深基坑斜直交替钢管桩复合土钉墙数值模拟分析

依托福建某医院的基坑工程实例,采用数值模拟方法,研究斜直交替钢管桩复合土钉墙支护结构的变形特征及其稳定性。结果表明:坡面水平位移最大变形出现在基坑“腰部”,设计时应适当加强此位置的变形控制;斜直交替钢管桩复合土钉墙支护体系安全可行,其较双排直立钢管桩复合土钉墙及单一土钉墙有更好的变形控制能力和更高的稳定性。

不同面板型式加筋土挡墙振动响应数值分析

以刚/柔组合墙面加筋土挡墙的振动台试验结果为基准,建立刚/柔组合式、模块加返包式、模块式和格宾式面板型式加筋土挡墙的FLAC^(3D)数值模型,研究面板型式对挡墙水平位移、加速度响应及地震土压力分布的影响。结果表明:在静力作用下不同面板型式挡墙的变形模式略有不同;振动作用下,变形大小为组合式<模块加返包式<格宾式<模块式;加筋区内加速度放大系数为组合式>模块加返包式>格宾式>模块式;面板处加速度放大系数均大于加筋区,且面板型式不同,放大规律亦不同;面板型式不同,地震主动土压力非线性分布规律不同;合力作用点位置大多高于M-O方法的H/3,且受加速度幅值影响较小。

考虑地质影响的深基坑复合土钉墙最优支护参数选择技术

通过勘察一区域综合办公写字楼主楼获取土层详细指标,利用土钉抗力参数计算选取最佳土钉墙材料,并设计深基坑复合土钉墙支护方案与施工流程。将设计好的施工方案输入到FLAC3D软件中模拟深基坑支护结构,模拟不同地质影响下的侧压力系数。经试验验证:当土钉参数为5排、钢管嵌固深度参数为2 m时,支护结构可以最大程度降低深基坑的水平位移与沉降;在侧压力系数较大情况下,可以保持较低的竖直位移与深基坑坑底隆起值,具有较好的支护效果。

基于承台消弯作用的新型桩板墙结构

铁路工程中桩板墙结构变形控制标准严格,在土质地基条件下桩结构设计尺寸较大,成本普遍偏高。针对传统桩板墙受力变形特点,提出一种基于承台消弯作用的新型桩板墙结构,并采用矩阵传递法分析其力学性能及经济效益。结果表明:新型桩板墙结构在桩身锚固点引入承台,利用填土自重大幅度降低锚固段弯矩,可有效减小桩顶水平位移;结构尺寸相同时,与传统桩板墙结构相比,新型结构锚固段最大弯矩降低67%,桩顶水平位移减小61%,桩身所受最大土反力减小57%;土质地基条件下,新型结构最大填高由传统结构的12 m提升至16 m,承台设计长度宜为0.46~0.48倍填高;新型桩板墙结构综合工程造价仅为传统结构的50%,经济效益显著;新型结构锚固桩桩井可由人工挖孔优化为机械成孔,在提高施工效率的同时可降低安全风险。

坡顶堆载作用下土钉墙变形规律分析

坡顶堆载作用下土钉墙变形规律的研究,可以为采用土钉墙支护形式的基坑工程的施工提供参考。文章以受坡顶堆载作用的某土钉墙支护工程为研究对象,利用Plaxis3D有限元软件进行三维仿真模拟,并结合工程实测数据,分析了坡顶堆载作用下土钉墙的土钉轴力、整体变形以及坡顶变形的相关性。结果表明:基坑坡顶水平位移和沉降之间为非线性关系,且这种关系在正常施工前期并不明显,可近似为线性关系,但是在坡顶堆载作用下非线性关系却非常明显;在坡顶堆载作用下,实施土体开挖等作业会导致土钉墙提前发生破坏,此时的坡顶水平位移临界值仅为开挖深度的5.75‰,应建立多级监测预警机制以保障施工安全。

某建筑深基坑支护结构设计及智能化监测

以某建筑深基坑工程为例,介绍了土钉墙在基坑深度大、土岩组合地层、坑壁陡峭条件下的设计应用,并采用智能监测云平台实现变形的实时监测和预警推送。结果表明,该工程的支护结构设计合理,边坡稳定性验算满足要求,各项变形指标均小于变形控制值。本项目对深基坑支护结构设计和智能化监测有一定借鉴。

