北京市轨道交通基坑工程桩体变形特性

根据基坑开挖深度、地层条件的不同,对北京市轨道交通80个明挖顺作法基坑工程实测结果进行统计分析,研究确定北京砂卵石和黏性土地区深基坑开挖引起的桩体变形规律。研究表明:1围护桩顶和桩体均存在向基坑内和基坑外两个方向的水平位移,水平位移实测结果分布形态均近似符合正态分布。2围护桩整体最大变形均以桩体变形为主,桩向基坑内水平位移平均值约为0.05%H^0.12%H,向基坑外水平位移平均值约为0.02%H^0.07%H。3插入比、长宽比、基坑系统刚度等对桩的最大水平位移有一定的影响。4桩向基坑内水平位移最大值主要出现在0.26H^0.45H处,向基坑外水平位移最大值主要出现在0.18H^0.20H处。研究成果可对未来北京及其他地区城市轨道交通基坑工程变形大小及安全性的预测和评估,指导基坑工程设计与施工工作,对防止基坑事故的发生具有重要意义。

无水砂卵石地层车站主体基坑桩体变形特征

对乌鲁木齐地铁1号线北段车站主体基坑桩体变形实测数据进行统计分析,总结归纳了乌鲁木齐地铁无水砂卵石地层车站主体基坑的桩体变形规律。研究成果可对乌鲁木齐及其他地区相似地层地铁基坑工程变形大小及安全性进行预测评估,指导基坑的设计与施工工作,有效预防基坑事故的发生。

数值模拟在地铁基坑桩体变形研究中的应用

基坑支护桩桩体变形对基坑质量安全有着至关重要的影响。文章基于合肥市地铁三号线界首路站基坑工程为背景,运用岩土工程数值分析软件建立支护体系模型,并对基坑工程及施工过程进行模拟,并将模拟结果同工程实际监测数据进行对比,证明数值模拟在地铁基坑桩体变形研究中的可靠性。

西安湿陷性黄土地区狭长深基坑变形分析

为了探究西安地铁车站深基坑开挖过程中桩体侧移、地表沉降等时空演变规律,以西安地区某地铁车站深基坑为工程背景,同时收集了该地区2#、3#、4#线20个狭长基坑的实测数据,并对其进行统计分析。结果表明:地铁基坑围护结构最大侧移δhm=0.04%H~0.10%H(H为开挖深度),平均值为0.06%H,最大侧移位置深度为0.7H;地表最大沉降值δvm=0.036%H~0.116%H,主要影响区在1.4H范围以内;高斯函数模型可以预测西安地区的地表沉降,其影响范围为3.5H;在特定范围内,提高支护桩的刚度和插入比可以有效控制基坑变形。研究结果可为西安市其他地铁车站基坑支护结构的设计与施工提供借鉴。

盾构掘进速度对既有桩体切削变形规律的研究

盾构隧道施工在其推进过程中不可避免地要穿越地下桩,这是当前盾构隧道施工中的难点问题之一。为保证在隧道工程中盾构机切削地下桩基的施工安全和掘进效率,探究不同掘进参数下桩体的变形规律,采用PFC3D颗粒流软件,模拟在不同掘进速度下盾构切削桩基的施工过程,分析和研究在不同掘进参数下桩体沿盾构掘进方向、垂直盾构掘进方向的桩体变形和桩顶竖向沉降的变化规律。并依托江苏省苏州市桐泾路北延隧道工程进行实证分析。研究结果表明:桩体的变形主要发生在桩体与盾构机上部相交的交点至该点往上的11倍桩径范围内。当盾构机推进速度不超过15 mm/min,刀盘转速不超过2.0 r/min时,桩体沿垂直盾构掘进方向的变形大于沿盾构掘进方向的变形;反之,当盾构机推进速度超过15 mm/min,刀盘转速超过2.0 r/min时,桩体沿垂直盾构掘进方向的变形小于沿盾构掘进方向的变形。因此,当盾构机分别切削桩长为20、40 m的桩底,或者切削桩长为40 m的桩身时,其推进速度不应超过10 mm/min,刀盘转速应不应超过1.0 r/min;当盾构机切削桩长为20 m桩身时,应控制其推进速度为1~5 mm/min,刀盘转速为0.5~1.0 r/min。

