局部超挖或超载作用下桩锚支护基坑连续垮塌试验研究

超挖或超载导致的基坑垮塌事故时有发生,然而局部超挖超载情况下基坑连续垮塌的全过程演化机理仍缺乏深入研究,限制了对此类基坑事故的针对性预防和控制。依托两起基坑垮塌案例,设计了桩锚支护基坑连续破坏模型试验,研究了局部超挖或超载对单道锚杆支护结构变形、土压力、锚杆轴力、支护桩及冠梁内力等的影响。结果表明,基坑局部超挖后,基坑外产生的土拱效应和冠梁荷载传递效应将导致邻近区域支护桩和锚杆内力大幅上升,此情况下超挖区内锚杆局部失效将进一步加剧这两个效应,引发邻近未失效锚杆连续破坏。支护桩嵌固深度较小时,锚杆失效后桩身弯矩始终减小,最终由于桩顶缺少约束而发生倾覆破坏;相反,当嵌固深度较大时,被动区土体对支护桩约束作用较强,最终支护桩的弯矩绝对值将显著提高,更可能发生弯曲破坏导致基坑垮塌。基坑正常开挖深度越大,超挖及锚杆失效产生的土拱效应越强,触发锚杆连续破坏所需的初始破坏锚杆越少,抗连续破坏能力越弱,应考虑局部加强锚杆,将局部破坏限制在一定范围。基坑顶部超载量过大将导致锚杆自超载范围中心向远端依次失效,进而引发基坑垮塌。锚杆设置高度不同,触发锚杆连续破坏的超载量不同,连续破坏路径和为应对潜在的超载风险需重点验算的构件也可能不同。锚杆设置在腰梁上时,超载情况下,锚杆的荷载传递系数大于支护桩,需优先考虑对锚杆进行局部加强设计;锚杆设置冠梁上时,触发锚杆连续破坏所需的超载量较腰梁工况更大,超载情况下,支护桩的荷载传递系数大于锚杆,应优先对支护桩考虑附加荷载作用进行设计。

桩锚支护越冬基坑抗冻胀性能分析

为解决桩锚支护基坑的越冬问题,对该类基坑负温状态下的抗冻胀性能进行研究。可为实际工程中越冬基坑的桩锚支护设计提供参考依据。考虑锚杆的预应力、层数、间距及锚固长度等因素,运用FLCA^(3D)软件在负温状态下对桩锚支护基坑进行数值模拟研究,分析桩侧冻胀力及桩体位移的变化规律。结果表明锚杆预应力对基坑桩体水平位移影响非常显著,随基坑深度增加,桩侧冻胀力呈增-减-增趋势;随锚杆层数增加,桩体水平位移逐渐减小,而桩侧冻胀力逐渐增大;锚杆竖向间距对桩体的水平位移及桩侧冻胀力的影响较小,桩体水平位移越小,桩侧冻胀力越大;桩体水平位移及桩侧冻胀力随锚固长度增加而增大。研究结果可为桩锚支护越冬基坑的设计和应用提供指导和参考。

长春市某深基坑桩锚支护数值模拟分析

桩锚支护在深基坑工程开挖过程中具有较好的支护效果,使用有限差分软件FLAC3D6.0对深基坑进行各个工况的模拟具有重大意义。本文以长春某深基坑工程为研究对象,使用FLAC3D6.0有限差分软件进行三维建模,模拟基坑开挖过程中产生的地表水平位移、竖直沉降、坑底隆起以及围护结构的位移等,并做出总结。结果表明,围护结构在各工况下的水平位移随着距基坑边缘距离变大而逐渐减小;基坑水平位移最大值一般出现在基坑中间;坑底隆起值的变化与围护结构水平位移呈正相关;模拟值与实测值的变化规律基本相同,验证了本次模型的准确性。

长春市某越冬深基坑桩锚支护结构受力变形监测与数值模拟对比分析

为研究季节性冻土区基坑越冬过程中基坑支护结构受力与变形变化规律,利用Midas GTS NX对长春市某深基坑的桩锚支护结构的周边地表沉降、支护桩水平位移及锚索轴力进行数值模拟,并基于实际监测数据与数值模拟结果进行对比分析。结果表明:数值模拟及监测均表现出冻胀作用会使基坑周围地表沉降变小且越冬结束后会出现融沉现象;基坑支护桩桩身水平位移最大处约在距离桩顶2/5处且大于冻结前的位移;各层锚索轴力值均大于基坑冻结前;冻融作用会对基坑变形产生不可恢复的影响。

