深基坑桩锚支护体系非极限主动土压力演化特征与计算模式

针对基坑工程中桩锚支护结构土压力计算的复杂性和准确性问题,采用室内模型试验的方法,得到非极限主动土压力的3个演化特征:即土压力与水平位移呈现一定的线性特征;开挖工况与土压力动态变化密切相关;桩锚支护结构的临界位移值较刚性挡墙要小.依据上述演化特征给出近似假定条件,借助线性内插方法构建出能够考虑开挖工况影响的非极限主动土压力计算公式.将同类计算方法概化为凸优化理论中的线性规划模型,提出一种预估非极限主动土压力的加权组合计算模式.通过工程实例验证,该计算模式较经典土压力理论的计算精度更高.     

考虑局部超载下的桩锚支护结构变形分析

深基坑桩锚支护结构中,关于局部荷载作用影响下的支护结构变形没有固定的分析方法.故引入非线性水平附加应力分布来考虑局部荷载附加作用,结合土体与桩共同变形的挠曲线方程,套用Excel内置函数导出支护桩的水平位移.通过实例的数值模拟结果与附加应力方法计算结果的对比分析,验证了考虑局部荷载下桩锚支护结构的变形计算方法的合理性.超载影响分析表明,相关因素主要影响区域为支护结构开挖面以上的范围,超载作用距离坑边距离的控制与超载值的取值大小对支护结构安全尤为重要.     

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.     

桩锚支护体系侧壁土压力分布规律

为研究作用在基坑工程桩锚支护体系上的土压力,结合郑州某快速通道工程现场实测数据,分别计算主动、被动、静止土压力和4种非极限状态下土压力模型的结果,再与实测土压力对比,讨论各种模型的适用性. 研究结果表明:当准主动位移很小时,宰金珉、徐日庆和陈页开模型的结果与静止土压力基本相等,卢国胜模型结果偏小,实测土压力介于静止和主动土压力之间;当准被动位移很小时,徐日庆和陈页开模型的结果与静止土压力基本相等,宰金珉模型结果约为静止土压力的1.3倍,卢国胜模型结果偏大;对于地质条件较好的实际工程,桩锚支护体系支护桩水平位移值小于3 mm时,在设计施工中,土压力值可按静止土压力考虑.     

桩锚回收过程中基坑和地下室的力学特性

为了研究可回收基坑支护体系在回收过程中基坑和地下室结构所受的土压力和变形特性,采用有限元软件Plaxis建立基坑桩锚回收体系模型,采用硬化土小应变模型模拟基坑周围土体,通过9个施工步序模拟桩锚回收的过程.结果表明:锚杆回收过程中,支护桩坑内位移增大,所受的土压力减小至接近主动土压力;钢管桩回收后,地下室外墙所受的土压力...     

黏性土桩锚基坑冻胀模型试验及其响应分析

黏性土地区基坑的冻胀效应对于工程施工和支护方案设计影响至关重要.结合东北某基坑工程,现场取样,利用室内模型相似试验,得出了黏性土地区桩锚基坑冻胀的力学变形规律,以及冻土压力与位移的函数关系,在此基础上引入支护结构协调变形方程,应用有限差分原理,考虑桩土相互作用,得出冻胀桩锚基坑支护体系的计算结果.基坑冻胀实例表明,桩锚体系考虑冻胀力影响的基坑施加冻胀作用的计算方法,更接近工程监测实际情况,可以在类似工程中推广应用.     

非对称开挖砂性土基坑刚性支护结构解析解

工程上常用的基坑支护结构设计计算方法无法适用于基坑非对称开挖的情况.针对日渐常见的非对称开挖工程,通过变形控制设计,首先引入考虑位移的非极限状态土压力理论,对作用于支护结构上的土压力进行修正.基于获得的修正土压力模式,在对支护结构进行整体受力分析的基础上,获得了可用于两侧挖深不同的单撑式刚性支护结构设计计算的解析解,并进一步分析了土体内摩擦角、支撑刚度、基坑开挖的非对称程度对支护结构安全最小插入比的影响.结果表明:经典等值梁法由于采用极限状态土压力理论,计算得到的支护结构插入比偏于不安全,且计算结果的不安全程度在土体内摩擦角较小的情况下更为严重;相对于较深侧,较浅侧插入比将对基坑的非对称开挖更加敏感;与仅按单边设计相比,该解析解可以有效节约工程造价.试验实测数据验证表明,该计算方法可用于桩土刚度差异较大情况下基坑两侧挖深不同的单撑式支护结构的设计与计算.     

基坑开挖对桩锚支护结构的影响分析

结合工程实例分析了基坑分步开挖过程中桩锚支护结构的变形特征及其内力变化规律,对数值模拟结果和工程实例监测结果进行了对比分析.结果表明:基坑开挖后,主动土压力区地应力状态发生改变,支护桩产生的水平位移最大值随着开挖深度增加而下移;预应力锚索结构能有效的控制支护桩产生的水平位移;数值方法可以有效地为信息化施工提供依据,对指导基坑的安全施工有一定的作用.     

成层地基中考虑桩桩相互作用的 双排桩受力变形分析

基于成层地基中的双排桩支护结构的受力变形特点，将前、后排桩视为竖直插入成层地基中的弹性地基梁，以不同刚度的水平弹簧模拟前、后排桩与其间成层地基土体的相互作用. 以各个土层接触面为水平分界面，将前、后排桩支护结构分为若干单元段，以朗肯土压力理论计算作用于后排桩的主动土压力，以弹性抗力法计算作用于前排桩基坑底面以下的土体抗力，且考虑地基反力系数沿深度的线性变化. 基于Euler-Bernoulli双层地基梁理论，考虑桩桩及桩土相互作用得到成层地基中双排桩支护结构的挠曲微分方程，并采用幂级数法求解，然后根据界面处内力与位移的连续条件及桩顶、桩底的边界条件，得到任一深度桩身的水平位移、转角、剪力与弯矩计算式. 最后通过一工程实例分析，将本文方法计算结果与实例结果进行对比分析，验证了本文方法的正确性.     

