预应力锚索复合土钉支护内力及变形分析

预应力锚索复合土钉支护是复合土钉支护中常用而有效的一种方法,目前对该支护方法的作用机制进行系统分析的不多,对其进行现场测试研究的也较少.首先对预应力锚索复合土钉支护的作用机制进行分析,然后通过现场测试和有限元模拟,对预应力锚索复合土钉支护作用时土钉锚索的内力和基坑的位移进行研究,揭示了预应力锚索复合土钉支护的内力和变形特征.测试和模拟结果表明:(1) 实测值和有限元模拟结果较为吻合;(2) 在预应力锚索复合土钉支护作用下,被支护土体弹性模量和黏聚力等力学参数将得到较大提高;(3) 土钉的内力和变形具有开挖效应;(4) 采用预应力锚索可以分担更大的土压力,并可减缓土钉内力的增长速度;(5) 使用该方法时作用于面层的土压力并不显著;(6) 基坑水平位移呈上下小、中间大的鼓状分布,垂直位移的分布规律和使用传统方法的结论基本一致,但水平位移和垂直位移均得到较好的控制;(7) 预应力锚索复合土钉支护技术可以逐步增加支护结构的支护能力,较好地满足了基坑受不确定因素和施工过程因素的影响.研究结果可以为预应力锚索复合土钉支护方法的设计和施工提供科学的依据.     

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。     

复合土钉墙大型现场测试及变形性状分析研究

通过对深圳假日广场深基坑复合土钉支护结构全过程内力和变形的观测与分析,探讨地下水和土压力变化对土–土钉耦合体力学性能的影响效应,研究爆破振动荷载下土的特性及复合土钉支护体系力学性能变化对基坑安全的作用规律,揭示复合土钉支护结构的变形特征。结果表明：（1）预应力锚索复合土钉支护结构的变形具有渐进性,每层开挖完成后,应尽快构筑支护结构以减小被支护边坡的总体水平位移,同时该支护结构还具有空间效应,靠近边坡上部布置的锚索对减小坡顶水平位移更有实际意义;（2）在桩锚式复合土钉支护结构中,土体沉降呈“勺”状分布,最大沉降值发生在最佳优势滑裂面附近,水平位移随基坑开挖不断增加,最后稳定在基坑边坡中偏下位置。     

复合土钉墙大型现场测试及变形性状分析研究

 通过对深圳假日广场深基坑复合土钉支护结构全过程内力和变形的观测与分析,探讨地下水和土压力变化对土–土钉耦合体力学性能的影响效应,研究爆破振动荷载下土的特性及复合土钉支护体系力学性能变化对基坑安全的作用规律,揭示复合土钉支护结构的变形特征。结果表明：(1) 预应力锚索复合土钉支护结构的变形具有渐进性,每层开挖完成后,应尽快构筑支护结构以减小被支护边坡的总体水平位移,同时该支护结构还具有空间效应,靠近边坡上部布置的锚索对减小坡顶水平位移更有实际意义;(2) 在桩锚式复合土钉支护结构中,土体沉降呈“勺”状分布,最大沉降值发生在最佳优势滑裂面附近,水平位移随基坑开挖不断增加,最后稳定在基坑边坡中偏下位置。     

土岩二元地层深基坑复合土钉墙的应用分析

在上软下硬的土岩二元结构地层中进行深基坑开挖,若岩面较浅且岩层力学性能较好,采用类似于"吊脚桩+锚索"的复合土钉墙支护可大幅节约造价和加快施工进度,具有明显的优越性,文中采用平面应变有限元法分析了该支护形式的变形特点,并介绍某深基坑实例上部土层采用"微型桩+搅拌桩+土钉+预应力锚索"的复合土钉墙支护,下部岩层采用放坡喷锚支护,监测结果显示基坑开挖过程中变形较小,基坑整体稳定性较好,可为类似土岩组合地层深基坑设计及方案优化提供参考。     