大直径盾构穿越桩基时对桩体及地面变形的影响

文章以天津西站至天津站地下直径线工程穿越金刚桥为背景,通过有限元数值模拟,分析了大直径盾构隧道穿越桩基引起的桩体及地面的变形,并与实际监测结果进行了比较分析。

考虑加载过程及桩体固结变形的碎石桩复合地基固结解析解

为了完善碎石桩复合地基固结理论,通过假设从桩体排出的水量等于流入桩体的水量与桩体体积变化之和以及地基扰动区土体水平渗透系数呈线性变化,并考虑上部荷载逐渐施加,推导了考虑桩体体积变化的碎石桩复合地基超静孔压及固结度解析解。当加载时间趋于零时,本文解可退化为瞬时加载情况下的解;当加载时间及桩径同时趋于零时,本文解可进一步退化为Terzaghi一维固结解,这证明了本文解的正确性。通过与已有解的比较,对地基固结性状进行了分析。结果表明,加载过程对地基固结度影响显著,加载历时越长,固结越慢;在各种条件下,不考虑桩体固结变形时地基固结始终比考虑桩体变形时快,并且其影响随着加载历时变小、桩径比变小、桩土模量比变小、桩土渗透系数变小而逐渐增大,这说明在实际工程固结计算中不考虑桩体固结变形是偏于不安全的。

某地铁车站超长基坑的开挖变形分析

以某地铁车站基坑工程为依托,通过数值模拟对该基坑施工过程中的桩身水平位移、地表沉降进行了模拟分析,并将模拟结果与监测结果进行了对比。结果表明:桩体水平位移有向坑内变形的趋势,架设钢支撑并施加预应力后,桩体水平位移得到了有效控制;数值模拟和监测结果所得的内力和变形趋势趋同,表明钻孔灌注桩联合钢管内支撑结构安全可行。

河道对软土管线深基坑影响的数值分析

深基坑工程是一项涉及多个学科的复杂系统工程。受施工导行,施工占地等多方面影响,一些市政管线深基坑往往沿河道顺向布置,基坑开挖降水对周边及支护本身影响更加复杂。基于对软土模拟有很好结果的土体硬化模型(HS),以近河道工程实例为依托,考虑正常的坑内降水情况下,对基坑开挖引起的桩体变形、地表沉降、桩身受力等方面进行数值模拟分析,对比有无河道影响的不同之处。结果表明有无河道影响的基坑地表沉降、桩体变形、桩身受力、渗流场等方面均有较大差别。受近河道影响地面及桩身变形均不同程度增大且倾向于河道一侧,而受变形影响桩身受力有一定幅度减小。近河道一侧地下渗流场水体主要通过河水补给,因此切断河水的补给对于保证基坑安全是十分有必要的。

盾构隧道开挖对临近桩体的影响分析

盾构隧道开挖必然会对临近建筑桩基产生附加变形和内力,影响建筑物基础承载力,给上部结构带来一定安全隐患。本文采用两阶段分析法研究盾构隧道开挖对临近桩体的影响,并通过对比分析多种不同的工况,研究地层损失比、隧道埋深、桩-隧间距的不同对开挖引起的临近单桩的影响,结果表明:桩顶沉降与地层损失比,近似呈线性关系,桩身轴力随着地层损失比的增加而增大;增大桩-隧间距、隧道埋深,均可使桩体沉降及轴力明显减小。

