复杂条件下超深基坑三排桩锚索坑内支护设计及施工

基于星河雅宝四A地块项目设计应用了一种三排桩锚索坑内支护结构,根据其特点针对性地建立了相应的模型,并进行了支护结构抗倾覆稳定以及抗滑移分析计算。经现场实践,其各项监测数据均满足设计要求,应用情况良好,为复杂条件下超深基坑因周边环境影响提供了一种坑内支护的设计形式。

基于最优隔振排桩布局及规格的设计方法研究

基于环境振动给社会带来的恶劣影响,提出一种排桩隔振措施来降低振动污染,通过波散射的三维边界元方程以及单排桩被动隔振边界元方法,确定隔振排桩的排数以及各排的桩长、桩径与桩间净距,以获得最优隔振排桩布局与排桩规格,并达到规定的隔振效果,提高社会经济效益。

轨道工程穿越矿山宕口地质灾害防控技术——以南京某城际轨道工程为例

南京某城际轨道交通工程穿越大型露采矿山废弃宕口回填区,其南侧为高25~30 m(距填土顶部坡面)的陡崖,陡崖上顶部岩体破碎,存在危岩体崩塌隐患;陡崖下为一宽15~20m的人工填筑向外微倾的平台,用作危岩体崩落承灾体;平台以下为人工填筑的缓坡,高差45~50 m。宕口人工回填边坡土体结构松散、成分复杂、强度较低,沉降变形大且不均匀。显然,工程场地存在崩塌、缓坡不稳定、地基不均匀沉降及承载力不足等地质灾害问题。为此,文章针对这一工程技术难题开展相关研究工作,提出如下防控技术措施:①采用明洞方案穿越废弃宕口回填区,有效避开崩塌地质灾害;②采用三排连梁门式异形桩作为明洞的基础,既作为明洞桩基又作为缓坡抗滑桩,有效提高了明洞地基稳定性及缓坡稳定性;③通过明洞覆土坡形优化,大幅减少填方量,较好地提高了明洞覆土缓坡稳定性,避免明洞受斜坡偏载作用产生过大变形,同时降低缓坡坡度,减少水土流失,有效保护场地生态环境。这一防控技术方案不仅有效地消除了地质灾害,同时大大降低了工程建设成本,该研究成果对缓坡区工程建设具有重要的示范作用。

海河防潮闸除险加固工程施工导流设计

海河防潮闸工程位于天津市滨海新区海河尾闾,施工期间中心城区和滨海新区的防洪、排涝任务十分艰巨,施工导流标准选择非常重要。特别是闸址周边城市建筑物密集、可用施工场地狭小,施工导流布置方案的选择是重中之重。淤泥质的河道地基致使围堰型式及导流明渠型式的选择十分困难,导流建筑物设计需要结合地质、材料、施工方案等因素综合考虑。介绍了在海河淤泥质软基上海河防潮闸施工的导流设计标准、导流布置方案选择,以及双排拉森钢板桩围堰及水泥搅拌桩型钢支护边墙的导流明渠的设计、施工及运行。

某泵站工程双排桩前后排桩不等距的研究与应用

双排桩基坑围护结构是由前、后排桩通过桩顶的连系梁形成一个超静定刚架的结构。目前关于如何计算双排桩前后桩不等距的研究相对较少。为此,以某排涝泵站工程为例,利用有限元Midas GTS NX软件建立三维模型,进行整体分析,并对双排桩结构进行受力分析及其对周围环境的沉降分析。研究发现:双排桩的前后桩受力状态不一致,可以据此进行分段配筋以节约造价;围护结构的连梁节点是其能否发挥作用的关键。

深厚填土高边坡三排桩刚架支挡结构受力分析

针对深厚填土高边坡中单排悬臂桩、桩锚支护、双排桩、h型桩等支护结构存在的不足,分析探讨了三排桩刚架支挡结构。研究表明,三排桩刚架支挡结构用于支护深厚填土高边坡,可以同时起到“收坡”、“固脚”作用,既能节约用地,又可以有效发挥支挡作用。通过工程实例,分别采用位移法、MIDAS GTX NX有限元软件进行计算分析,对比结果表明,采用位移法简化方法可近似计算三排桩刚架支挡结构的弯矩。三排桩钢架支挡结构设计时应加强前排桩和连梁的截面刚度,保证节点位置刚性连接,刚架结构分级高度应大致均匀布置,且应尽量减少后排桩悬臂段高度。

