软土地区基坑前排倾斜双排桩支护现场试验及工作机理

doi:10.11988/ckyyb.20230171

长江科学院院报 ›› 2024, Vol. 41 ›› Issue (6): 98-105.DOI: 10.11988/ckyyb.20230171

软土地区基坑前排倾斜双排桩支护现场试验及工作机理

郑刚¹, 王玉萍^1,2, 程雪松¹, 余地华³, 黄晓程³, 李昕昊^1,4

1.天津大学土木工程系,天津 300350;
2.青海民族大学土木与交通工程学院,西宁 810007;
3.中建三局集团有限公司工程总承包公司,武汉 430064;
4.中国铁路设计集团有限公司,天津 300000

收稿日期:2023-02-21 修回日期:2023-05-19 出版日期:2024-06-01 发布日期:2024-06-03
通讯作者: 程雪松(1985-),男,河北邢台人,教授,博士后,从事岩土与地下工程方面的教学与科研工作。E-mail: cheng_xuesong@163.com
作者简介:郑刚(1967-),男,贵州贵阳人,教授,博士,从事土力学及岩土工程方面的教学与科研工作。E-mail:zhenggang1967@163.com
基金资助:
国家自然科学基金项目(52178343)

Field Experiment and Working Mechanism of Foundation Pit Excavation Retained by Front-row Inclined Double Row Piles in Soft Soil Area

ZHENG Gang¹, WANG Yu-ping^1,2, CHENG Xue-song ¹, YU Di-hua³, HUANG Xiao-cheng³, LI Xin-hao^1,4

1. Department of Civil Engineering, Tianjin University, Tianjin 300350, China;
2. School of Civil and Transportation Engineering, Qinghai Nationalities University, Xining 810007, China;
3. General Construction Company of CCTEB Group Co., Ltd., Wuhan 430064, China;
4. China Railway Design Group Co., Ltd.,Tianjin 300000, China

Received:2023-02-21 Revised:2023-05-19 Online:2024-06-01 Published:2024-06-03

摘要/Abstract

摘要： 基坑倾斜桩支护大幅提高了无支撑支护结构的适用深度,具有造价低、施工便捷、绿色低碳、变形控制好等特点,然而目前研究多集中在单排倾斜桩,对前排倾斜双排桩支护的试验、理论与应用的研究均较少。针对前排倾斜双排桩支护基坑开展了现场试验,同时采用有限元方法分别从前排斜桩、桩顶连梁及桩间土体作用3个方面深入探究了前排倾斜双排桩支护的工作机理,进一步分析了直斜桩长度和排距对前排倾斜双排桩支护结构受力变形性能的影响。结果表明,相比传统竖直双排桩,前排倾斜双排桩支护结构的支护性能显著提升,前排斜桩主要发挥“斜撑”作用,连梁主要起到将直斜桩及冠梁连接成一个空间刚架的作用,桩间土体能够提高桩土摩阻力,进而有效减小前排倾斜双排桩变形。研究成果有助于前排倾斜双排桩的推广和应用。

关键词: 基坑, 前排倾斜双排桩, 现场试验, 工作机理, 软土地区

Abstract: Inclined pile support has notably extended the applicable depth of unsupported retaining structures, boasting advantages such as cost-effectiveness, ease of construction, environmental friendliness, and precise deformation control. However, current researches focus on single row inclined piles, while research on the testing, theory, and application of inclined double-row pile support remains limited. We conducted field experiments to assess excavation supported by double-row piles with the front row inclined. Additionally, employing the finite element method, we investigated the underlying working mechanisms from three aspects: the front-row inclined double-row piles, the connecting beam on top of piles, and the soil interaction among piles. We further examined the impact of pile length and row spacing on the deformation characteristics of inclined double-row piles. Our findings indicate a marked enhancement in the supportive capabilities of front-row inclined double-row pile compared to traditional vertical double-row piles. The front-row inclined double-row piles primarily serve as diagonal bracing, while the beams connect the piles and the crown beam into a spatially rigid frame. Soil between the piles enhances pile-soil friction, effectively mitigating deformation in inclined double-row piles.