砂卵石地层基坑开挖及平顶直墙暗挖结构变形分析

北京地铁9号线工程丰台东大街站,通过对现场围护结构的监测、分析发现:砂卵石地层随着基坑开挖变形实效性较快,基坑开挖期间变形明显,开挖完成后,变形立刻呈现收敛趋势;钢支撑架设初期,轴力会有所衰减,后期轴力随着开挖深度的增大而增大;地表沉降最大值应与桩体变形最大值存在一定的线性关系;平顶直墙形式暗挖结构段在土方开挖期间呈现整体下沉,中隔壁拆除时受力改变,变形呈抛物线形式,且土方开挖完成、中隔壁拆除期间的沉降量均占较大比重,甚至中隔壁拆除期间所占比重更大。

玻璃纤维筋桩体在盾构始发与接收中的应用研究

盾构始发与盾构接收端采用玻璃纤维(GFRP)筋桩作为围护结构的技术目前已在国内外得到广泛应用,但在工程实践中发现接收端的GFRP筋桩体存在变形过大等现象。为了解决这一安全隐患,对比分析了二者始发与接收的施工工艺特点,采用三维数值模拟方法分析了二者地表沉降、GFRP筋桩体变形规律及差异性。研究结果表明:在盾构接收施工中GFRP筋桩体受力复杂,施工难度高,风险因素多,盾构推力的控制极为关键;相比始发阶段,接收阶段的GFRP筋桩体需要具有更高的抗弯和抗剪承载力以保证洞口稳定性。本文研究成果对于同类工程的围护结构设计具有一定的参考价值。

能源桩桩身横向变形试验研究

关于地源热泵系统(GSHP)运行条件下的能源桩竖向变形特征研究已经取得了大量的成果,然而,目前对能源桩横向变形特征如何影响桩体摩阻力和传热特性的认识还不够充分。在模拟能源桩实际运行工况的条件下进行室内试验,测试了温度循环条件下桩身-岩土体接触界面的变形特征。试验结果表明:温度变化会使桩-土接触界面产生变形,其变形量足以使桩侧摩阻力发生变化,进而改变桩土接触条件并影响能源桩的传热效率。这些研究结论与现场桩身结构响应测试结果较为吻合:温度变化时能源桩桩身侧壁会产生横向的热胀冷缩,随着桩身横向变形,桩侧壁会产生桩侧摩阻力,其大小取决于桩壁深度和温差。

新建地铁站基坑与既有车站结构间相互影响的数值分析

为解决新建地铁站基坑施工与临近既有车站结构间相互影响的问题,依托深圳地铁5号线前海湾站基坑工程和与其相邻的1号线鲤鱼门车站工程,采用FLAC3D有限差分软件,计算分析施工过程中前海湾站新基坑围护结构与鲤鱼门车站既有主体结构的受力变形情况。研究结果表明:既有鲤鱼门车站的存在对新基坑的开挖较为有利,可减小鲤鱼门站同侧的桩体变形(24.7%)和钢支撑轴力,使新基坑开挖更偏于安全;而新基坑开挖会使既有车站结构产生位移和一定转动,对既有车站的稳定和安全性影响较小。

盾构隧道侧穿高架桥桩基条件下群桩遮拦效应分析

为了研究土体c(黏聚力)、φ(内摩擦角)和桩隧间距X对群桩遮拦效应的影响,以合肥轨道交通1号线盾构隧道近距离侧穿高架桥桩基群工程为背景,采用三维数值分析方法,分析了盾构掘进过程中桩基的变形规律,得出以下结论:1)桩基的位移随着盾构开挖面的靠近逐渐增大,当盾尾离开桩基所在平面后逐渐稳定;2)土体的c、φ值对群桩桩基水平位移、竖向位移和轴力的遮拦效应影响比较大,c、φ值越大群桩遮拦效应越不明显;3)桩隧间距X对桩基水平位移和轴力遮拦效应影响较为明显,X越小桩体变形和受力越复杂,群桩遮拦效应越明显。

