无根护壁桩支护三维有限元分析研究

传统的岩质基坑支护存在造价高、工期长、安全性低等缺点。无根护壁桩支护方法改善了上述缺点,并且已经成功应用于工程实践当中。通过详细介绍无根桩的结构和利用 ABAQUS 软件建立考虑支护结构与土体共同作用的无根护壁桩三维有限元模型,对基坑整体稳定性、各构件受力特征及变形特征进行了分析。分析得出,基坑满足整体稳定性要求,各支护构件均满足强度要求,基坑变形也满足要求,所以推广无根桩支护在岩质深基坑中的应用将具有积极意义。     

兰州地铁车站深基坑支护选型分析与数值模拟研究

为了积累兰州地铁车站深基坑设计和施工经验 ,依托兰州地铁某车站对常用支护方案进行对比 ,选定钻孔灌注桩加钢管内支撑方案 ,同时 ,采用FLAC3 D软件 ,对基坑典型断面的施工过程进行三维数值模拟分析.结果发现 :基坑开挖初期 ,桩顶水平位移较大 ,沿桩身呈前倾型分布 ;随着基坑开挖 ,位移较大部位不断下移 ,钢管内支撑施工后 ,支护桩的水平位移曲线呈")"型分布 ,最大值大约位于距离坑底1/2~1/3倍坑深处 ;坑边最大沉降点距离坑边一般约为桩体外侧5 m~10 m的区域 ,沉降影响范围约为1.5倍~2倍基坑深度 ,后续车站支护可采用适当优化的钻孔咬合桩+钢管内支撑的方案 ;对于兰州地区基坑降水工程 ,当降深不是很大、水文地质条件相对简单时 ,一般可采用坑外管井降水加坑内明排措施.     

基坑开挖深度对支护结构变形影响研究

为研究基坑开挖深度对支护结构及基坑地表变形的影响,基于数值模拟研究不同基坑开挖深度下钢板桩和支撑杆的受力特性。结果表明：（1）桩的水平位移随基坑开挖深度的增大而先增大随后保持平稳。桩的负轴力随基坑深度增大而先快速增大,随后缓慢增大,最后保持稳定;（2）地表最大正位移（隆起）和最大负位移（沉降）随基坑深度的增大而缓慢增大,地表隆起影响范围约为0～16 m范围内,而地表沉降的影响范围为6.0 m范围内;（3）根据桩的位移分布规律,在基坑较深的位置处,桩承受的土压力迅速增大,实际工程中应增大支护结构刚度。当桩位于软弱地层中,桩的位移过大对支护结构稳定性不利,在该深度范围内也需增强支护结构刚度或增大截面尺寸。     

双排钢板桩在高边坡基坑支护中的数值分析

九曲河备用水源地达标建设工程肖梁河闸选用双排U型钢板桩进行基坑开挖时支护,保证河坡稳定。用Ansys数值模拟计算了管桩施工及开挖过程中边坡的应力应变,对基坑开挖的安全性和工艺的适用性进行了初步探讨。     

深基坑开挖时既有管网的支护方法与管线保护

基坑开挖中,在满足基坑侧壁强度要求的前提下,如何降低对既有管线的扰动是施工中急需解决的关键问题。以某供热管线工程为背景,通过建立深基坑开挖过程遇到的几种管线计算模型,计算得到了基坑侧壁与管线在应力、位移等方面的变化规律。结果表明:垂直穿越基坑的管线支护前变形方式为U型,采用悬吊支护后为W型,采用简支支护方式后为VVV型,支护后应力变为原来的1/10~1/7;基坑侧壁水平位移随开挖深度的增加先减小后增大再减小,位移最大处发生在管涵的正下方;采用工字钢桩+横向支撑侧壁、简支管涵后,侧壁水平位移由125.43 mm减小为20.53 mm。所提出的方法既符合现场施工要求,又有效控制了既有管线的变形,起到了很好的保护作用。     

软土深基坑双排桩支护结构的影响因素分析

基于软土地区的某深基坑双排桩支护工程,采用有限单元法建立了三维仿真计算模型对双排桩的受力和位移特性进行计算,系统分析了双排桩排间距、桩径以及前后排桩长等影响因素对双排桩支护结构受力和位移的影响,得到该软土基坑工程双排桩支护结构的最佳排间距、桩径和桩长。结果表明:当双排桩桩径取0.8～1.0 m、排间距取桩径的3～4倍时,排桩的弯矩分布和桩身的位移比较合理,可以最大化地发挥双排桩的支护作用;相比于后排桩桩长,增加前排桩的桩长对提高支护结构的稳定性更有效。     