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.     

某停车场深基坑支护方式的FLAC~(3D)模拟分析

目的为解决某停车场基坑不同支护方式的选择问题,对该基坑开挖状态的稳定性进行研究,为基坑工程设计与计算提供参考依据.方法运用岩土工程软件FLAC3D模拟某基坑在桩锚支护下以及疏排桩锚-土钉墙联合支护下的开挖状态,分析数值模拟所得的应力与位移等值线图.结果在桩锚支护下基坑土体最大水平位移约为15.5 mm,而在桩锚-土钉墙联合支护下,其最大水平位移增大到约21.4 mm.基坑的位移引起周围土体不同程度的沉降.结论该基坑土体位移的最大值出现在基坑边坡顶缘.桩锚支护与桩锚-土钉墙联合支护都能够有效地抵抗基坑土体位移,但桩锚支护的效果更好.     

基于增量迭代法的深基坑桩锚支护结构位移计算简化方法

针对深基坑桩锚支护结构工程的施工特点,提出采用增量法对深基坑桩锚支护结构进行设计研究,把深基坑因开挖引起的桩体位移这一非线性问题用近似的线性方法解决,用一系列线性的分段折线去代替非线性曲线.考虑到基坑开挖过程中桩锚支护结构位移的影响,推导出基于桩体位移的土压力模型的位移计算公式,再运用迭代法对每步求出的桩体位移量进行修正,避免增量法计算产生的误差累计叠加.结合工程实例,把上述方法用Matlab编制成计算程序,将计算结果与有限元模拟软件Plaxis的模拟结果以及常规增量法对比分析,结果表明,用提出的简化方法计算桩体位移更加接近工程实际,较常规增量法更为准确.     

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.     

桩锚复合土钉基于测斜曲线的主动土压力反演分析

针对桩锚与土钉组合支护进行协同工作设计计算中土压力分配的困难,根据基坑工程中常规的桩锚土钉组合支护测斜监测数据,推导了一种能够估算组合支护土压力分配的方法,使深基坑工程能够根据具体测斜变形量估算桩锚土钉组合支护体系的有效发挥水平,使组合支护设计更加趋于合理.     

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。     

排桩支护明挖隧道基坑桩侧极限抗力系数研究

为了研究单排桩支护明挖隧道基坑桩侧土抗力系数特性,首先,建立了考虑桩侧土体受力状态的基坑桩侧土压力力学模型和位移模式;其次,根据虚功原理和位移场模式,建立排桩支护明挖隧道基坑桩侧土体功和速度场计算公式,引入极限上限方法,提出了考虑桩-土界面粗糙度系数的排桩支护明挖隧道基坑排桩的水平承载力系数计算方法,将该方法应用于计算实例,通过与已有理论计算方法对比分析,计算结果验证了本文方法的合理性与可行性;最后,利用本文建立的方法,分析了桩间距、桩-土接触面系数以及埋置深度对基坑排桩水平抗力系数的规律.结果表明:排桩的水平承载力随着桩距的减小而减小,直到达到一个最小值.排桩的水平承载力系数Np随着桩-土界面粗糙度系数α的增大而增大;当桩-土界面粗糙度系数α一定时,水平承载力系数Np随着埋置深度的增加而增加,当埋置深度率Z/D7时,水平承载力系数Np随着埋置深度的增加趋于定值.     

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.     

软弱粘土的深基坑土压力计算模式——变形土压力计算模式

通过理论分析，提出了软弱粘土深基坑桩锚支护体系的变形土压力计算模式.实例分析结果表明，采用变形土压力计算模式更具有合理性.     

阳角型基坑双排桩支护结构的空间特性

针对阳角型基坑的空间效应问题,提出了双排桩支护结构空间协同变形的简化计算方法.基于双剪统一强度理论,考虑中主应力作用的发挥程度,假定邻近阳角区域的土压力沿坑壁呈线性分布,并将另一侧支护结构对圈梁的约束作用简化为一弹簧支座,根据变形协调原理,推导出了考虑圈梁和桩-土相互作用的双排桩空间效应的理论解.计算结果表明:随着弹簧刚度K的增大,圈梁变形形态逐渐由发散型过渡为收敛型,其支护性能亦得到充分利用;当K=0时,圈梁刚度的增加无助于阳角区域自身变形的降低;加强支护桩与连梁的节点设计,以及保证两个交叉方向支护结构的稳定连接,将显著改善阳角部位的变形性能,提高基坑支护的安全性.     

软土地层旋喷搅拌加筋斜桩锚承载特性

为研究新型旋喷搅拌加筋斜桩锚的承载机理与破坏模式,建立了旋喷搅拌加筋斜桩锚承载力计算的力学模型,并基于Mohr-Coulomb土压力理论推导出新型旋喷搅拌加筋斜桩锚极限承载力计算公式,最后通过工程实例验证计算理论与公式的合理性.研究结论表明:旋喷搅拌加筋斜桩锚支护方式可有效提高软土地层预应力锚索的承载能力,对优化桩锚支护结构设计参数和提高围护结构综合效益具有重要意义.