超深基坑复合土钉支护结构原位试验研究

通过对深圳假日广场超深基坑预应力锚索复合土钉支护结构进行全方位的原位测试试验,收集了关于土钉拉力、锚索应力、孔隙水压力、面层土压力的大量数据,旨在研究钉—锚—土三者的工作性状、相互作用机理,以及随基坑开挖、锚索张拉、降雨、卸载等外界环境变化对支护结构的响应规律。试验结果表明预应力锚索复合土钉支护结构具有开挖效应、时间效应、空间效应、降雨滞后效应;指出土钉拉力并非随基坑开挖深度递增,潜在滑移面并非通过基坑坡脚;揭示了预应力锚索的主要作用不在于分担或改善支护结构受力状态,而在于提高边坡抗滑移稳定性和减小边坡位移,并就设计和施工提出了一些合理建议和应注意的问题。     

风化凝灰岩土钉支护基坑工程的数值分析和模拟

基于具体基坑工程项目的现场地层土工参数,利用PLAXIS有限元软件对其进行数值模拟和分析,系统分析基坑开挖支护过程,风化凝灰岩中的土钉支护结构在基坑开挖过程的受力状况与稳定性、土体变形情况以及渗流场分布情况,展示了土钉支护结构的作用原理。研究结果表明,土钉支护结构的基坑开挖过程出现坑壁水平位移、基坑底部隆起、基坑周围岩土体沉降等变形现象,且基坑坑壁坡脚处剪应力集中、基坑内部产生渗流场等,分析也显示,基坑支护结构在开挖过程变形都在允许值范围内,未产生破坏。     

微预应力作用下搅拌桩复合型土钉

针对搅拌桩复合型土钉支护的受力和变形的情况，提出了一种减小基坑变形的新型施工方法——土钉施加微预应力法，对微预应力作用下的搅拌桩复合型土钉支护进行非线性有限元分析，并且将变形结果与没有施加预应力的搅拌桩复合型土钉支护进行比较，发现对土钉施加微预应力可有效减小基坑壁水平位移的40％～50％，同时减少地面沉降40％～60％，但该方法不能减小基坑的隆起量。     

深基坑复合土钉墙支护FLAC-3D模拟及大型现场原位测试研究

应用FLAC-3D建立了深基坑复合土钉墙支护模拟模型。该模型可对预应力锚索复合土钉支护结构进行开挖支护施工过程的三维动态模拟分析。然后,通过大型深基坑复合土钉墙支护工程现场原位的测试,得到了深基坑水平位移、竖直位移、土钉与锚索的内力、土体应力应变等现场原位测试数据,进行了模拟模型与现场原位测试数据的拟合及对比分析,说明建立的三维数值模拟分析模型能够反映复合土钉支护的基坑在开挖过程中的受力和变形特征。这也为深基坑复合土钉墙支护技术的设计和施工提供指导,并对深入了解复合土钉墙支护作用的机理有较大意义。     

微型钢管桩复合土钉支护工作性能现场测试研究

通过对基坑复合土钉支护的坑壁水平位移和土钉应力现场测试,数据分析表明:土体最大水平位移发生于基坑顶部;基坑深度范围内中部土钉受力最大;土钉布置宜上长下短,下部土钉适当加密,以抵抗基坑底部存在的剪应力集中;重要区段基坑采用复合土钉支护,可提高基坑支护整体刚度,减小基坑变形,提高基坑安全度。     

基坑支护与加固工程中预应力锚索与土钉墙的应用

为了有效解决加固与基坑支护问题,采用土钉墙与预应力锚索技术对基坑进行加固与支护施工。通过对土钉墙与预应力锚索的施工设计、监测,详细分析了基坑支护与加固工程中预应力锚索与土钉墙的可靠性与信息化。实际工程实践证明,基坑支护与加固工程中应用预应力锚索与土钉墙施工技术,值得广泛应用且应用前景良好。     

复合土钉支护FLAC3D模拟与现场测试研究

结合北京国美商都基坑支护工程实践,应用FLAC3D对预应力锚杆复合土钉支护基坑建立模型,通过对模型开挖与支护过程的模拟监测,得到深基坑水平位移、竖直位移及土钉与预应力锚杆的内力、变形等模拟结果,与现场测试数据对比分析。研究结果表明:FLAC3D模型最大水平位移发生在基坑中下部,土钉受力呈枣核状分布,较好地反映出预应力锚杆复合土钉支护基坑的受力和变形特征,为深基坑复合土钉墙支护技术的设计和施工提供参考依据。     

