基坑双排桩支护的桩间土等效计算模型研究

随着基坑向场地复杂和变形控制严格的趋势发展,因各种应用较少的基坑双排桩支护又重新受到了重视,工程应用逐渐增多,但现有基坑双排桩计算模型中桩间土等效问题仍有待完善。在现行的行业规程计算模型的基础上,从3个不同的角度对桩间土等效模型做出尝试与探讨,提出了3个基坑双排桩改进计算模型。而在对3个改进计算模型进行总结后,通过引入了等效桁架模型,进一步对桩间土等效模型进行改进,并提出基于等效桁架模型的基坑双排桩结构计算模型。结合具体的算例,对4个改进计算模型的合理性加以验证,通过4个计算模型之间的对比分析,得出基于等效桁架模型的基坑双排桩结构计算模型更加合理。最后,将基于等效桁架模型的改进计算模型应用到昆明地区一个实际工程案例中,通过工况和桩间土压缩特性的分析,对双排桩支护结构的受力和变形特性进行了探讨,旨在能为基坑双排桩支护的理论研究及工程应用提供一定的参考。     

双排桩桩间土体加固对桩土变形影响研究

双排桩支护结构中,桩间土体加固是一个需要考虑的重要因素。为此,本文采用有限元程序MIDAS/GTS建立双排桩支护结构的有限元模型,验证了桩间加固对桩土位移的减小作用,分析了桩间土体不同加固深度对桩土变形的影响,其研究结果为双排桩的桩间土加固深度设计提供了依据。     

双排桩支护结构的计算模型对比分析

总结了目前常见的双排桩支护结构常用计算模型,做了比较详细的对比分析。对其中的考虑桩土相互作用的计算模型进行来比较详细的分析,并指出其中一些比较不合理的假设。最后利用现有的有限元分析软件FLAC^3D对结论做进行了验证。     

双排桩桩间土加固作用在长江一级阶地深基坑工程中的应用分析

简化双排桩桩间土加固体为实体杆单元,采用水平向的桩土作用弹簧与前后排支护桩相连接,考虑其抗剪及抗弯能力,在双排桩桩土相互作用计算模型的基础上,提出了计算前后排桩间土加固作用对支护结构内力及变形影响的方法。结合武汉市长江一级阶地基坑工程实例,将计算结果与实测值进行对比分析,以验证该计算方法的可行性与实用性,以期为同类型基坑支护设计提供有益参考。     

基于桩-土接触面的双排桩边坡支护结构受力性能研究

双排桩支护结构以其抗侧移刚度大、场地适用面广以及施工便捷等优势，近年来被广泛应用于边坡支护。针对永久性边坡的双排桩支护结构，借助岩土有限元计算软件Midas GTS NX,以接触面的形式考虑桩-土相互作用，研究永久性双排桩支护结构的位移及内力情况，确定合理的桩排距以及后排桩桩间距，对比工程监测数据，对双排桩支护结构的安全性、可靠性进行验证，为相关工程提供参考。结果表明，通过建立桩-土接触面，可更符合实际地模拟双排桩的变形形态；桩排距取为桩径的3.5倍左右可较好地发挥双排桩的力学性能及空间效应；后排桩桩间距取为前排桩桩间距的2倍左右可在满足工程安全要求的前提下节约造价；对比数值计算结果与现场监测结果，验证了双排桩数值仿真中建立桩-土接触面的必要性及该双排桩支护方案的合理性。     

双排桩设计在高层建筑深基坑支护中的应用

在总结几种经典的双排桩计算模型基础上提出了局部土压力分析方法,该方法考虑了桩与土的摩擦角δ及土体的黏聚力c。局部土压力分析方法主要是针对桩间局部土体及桩后的部分土体的研究,通过试算法得出假设的滑裂面与水平面的夹角,进而求得桩间及桩后局部土体的主动土压力。采用有限杆单元法、弹性地基梁理论并结合提出的局部土压力分析方法是一种新的双排支护桩计算方法。并将此方法应用到工程实例中,探讨了双排桩在不同排距条件下对桩身弯矩和位移的影响。     