基于杆系单元法的基坑三排桩支护结构简化计算方法

三排桩作为一种新型支护结构,相较一般的支护形式具有较大的侧向刚度以及抗倾覆能力,因此在一些安全要求较高的基坑工程中已有应用,但因其缺乏系统的计算方法和理论研究,给工程设计和建设带来了一定的困扰。以双排桩中常用的桩土相互作用模型和土压力分配模型为切入点,结合现行技术规程,通过对三排桩的结构受力机理进行探讨分析,分别建立了三种针对三排桩的平面杆系有限元模型,结合具体的算例,对这三种模型的合理性加以验证,研究了不同模型下三排桩支护结构的内力与变形规律,并对这三种模型的适用范围进行了探讨,同时在规程模型和桁架模型两种桩土相互作用模型的基础上,研究了桩间土压缩性能对支护结构内力及其变形的影响,旨在为基坑三排桩的工程应用提供一定的参考。

基坑工程中双排桩与三排桩的对比分析

基于有限元法,对比分析了相同条件下基坑支护采用双排桩与三排桩的区别,计算表明采用三排桩进行基坑支护可减小土体与桩体的水平位移,三排桩的抗侧移刚度更大。采用三排桩后,桩体的轴力与弯矩减小,但剪力基本相同。三排桩虽然导致围护结构单项工程的造价增加,但可少用或不用内支撑缩短基坑工程总工期,其对最终造价的影响需综合测算。

南昌市某建筑项目深基坑支护设计方案的选型分析

通过勘察某建筑项目基坑周边环境、地质条件等,确定基坑的安全等级。预选两种基坑支护设计方案,采用同济启明星深基坑支挡结构设计计算软件FRWS 9.0进行安全性计算,并根据两种支护方案分别所需工程材料预估工程费用,从适用性、安全性、经济性、施工周期等因素综合分析,为该项目选定结构稳定、造价相对较低、工期相对较短的基坑支护设计方案,可为类似工程基坑支护方案选型提供经验。

复杂条件下超深基坑三排桩支护逆作换撑施工技术

星河雅宝高科创新园四A地块施工总承包工程共5层地下室,基坑开挖深度最大为33.8m,因基坑北侧存在敏感性建筑物,其下方不允许预应力锚索进入。北侧基坑支护采用三排桩+三角内支撑支护体系。三排桩区域外的地下室结构采用顺作法施工,三排桩区域内的地下室采用特殊逆作法施工,以实现三排桩区域内结构施工和拆换撑,为城市中心区地下支护工程锚索不出基坑的施工方法提供了一种解决方案。

陡坡地段三排桩板结构路基承载特性仿真研究

为研究陡坡段三排桩板结构路基的承载特性,首先通过有限元软件ABAQUS采用强度折减法研究桩板结构加固前后陡坡稳定性,验证结构作用效果;其次分析在ZK荷载作用下,三排桩板结构的受力变形特点;最后对比研究不同类型桩板结构于陡坡路基中的承载特性。结果表明:陡坡地段采用三排桩板结构路基可较好地提高边坡稳定性;承载板上弯矩最大值多发生于桩间位置处,沿线路方向弯矩最大值为299.5 kN·m,沿顺坡方向弯矩最大值为389.4 kN·m,线路方向弯矩较顺坡方向弯矩小约30%,竖向剪力最大值约为500 kN;桩结构受力最大位置为与承载板连接处,最大弯矩、剪力值分别为169.4 kN·m、130.8 kN;三排结构较双排桩板结构在陡坡路基承载特性和控制变形方面均具有一定优势。

三排桩支护下高深岸坡工程稳定性分析

对高层建筑密集的市区航道工程进行扩宽整治,需严格控制其岸坡支护结构的变形,保证河道边坡稳定,以保障工程施工及周边环境安全。结合采用三排钻孔灌注桩支护结构的某运河岸坡退建工程,研究开挖过程中岸坡稳定性的变化规律,并分析阻滑桩和水泥搅拌桩的施工质量对岸坡稳定系数、滑动面形状与位置的影响。在此基础上提出适合高深岸坡工程的经济合理的支护方案。

被动排桩弯曲性状的三维有限元分析

利用三维非线性弹性有限元方法,研究了承受邻近地面超载作用时被动排桩的弯曲性状,也研究了排桩间距变化、地基软弱下卧层以及超载与排桩之间的距离对桩身弯曲性状的影响,揭示了邻近超载作用下被动排桩桩身弯矩和挠度的变化规律。研究表明,在邻近超载作用下桩身最大正弯矩出现在0.55倍桩长处,桩顶部也产生较大的负弯矩,随着超载的增大,负弯矩由增大变为减小,桩身正弯矩增大,当超载超过一定值时,桩身正弯矩加速增长;桩身的弯矩随着桩距的增大而增大;当地基中存在软弱下卧层时,桩身的负弯矩减小,而正弯矩明显增大。

高边坡三排桩的工作性状及简化算法

目前对于三排桩的研究与应用实例较少。本文利用有限元对某高边坡三排桩的变形和内力性状进行了详细分析,并对后两排桩长度的影响也进行了对比研究。认为前排桩起到关键作用,后两排桩起到反向拉锚作用。根据有限元分析结果,对三排桩的受力机理进行了阐述,认为中排桩的抗侧能力相对较弱,因此提出了基于弹性地基梁法的两种计算模型,并通过理正软件对双排桩模型简化算法进行了校核,验证结果表明该简化算法是可行且有效的。

