淤泥质软土基坑搅拌桩与土钉复合支护结构受力与变形特性研究

基坑支护对于结构的受力和位移的控制问题一直在设计施工过程中占据重要地位,尤其在软土地质条件下,因为软土自身具有较差的稳定性以及具有流变性等特性。本文针对淤泥质地质土层基坑的开挖支护结构问题,探讨了搅拌桩复合土钉支护体系在淤泥质地质土层的应用;使用FLAC3D的有限差分程序,结合正交试验方法来探讨影响基坑变形与稳定性的不同因素,同时基于某在淤泥质土地质条件下的基坑施工现场的实际监测结果,深入分析这一支护结构的敏感程度、变形特点与稳定特性,从而来探讨不同干扰因素取值条件下基坑在特定支护情形下的受力特点、变形规律、以及稳定特性。结果表明,搅拌桩和土钉复合支护对基坑以外支护影响较小,且搅拌桩和土钉复合支护轴力呈现两头大,中心小趋势,土钉倾角为30°支护效果最佳。该种支护体系施工工艺简单,并且技术操作相对简单、造价低,具有较高的实践应用价值。     

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。     

混凝土芯水泥土搅拌桩支护结构的应用

混凝土芯水泥土搅拌桩支护结构是在水泥土搅拌桩墙中插入预制钢筋混凝土桩,由前后排的预制钢筋混凝土桩和水泥土搅拌桩墙组合而成的п型结构.以预制钢筋混凝土桩作为受力核心,利用大直径廉价水泥土桩的凝结力和大表面积来提供摩阻力,并利用预制钢筋混凝土桩芯的低压缩性、高强度的特点来承担荷载,其内外芯的分工尽可能地发挥了桩身材料的强度,大大改善了水泥土重力式挡墙抗压不抗拉的受力特点,同时具有承力与防渗两种功能的复合支护结构.施工方法简单,速度快,对环境污染小,受力合理,有很好的截面效能.前后预制钢筋混凝土排桩由压顶圈梁和拉梁连接成整体,在不加撑锚条件下可以支护较深的基坑,是一种新的支护结构形式,经济效益显著.通过在南京某高层公寓深基坑支护中的应用,并对其桩身应力、支护结构的侧向位移的实测研究,获得了混凝土芯水泥土搅拌桩支护结构在软土地区受力和变形的基本特征.     

复杂环境下桩锚土钉复合支护分析

目的针对郑州地区某基坑工程存在电力隧道和防空洞等复杂情况进行研究,提出采用桩锚土钉复合支护体系处理该类深基坑的方法,为类似工程提供参考.方法采用有限元软件建立同时存在电力隧道和防空洞的深基坑桩锚土钉复合支护有限元模型,模拟分析复杂环境条件下基坑工程施工过程中支护结构坡顶竖向和水平位移、深层土体水平位移以及周边建筑物的沉降以及桩身位移及内力,并与相应的监测结果进行对比分析.结果施工过程中实测基坑坡顶水平最大位移20.6 mm,沉降7.4 mm、土体深层水平位移8.4 mm,周边建筑物沉降2.1 mm,均满足规范要求.结论深基坑工程存在电力隧道和防空洞的复杂环境条件下,采用桩锚土钉复合支护体系能满足基坑的安全稳定要求和周边建筑物的保护要求.     

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.     

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.     

垂直复合土钉墙——微型桩支护技术的应用

介绍了垂直复合土钉墙-微型桩支护技术在某工程中的应用,对该支护进行了分析计算,概述了支护施工技术应用、监控及技术经济分析等,指出该支护形式在一定的地质条件下具有较好的应用价值.     

一种复杂工况下的桩锚扶壁式复合挡墙的设计及数值分析

扶壁式挡墙施工简单、经济,应用广泛.但在特殊地形地貌等条件的复杂工况下,受地质及周边环境的影响,需要构建桩锚扶壁式复合式挡墙才能满足设计要求.在桩锚扶壁式复合挡墙的设计上,还没有形成完整的设计理论和规范体系.本文结合某小区边坡支护设计项目的工程实际情况,提出以桩作为承载介质,使用桩锚结构提高地基承载力、抗滑移和抗倾覆能力的桩锚扶壁式复合挡墙的支挡结构.并利用极限平衡法和Midas/GTS有限元软件,对桩锚扶壁式复合挡墙进行设计和数值分析,论证了桩锚扶壁式复合挡墙的结构是合理的,对今后同类工程的计算及设计有一定的参考价值.     

