基坑围护结构增量计算法的改进

就围护桩（或围护墙）加内支撑这一基坑支护形式而言,基于弹性地基梁理论的增量法是其围护结构内力和变形计算的常用方法。合理计算荷载增量是该方法实施的关键之一。目前,该法的荷载增量主要由土压力增量和挖除土体弹性抗力释放的反力增量两部分组成。根据弹性地基梁和增量法的基本原理,结合基坑施工过程,综合分析得出：荷载增量除上述两部分外,还应包括开挖面以下土体因开挖面下降、水平抗力系数降低而引起的土体弹性抗力部分释放的反力增量;开挖面以下围护桩（或围护墙）任意点的这部分反力增量等于该点在上一工况下的侧向位移与开挖侧土体水平抗力系数的比例系数m和本工况挖除土体厚度的乘积。工程实例理论计算结果和实测结果的对比分析表明,与传统增量法相比,采用改进增量法,围护桩（或围护墙）侧向位移的计算值与实测值更加接近,计算结果更加符合工程实际。     

分布荷载推力桩计算的p-y曲线法研究

为提高现有水平梯形分布荷载推力桩设计计算水平,提出了地基系数按非线性土抗力.水平位移(p-y)曲线抗力模式表达的水平梯形分布荷载推力桩位移和内力计算的有限差分数值分析方法,并详细推导了桩身位移的差分格式.基于这些公式,编制了全桩位移、内力及侧土抗力的计算和图形处理程序,可适用于滑坡抗滑桩和深基坑悬臂支护桩的设计计算.结合新型桩型现浇混凝土薄壁管桩(PCC桩)作为滑坡抗滑桩进行对比分析,算例表明:该方法方便可靠.当有限差分段划分得足够小时,可使数值解接近于真实解.     

粉土p-y曲线的试验研究

进行了浸水黄河粉土中模型钢管桩的水平静力荷载试验,对试验弯矩用6阶多项式进行拟合,推得了黄河粉土的p-y曲线,并与API建议砂土和软黏土p-y曲线进行了比较。根据粉土试验p-y曲线,提出了黄河粉土p-y曲线的理论表达式,用此理论p-y曲线进行了水平荷载下模型桩的数值分析,并与试验测试弯矩进行了比较。研究结果表明：粉土的黏聚力对p-y曲线有很大的影响,忽略粉土黏聚力的抗力作用将导致桩基水平承载力的设计偏于保守;基于理论粉土p-y的模型桩的数值结果与试验弯矩值吻合得较好。     

基于应力增量的单桩p-y曲线分析方法

p-y曲线研究进展一直缓慢,究其原因是缺乏一套成熟的理论体系作支撑。通过考虑桩侧土的实际应力状态,引入Vesic圆孔扩张理论对水平受荷桩p-y曲线进行研究,建立了新的基于应力增量的p-y曲线分析方法。该方法综合考虑了桩侧土体径向应力增量、纵向应力增量效应及桩体深层转动挠曲对水平土抗力的贡献,是一种考虑多种因素的p-y曲线解,可适用于不同桩型条件下的单桩受力分析。算例结果表明:基于应力增量的p-y曲线分析方法在水平受荷桩应用中赋有很好的正确性和准确性,较Reese法、API法和Kim法对大变形问题有更高计算精度。以上研究成果对p-y曲线的发展及深入研究具有重要意义。     

基坑工程对周边建筑物影响的数值分析

基坑开挖及降水引起周围地面不均匀沉降并导致周围建筑物倾斜、开裂等问题，一直以来都受到人们的关注。在总结当前地面沉降计算方法的基础上，结合具体工程实例采用弹塑性有限单元法模拟基坑支护、降水以及开挖步骤，分析其对周围地面沉降及建筑物的影响。计算分析结果表明，施工支护条件对支护结构周围土体影响较大，考虑降水和不考虑降水计算结果相差20 mm左右，表明抽水引起的变形较大，最后提出了减少沉降的主要措施。     

杭州某地铁站基坑开挖侧向位移预测与分析

介绍了杭州某地铁站基坑开挖过程中的监测的侧向位移变化情况,总结了其变化规律,对施工过程提供了参考。用FLAC软件对基坑的侧向位移进行了数值模拟,然后与实际监测结果进行了对比,阐述了影响模拟结果准确性的影响因素。     