硬岩地层超深基坑桩锚支护体系受力与变形特性实测分析

为探究硬岩地层超深基坑桩锚支护体系随基坑开挖的受力与变形演化规律,依托于崂山公卫中心基坑支护工程,对南侧支护完成区域基坑的预应力锚索轴力、基坑水平和竖向位移进行了实时监测,分析桩锚支护体系在该地质条件下的力学性能,探讨锚索轴力急速下降与基坑水平位移增大的影响因素。研究表明:预应力锚索轴力持续、急速的下降与基坑紧邻原状山体的土压力和北侧后挖区域的持续施工有关,工程中采取预应力锚索2次补偿张拉适用效果良好;基坑最大水平位移为19.98 mm,最大竖向位移为12.11 mm,南侧支护完成区域基坑支护体系的变形受后续施工区域的影响明显;桩锚支护体系在硬岩及土岩二元地层超深基坑中具有较好的适用性和可靠性。类似工程支护结构设计应重视周边地质环境、邻近区域持续施工等因素的影响。

基于FLAC3D的多级路堑高边坡桩锚支护效果研究——以云南某滑坡为例

为探明公路路堑高边坡桩锚支护机理,以云南邓家村某路堑边坡的滑坡处治为例展开了系统的研究。通过现场地质调查及多元数据分析,查明了滑坡工程地质条件及成因;采用FLAC3D数值模拟研究了无支护下高边坡的稳定性,对比分析了挡土墙和桩锚支护2种方案;以预应力为400 kN、桩间距为4 m、桩直径为1 m为基本方案,通过单因素分析法分析了路堑高边坡中桩锚参数对桩锚受力性能和边坡安全系数的影响规律。研究结果表明:挡土墙虽然可以有效阻止边坡底部的滑移,但其对坡体中部和上部的稳固效果不佳;桩锚支护结构对整个滑坡体都有一个良好的加固作用,桩的位移呈现“上部大而下部趋于0”的特点,其受到的剪力、弯矩存在多个极值点,并且大多数存在于滑动面上方;随着桩直径的增大或者桩间距的减小,边坡安全系数增加,而锚索预应力对安全系数的影响很小。

ECC桩锚支护体系在地震作用下的动力响应特性研究

传统混凝土材料的桩锚支护结构在地震作用下常出现一些难以修复的损伤和破坏。提出以工程水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composite,ECC)的桩板墙代替传统混凝土材料(Reinforced Concrete,RC)的桩板墙,形成ECC桩锚支护结构。ECC是一种具有高延性、高韧性和多缝开裂等特征的纤维增强水泥基复合材料,具有较好的抗震性能,在桥梁工程、结构工程中有大量应用,但ECC桩锚支护结构的抗震性能尚不明确。由此,针对ECC桩锚支护结构,开展振动台模型试验,对比RC桩锚支护结构在抗震性能方面的差异性,分析坡体加速度放大效应、桩后动土压力、桩身变形以及锚索动轴力响应,探究ECC桩锚支护体系的动力响应和破坏特征。结果表明:在同等强度的地震荷载作用下,ECC桩锚结构的桩顶位移和桩身拉裂缝长度均小于RC桩锚。相较之下,RC桩锚受拉侧出现贯通裂缝并且逐渐向受压侧发展。2种结构的动力响应具有相似的分布规律和发展趋势,在动力作用下均表现出较明显的弹性和弹塑性阶段,但随着地震输入峰值加速度的增大,ECC桩锚的加速度响应、桩后动土压力峰值以及锚索峰值轴力均显著小于RC桩锚。从桩锚结构的桩顶残余位移来看,残余位移随PGA呈现指数分布,RC桩锚的桩顶位移是ECC桩锚的1~1.5倍。

基于故障树的深基坑桩锚支护风险评估及预防

为深入研究深基坑桩锚支护事故的风险和预防策略,采用故障树分析,构建了底事件的事件库和相应的故障树。引入了考虑时效性的增大系数法,对顶事件的概率进行科学调整。结合实际工程项目案例,对底事件的概率重要度和关键重要度进行了系统的排序与对比分析。结果显示,基坑超挖、坑边附加荷载、未及时支锚、降雨、未布置排水孔以及降水深度不足等风险因素是引发桩锚支护事故的关键因子。提出了针对性的预防措施,并在实际工程中加以应用。该研究可为桩锚支护事故的预防、应急处理、原因分析提供重要的理论支持,也可为类似工程的安全管理提供一定的参考。