双排桩尺寸效应的有限元分析

在双排桩支护结构中，尺寸效应（文中主要考虑桩距和开挖宽度）是一个需要考虑的重要因素．为此，采用有限元程序ABAQUS建立双排桩支护结构的有限元模型，以接触面的形式考虑了桩土的相互作用，分析了深基坑开挖中双排桩的桩距和开挖宽度等对双排桩支护结构的影响，并且比较了同等桩距条件下的双排桩和单排桩．研究结果表明，比较合理的桩距为（2～2．5）d（d为桩径），基坑的开挖宽度对支护结构内力和变形的影响不可忽略。     

MC桩组合支护结构工作性状的有限元分析

水泥土桩与混凝土桩组合支护结构(MC桩)对基坑工程变形控制效果明显,在工程实践中开始得到应用.针对这种组合支护结构工作机理和变形特性研究较少,实际工程多采用经验设计法,缺乏理论依据.应用有限单元法分析了组合支护结构在基坑开挖条件下的工作性状,分析了M桩入土深度、墙体宽度、C桩桩长和土体性质等因素对组合支护结构水平位移、基坑隆起、地面沉降以及桩身内力的影响.分析表明,增大M桩挡墙宽度或增加C桩桩长对支护结构变形、坑底隆起及地表沉降控制效果明显,研究结果对组合支护结构的设计具有参考价值.     

严重偏压作用下非对称基坑的变形及受力特性

为了研究严重偏压作用下的非对称基坑变形及受力特性,依托福建省厦门市某非对称工作井基坑工程,通过现场监测方法分析非对称基坑在严重偏压作用下围护桩变形特性与支护内力响应.结果表明:在严重偏压作用下,非对称基坑围护桩桩顶整体产生旋转变形,桩身将产生两个方向的水平位移,切向水平位移存在悬臂状和“凸肚”状两种不同的变形模式;超挖、降雨等恶劣情况将严重影响非对称基坑围护结构变形及支护受力;设计、施工和监测应充分考虑基坑的非对称特性,单一考虑围护桩法向变形不利于工程风险控制.     

局部锚固失效下桩锚支护体系深基坑力学响应分析

以某砂土层桩锚支护结构深基坑为工程背景,基于有限元程序Plaxis建立数值计算模型,对单排锚索失效、双排锚索失效两种局部锚固失效工况分别进行模拟,研究了预应力锚固失效引起的支护结构力学响应规律,揭示了锚固失效后的锚索荷载传递规律.研究表明:相对于单排锚索失效情况,双排锚索失效对基坑支护结构变形及内力的影响较大;在群锚失效最不利工况下,桩体最大弯矩和位移分别为正常工况时的1.66倍和1.74倍;桩体弯矩增大倍数是决定桩体是否发生破坏的重要指标.     

双排桩支护结构中圈梁空间效应的数值模拟分析

针对深基坑双排桩支护结构中圈梁的空间效应问题,利用FLAC3D模拟计算一深基坑双排桩支护工程在设置圈梁的情况下,其不同位置处桩顶位移与弯矩变化.结果发现:基坑坑角的桩顶位移明显小于中部桩顶位移,越到中部桩顶位移越大;将计算结果与现场实测资料对比表明,两者变化规律具有较好的一致性.研究表明,支护排桩与圈梁之间有较好的协同作用,圈梁对支护桩的变形和内力均有一定的影响,限制了排桩的位移和弯矩,越靠近基坑坑角其空间效应越明显.在双排桩支护结构体系设计中应考虑圈梁的空间效应,为优化设计提出建议.     