桩间加固土参数对双排桩支护结构的影响分析

以武汉市铁路桥地下净水厂基坑工程为背景,采用三维弹塑性数值模拟的方法,对基坑双排桩支护开挖深度最大的标准段开挖过程进行模拟。在通过对比现场实测结果、设计软件计算结果和数值计算结果验证了数值模型合理性的基础上,分析了桩间土加固深度、弹性模量、黏聚力及内摩擦角对双排桩支护体系承载变形特性的影响。研究结果表明,双排桩桩间土加固对支护体系变形的控制效果显著,但桩间土加固深度和弹性模量存在一个有效范围,当超出该有效范围后,加固效果的提高幅度不显著;对于支护桩弯矩和支撑轴力而言,桩间加固体的深度存在最优值;增大桩间加固体黏聚力及内摩擦角能够有效提高支护体系抵抗变形的能力。     

软土地区双排钢板桩围堰支护结构的应用及探讨

双排桩支护结构作为一种新的结构形式,有效地克服了单排桩支护结构的缺点,并在投资费用上与单排桩支护结构相差无几,还无需内撑,为施工增加了工作面,具有较高的应用价值,但目前对双排桩支护结构的受力和变形研究还许多问题有待进一步完善。结合大型双排钢板桩围堰工程和现场实测数据,对双排钢板桩围堰结构的受力性能开展了些探讨性的研究工作,综述了双排桩的优缺点和几种计算方法,并采用简化后的土压力用有限元法进行了计算分析,结果表明:简化后模型计算的钢板桩内力和位移均比实测的大,说明简化模型是安全的。由于目前对双排钢板桩的受力特点和设计计算方法对双排桩相互作用和空间效应考虑较少,因此双排桩支护结构的变形计算模式还有待进一步研究和探讨。该分析方法和设计方案可为今后类似工程提供有益的借鉴。     

桩-土-结构相互作用下的Pushover分析

利用SAP2000有限元软件,对考虑桩-土-结构相互作用的高层框架结构进行了Pushover分析。分析计算过程中建立了考虑桩-土-结构相互作用的有限元模型和文克尔梁模型。研究结果表明:考虑桩-土-结构相互作用的Pushover分析方法可以简便、有效地预测桩-土-结构体系的地震反应;文克尔梁模型更方便实际工程应用。     

双排桩支护体系变形与受力特征分析

采用数值分析的方法,探讨了双排桩支护体系在不同参数下的变形及受力特征,并计算分析了开挖深度、桩间土压缩模量、桩间距、排距等对双排桩的影响,有利于促进双排桩设计与施工的合理性。     

横向流动土体作用下的群桩反应性状

借助FLAC3D程序,分析了基坑开挖后土体横向流动作用下坑内群桩的反应性状。研究了两桩、四桩、五桩、六桩群桩中基桩的反应性状,并与相同位置的单桩反应进行了比较,得到了受横向流动土体作用的群桩相互作用规律:桩基连线平行于边坡布置的两桩,相互影响并不明显;而在其它情况下,前排桩对后排桩遮拦、后排桩对前排桩阻挡,均使受影响的桩基内力分布改变,桩身最大变形量减小;受周围越多、越近桩基的影响,基桩的内力和变位减少得越多。根据桩间土体的成拱特征,定性解释了群桩相互作用的机理与规律,具体工程的现场量测结果也验证了此结论。     

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。     

双排抗滑桩在边坡中受力分析与计算的探讨

对边坡中双排抗滑桩的受力进行了总结,同时分析了桩布置和排距对双排桩内力的影响,根据其受力特点,归纳了双排桩的计算模式和布置方式,并根据具体实例探讨了计算模式的可行性。     

Interaction between a slide-prone soil and piles with consideration of the configuration of the retaining structure

A computational scheme is proposed for interaction between a slide-prone soil and the piles of single-and two-row retaining structures by the finite-element method. Relationships of the limiting creep pressures on piles situated in a single row and also analysis of the stress-strain state (SSS) of the slide-prone soil on interacting with the piles of two-row retaining structures are presented. A procedure is proposed for analysis of anti-slide pile structures with allowance for their configuration. __________ Translated from Osnovaniya, Fundamenty i Mekhanika Gruntov, No. 2, pp. 8–12, March–April, 2007.     

