桩土耦合接触的基坑支护数值模拟

为较真实地还原联合支护的作用机理,基于FLAC3D,建立某市高层研发大楼内支撑联合土钉基坑支护的三维模型。数值模拟结果表明:以排桩作为围护结构其竖向变形小且均匀,侧向变形最大值符合要求且沿墙身减小;地表位移、坑底隆起变形量均满足允许要求;土钉轴力中前段较大,中后段逐渐减小,最大值位于土钉中部靠左的位置;内支撑轴力在基坑中心和下道支撑受力更大且沿深度逐渐发挥;在基坑工程中使用排桩内支撑与土钉联合支护形式是合理的,并具有一定的优势。     

桩锚与土钉联合支护结构的优化选型

桩锚支护结构中预应力锚杆分为自由段和锚固段,通过施加锚杆预应力加强基坑边壁稳定性,锚杆预应力直接作用于排桩上,使基坑侧移受到限制;土钉支护结构中土钉全长锚固,通过基坑边壁侧移以部分释放土压力,并使土钉产生拉力,优势滑裂面前后土钉拉力平衡并直接作用于土体,限制土体边壁的继续变形,形成基坑边壁的支护结构。因此桩锚与土钉是两种受力机理不同的支护结构,将土钉与桩锚作为一个整体共同抵抗荷载和变形,关键是土钉和桩锚支护结构的选型设计,通过受力变形分析合理决策联合支护结构．使二者均能充分发挥其技术优势。本文根据桩锚和土钉支护结构的施工特点、受力变形特点,研究分析了土钉与桩锚联合支护结构协同工作的设计原理,根据工程实际环境条件建议了联合支护结构的优化选型方法。     

桩锚与土钉联合支护结构的概念优化设计

土钉支护体系通过土中设置钉体加强边壁土体,得到支护功效.边壁原状土体强度可得到最大程度的发挥.桩锚支护结构主要通过施加锚杆预应力加强基坑边壁稳定性,控制基坑边壁侧移;将桩锚与土钉构成联合支护结构时,土钉对土体的加强作用使作用于桩锚结构上的土压力得到显著减小,锚杆预应力水平得到显著降低.本文根据桩锚与土钉联合支护结构的受力变形特点和二者的协同工作机理,研究了联合支护结构的概念优化设计方法.     

土钉与桩锚联合支护结构的计算模式

土钉与桩锚联合支护结构是由土钉支护与桩锚支护共同构成。在基坑边壁土压力及其它各种荷载作用下,土钉与桩锚作为一个整体共同抵抗荷载和变形。本文从分析土钉支护结构的受力特点、施工特点和破坏类型入手,研究分析了土钉与桩锚联合支护结构的协同工作机理,以及土钉与桩锚联合支护结构的设计计算内容与方法。     

桩锚与土钉联合支护结构的土压力分配机制

桩锚与土钉联合支护结构在控制基坑边壁侧移变形,减小环境影响,降低基坑支护施工难度,加快施工速度等方面具有明显技术优势,并在实际工程中得到成功应用,是目前常用的基坑支护形式之一.本文在比较桩锚与土钉各自技术特点基础上,分析研究了桩锚与土钉联合支护在基坑开挖施工过程中受力变形的发展过程,提出了联合支护结构中土压力的分配机制,为桩锚与土钉联合支护结构的设计计算提供了理论保证.     

多种支护形式并用的深大基坑支护实例

为了使西北地区大深基坑设计更加合理,用合理的方法和技术去解决基坑支护工程中存在的问题。依托西宁市水井巷商务片区一期基坑工程,进行了多种基坑支护形式并用的优化设计研究,将原方案一桩到底优化为上部土钉墙+下部排桩锚杆联合支护体系。上部通过采用坡度尽可能缓的土钉墙,卸除土体荷载,有效地减小了主动土压力;下部采用在桩身最大弯矩处局部加密配筋优化的桩锚支护结构,同时将东西侧与北侧锚杆排数进行合理优化,有效地控制了基坑开挖过程中产生的变形,降低了工程造价。另外,土钉支护结构在该基坑的成功应用再次证明,多级土钉墙在深基坑工程中的应用有待进一步研究。     

微型桩与复合土钉墙联合支护的计算方法研究

竖向微型桩和水平向预应力加强的复合土钉墙联合支护,已经广泛应用于深圳地区深基坑支护工程中.通过对联合作用机理和变形性状的总结分析,探讨了微型桩与复合土钉墙联合支护的主要受力和变形特征与地下连续墙支护的相似性.在此基础上,假定微型桩和土钉墙面层为刚度较大的复合面层,采用等效刚度法,按地下连续墙的支护理论进行受力和变形计算...     