复合格宾土工格栅加筋土挡墙模型振动台试验

复合格宾土工格栅加筋土挡墙已被广泛应用于公路、铁路工程。为探究复合格宾土工格栅加筋土挡墙的动力响应,开展了复合格宾土工格栅加筋土挡墙振动台模型试验,研究在地震荷载作用下挡墙的加速度放大系数、竖向沉降、水平位移等动力特性。试验结果表明:当地震动峰值加速度为0.8g时,挡墙处于整体稳定状态;加速度在墙后填土中沿墙高呈现非线性增大的趋势,与《公路工程抗震设计规范》中规定的趋势一致;顶部竖向沉降最大值为3.48 mm,沉降墙高比为0.174%,远小于美国AASHTO规范的2%限值;随着输入地震动时程峰值的增大,挡墙水平位移沿墙高逐渐增加,墙体变形模式由转动为主过渡到平移、转动耦合,地震永久位移达到了墙高的1.06%。

基于FLAC~(3D)土钉墙支护模拟与经验公式的对比分析

为研究土钉墙支护时坡面水平位移的发展情况,本文以平顶山地区某基坑工程为例,基于FLAC~(3D)软件和实用基坑开挖水平变形位移计算公式,模拟计算基坑坡面的水平位移,并将其与实际监测数据对比分析,验证其合理性。结果表明:数值模拟顶部累计水平位移为4.36 mm,经验公式顶部累计水平位移为3.32 mm,均与实际监测结果(3 mm)相近,且均小于规范要求最大误差(30 mm)。本文研究成果可为预测土钉墙支护基坑工程的水平位移提供一定的借鉴。

土钉墙水平位移简化计算方法

土钉墙由于其经济、施工简单,已成为目前基坑工程中的一种主要支护形式。目前还没有一种比较有效的土钉墙的位移计算方法。文章在总结前人对土钉墙内力和变形的研究成果基础上,从力的平衡与转换的思路出发提出了一种土钉墙的位移简化计算方法,该方法根据土钉与开挖面的距离分配释放力增量,与土钉力的真实值更为接近,并结合实际工程案例,采用实际监测数据和简化计算结果对其进行对比分析,表明了该简化计算方法的可靠性,具有十分重要的理论意义和实践意义。

广州凯华城基坑采用土钉墙支护设计实践

介绍了广州凯华城基坑采用土钉墙支护的设计实践;阐述了控制基坑变形的一些考虑及采取的措施,如采用长短相间的土钉布置形式:对变形控制要求严格及深度大、边坡陡的地段,在基坑边坡的中上部布置了预应力锚杆:根据场地条件在一些地段采用一定的放坡(1:0.6或1:0.2);在垂直开挖地段布置了微型钢管桩进行超前支护。还分析了基坑的变形特征及产生较大水平变形的原因,并对基坑的支护效果进行了评述。

土钉墙支护结构综述

对国内外的土钉墙支护结构技术水平进行了研究和分析。在此基础上,总结了深基坑土钉墙支护结构的基本性状、工作性能和作用机理,指出了目前土钉墙在理论和设计方面存在和需要解决的的一些问题,对土钉墙的研究提供参考。

包裹式土工格栅加筋土挡墙水平位移研究

包裹式土工格栅加筋土挡墙在工程中的设计分析仍采用基于极限平衡理论的锚固楔体法,而没有考虑在达到极限平衡之前加筋土挡墙所发生的变形发展和积累过程。加筋土挡墙面板的水平位移是墙体内外部稳定的重要体现。通过采用有限元数值方法,分析了不同工程因素对包裹式土工格栅加筋土挡墙面板处工后水平位移的影响,分析结果表明,FEM 计算值和实测值接近,说明了有限元计算分析的适用性;包裹式土工格栅加筋土挡墙面板处的工后水平位移呈由下向上增大趋势;拉筋刚度、长度、竖向间距对水平位移具有明显的影响并应选择适宜数值,以实现加筋士挡墙的良好工程性能;挡墙墙顶处外荷载大小及位置对水平位移具有相应影响,位于加筋区外的外荷载对墙面水平位移影响不明显。

深基坑主被动组合支护结构的协同工作及位移分析

为进一步研究主被动组合支护结构的协同工作机制及其变形规律,以预应力锚杆复合土钉墙为研究对象,采用理论分析与现场实测相结合的研究方法,分析在施工过程中各层土钉的受力及其与预应力锚杆轴力之间的关系,并考虑施工扰动、塑性变形、土钉约束和锚杆预应力约束等影响因素,采用改进的增量法逐层计算施工过程中墙体的水平位移。研究结果表明,土钉因被动受力,其轴力偏小,对水平位移影响较弱;预应力锚杆设置的位置不同,对水平位移的影响也不同,越靠近两端影响越大;预应力锚杆对水平位移的影响可以叠加,从优化设计角度考虑,预应力锚杆宜优先设置在影响大的位置。