砂土地基斜桩水平承载特性p-y曲线法

基于Reese建议的砂土p-y曲线,提出了适用于斜桩水平承载特性分析的修正p-y曲线及相应的有限元分析方法。根据桩前土体受力特点,假设桩前浅层土体达到极限破坏状态时桩侧被动破坏区为一个三维楔形体,采用极限平衡分析方法导出了斜桩桩侧极限土抗力表达式,对比研究了斜桩倾角、桩-土界面摩擦系数等因素对极限土抗力的影响规律,并给出了斜桩初始地基反力模量确定方法。在此基础上,修正Reese提出的直桩p-y曲线,提出了砂土地基中斜桩p-y曲线确定方法。利用虚功原理,导出了斜桩水平承载特性分析的有限单元列式,编制相应的分析程序,通过算例验证了方法的合理性和有效性。最后,采用修正的p-y曲线法对一离心机模型试验进行了模拟分析,结果表明,计算与试验结果吻合得很好     

武汉市宝通寺地铁站基坑工程监测与分析

介绍了武汉市轨道交通二号线一期工程第20标段宝通寺地铁车站基坑工程的支护设计和监测方案,并对监测结果中基坑周围岩土体侧向水平位移和内支撑轴力进行了初步分析。监测结果表明：土层和岩层在基坑开挖过程中的侧向水平变形程度相差较大,且不同状态的土层侧向水平变形程度亦不相同;由于土层相对于岩层侧向变形较大,其支护时所表现出来的内支撑轴力亦比较大。因此,对于不同地层,进行基坑支护方案选择时应根据其不同变形性质进行合理的优化设计,对土层和岩层可采取不同的支护形式,以到达既安全又经济的目的。     

内支撑基坑支护体系施工过程的监测及分析

河南省人民医院新建病房楼基坑采用两道钢筋混凝土内支撑。通过基坑支护桩深层水平位移、支撑轴力、地面沉降、周边建筑物沉降的监测,对各工况下的监测结果进行了分析,找出了各工况对基坑变形的影响因素及规律性,得到一些有益结论,为以后类似工程施工提供经验与借鉴作用。     

强震作用下液化场地群桩动力响应及p-y曲线

为研究液化场地中群桩在强震作用下的动力响应特征及桩侧土抗力-桩土相对位移（p-y）曲线规律,依托海文大桥实体工程,基于振动台模型试验,开展了0.15g～0.35g地震动作用饱和粉细砂土层不同埋置深度下的砂土孔压比、桩身弯矩及p-y曲线动力响应研究。结果表明：地震动强度达到0.25g时,不同埋置深度下的饱和粉细砂土层孔压比均大于0.8,产生液化现象,且随埋置深度增加,孔压比增长时刻明显滞后;不同埋置深度下,桩身弯矩最大值均位于液化土层和非液化土层分界面处;同一埋置深度时,随地震动强度的增大,p-y曲线所包围的面积逐渐增大,其整体斜率逐渐变小,说明桩-土相互作用动力耗能逐渐增大,桩周土体刚度逐渐减小;随埋置深度增加,p-y曲线所包围的面积逐渐减小,其整体斜率逐渐增大,说明桩-土相互作用动力耗能逐渐减小,桩周土体刚度逐渐增大。因此,液化场地桥梁群桩抗震设计时,应综合考虑液化土层与桩基础的相互位置关系,确保桩基础在液化土层与非液化土层分界处的抗弯承载能力。     

某深基坑支护结构内力与变形研究

以某深基坑支护结构位移与内力监测为依据,并结合计算分析探讨了位移与内力大小的变化规律。实测表明：施加的锚杆预应力有10 %～25 % 的损失,在开挖过程中锚杆轴力增加约10 % 左右。钢支撑的轴力随开挖深度增加而增加,轴力大小、变化与开挖方式、速度及下层支撑的逐一拆除有关;支护桩的变形随桩深、支撑条件变化而变化。基坑顶部的水平位移以坑壁中央最大,靠端部位移较小。总的来说,理论分析与实测结果大体一致,但由于支护结构受力与变形的复杂性及施工的影响,使得理论计算值与实测值存在一定的差异。     

基坑出水量计算方法探讨——“面井法”

基于平原区密集分布的农田供水井开采量评价方法——“面井法”,推导出了稳定流状态下,基坑出水量计算的一种新方法——“面井法”,并与“大井法”进行比较.“面井法”计算的基坑水位降深总大于“大井法”计算的基坑水位降深,而出水量则小于“大井法”计算的基坑出水量.“面井法”也定义了基坑等效半径,但形式唯一,简单易记.对于矩形(包括条形、方形)基坑,等效半径计算值总大于“大井法”计算值,而圆形基坑二者相等.由于“面井法”的推导是在整个基坑面积上积分的,其计算结果更能代表整个基坑的渗流特征.     

