侧方及上跨基坑叠加作用下既有轨行线保护措施研究

临近地铁的深基坑开挖工程以及地铁正上方的基坑开挖工程都会造成大量的土体流失,导致地铁轨道原有荷载形式发生变化,地铁轨道极易发生形变,影响地铁正常运行。文章以临近地铁开挖深基坑、地铁正上方开挖浅基坑,距地铁最小垂直距离仅3.2m的城建大厦项目为对象,研究侧方及上跨基坑开挖对既有轨行线叠加影响,优化基坑开挖方式,深化支护结构,设计保护体系,合理布置监测点位,实时自动化监测系统等技术,保障地铁轨道正常运行,为今后类似工程提供相关经验。

基于有限差分法深基坑支护模拟分析

水利工程施工中,深基坑开挖是重要的施工步骤,开挖过程中容易引起地表沉降、地下连续墙和基坑坍塌等一系列风险,因此合理评估深基坑开挖项目的安全性十分重要。以某深基坑项目为例,采用最新的Plaxis 3D软件进行建模分析,对比分析了不同开挖工况下基坑渗流、地下连续墙变形以及地表沉降规律,研究成果可为相关工程提供参考。

毗邻湖岸一体化提升泵站深基坑开挖支护施工技术研究

支护施工是深基坑工程安全、质量、进度的重要保障,探究一种在毗邻湖岸的一体化提升泵站基坑支护施工技术,详细阐述水环境综合治理项目中一体化泵站基坑开挖过程中基坑支护技术的应用,为整个基坑工程施工提供了安全保障,在以后的深基坑支护施工技术可对此进行更加细致的研究,并根据研究成果不断完善质量控制和安全制度,确保深基坑支护施工的质量和安全。

基于LSTM神经网络的基坑工程智能预警系统研发与应用

基坑开挖过程中伴随有支护结构及周围岩土体的受力和形变状态的改变,因此在工程建设中对基坑进行监测十分必要。为解决基坑监测智能化程度低、可视化程度低、预警精确度较低导致频繁报警、监测数据更新共享速度慢等问题,采用B/S模式、Vue前端、C#语言后端、SQLServer2012数据库等并嵌入python语言编写长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络算法模型开发一套基坑智能预测预警系统。该系统实现了信息集中管理、数据存储与查看、数据算法自动计算、自动绘制图表、自动报警预警、快速生成报警报告等功能。通过在苏州某地铁基坑开挖过程的应用,证明了本系统能够综合利用监测预警与基于LSTM神经网络模型的超前预测预警两种预警模式为施工人员准确掌握基坑开挖过程中支护结构及周围土体变形情况提供技术支持与保障,具有很强的现实使用意义。

砂土区地铁车站深基坑盖挖逆作法施工变形规律分析

[目的]地铁车站盖挖逆作法施工过程中主体结构受力变形特征较为复杂,而砂土地区地铁车站施工力学过程更为复杂,致使砂土区基坑施工难度大大提升,因此需对砂土区地铁车站深基坑盖挖逆作法施工变形特征进行深入研究。[方法]依托沈阳某地铁车站工程,对富水深厚砂层地质下的深基坑盖挖逆作法施工变形特性进行了阐述。采用数值模拟的方法,详细分析了基坑施工过程中地下连续墙水平位移、层板位移、中立柱位移、地下连续墙与邻近中立柱差异沉降的变化规律。[结果及结论]地下连续墙位移变形受基坑施工影响显著,其水平位移变形随基坑开挖深度增加而不断变大,均以向坑内的变形为主;层板起到了很好的支撑作用,有效控制了围护结构的水平位移,主要呈现为隆起变形,其中顶板受基坑施工的影响最大;中立柱在竖向及水平方向上均发生变形,受深基坑土体卸载效应影响,主要以竖向的隆起变形为主;地下连续墙及中立柱的差异沉降随施工进行逐渐增大,在开挖底层土体时达到最大。