计算复合土钉支护变形的增量方法

根据复合土钉支护位移产生的原理提出了一种计算复合土钉支护位移的方法。为表述复合土钉支护增量应力释放引起增量位移的变形原理,文中引入了一种释放力。该力作用在土钉面层上,引起了土钉支护的变形。假定土钉支护的增量位移由三部分组成:即释放力引起的开挖面变形、当前开挖面变形对上层开挖面和下层开挖面的附加位移。通过简单的理论推导,文中得出一计算复合土钉支护位移的公式。同时计算了两个成层土层中的复合土钉支护位移,计算结果与实测数据比较吻合。

土钉墙变形规律及其相关性的实测研究

根据基坑坡顶水平位移与沉降的实测数据,讨论了土钉墙坡顶水平位移和沉降以及水平位移与沉降之比的规律,并利用统计方法对其相关性进行了分析,根据实际施工工况与实测数据对比,指出影响土钉墙变形的关键因素及控制土钉墙变形的有效措施。实测数据分析结果表明:基坑坡顶变形的空间效应明显;采用放坡或坡顶卸载可以有效地控制土钉墙的变形;在基坑上部设置预应力锚杆对基坑变形控制具有明显的效果;基坑坡顶的沉降随其水平位移呈非线性增加,沉降与水平位移比与其水平位移基本呈线性增加;土钉基坑发生破坏时的坡顶水平位移的警戒值为0.8%～1.0%H。

深基坑土钉支护现场测试分析研究

土钉支护技术在我国深基坑开挖和支护中己得到了广泛的应用,但对其工作机理和计算方法的研究尚不完善。以一个基坑土钉支护工程为实例,对基坑水平位移、土钉拉力进行现场测试,得出了土钉水平位移和拉力的分布规律:(1)基坑最大位移发生在基坑顶部;(2)沿基坑深度范围受力最大的土钉在中部;(3)单根土钉最大拉力作用点在其长度的中部,沿基坑深度方向土钉最大拉力作用点的连线形成的曲线是潜在最危险滑动面的位置。

复合土钉支护面层设计分析方法研究

面层是复合土钉支护系统中重要的组成部分,且承受边坡水土压力、土钉拉力等荷载是施工中面层设计的必要环节。为了对面层进行合理设计,利用弹性地基梁理论建立了面层的无限长弹性地基梁计算模型,对土钉与水泥土搅拌桩联合支护型式中的面层进行了受力分析。为了简化计算,研究提出了机动位移分析方法来计算竖直方向面层的内力,推导出了面层在不同受力情况下的内力计算公式,并通过实例对面层进行了强度验算和设计。结果表明:在一定条件下,竖直方向面层的内力是设计的主要控制因素,横截面的水泥土抗拉强度可用来控制截面强度;用机动位移分析方法和根据外力情况计算得出的外力矩比较接近,证明将机动位移分析方法用于面层的内力分析中是可行的。

考虑施工过程的土钉支护坑壁水平位移计算

结合土钉支护边开挖边支护的特点,建立了以开挖影响面及其上土钉力增量为主要研究对象的施工阶段土钉支护分析模型,给出了施工过程中土钉支护坑壁水平位移的计算方法。采用本文计算方法,计算了Clouterre项目1号墙建造过程中的坑壁水平位移,与量测值符合良好;此外,对基坑几何形状、土体性质和土钉布设情况对坑壁水平位移的影响进行了分析,结果表明符合土钉支护坑壁水平位移的变化规律。

面板对加筋土挡墙影响的离心模型试验研究

加筋土挡墙因其特有的景观性能、协调变形性能而日益受到设计者青睐。面板作为加筋土挡墙的组成部分,对墙体的承载能力影响显著。针对现有设计规范无法考虑面板形式对结构自身力学变形特性的影响,设计并开展了整体式与分块式面板的离心模型试验。数据测试分析显示:整体式面板加载期的位移小于分块式面板位移;由于分块式面板位移较大,所以其水平土压力小于整体式面板土压力;加筋土挡墙面板底部存在应力集中现象;分块式面板筋-土界面的摩擦系数发挥值大于整体式面板数值,但两者均小于设计规范建议值;由于模型筋材长度较长并且连接件的存在,导致原型设计较为保守。

基坑土钉支护设计的简单算法研究

土钉支护技术在深基坑开挖和支护中已得到了广泛的应用,但对其工作机制和计算方法的研究尚不完善。目前数值模拟算法较多,但其本构模型准确地选择及相关参数的确定需要进行大量的三轴试验或真三轴试验。基于此,提出3个假设,建立简单的计算模型,并对土钉的工作机制深入研究,得到土钉拉力的"二半支抛物线"分布规律,推导出土钉支护设计的解析算法相关公式。以徐州彭城地下广场深基坑土钉支护工程为例,进行土钉拉力现场测试,对基坑水平位移、沉降进行观测,所测数据验证了文中公式的可靠性,为类似基坑工程的设计和施工提供参考。