基于改进遍布节理模型的岩石基坑开挖稳定性数值分析

为解决现有研究针对开挖于层状岩体中且边坡含高倾角外倾结构面的岩石深基坑开挖稳定性的研究相对欠缺的问题,本文依托徐州市地铁3号线南三环站基坑工程,通过对FLAC3D中既有遍布节理模型的改进,得到了可同时考虑层状岩体变形和强度各向异性的横观各向同性弹塑性遍布节理模型,基于该本构模型采用数值模拟分析的方法对不同岩层倾角条件下基坑及围护结构的变形情况进行了模拟分析。结果表明：地面沉降最大值和围护桩的最大水平位移均受岩层倾角影响,当岩层倾角为50°时上述量值最大。为定量分析岩层倾角影响下围护桩的变形规律,对模拟结果进行了数据拟合,获得了围护桩最大变形与岩层倾角的理论关系。强度折减计算结果表明,岩层倾角为50°时基坑开挖完成后的安全系数最低,并获得了不同岩层倾角下基坑开挖完成后边坡的安全系数分布及基坑边坡的潜在破坏面形式,给出了依托工程围护桩的桩间距优化建议。     

无锚碇墙拉杆的直桩码头受力性状模型试验

针对当前国内外新型的锚碇墙拉杆与叉桩设计的两种整体卸荷式板桩码头结构,为了分析锚碇墙拉杆方案中锚碇墙和拉杆与叉桩方案中叉桩构件对码头结构受力变形与工程特性的影响和贡献,较系统的进行了2组纯粉细砂地基条件下无锚碇墙与拉杆的直桩码头结构受力性状大型土工离心模型试验.研究了前板墙与卸荷平台下各排混凝土灌注直桩的弯矩分布,并与前人带叉桩和锚碇墙拉杆构件试验结果作了性能比较,分析了这种整体卸荷式板桩码头结构的工作特性.     

城市立交下车站工法选择及围护桩施工技术

结合深圳地铁7号线黄木岗站的施工过程,建立了立交桥主桥下采用盖挖逆筑法、匝道下盖挖顺筑而其余部分明挖顺筑的车站施工方法。在分析围护桩施工与立交桥相互影响的基础上,提出了城市立交桥影响下围护桩施工技术措施,为今后类似工程提供参考。措施包括:桥下地面标高降低2.6m,桥下净空施工高度达到5.6m;桩基机身高度改为5m,满足桥下成桩空间要求;钢筋笼分段现场安装,段长3m、重1.1t;加强冲孔泥浆质量,调整冲孔间隔时间;采用800mm回旋钻孔灌注桩+桩间旋喷桩进行隔离。     

库水作用下含挡墙滑坡的抗滑桩加固空间位置优化研究

库水变动条件下,以滑坡体、挡墙和抗滑桩为优化系统,利用有限差分法对抗滑桩的空间位置进行优化。通过数值模拟计算滑体和支护结构不同点的位移,根据位移曲线将其划分为三个阶段,即稳定阶段、加速变形阶段和破坏阶段。稳定阶段表明了抗滑桩支护作用的有效性,加速变形阶段和破坏阶段表明了抗滑桩防治效果逐渐失去有效性,因此需要将抗滑桩布置在滑体的前部。除了发挥抗滑桩的抗滑作用还能够使挡墙起到一定的支护作用,保证了滑体的稳定性。基于此,利用强度折减法求取不同桩墙间距下的含挡墙和抗滑桩结构的滑坡安全系数,研究发现在间距较小时滑坡安全系数较大,间距较大时安全系数减小且保持在一定的范围内;这既表明了抗滑桩布置在滑体前部的合理性,又保证桩墙间距为20 m时滑体稳定性最高。因此,将抗滑桩布置在桩墙间距20 m附近是最优的,这也适用于孕育期剧动牵引式人工水库泄水渗透压力型滑坡,为该类滑坡的防治提供理论依据。     

考虑止水帷幕挡土作用的基坑支护设计实例

将灌注桩间隔错位布置,使其与单排直列水泥搅拌桩形成类似拱形的基坑支护结构,以发挥水泥搅拌桩止水和挡土的双重作用,可达到既不增加施工难度,又节约支护费用的目的．通过工程实例,介绍了其支护方案及支护结构的设计方法,供类似工程参考．     

地下人防工程抗浮优化设计分析

基于长江中下游沿江地区复杂的岩土工程和水文地质条件,对某地下人防工程抗浮项目进行优化设计,利用废弃的深基坑支护桩参与抗浮,取消沉入式广场抗浮桩的扩大头,减小了室内抗浮混凝土配重层厚度和底板外挑的长度。结果表明,优化后的方案大大提高了街道下人防主体结构的抗浮承载能力,使原设计的抗浮承载力问题得到了很好的解决,同时又减少了基坑开挖与支护工程及抗浮工程的费用,降低了基坑开挖与支护(包括降水)的风险和难度。