深基坑桩锚支护体系位移数值分析

利用大型有限元分析软件ADINA,考虑土的非线性和基坑分步开挖原则,以郑州楷林大厦深基坑为例,按照实际基坑开挖与支护的施工步骤,建立三维有限元模型进行数值分析,得到支护结构与土体随基坑开挖过程的变形规律及影响因素:支护桩水平位移最大点在基坑中上部,预应力锚杆对限制基坑壁的侧移起着至关重要的作用;基坑支护桩后主动区域受扰动最大的土层在桩体深度以下,支护结构入土深度加大,可有效控制土体向坑内流动;基坑外侧地表沉降呈现抛物线形状,在距离支护结构约1.5倍开挖深度处出现沉降最大值。     

预应力锚杆与土钉联合支护应用研究

在深基坑中要确保土体约束满足规范要求,单独使用土钉往往效果并不明显,通过将预应力锚杆与土钉在基坑边坡中联合使用,可收到明显的约束土体变形效果。位于广州某村的生物处理池基坑工程采用了预应力锚杆与土钉联合支护方式,检测的最终土体水平变形值为14.5mm。能很好地满足工程要求,说明预应力锚杆与土钉联合支护在该工程中得到了成功应用,有效保证了边坡变形和基坑开挖安全稳定性。     

兰州市某深基坑工程位移监测及变形特性分析

以中国移动甘肃公司一深基坑工程为实例,沿基坑开挖上口线周围共布设20个监测点,在基坑开挖施工过程中,分别对20个监测点的水平位移和竖向位移进行了实时监测。根据监测结果,分别对土钉加预应力锚杆的复合土钉墙、土钉墙和排桩加预应力锚杆三种支护结构的变形特性进行了分析。监测及分析结果表明,该深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,本工程取得的经验对兰州地区类似基坑工程具有指导意义。监测结果同时还表明,土钉加预应力锚杆的复合土钉墙、土钉墙及排桩加预应力锚杆三种基坑支护形式在兰州地区的适用性。     

砂卵石地层预应力锚索复合土钉支护工作机理的数值试验

利用FLAC3D的数值计算软件对基坑施工过程中预应力锚索复合土钉支护形式和土钉支护形式的工作机理进行对比研究,重点研究二者在限制坡体位移、支护结构受力等方面的差异,并初步讨论了预应力锚索复合土钉支护结构的破坏机理、预应力锚索与土钉的协同作用机制等问题,为复合土钉支护结构的优化设计提供理论依据。     

复合土钉支护的数值模拟与机理分析

结合青岛市火车站改造工程,运用FLAC3D对预应力锚杆+土钉的复合支护的开挖与支护全过程进行了数值模拟,对比分析了不同工况下基坑位移变形和支护结构的内力变化,并对复合土钉支护的作用机理进行了分析。     

三种支护形式应用于深基坑开挖的数值模拟对比分析

结合工程实例,运用有限元法,采用Drucker-Prager模型,对深基坑开挖与支护进行了数值模拟研究,得到了在纯土钉支护、预应力锚杆复合土钉支护和纯锚杆支护条件下,坑壁的最大竖直位移和最大水平位移、土钉和锚杆的最大轴力,并且对结果进行了比较分析。得出了随着基坑开挖深度变化基坑坑壁水平位移、土钉内力、锚杆锚固段轴力等的变化规律,可作为工程设计与施工的参考。     

复杂环境下深大基坑开挖监测与数值模拟分析

以兰州市某复杂环境下深大基坑工程为案例,该基坑开挖深度为17.70~19.10m,主要采用“咬合桩＋预应力锚杆”支护结构,局部采用土钉墙。根据该基坑周围土体、支护结构、邻近建筑监测数据和基坑开挖数值模拟,分析基坑开挖过程中基坑变形性状和基坑开挖对邻近建筑的影响。研究发现：在开挖过程中,基坑支护结构、基坑周围土体和邻近建筑三者变形相互影响;基坑支护结构应避免出现结构性状突变;咬合桩加预应力锚杆的支护结构适用于兰州地区深大基坑项目。最后借助Plaxis3D有限元软件对基坑开挖过程进行数值模拟,模拟结果与监测结果趋势一致,但咬合桩的研究需深入。该深大基坑支护结构对邻近建筑变形起到良好的控制作用,为兰州地区类似基坑项目提供了很好的案例,为复杂环境下深大基坑项目的设计提供参考。     

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。