围护结构变形动态恢复过程对土体内部变形的影响

为研究围护结构变形动态恢复过程对土体内部变形的影响,采用透明土技术与自行设计的模型试验箱,探究了变形模式、变形过程等因素对坑外土体内部变形的影响规律,并利用粒子图像测速技术综合分析了两种变形模式下不同工况的土体内部变形特征。结果表明:相同变形总量下,在2/3总变形量时进行控制可有效提高坑外土体变形恢复效果;内凸型的残余沉降大于悬臂型,且悬臂型最大水平变形值位置向土体深处发展,而内凸型最大水平变形值位置则向土体浅处发展;在围护结构变形后的动态恢复过程中,恢复阶段前期的恢复效果较好,后续逐渐减弱。

基于RBF代理模型的基坑开挖对临近边坡的影响

深基坑开挖往往会影响临近边坡的稳定性并引发滑坡失稳类的工程事故。该文提出一种径向基函数(RBF)与优化拉丁超立方体抽样(LHS)相结合的代理模型,来预测不同基坑开挖方案影响下临近边坡的稳定性。首先,将抽样集合X的参数带入FLAC3D进行基坑开挖数值模拟,再利用二分法确定边坡安全系数得到映射目标值Y,并形成样本数据集。然后,通过样本数据集的训练测试,最终得到结构为3-20-1的代理模型,将基坑边坡之间的距离、开挖宽度、开挖深度3个参数作为输入层,经过基函数所构成隐藏层,输出边坡安全系数作为边坡是否失稳的依据。通过工程算例的对比,表明此代理模型能够较为准确地预测基坑不同开挖条件下边坡的稳定性。

土质基坑垂直开挖稳定性分析研究

在基坑项目施工过程中,因场地限制,或为减少土方开挖工程量,节省造价和缩短工期,施工单位经常采用垂直开挖的方法进行开挖作业。以某在建项目的基坑开挖作业作为研究对象,采用圆弧条分法对基坑的整体稳定性进行分析,计算得出开挖过程中垂直边坡滑移破坏的临界条件;利用基于有限差分法的分析软件,模拟基坑垂直开挖,分析变形发展的影响因素。根据研究结果分析,土质基坑在开挖后土体平均应力改变,剪应力增加,有明显位移趋势,在内摩擦角和粘聚力较小的土质条件下尤为明显。因此垂直开挖软弱土层时,采取支护措施是必要的。

超深超宽地铁车站半开挖止水帷幕施作影响特征研究

文章以深圳市皇岗口岸站深基坑工程为依托,在地连墙+旋喷桩止水帷幕的设计方案下,分析了随着开挖深度的增加止水帷幕的变形状态,进一步分析了半开挖特大基坑由止水帷幕结构变形引起的地表附加影响特征,结合现场监测数据总结止水帷幕水平位移及周边地表沉降随着基坑开挖的变化规律。采用Midas软件开展了针对超深超宽地铁车站半开挖时各结构变形数值模拟试验,在对止水帷幕水平位移和周边地表沉降模拟值与现场实测值进行对比、验证的基础上,就6次基坑开挖对止水帷幕、地连墙及水平位移及地表沉降进行了研究。结果表明:针对超深超宽基坑,地连墙+旋喷桩止水帷幕的设计方案能够有效解决狭长型基坑围护结构长边结构变形过大的问题。通过划分应力网格、半开挖施工、增加止水帷幕,消除围护结构土压力集中问题,拆分深、大、狭长型基坑,最终基坑周围土体最大沉降量为3.38mm;长宽比较大的矩形基坑,由于端头加固固结土体的原因,导致地连墙短边处的墙体最大水平位移量2.53mm小于地连墙长边处的墙体最大水平位移量16.21mm;地连墙最大水平位移的深度位置逐渐下移,但下移趋势逐渐减缓,挖深至17.5~28.5m时,最大水平位移位置转变为处在开挖面上。该方案解决了狭长型基坑结构变形过大及围护结构长边变形叠加态的问题,减小并分散了应力峰值,可为深基坑止水帷幕的合理设计与基坑安全施工提供参考依据。