绿色施工技术在某建筑工程基坑桩锚支护中的应用

随着我国“双碳”战略持续发展,低碳绿色环保观念渗透到社会各个领域中,“绿色建筑”成为建筑领域的发展目标,促使绿色施工技术积极创新。为此,本文以某工程为例,对建筑工程基坑桩锚支护项目中绿色施工相关内容进行细致阐述,为建筑工程绿色化建设提供理论支撑。

桩锚支护结构在基坑工程中的应用及稳定性影响因素分析

为解决桩锚支护结构设计中的基坑稳定性参数选择问题,以龙泉广场(老龙眼居住区B1组团)项目基坑工程设计为研究对象,运用弹性分析法对桩锚支护结构的受力和变形进行计算,并基于灰色关联法对基坑支护稳定性影响因素进行分析。研究结果表明,随着基坑开挖工作的不断推进,支护桩的位移从最初的桩顶最大,变为基坑开挖面下最大,最后在开挖至底部时,支护桩的位移最大值发生在基坑开挖面以上;锚索对弯矩曲线具有削峰作用,预应力锚索对剪力具有直接的抵消作用;基于弹性分析法表明,桩锚支护结构基坑内侧最大弯矩为286.79kN·m,基坑外侧最大弯矩为54.31kN·m,桩身最大剪力为137.13kN,第一道锚索的轴力为125.61kN,第二道锚索的轴力为127.71kN;影响因素关联度由大到小排序为桩直径、桩间距、桩嵌固深度、锚索长度、锚索预应力、锚索倾角。其中,桩直径、桩间距、桩嵌固深度的关联度均大于0.7,表明基坑稳定性对这三个影响因素较为敏感,在实际工程中可以通过调整桩直径、优化桩间距和增加桩嵌固深度的方法改善基坑稳定性。

桩锚支护体系深基坑开挖的数值模拟分析

为预判基坑开挖中可能出现的危险工况,以合理选择基坑支护类型,研究随基坑开挖深度增加时,桩锚支护体系下深基坑的变形与锚索受力变化规律。以实际工程为例,运用MIDASGTSNX有限元软件构建二维基坑模型,对桩锚支护基坑开挖过程中不同工况下的坑底隆起、地表沉降、围护桩顶水平位移及锚索的轴力变化进行数值模拟分析。结果表明:随着开挖深度增加,周围土体产生“挤土效应”,当开挖至坑底时基坑隆起量达最大,为15.4mm;不同工况下地表最大沉降量先减小后增大,地表沉降曲线呈“勺”型;桩顶最大水平位移与开挖深度成正相关;随着开挖深度增加,第二道锚索轴力增长速度远大于第一道锚索。

既有桩基对桩锚支护结构受力性状的影响分析

为了深入了解既有建筑物桩基对基坑桩锚支护结构的受力变形特性,采用工程实测与数值分析相互论证的方法,结合长沙县某建筑基坑工程,借助midas GTS软件建立模型,从建筑物桩基长度、建筑物桩基与基坑边缘的距离、建筑物桩基荷载三个因素考虑对桩锚支护结构受力特性的影响。研究结果表明:当桩长小于基坑开挖深度时,支护桩身的位移和沉降值随着桩长的减小而显著增加;建筑物桩基与基坑边缘距离越远,支护桩的水平位移、地表沉降以及桩身弯矩则越小;建筑物桩基荷载增加会引起支护桩身水平位移和桩身弯矩的增大,且在一定范围内增长幅度呈线性关系。

某商业综合体地下室深基坑桩锚支护设计优化分析

深基坑工程是危大工程中的重要领域,其工程难度大、危险性高。通过合理的基坑支护设计优化,可以在保证质量和安全的前提下节约成本。以某商业综合体地下室的基坑支护设计为案例,支护设计方案采用桩锚支护形式。通过钢板桩间距、锚杆间距、锚杆倾角和锚杆长度设计参数的变化,分析桩锚支护结构的内力变形、嵌固稳定性以及锚杆抗拔极限承载力的影响。结果分析表明,4#桩的锚杆间距在2m、6#桩的间距在2.1m较为合理;在淤泥层较厚情况下,锚杆倾角在30°~35°较为合理;在此倾角下,锚杆长度约26m。通过优化设计参数,可以达到安全、经济、可靠的设计目标,为类似的深基坑设计提供参考。

超大深基坑桩锚支护结构变形规律研究

文中以某深基坑项目为例,对超大深基坑支护设计方案进行分析,并利用现场监测数据分析桩顶水平位移和基坑外地下水位的变化规律。实践表明,随着基坑开挖深度增加,桩顶水平位移由初期较小幅度(<2 mm)逐渐增大至2~17 mm,即开挖作业显著改变了土压力分布,导致桩顶位移显著增加。因此,施工过程中,应加强对基坑中部支护体系的变形监测。