基坑不同支护结构的数值模拟分析

随着经济的发展,基坑工程得到广泛的应用。为研究不同支护结构对基坑的支护效果,为类似工程设计施工提供指导及参考,运用三维有限差分软件FLAC3D对基坑施工过程进行数值模拟,对开挖过程中岩土体变形特征其时效变化规律进行分析。在此基础上修改模型,对不同支护结构在基坑开挖支护过程中所起的作用进行研究。结果表明,锚杆及小导管注浆对抑制基坑上部变形、防止基坑发生上部垮塌有非常明显的作用,喷混凝土护壁对抑制基坑中部变形、防止基坑发生鼓胀破坏有良好的支护效果。     

周边建筑对深基坑支护结构的影响分析

为研究城市高大建筑和市政设施等对深基坑支护结构的影响,以沈阳金融中心大厦深基坑工程为研究对象,研究了周边建筑荷载对在建深基坑支护结构稳定性的影响。通过现场监测,研究基坑水平和竖直位移变化规律,验证支护结构的有效性;利用大型有限元分析软件MIDAS/GTS为计算工具对基坑进行多次数值模拟,得到建筑物作用力、建筑距离等作用的改变与支护结构变形之间的关系。研究结果表明:当基坑周边存在建筑物时,基坑变形量明显加大;随着基坑周边建筑物作用力的增大,基坑变形量呈线性增加;在2倍基坑开挖深度范围内,建筑距离对基坑的影响呈幂级数增加,建筑物"细高"时对基坑的影响较大,"矮胖"时较小。上述研究成果对基坑支护结构方案的优化有一定的指导意义。     

泵房深基坑结构变形特性及支护方案研究

以越南湄公河支流入海口火力发电厂循环水泵房的深基坑工程为例,分析得出沿海基坑工程土质类型基本特点为含水量高,强度小,基岩深度大,结构受到土体物理力学性能影响大;深基坑开挖引起围护结构侧向变形、基坑底部隆起以及开挖后引起地面沉降,变形量受开挖深度、围护方式等因素的影响;水位下降引起土体应力重分布,产生主、被动土压力以及渗透力;沿海深基坑工程适宜采用格构式布置水泥搅拌桩或排桩+钢筋混凝土内支撑进行围护。     

泵房深基坑结构变形特性及支护方案研究

以越南湄公河支流入海口火力发电厂循环水泵房的深基坑工程为例,分析得出沿海基坑工程土质类型基本特点为含水量高,强度小,基岩深度大,结构受到土体物理力学性能影响大;深基坑开挖引起围护结构侧向变形、基坑底部隆起以及开挖后引起地面沉降,变形量受开挖深度、围护方式等因素的影响;水位下降引起土体应力重分布,产生主、被动土压力以及渗透力;沿海深基坑工程适宜采用格构式布置水泥搅拌桩或排桩+钢筋混凝土内支撑进行围护。     

双排桩在深基坑支护中的应用

国内对双排桩的研究始于20世纪90代初,是由中国建筑科学研究院地基基础研究所与北京建工集团总公司共同研发的一项基坑支护新技术。双排桩支护结构是采用特定的施工方法在基坑周边的土体中设置前后两排桩,桩顶用钢筋混凝土连梁连接,形成门字形支护结构。这种支护结构的侧向刚度大,可以有效地限制基坑变形。双排桩支护结构主要针对在保持桩总数量不变的情况下,将传统的单排悬臂桩中的部分桩后撤,做成前后排桩对应或梅花式的研究表明,双排桩的侧向刚度大、水平位移小、受力合理,较单排桩具有形式,并在桩顶用连梁把前后排桩连接起来形成的空间结构。模型试验和工程实更好的支护效果,研究还证明了双排桩支护结构的不同排距会影响双     

相邻深基坑同期施工支护方案优化研究

以济南地铁Ｒ3线奥体中心西车站基坑工程为研究背景,利用ＦＬＡＣ3Ｄ对相邻深基坑同期建设支护方案进行仿真分析,研究了三种支护方案下围护桩及坑壁变形规律,得到最佳支护方案。研究结果表明,两基坑仅采用围护桩支护,桩身水平最大水平位移值达49ｍｍ,超出基坑安全允许值;两基坑桩顶设置横梁,可有效限制桩顶水平位移,但桩身中部在侧土压力作用下,水平位移值仍达38ｍｍ,基坑安全系数较低;桩顶设置横梁并在桩身增加两排对拉锚索,可有效控制桩身变形,其最大变形值仅有16ｍｍ,可保证基坑处于安全状态。得到的结论可保证工程建设的优质、高效,为同类工程提供借鉴价值。     