邻近堆载作用下排桩负摩擦力特性研究

利用三维非线性弹性有限元方法研究了承受邻近堆载作用的排桩的负摩擦力特性,分析了排桩间距以及堆载与排桩之间距离的变化对桩身负摩擦力特性的影响,揭示了该类桩桩身轴力的变化规律。研究表明:随着堆载的增大,桩身轴力也随之增大,当堆载增至一定值时,桩间土产生土拱效应,桩身轴力略为减小,堆载继续增大时,土拱效应遭到破坏,桩身轴力再次增大;当堆载增大到一定值时,桩顶部产生局部拉应力,且随着堆载与桩之间距离的增大而增大,中桩的拉应力比边桩要大;桩身最大轴力点位于0.65～0.75倍的桩长处,边桩的轴力大于中桩;随着桩距的增大,桩身轴力也随之增大,而土拱效应削弱;当堆载距排桩一定距离时,桩身轴力达到最大。

基于弹性支点法的三排微型钢管桩支挡结构内力与变形研究

基于弹性支点法建立三排微型钢管桩支挡结构的二维杆系有限元模型,运用数值计算方法对计算模型进行求解,研究三排微型钢管桩支挡结构的内力与变形规律,提出合理的参数取值范围。研究结果表明:各排桩内力与变形分布规律一致,前排桩弯矩在基坑底附近比中、后排桩略大,前排桩的水平位移在基坑底以下比中、后排桩略大,中、后排桩的弯矩和位移很接近,说明各排桩共同承受桩后土压力作用,整个支护结构体系合理有效;随排距增大,各排桩水平位移增大,前排桩所受弯矩增大,建议三排微型钢管桩合理排距为3~6d;随桩径的增加,各排桩最大水平位移显著减小,桩身弯矩增大,建议合理的桩径宜为前排桩299~351 mm,中后排桩273~330 mm。

双排抗滑桩支护下滑坡中桩基下滑力分担比的影响因素研究

以盐源县的滑坡为背景建立了双排抗滑桩三维有限元模型,分析了在桩间距、滑面倾角、滑体材料、滑床材料、抗滑桩刚度等不同因素影响下,抗滑桩所承担的下滑力与该计算截面下总的下滑力之间的比例关系,得出了抗滑桩所承担下滑力与该计算截面下总的下滑力之间比例的变化规律。

排桩支护结构内力与变形三维有限元数值分析

针对离心模型试验建立了三维有限元数值模型,通过与试验的比较验证了模型的可靠性,并与规范法中的m法进行了比较分析。结合一个悬臂排桩支护结构实例分析了桩身截面尺寸、桩间距和土体强度参数对桩身内力和变形的影响规律。研究表明:采用m法进行排桩支护结构设计偏于保守,与m法相比三维有限元法计算结果与离心机试验结果更为接近;桩身弯矩和桩顶水平位移随桩间净距的增加和桩身截面宽度的减小近似呈线性增加,随着土体黏聚力和内摩擦角的增加近似呈指数形式增加。

基于Plaxis的双排钢板桩结构土压力和排距优化设计

双排钢板桩支护结构具有复杂的受力特性。首先,阐述了当前常用的几种双排桩结构的计算方法,简要分析了这些方法的优缺点。其次,通过与模型试验结果的对比,说明Plaxis软件的可靠性和参数选取的正确性。然后,结合对有限元模拟结果的分析,指出双排钢板桩结构存在较强的三维空间效应。最后,对比例系数法的土压力分布进行了一些优化,并提出了双排钢板桩排距的优化取值范围。该结论可为软土地区类似的工程提供有益的借鉴和参考。

基于复频散曲线特征的周期结构高铁路基减振研究

目前对周期排桩衰减域的研究只停留在频散曲线分析阶段,只有少数学者利用二维复频散曲线来研究周期排桩衰减域,而频散曲线只能得到衰减域的范围,复频散曲线能得到振动波在衰减域内的衰减程度。利用COMSOL PDE模块求解三维模型的复频散曲线,通过对排桩排布形式和不同桩身材料的影响进行分析得到:三角形排布的排桩衰减域范围最广且减振效果最好;当桩身材料为混凝土或钢时,能产生高频衰减域,而使用两组元桩时可以产生低频衰减域,但两组元桩和混凝土桩的减振程度比钢桩小。最后,通过建立有限尺度的周期排桩频域响应模型验证了复频散曲线计算的正确性,同时对高铁荷载引起的地基振动特征频率0~50Hz,提出针对不同频率减振的4种类型桩和1种组合桩,结果说明组合桩能结合4种类型排桩产生衰减域频率分布的特点,且减振效果较好。