Key words: foundation pit excavation, front-row inclined double row piles, field experiment, working mechanism, soft soil area

中图分类号:

TU473.2

郑刚, 王玉萍, 程雪松, 余地华, 黄晓程, 李昕昊. 软土地区基坑前排倾斜双排桩支护现场试验及工作机理[J]. 长江科学院院报, 2024, 41(6): 98-105.

ZHENG Gang, WANG Yu-ping, CHENG Xue-song , YU Di-hua, HUANG Xiao-cheng, LI Xin-hao. Field Experiment and Working Mechanism of Foundation Pit Excavation Retained by Front-row Inclined Double Row Piles in Soft Soil Area[J]. Journal of Yangtze River Scientific Research Institute, 2024, 41(6): 98-105.

[1]	高林静, 代均德, 徐泽永, 张杰, 梁斌. 洛阳龙门综合交通枢纽深大基坑开挖对邻近管线的影响[J]. 长江科学院院报, 2024, 41(4): 157-165.
[2]	任继勋, 佳琳, 阳建新, 胡俊, 林小淇, 曾东灵. 渗流条件下地下水含盐量对基坑坑底冻结温度场影响的数值模拟[J]. 长江科学院院报, 2024, 41(1): 151-158.
[3]	阎波, 太俊, 胡科, 徐伟, 韩帅. 部分落底式止水帷幕在基坑降水中的应用[J]. 长江科学院院报, 2023, 40(9): 98-105.
[4]	王春景, 卜一鸣, 王金星, 梁斌. 动荷载对微型桩深基坑开挖稳定性的影响[J]. 长江科学院院报, 2023, 40(9): 139-146.
[5]	张岩, 马圣敏, 张建清, 刘林鳢. 双江口水电站堆石体附加质量法检测参数试验研究[J]. 长江科学院院报, 2023, 40(8): 139-144.
[6]	李永焕, 刘志贺, 饶勤波, 过锦, 胡海波, 刘秋媛, 杨萤. 考虑空间效应的基坑开挖对邻近管线的影响分析[J]. 长江科学院院报, 2023, 40(5): 125-130.
[7]	李琳, 李彬, 刘东, 韩笑. 深厚软土区深大异形基坑开挖对临近建构筑物的影响[J]. 长江科学院院报, 2023, 40(1): 140-145.
[8]	谢万东, 林佑高, 王征亮. 英国标准和香港地区标准下的澳门深基坑工程实践[J]. 长江科学院院报, 2022, 39(7): 126-130.
[9]	张国龙, 范越, 张伟, 汪啸, 王金龙. 引江济淮凤凰颈泵站基坑降水方案优化[J]. 长江科学院院报, 2022, 39(3): 111-117.
[10]	王娟, 王兴科. 软土地区基坑侧位移变形预警及预测[J]. 长江科学院院报, 2021, 38(8): 91-96.
[11]	纠永志, 张振, 李建, 申欢, 宋振宏. 开挖条件下非均质黏性土地基柔性桩筏基础非线性分析[J]. 长江科学院院报, 2021, 38(8): 112-119.
[12]	石妍, 张建峰, 李锋, 林育强. 复合浆材堆石体技术与现场探索性试验研究[J]. 长江科学院院报, 2021, 38(3): 137-141.
[13]	雷亚伟, 郑刚, 程雪松, 黄天明, 李溪源. 局部超挖对悬臂排桩基坑支护体系安全性能的影响[J]. 长江科学院院报, 2020, 37(9): 70-78.
[14]	吴松华. 不同形式电渗加固吹填淤泥现场试验研究[J]. 长江科学院院报, 2020, 37(5): 108-112.
[15]	王梓龙, 裴向军, 刘瑶, 王雅雯, 王钦科. 嵌岩扩底短桩抗拔承载性能现场试验研究及数值模拟[J]. 长江科学院院报, 2020, 37(5): 139-144.

软土地区基坑前排倾斜双排桩支护现场试验及工作机理

Field Experiment and Working Mechanism of Foundation Pit Excavation Retained by Front-row Inclined Double Row Piles in Soft Soil Area

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