肋式支护结构支护性能分析与位移预测

肋式支护结构是由钢板桩和与钢板桩刚性连接的肋板组成的新型基坑支护结构,已有工程案例证明其支护性能较好,然而其支护机理尚缺乏深入研究及试验佐证。运用有限元数值分析方法研究了肋式支护结构在基坑开挖过程中的变形和受力特征以及基坑的稳定性,与实测数值进行了对比;分析计算了不同肋板宽度和间距对结构水平位移和稳定性的影响规律,提出了肋式支护结构最大水平位移预测公式,可用来预估实际支护结构的可能位移值。研究结果表明：对于同一个实例工程,相较于传统钢板桩结构,采用肋式支护结构时结构位移和内力显著减小,在肋板宽度为1.60 m、肋板间距为0.80 m时板桩最大水平位移可减小71.56%,板桩弯矩分布得以改变,桩身弯矩大幅减小,基坑稳定性更高;增设肋板不仅使结构抗弯刚度大幅提高,而且能够产生较大的锚固拉力来抵抗前排钢板桩所受的主动土压力。     

软土深基坑组合开敞式支护数值模拟与监测分析

以某沿海地区深基坑工程为背景,介绍了软土地区采用分级卸荷、重力挡墙和桩锚组合的开敞式基坑支护型式。通过建立三维有限元模型模拟基坑开挖过程,对比数值模拟和现场监测结果,分析了基坑支护桩水平位移和锚杆力的变化规律。结果表明:支护桩变形和锚杆力的模拟值与监测结果趋势一致,实测结果与预测值的整体偏差在15%以内,基坑工程处于安全稳定状态;三维有限元模型可以较好地考虑基坑在组合支护情况下重力挡墙和空间效应对桩锚结构受力的影响,具有较高的可信度;对于软土基坑,将重力挡墙和桩锚组合,并结合分级卸荷,改变了支护结构上的土压力分布规律,能够有效控制基坑变形,确保支护结构稳定。应用成果可以为同类工程提供参考。     

深基坑支护中微型桩桩土耦合作用的数值模拟

针对微型桩支护研究较少、支护设计标准不统一的现状,以山东省广播电视中心地下车库深大基坑工程为例,介绍了所采用的“微型桩+预应力锚杆”支护形式,并借助于FLAC3D软件进行数值模拟计算。尝试用Interface界面单元模型模拟桩土之间的作用,得到支护桩体和土体的位移、桩体内力以及桩土接触面应力的分布变化规律。与实际监测数据对比分析表明,计算值与实测值吻合较好,证明了该模型的合理性,为类似基坑工程的设计、施工提供了有益的参考。     

全地下泵站深基坑开挖支护结构安全稳定性分析

针对当前使用基于开挖施工监测与数值模拟分析、基于“墙-撑-锚”组合支护体系变形模拟分析方法,易受由于地基中大量存水导致塌陷从而使数值模拟结果不精准的问题,进行全地下泵站深基坑开挖支护结构的安全稳定性分析。以空港污水处理厂迁厂输水管线及泵站工程项目为例,阐述深基坑支护技术及常用的支护结构类型,着重从深基坑支护的整体抗滑稳定性、基底抗隆起稳定性和抗管涌特性分析全地下式泵站深基坑支护的安全稳定性,并通过实例验算了地下连续墙作为全地下式泵站的基坑支护是可靠的;在结构失稳情况下,中心隆起程度模拟结果与实际数值最大相差0.06 mm,模拟结果具有精准性。     

下穿高铁桥段箱涵基坑支护数值模拟与分析

佟李干渠穿商合杭高铁箱涵基坑开挖采用地下连续墙进行支护,利用ABAQUS软件对支护结构进行数值模拟分析,计算结果满足相关规范要求,设计方案基本可行。     

交叉异型深基坑支护体系受力分析

以长春某地铁车站深基坑为例,利用MADIS.GTS数值分析软件,按照深基坑不同支护方案,对基坑支护体系受力进行模拟计算,提取支撑内力的计算结果并进行分析,得出支撑轴力随着支撑的预加轴力增大而减小;随着支撑层数的增加,下部支撑的轴力逐渐消散,并对结果进行相互对比分析,结果表明支撑的轴力值随着钢支撑预加应力和支撑纵向道数增加而降低,但降低幅度越来越小。     

大型调水泵站深基坑支护模型计算分析

大型调水泵站设计中,由于建筑物规模大,往往基坑开挖较深,施工时受周围已有建筑物的约束,支护型式复杂。本文以南水北调东线一期工程台儿庄泵站为例,对其支护方案采用GTS NX软件建立三维模型进行数值模拟计算,并将计算结果和实际监测结果相对比,验证了模型计算的准确性,提出了相关的建模及设计建议,可为类似工程的设计提供参考经验。