基坑开挖对下方隧道变形的影响及应对措施

在既有区间隧道上方进行基坑开挖具有较大风险,其加载、卸载作用将会改变区间隧道原有受力状态,继而产生附加应力和变形。若保护措施采取不当,将会引起区间隧道变形超限,甚至出现开裂、漏水等病害。以某区间隧道上方增压站基坑为例,结合隧道状况调查结果,采用有限元软件midas GTS分析基坑分区分块施工、对称施工和基坑回填对下方区间隧道的影响。研究及实际监测数据表明,上方基坑施工时采取合理分区施工、对称施工等保护措施,可有效控制下方区间隧道的变形,确保其结构安全,研究可为类似工程建设提供一定的借鉴。

基坑开挖对邻近埋地管道的影响研究

为了研究构筑物基坑开挖对邻近埋地管道的影响,通过数值模拟计算,分析基坑开挖对管道的应力应变响应。结果表明,基坑开挖后,周围出现土体沉降;管道半径-厚度比对管道受力有较大影响,但管道内部压力对管道无明显影响。从管道位移和应变角度分析,本工程基坑开挖将会危及埋地管道的安全,建议采取加固措施。

挡墙联合锚杆加固边坡效果分析

为研究开挖边坡的稳定性及挡墙锚杆加固边坡效果。本文基于数值模拟系统研究了某挖方边坡在天然工况和饱和工况下的稳定性,在此基础上,分析了挡墙联合锚杆的变形效应。结果表明:(1)不采取支护的边坡处于不稳定状态,采用墙联合锚杆加固边坡可满足建筑边坡工程技术规安全性要求;(2)不同工况下,挡墙立板的水平位移和竖向均随地面距离的增大而呈线性增大的趋势。总体来看,挡墙底板水平位移和竖向位移在饱和工况下均比较小,证明挡墙联合锚杆加固对于提高边坡的稳定性有明显的效果;(3)锚固段端头轴力最大,且所有锚杆均处于受拉状态。由于本文采用的锚杆抗拉强度为300 N/mm^(2),因此不同工况下锚杆均可以满足受力安全性要求。

无泥浆护壁旋挖成孔灌注桩在边坡工程中的应用

以赖子河水库发电厂房边坡马道上抗滑桩施工为例,介绍了无泥浆护壁旋挖成孔灌注桩的施工原理、施工工艺流程、施工操作要点、施工质量控制及发电厂房边坡监测情况。无泥浆护壁旋挖成孔灌注桩施工技术在威宁县赖子河水库发电厂房东侧边坡工程中应用是成功的,质量控制较好,取得了显著效果。

基于PLAXIS 3D的深厚淤泥质土基坑数值模拟分析

以深厚淤泥质土基坑为例,设计方案为“钢板桩+内支撑”支护体系,采用PLAXIS 3D软件建立三维数值模型,通过模拟基坑的开挖过程,研究了淤泥质土基坑支护结构的应力状态和变形情况。结果表明:(1)土体硬化模型能够准确反映淤泥质土的特性,设计采用的“钢板桩+内支撑”支护体系能够满足规范要求;(2)第3道内支撑为施工的关键所在,对控制土体侧向位移有显著影响。

输水隧洞基坑围护结构施工技术研究

针对珠江三角洲隧洞工作井基坑深度较大,场地空间狭窄及强透水、地层软弱及传统施工技术难以解决当前问题等突出问题,文章以珠江三角洲隧洞为背景,通过对地质条件的分析和评价,优化了水下灌注桩施工技术,提出了地下连续墙、成槽施工等多种施工工艺相结合的技术方案进行基坑围护,结果表明该项技术在复杂场地条件下深基坑施工中具有良好的效果。

近接高铁桥桩的深基坑不同开挖方案对比

依托新建连云港至镇江铁路扬州南站市政配套工程,着重研究长江漫滩软土地质条件下地铁深基坑施工过程中的基坑支护及变形控制。通过数值模拟分析,对比了两种不同施工顺序下基坑围护结构变形及坑外土体沉降,综合考虑施工安全质量,选取后施工的高铁桥桩总体方案。数值分析与现场基坑变形、支护结构变形及周围地表沉降等的监测结果进行对比,验证了该施工总体方案的合理性。