基于协调变形的桩锚与土钉联合支护结构的设计计算

在桩锚与土钉联合支护结构的设计计算问题中,首先就要分析联合支护中桩锚结构和土钉结构所能承担的土压力.由于锚杆和土钉作用力的发挥依赖于基坑侧壁变形,因此研究桩锚与土钉联合支护结构中土压力的分配问题应考虑基坑开挖过程中侧移的发展进程,按协调变形来计算桩锚与土钉各自承担的土压力.通过对工程实例中基坑边壁侧移的计算,并与监测结果进行对比,验证了基于协调变形的联合支护结构的设计计算方法的合理性和工程适用性.     

仰斜超前微桩复合土钉墙支护机理分析

基坑工程中将微型桩与复合型土钉支护相结合的微桩复合土钉支护技术应用愈发广泛。基于现有的微型桩复合支护技术的作用机理、设计方法、稳定性分析等研究,将微型桩超前支护技术与传统仰斜式土钉墙相结合,构造了仰斜式超前微桩复合土钉墙支护体系。该支护采用仰斜式微桩结合复合土钉支护,同时运用超前加固技术形成仰斜式超前微桩复合土钉支护体系。不同于普通微桩复合土钉支护的地方在于该支护体系具有微桩仰斜、超前支撑以及微桩与复合面板相结合等特性。采用仰斜式微桩复合土钉支护明显有助于减小主动土压力。仰斜超前微桩复合土钉支护体系有效地改善了普通土钉支护结构的不足之处,并对支护技术应用范围的拓展起到了一定的促进作用。     

桩锚与土钉联合支护结构传力机制的对比分析

桩锚支护与土钉可以在竖向或水平向联合使用,土压力的传力机制完全不同,分别适用于不同土层条件.桩锚与土钉竖向联合支护结构中,土钉主要作用是提高桩锚后面土体强度,从而使实际作用于桩锚结构上的土压力相应减小;桩锚与土钉水平向联合支护结构中,土钉主要作用是承担桩锚结构间的土体,并将此部分土体侧压力通过水平土拱传至两侧桩锚结构上.本文通过对比分析联合支护结构间土压力的传力机制,总结了联合支护结构的承载机理和工程适用范围,为此类支护结构的合理选型和工程设计应用提供了理论基础.     

复合土钉墙中搅拌桩对变形及土钉拉力的影响

复合土钉墙中的水泥搅拌桩对于减小基坑水平位移、改善土钉的受力状态有重要作用,但目前对于搅拌桩在复合土钉墙中这一作用的研究多局限在定性探讨,未进行较为量化的分析,在复合土钉墙的设计中也一般将搅拌桩作为安全储备.文中通过对复合土钉墙的有限元分析,对复合土钉墙中不同搅拌桩排数、长度及不同土层情况进行了对比研究.结果表明,设置不同排数的搅拌桩对于复合土钉墙的受力机理、变形特性、土钉拉力大小及分布均有较大影响,1~2排搅拌桩较为合理,过多的搅拌桩排数可能会导致复合土钉墙出现重力式挡墙的受力、变形性态,增加上部土钉的拉力.     

基坑分段支护设计及变形监测分析

以长春某深基坑支护工程为背景,对基坑支护体系设计与基坑变形监测进行论述和分析。根据基坑周边环境的复杂程度,基坑采用分段设计。在临近既有建筑和道路侧,分别采用桩锚、微管桩＋土钉墙＋预应力锚索的复合土钉墙支护及土钉墙支护3种形式。从基坑开挖监测角度,对支护结构顶部水平位移进行监测,对周围建筑进行了水平、沉降位移的观测,并对土体深部位移进行了监测。通过对监测结果的分析,证明复合土钉墙可有效控制变形,但在快速开挖的情况下,土钉墙对该基坑变形的控制效果较差,通过监测,及时处理了支护结构存在的危险,避免了事故的发生,证明了基坑监测的必要性。     

基坑开挖对周边环境的影响分析

为探究基坑降水开挖过程中基坑及周边环境的响应,以西北某实际基坑工程为背景,通过Plaxis 3D软件建立模型,分析了基坑开挖过程中基坑及周边环境产生的变形和围护结构锚杆上力的变化.结果表明:基坑开挖产生的土体变形是一个三维问题,剖面土体的变形受基坑阴、阳角的影响,这种影响的强弱与剖面距基坑阴、阳角的距离有关;在基坑围护结构中,锚杆锚固效果比土钉好30%左右,桩锚支护效果比复合土钉墙好20%左右;下排锚杆比上排锚杆承担更多的主动土压力,其自由段轴力比上排锚杆大;位于复合土钉墙支护段附近的道路受基坑开挖影响,其倾斜方向由最开始的朝坑外倾斜转变为朝坑内倾斜;位于桩锚支护段附近的既有建筑变形均在相关规范允许范围内,周边既有建筑处于安全状态.     

