基坑带撑双排桩支护结构的实用计算方法,编制了计算程序,对某工程实例进行分析,通过与实测数据的对比验证了该实用方法的合理性,并分析了带撑双排桩支护结构的主要影响因素。     

基于FLAC3D的地铁车站深基坑开挖变形三维数值分析

以某地铁车站深基坑工程为依托,介绍了该工程拟建场区的周边环境、水文地质条件以及支护结构选型。根据工程特点将其分为六个典型工况,运用FLAC3D建立三维数值模型对基坑开挖进行数值模拟计算,旨在研究"钻孔咬合桩+内支撑"这一支护结构在地铁车站深基坑工程施工中的变形规律,分析了其水平位移、钢支撑轴力及其周围土体的沉降规律和沉降影响范围。并根据支撑位置的不同对深基坑变形的影响,对该基坑工程的支护设计方案进行了优化。通过与原方案的对比,得出优化方案在控制变形等方面有一定的改善。本文的研究成果可为今后地铁车站深基坑工程的合理设计与安全施工提供参考。     

水上基坑围护结构方案设计与分析

结合某紧邻高桩码头的大型水上客运综合体深基坑工程的方案设计,提出一种既满足围护结构水上施工作业条件,又能最大限度减少前方码头结构设计变更的复合钢板桩基坑围护方案。针对地下连续墙和复合钢板桩两种水上基坑围护方案,采用Plaxis软件分别建立平面应变有限元计算模型,分析了不同施工工况下两种方案围护结构的变形及受力特性。研究表明,复合钢板桩能与前方码头结构同步进行水上施工,该方案减小了码头后方接岸斜坡堤回填与基坑开挖工程量,基坑开挖阶段降低了作用于围护结构的土压力,对基坑变形控制及稳定均有利。基坑开挖至坑底时复合钢板桩最大侧向变形仅为地下连续墙的1/3,变形性态也明显优于地下连续墙。此复合钢板桩基坑围护方案可为类似基坑工程的设计和施工提供有益参考。     

既有建筑地下增层双层悬臂排桩承载性状及优化分析

在既有地下室以下增设地下空间，常面临既有支护与新增支护构成双层支挡结构的开挖工况，这是传统开挖设计方法未涉及的新问题。基于室内模型试验结果，采用有限元分析该特殊支挡结构承载机理和破坏模式，以及既有-新增支护桩排间距、长度比等参数对基坑安全系数和支挡结构受力分担的影响。研究表明：随排间距减小，基坑安全系数不断增大，新增支护桩由主动区土置换体转变为主要受荷结构，双层支挡结构产生整体倾覆破坏；排间距较大时，既有支护桩单独发生倾覆破坏，土体滑移面被限制于排间土体，而新增支护桩及其桩背土体受影响较小。在一定长度范围内，新增支护桩桩长的增加可明显提升基坑安全系数及其受力分担效果，且排间距越小其作用越明显。通过对新增-既有两级支护桩的弯矩最大值差值、总和及支护安全系数的综合评价，得到新增支护桩布置的最优方案。     

过江隧道深基坑中SMW工法加钢支撑围护结构现场监测分析

 杭州庆春路过江隧道是“钱江第一隧”,其江北岸基坑是典型的粉性土基坑,最大开挖深度16 m,主要采用SMW工法(劲性水泥土搅拌连续墙)加钢支撑的围护结构体系,围护桩最长达27 m。基坑开挖过程监测数据表明：围护桩的最大水平位移与开挖深度及时间密切相关,支撑的架设及内部结构能很好限制桩体变形;气温、降雨等外界条件的变化对支撑轴力的影响较大,临近基坑支撑的拆除也会产生重大影响;钢支撑轴力均未达到设计值,应对设计方案进行优化;基坑降水及由此引发的渗流会改变土体有效应力,是基坑周围地表沉降的主要原因,同时相邻基坑的施工也会产生一定影响;地下水位的变化能很好反应围护桩的止水效果,可作为判断基坑是否出现漏水的指标。对于粉性土基坑,有效控制基坑周围水的变化,对保持基坑安全有重要意义。     