车辆动荷载对基坑围护结构的影响分析及建议

车辆动荷载处于基坑周边时,现行行业安全规范将其归纳为一般危险源。杭州某基坑围护因发生局部坍塌,使邻近道路塌陷,调查认为车辆动荷载是事故的主要原因。文中结合该案例,通过对事故原因的分析,并对照现行标准规范,探讨车辆动荷载对基坑围护结构的影响规律。提议将车辆动荷载提升为重大危险源,从跨行业研究、提高基坑外限载、完善基坑监控以及现场管控等方面着手解决问题。同时建议将车辆动荷载列为研究对象,找出力学模型,归纳出影响规律,给出针对性措施,补充完善到现行标准规范中。     

基坑降水—回灌共同作用下地下水浸润曲线求解研究

基坑工程中,通常采用地下水回灌措施降低降水对周边地质环境产生的不良影响,然而目前基坑降水—回灌的相关设计理论仍处于探索阶段。本文通过引入平面二维流势函数理论和叠加原理,分别求解得到了无止水帷幕工况下潜水完整井和承压完整井在降水—回灌共同作用下的地下水浸润曲线方程;此外,本文通过空间汇点原理和镜像原理分别求得基坑内降水和基坑外回灌对基坑外地下水位的影响,并运用叠加原理得到了有止水帷幕工况下,深基坑降水—回灌作用下的地下水浸润曲线解析式。本文利用得到的解析式探讨了在具有止水帷幕条件下回灌井距基坑围护结构的距离、渗透系数等主要因素对浸润曲线的影响,为基坑降水—回灌设计提供了参考依据。     

基坑开挖与支护模拟的位移迭代法

将基坑支护体系分解为彼此独立又相互作用的3个模型,即支护结构外侧主动土体、支护结构本身和支护结构内侧被动土体。按平面问题进行有限元分析时,土体采用面单元,支护桩采用梁单元,若桩上有内支撑或锚杆,则将梁单元与杆单元结合。各模型可分别求解,但共享边界条件。以开挖后桩体侧向位移为零、两侧都为静止土压力作为初始条件,然后按位移迭代求解,前后两次计算位移值基本相等时迭代结束,此时的位移和相应荷载就是基坑支护结构稳定后的变形与受力。该方法能客观反映土与结构相互作用的动态过程,实例计算结果与实测结果很吻合。     

某复杂平面基坑支护结构水平位移监测及加固

某平面形状复杂的基坑,采用单排人工挖孔桩与单排锚杆相结合的支护结构。在支护结构施工和基坑开挖的过程中,对基坑进行了水平位移监测。监测结果显示,在基坑开挖过程中,某些部位出现了支护结构顶部水平位移过大,超过报警值并持续增加现象,并导致支护结构险情。施工单位加固时未针对险情机制采取处理措施,未取得加固效果。介绍了该基坑支护结构的设计和监测情况,分析了19个点的监测数据,说明了险情发生的机制,并在此基础上提出了加固措施,取得了良好的效果。     

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。     

交通荷载作用下深基坑支护结构稳定性分析

以沈阳华府二期深基坑工程为主要研究对象,研究道路交通荷载对于在建深基坑支护结构的稳定性的影响。通过改变影响基坑稳定性的交通荷载系数及支护结构相关参数,以有限元软件ADINA为计算工具对基坑进行多次数值模拟,得出各参数的改变与支护结构变形之间的关系,并通过与实际现场检测数据进行对比,得到一系列的结论,发现在城市道路交通荷载作用下,主要影响因素为大量交通车辆的运行所产生的静载(包括车辆载重、交通量道路距基坑的距离)与震动产生动载以及基坑本身的自身特性的影响,对基坑支护结构方案的优化有一定的指导意义。