Load Transfer by Soil Arching in Pile-Supported Embankments

Piles have been used to support unsymmetrical surcharges due to embankments or backfills on soft grounds. The unsymmetrical surcharges can be transferred by embankment piles to a firm layer below soft grounds according to mobilizing soil arching in pile-supported embankments or backfills. Two kinds of model tests such as the soil arching test and the load transfer test were performed to investigate, respectively, the configuration of the soil arch and the loads transferred on piles in pile-supported embankments. In these model tests, model piles were installed in several rows below sand fills, and the heads of piles in each row were connected with cap beams. The soil arch showed a configuration of a semi hollow cylinder, whose diameter was equal to the space between the outer edges of two cap beams and thickness was equal to the width of the cap beams. Based on the configuration of the soil arch defined by the soil arching test, a theoretical analysis was carried out to predict the loads transferred on the piles according to mobilizing soil arching in pile-supported embankments. The equation presented by the theoretical analysis could consider the effect of various factors affecting on the loads transferred on the cap beams; the loads depended on space between cap beams, width of cap beams, height and strength parameters of embankment fills, etc. The loads predicted by the presented equation showed good agreement with those measured in not only the presented test but also the previous test. Finally, the presented theoretical analysis was compared with the previous theoretical analyses on soil arching and its differences from the previous theories were discussed.     

桩间土加固对双排桩变形性状的影响分析

结合软土深基坑工程实例,深入地了解桩间土体加固对双排桩支护结构变形性状的影响。采用双排型钢桩进行基坑支护时,前、后排型钢桩间土的加固可较好地保证前、后排型钢桩共同受力,且加固效果随前、后排桩间距的加大而增大,对型钢桩变形的控制具有重要的影响。同时,桩间土加固削弱了型钢桩与连梁的连接刚度对型钢桩变形的影响,可更好地保证基坑周边环境的安全。     

疏排桩-土钉墙组合支护结构离心模型试验研究——稳定性与破坏模式

疏排桩-土钉墙组合支护是疏排桩与土钉墙相结合的一种新型支护形式,它不但充分利用了排桩抗弯能力强的优点,同时有效地克服了疏排桩桩间距受桩间土体失稳的限制和土钉墙变形难以控制的缺点.这一新型组合支护结构目前在工程中已有广泛应用,但是对于疏排桩-土钉墙组合支护结构的加固机理和破坏模式还有待于深入研究.采用同济大学中型岩土离心机进行了7组疏排桩-土钉墙组合支护基坑的离心机模型试验.离心机模型试验结果表明,疏排桩-土钉墙组合支护基坑的整体稳定性较疏排桩支护和土钉墙支护都有显著提高.疏排桩-土钉墙组合支护结构中土钉的长度和布置间距,以及排桩间距对支护基坑的稳定性影响非常显著.     

门架式双排桩围护结构的三维有限元分析

门架式双排桩支护结构是由前排桩、后排桩及桩顶冠梁共同作用的空间组合围护结构,这种围护结构主要是发挥组合桩的整体刚度和空间效应及桩土的协同作用,其三维空间效应显著.通过有限元软件ABAQUS对该种围护结构进行三维有限元分析,从而分析门架式双排桩围护结构的内力和变形以及与土的相互作用机理,并将数值计算结果与实测结果进行对比...     

基于Floquet变换方法的单排桩隔振数值模型

基于Floquet变换方法,建立了周期性排桩隔振问题的数值计算模型。首先利用Muki的虚拟桩方法,将桩土体系分解为拓展半空间弹性土和一系列虚拟桩。利用半空间土体的基本解,自由波场解及桩土协调条件,建立了排桩的第二类Fredholm积分方程。根据Floquet变换方法,得出了排桩在波数域内的积分方程。求解该积分方程即得排桩在波数域内的解,对波数域内的解进行Floquet逆变换,即得排桩在空间域内的解。数值结果表明,Flo-quet变换方法的结果与直接叠加法的结果完全吻合。利用所建立的数值模型,文中对桩长、桩土弹性模量比、桩间距对排桩隔振效果的影响进行了分析。     

地下增层h型双排桩支挡体系模型试验研究

针对地下增层基坑支护问题,提出既有-新增排桩组成的h型双排桩支挡体系.建立室内大比尺模型试验,以排间距为参数,研究h型双排桩中既有和新增排桩桩身受力随挖深变化规律.结果 表明增挖施工时新增排桩上部出现正向弯矩,下部出现负向弯矩.一定范围内,排间距增加可优化新增排桩桩身受力状态;既有和新增排桩可互相分担荷载,提高支挡结构...