高边坡治理中桩锚支护结构稳定性分析

文中利用数值模拟方法,对桩锚支护结构桩身弯矩、桩身剪力、桩身轴力、桩身水平位移与桩体埋深的关系进行模拟分析。结果表明,排桩桩顶的上边坡存在浅层滑移面与连通的塑性区,边坡最大位移位于边坡中下部,最大沉降量为31.5 mm,最大水平位移值为13.2 mm,边坡稳定性安全系数为1.8,满足GB 50330—2013《建筑边坡工程技术规范》要求,即本边坡工程处于稳定状态。随着桩身的增加,排桩桩身的弯矩、轴力、剪力及水平位移均表现为先增加后降低的变化规律,最大的排桩桩身弯矩为1300 kN·m;最大的排桩桩身轴力为3460 kN;最大的排桩桩身剪力为410 kN;最大的排桩桩身水平位移为3.15mm。

基坑工程开挖对桩锚支护变形特性模拟分析

当前,地下工程的建设十分常见。地下工程对土体稳定性的要求高,为了预防施工风险,必须加强土体支护的设计、支护施工质量的控制。以长春某工程基坑为例,采用有限元分析方法对基坑进行数值模拟,探讨基坑开挖对基坑变形的影响,并对基坑隆起、桩身水平位移、锚具轴力等数据进行分析。将模拟数据和监测数据进行比较,验证了支护结构的合理性。

深基坑桩锚支护结构变形监测分析

以深圳福田区某基坑工程为例,监测基坑开挖对支护桩深层水平位移、支护桩及锚索应力的影响,并对监测结果进行对比分析。结果表明,各项监测指标均在规范允许范围内,验证了桩锚支护的有效性;开挖不同阶段,支护桩深层水平位移、弯矩和锚索轴力变化规律保持一致,且在开挖完成时达到峰值;邻近高边坡影响导致的变化与传统桩锚支护不同,是由于基坑开挖引起的桩后土压力平衡破坏所致。该研究结果可为类似基坑工程监测提供一定的参考。

医院深基坑桩锚支护结构的设计与应用

本文以某医院深基坑工程为例,探究了混凝土灌注桩和预应力锚索联合支护结构的设计要点与应用方法。使用F-SPW软件进行基坑抗倾覆稳定性、支护桩嵌固深度等参数的模拟验算,根据计算结果优化了设计方案。在混凝土灌注桩施工中重点加强钻孔与清孔、钢筋笼放置与混凝土灌注等施工技术的管理;在预应力锚索施工中重点加强锚索的制作与安装、张拉与锁定等施工要点的控制。通过采取精细化管理,确保桩锚支护结构的稳定性与承载力满足深基坑施工要求。

基于正交数值试验桩锚支护结构参数反分析优化

为研究桩锚支护结构设计参数对基坑稳定安全系数变化规律的影响,依托现场工程实例,采用正交数值试验分析不同桩锚支护结构设计参数对基坑稳定安全系数的影响规律,并采用回归法反分析优化桩锚支护结构设计参数。研究结果表明:基坑稳定安全系数随锚索安置倾角的增加而先增大后减小,且前期增加速率大于后期的减小速率;随着锚索锚固段长度的增加,基坑稳定安全系数增大且增大速率均逐渐减小并将最终趋于稳定值;基坑稳定安全系数随着桩底嵌固深度的增加而提高,随着桩间咬合量的增加而降低;锚固段长度和桩底嵌固深度是影响基坑稳定安全系数最显著的两个因素;最优参数选取锚索安置倾角为14.7°、锚固段长度为6.8 m、桩底嵌固深度为1.6 m、桩间咬合量为209.6 mm。

复杂地层下桩锚支护基坑变形特性研究

随着基坑工程的快速发展,地层分布情况变得愈发复杂。为了研究复杂地层下桩锚支护基坑的变形特性,本文以成都某建筑基坑工程为研究对象,采用有限元计算的手段,对桩锚支护结构下基坑的变形特性展开分析,研究基坑开挖下围护桩变形受力、周边地表沉降、坑底隆起变形以及周边土体水平位移的变化规律。研究表明:围护桩的水平位移呈现减小趋势并在桩顶处位移最大,弯矩呈先增后减趋势;而地表沉降以“V”字形状分布,并在距离基坑侧壁4m处地表沉降最大,后逐渐减小至0;基坑底部底板隆起范围约为底板以下20 m深度内的土体,整体变化较小。研究结果可为复杂地层下基坑支护结构设计提供一定的参考。