砂土覆盖岩溶地层基坑开挖引起地层变形分析

广州地层上部为松散的砂性土与粘性土沉积地层,软土层下面则存在较多的石灰岩地层,岩溶分布广泛,溶洞内含大量泥砂与岩溶水。本研究针对广州这种浅埋岩溶强烈发育的上软下硬地层的特殊性,建立了广州市花都区地铁车站工程基坑开挖的有限元模型,考虑开挖过程、围护结构和土的共同作用以及时间等因素的影响,实现对开挖、支撑装拆的动态模拟,结合工程实际监测数据,综合分析围护结构的内力、变形及开挖引起的环境效应。数值模拟结果符合实际工程情况和规范要求。结果表明,土体沉降及侧向位移随开挖过程增大。开挖结束后,土体沉降与地下连续墙侧移范围均在规范的控制范围之内。说明本工程所采用的基坑开挖设计方案满足要求,很好地实现了对周边环境影响的有效控制。所以,本文得出的结论适用于广州地区类似基坑工程的变形预测和优化设计。     

带有超前微桩土钉墙的内部稳定性的探讨

超前微桩已在软弱地基的基坑支护中得到广泛应用。而目前对土钉墙设计而言 ,往往把超前微桩作为一种安全储备 ,没有考虑超前微桩对土钉墙内部稳定性所起的作用 ,设计理论已滞后于工程实践。因此 ,从带有超前微桩的土钉墙破坏形式及其计算方法出发 ,编制了能够计算带有超前微桩的土钉墙内部稳定系数的程序 ,并且用工程实例进行验证 ,认为在软弱土层中打设超前微桩可以增加土钉墙内部稳定性。     

水泥土复合式支挡结构的机理分析

水泥土复合式支挡结构是一种在水泥土搅拌桩墙体中插入钻孔灌注桩并架设内支撑的新型支挡形式.本文在分析其支挡特点及有限元程序设计的基础上,通过方案设计与其它支挡形式进行了比较,并将之应用到了实际工程中去;理论和实践证明,水泥土复合式支挡结构在控制墙体位移、坑底隆起、周围地面沉降及内支撑拆除后这些指标的变化等方面有其明显的优越性,其造价适中,建议在软土地区基坑工程中进一步推广.     

Zum Kontaktverhalten zwischen suspensionsgestützten Ortbetonwänden und dem anstehenden Boden

Skin friction of cast-in-place walls. Analytical and numerical calculations of retaining structures require the wall friction angle as an input parameter. It is specified as the maximal shear strength of the concrete-soil interface due to normal effective load. For the design of diaphragm walls the national engineering standards recommend an angle of wall skin friction of |δ| ≤ ϕ/2. In the framework of present design numerical calculations are performed to determine the deformation behaviour of structures, so that the contact formulation becomes fundamental. Bentonite suspensions are used to support the sides of excavation for diaphragm walls and uncased cast-in-place piles. When concrete is cast by tremie methods the filter cake remains adhering on side walls and becomes part of the concrete-soil interface and influences the characteristics of wall skin friction. In-situ specimens of the filter cake were taken from a diaphragm wall and examinations reveal that the filter cake consists of bentonite and fine soil particles. Due to the excavation process fine particles from the soil are suspended into the supporting fluid due to the liquid limit of the bentonite slurry. Thus, the suspension, in a process of filtration into the surrounding soil, forms a filter cake with a certain shear strength caused by the fine soil particles. This paper presents the results of field and laboratory tests for the investigation of the effective contact behaviour between cast-in-place walls and the surrounding soil.     

基坑悬臂排桩支护局部失效引发连续破坏机理研究

虽然已有很多基坑连续倒塌破坏的工程案例,局部破坏可能导致的连续垮塌规模和造成的后果也越来越大,但是由局部破坏发展为大规模连续破坏的机理还少有研究,也缺乏针对基坑连续破坏的控制方法和设计理论。以排桩支护的长条形基坑为例,采用显式有限差分法、离散元法及模型试验对局部支护结构失效情况下的基坑进行了模拟,对基坑土压力的重分布和支护结构受力的变化规律进行了分析和相互对比验证,初步揭示了连续破坏在基坑长度方向上的传递机理,提出了荷载传递系数的概念,即临近破坏第一根桩内力的提高倍数,并发现其是决定基坑是否发生连续破坏的重要因素。土体强度越高,荷载传递系数越高。在局部破坏发生之后很短时间内,未破坏部位土压力和结构受力迅速升高达到最大值。排桩顶设置的连续冠梁可以降低传递系数,对提高基坑支护结构抗连续破坏能力有重要作用。     

粉砂性土体中基坑开挖工程实践

本文介绍了某大厦基坑工程实例。该基坑位于粉砂性地基中,平均开挖深度12m,围护结构采用钻孔灌注桩,结合高压旋喷桩止水和止土,基坑内外共布置三级井点降水。基坑开挖表明该围护结构设计安全经济,为粉砂性地基中类似工程设计施工提供了借鉴。