粉土地层中盾构施工对临近高铁桥桩的影响

针对地铁盾构隧道近接高铁桥桩施工的影响问题,以郑州西区地铁隧道侧穿高铁桥桩为工程背景,对周围土层和桥墩位移进行现场实测,并采用ABAQUS数值模拟软件,对盾构侧穿施工全过程进行动态模拟,研究了土层注浆加固措施对于土层位移及桥桩位移和内力的影响。结果表明:盾构侧穿高铁桥桩会使桥桩在盾构隧道埋深处的桩身产生最大水平位移、弯矩和侧摩阻力;对穿越区域土层先行注浆加固后再进行穿越,可大幅降低盾构施工桥桩的扰动,桥墩最大沉降量降低约72.6%,桩体水平位移、弯矩及侧摩阻力最大值分别降低58.3%、37.6%和23.7%;土层注浆加固施工工艺对桥墩的保护作用明显,说明加固方案可行。现场实测数据与数值模拟结果规律一致,验证了使用ABAQUS模拟盾构施工对高铁桥桩的影响是可靠的。

半刚性碎石桩复合地基桩土应力比的研究

阐述了复合地基桩土应力比的计算理论 ,分析了半刚性碎石桩复合地基桩土应力比的工程实测结果 ,运用理论计算公式对半刚性碎石桩复合地基的桩土应力比进行了计算 ,并将两者进行了对比 .在充分考虑桩间土应力折减的基础上 。

冻胀对基坑悬臂支护桩影响数值模拟研究

近年来,随着基坑开挖深度增加,施工工期延长。使得北方地区的某些基坑工程不得不进入越冬期。土体冻胀将影响支护结构的稳定,温度不同,土体冻胀强弱不同。本文运用FLAC3D软件,模拟基坑悬臂桩支护结构,在-2℃,-5℃,-8℃,-10℃,-15℃,-19.5℃,-20℃和-21℃等不同温度作用下,支护结构的变形、水平冻胀力的分布模式及大小的作用规律,结果表明,随温度降低,土体冻深增大,支护结构顶部水平位移增大,水平冻胀力增大,并呈现中间大、两端小的抛物线型分布。

预加轴力对基坑交叉工程稳定性影响

针对长春卫星广场节点范围内快速路结构工程与既有车站主体结构交叉的问题,综合现场实测和无预加轴力不对称开挖的模拟分析,对原有的基坑开挖方案进行了模拟和优化。结果表明:当采用无预加轴力不对称开挖方案时,基坑桩体水平位移呈现出朝向基坑且上大下小的变形特征,其中由于土体开挖引起荷载变化造成的最大变形量占总变形量的75%以上;采用增加200kN预加轴力的优化方案后,基坑桩体水平位移呈中间大两端小的变形特征,桩体的最大水平位移减小了10.84mm,比原方案减小52.1%,与无预加轴力模拟的结果相比,西侧最大变形增大了0.31mm,东侧最大变形减小了0.82mm;方案优化后,两侧基坑变形趋于平衡并关于主体对称,减小了结构的剪力;桩体最大水平变形的位置下移至桩顶以下9m处,有效约束了桩体上部的变形。

加筋土挡墙-抗滑桩组合支挡结构数值模拟

针对软弱土层上方高填方路堤的填筑问题,提出了一种加筋土挡墙-抗滑桩组合支挡结构。采用有限差分软件FLAC3D建立加筋土挡墙-抗滑桩组合支挡结构数值分析模型,着重分析了不同面板浇筑方式对加筋土挡墙墙面水平位移、墙背土压力、桩身水平位移、桩身弯矩和土工格栅应力分布的影响。模拟结果表明:后浇式刚性面板组合支挡结构的墙面水平位移呈线性分布,最大位移出现在墙顶;所受土压力远小于刚性面板;桩身水平位移和弯矩均较大。刚性面板组合支挡结构的土工格栅最大拉应力出现在面板与格栅连接处,而后浇式刚性面板组合支挡结构土工格栅最大拉应力随着层高的增加,出现位置距离挡墙越远。后浇式刚性面板组合支挡结构由于其面板位移和受力较小,性能良好,故其适合在软弱土高填方地区推广使用。