MC桩组合支护结构在淤泥质土基坑工程中的应用分析

结合某淤泥质土环境基坑支护工程实例,采用有限元数值分析方法,探讨水泥土桩与混凝土桩组合支护结构（MC桩）力学变形特性,包括MC桩截面参数对支护结构水平位移、地表沉降以及坑底隆起量影响．研究结果表明,MC桩组合支护结构在淤泥质基坑中,有利于控制基坑变形,增加基坑稳定性;M桩挡墙宽度对减小支护结构变形效果明显,增大墙宽可以减小墙身弯矩以及支护结构墙体倾斜变形并且可降低坑底隆起量和坑外地表沉降量．而且,在同挡墙宽度情况下,有无C桩对控制支护结构变形和基坑变形也有很大的作用．     

双排桩复合连拱支护结构的三维有限元分析

将双排桩与水泥土连拱墙复合形成支护体系,共同工作,可起到止水和围护双重功效.采用三维有限元方法,针对双排桩复合连拱支护结构进行了受力变形性能的数值模拟.得出了连拱支护部分竖向、水平向传力的分配比例,以及双排桩部分前后排桩受力和变形特征.研究认为该复合支护结构内力分配均匀,受力合理,且对减小基坑侧移变形具有显著的技术优势,为深基坑工程提供了一种新的支护体系形式.     

深基坑复合土钉墙受力性能的计算机模拟分析

为了揭示土钉+水泥土搅拌桩复合土钉墙的受力规律,采用数值模拟方法,建立了整体三维有限元计算模型,模型考虑了基坑的空间作用,克服了二维平面或局部三维有限元模型的不足,模拟了复合土钉墙的施工过程,分析了土钉的轴力,计算结果表明:(1)基坑的"角点效应"对土钉轴力的影响范围约为0.5倍的开挖深度;(2)每排土钉轴力峰值处距开挖面0.2~0.25倍的钉长;(3)中下部土钉受力较大.     

基坑支护结构的综合选型及受力与变形特性

本文以京沪高速改扩建工程莱芜至临沂段一标段3#钢筋加工场深基坑工程为依托,采用多目标层次分析和模糊综合评判法选出适合本工程的支护形式。结合现场监测和数值模拟,分析了在本支护形式下,基坑施工过程中的土体和支护结构力学及变形特征,研究结果表明：（1）采用基于多目标AHP的模糊综合评判方法建立多指标评价体系,确定了基坑支护采用上部1:1放坡+土钉支护,下部咬合桩+钢筋混凝土内支撑的方案;（2）土体地表沉降随距基坑的距离呈先减小后增大的趋势,咬合桩能较好的控制边坡变形;（3）咬合桩桩身最大位移位置随开挖的进行逐渐下移,且两次竖直位移的增量比约为相邻土层厚度比。受自重影响,咬合桩桩身弯矩对称,每条边中点附近弯矩值偏大;（4）将现场监测结果有限元分析数据结果进行对比,验证了数值模拟和多指标评价体系的可靠性。     

水泥土桩及CFG桩复合地基问题的探讨

对水泥土桩的变形模量，水泥土桩和CFG桩复合地基的桩间土应力发挥系数以及它们的静载荷试验方法进行了试验研究和理论分析，对今后进一步推广应用水泥土桩及CFG柱提供理论及实验依据。     

深基坑桩锚支护位移及内力数值模拟分析

利用FLAC3D数值模拟软件,按照实际施工工序模拟基坑开挖支护全过程,得到了桩锚支护结构以及基坑外土体沉降和基坑侧壁水平位移随基坑开挖的变形规律:随基坑开挖深度的增加,基坑外土体沉降逐渐增大,变化曲线呈"勺状"分布;基坑顶和基坑侧壁水平位移随开挖深度增加均逐渐增大且都在开挖至基坑底时位移最大;桩身弯矩最大值处基本出现在基坑开挖深度1.5 m以上的位置,最大负弯矩值为76.7;锚索轴力最大位置出现在锚索的端头处,且从端头位置向端尾位置逐渐减小,而第1排至第3排锚索最大值逐渐增大,说明支护结构中第2、3排锚索起主要作用,验证了深基坑桩锚支护的可行性。     

地震作用下复合土钉支护边坡稳定性模型及应用

在考虑复合土钉支护结构与土体协同工作的情况下,根据土质边坡的破坏模式,考虑预应力锚杆中施加的预应力对稳定性计算的影响,根据极限平衡理论建立复合土钉支护边坡地震稳定性分析模型.推导计算机搜索法的边坡复合土钉支护滑移面动态搜索模式,实现随着复合土钉设计参数变化的复合土钉支护稳定性动态分析过程.较好地解决了地震作用下复合土钉支护结构稳定性分析问题.编制复合土钉支护边坡动力稳定性分析程序,结合具体工程实例进行验算.结果表明这种稳定性分析模型能够较准确地确定复合土钉支护边坡的最危险滑移面及其对应的稳定系数,具有较高的可靠度;该计算方法对土质较均匀的黄土地区是适用的.