地下空间向下增层既有-新增双层排桩支护结构鲁棒稳定性研究

以既有建筑物地下空间向下增层改造为背景,通过物理模型试验和有限元数值计算的方法对基坑开挖过程中既有-新增双层排桩支护结构鲁棒稳定性进行了分析研究。结果表明:既有支护结构的破坏过程是循序渐进的,失稳破坏前会发生预警现象,最先发生失稳破坏的地方是随机产生的,这体现了基坑工程施工过程中不确定因素对支护结构变形有较大的影响。既有支护桩与两排桩之间土体的作用类似于重力式挡土墙,开挖至极限开挖深度时二者发生整体式倾覆破坏。既有支护结构失稳破坏时,滑裂面从开挖面附近开始穿过排间土体沿新增支护桩延伸至土体表面。基坑边坡中部滑裂面的影响范围最大,坑角位置处滑裂面的影响范围最小。既有支护桩排局部失稳破坏对支护体系鲁棒稳定性的影响较小,既有支护桩排整体失稳破坏对支护体系鲁棒稳定性的影响较大。

钢支撑伺服系统在海域人工岛中明挖基坑施工中的应用

针对海域人工岛环境下基坑开挖时既有结构变形控制难度大的问题,结合深中(深圳—中山)通道东人工岛工程,基于现场监测数据对基坑变形规律以及钢支撑伺服系统的变形控制效果展开了研究。结果表明:围护结构水平变形随深度增加由向坑外变形逐渐过渡为向基坑内侧鼓肚式变形,采用钢支撑伺服系统可降低35.05%的水平位移,最大水平位移为开挖深度的0.06%~0.24%;支撑伺服系统的位移收敛作用较为明显,在下部伺服支撑轴力施加后可适当减小上部轴力以维持整体受力平衡;基坑中部软土开挖时卸荷效应更加明显,使既有桥墩产生的变形增量约占最大变形的65.52%,整个施工阶段其累计水平变形在-2.8~2.9 mm。

基坑开挖对邻近双舱综合管廊影响的三维数值分析

随着城市地下空间的开发利用,出现越来越多邻近地下综合管廊基坑开挖的工程案例,对管廊结构安全及防水性能产生重要影响。以厦门某邻近既有双舱综合管廊的基坑开挖项目为研究背景,采用PLAXIS 3D建立三维有限元分析模型,基于HS-small小应变土体本构模型,模拟基坑开挖过程对综合管廊的影响。研究结果表明,开挖后,邻近综合管廊沿轴线方向的变形受力模式可分为平移转动区、相对扭转区和位移约束区3个特征区域。基坑中部附近管廊发生朝向基坑的平移和绕轴转动,基坑边界附近管廊发生相对扭转,远离基坑区域管廊的位移受土体约束而相对静止。位于平移转动区和相对扭转区内的管廊截面发生朝向基坑的剪切变形,管廊顶板相对底板发生朝向基坑的水平相对移动;邻近基坑一侧市政舱顶板和远离基坑一侧侧墙下半部分发生较大挠曲变形。管廊与基坑间距对3个变形特征区域的分布没有显著影响,但管廊离基坑越近会使得管廊结构的变形程度越大。

土岩组合地层长短桩支护结构力学特性研究

土岩组合地层基坑中若采用长短桩的围护形式,涉及长短桩的协同支护效应,其开挖变形规律不易通过理论公式分析,形变机理尚不明确。采用数值模拟和现场监测相结合的方法,研究土岩组合地层深基坑开挖引起长短桩围护结构的变形与受力特性。研究结果表明:在土岩组合基坑中,长短桩围护结构最大侧移点位于土岩分界面附近,且侧移曲线在开挖面以下迅速收敛,与全土质基坑中围护结构侧移呈现较大差异;风化线以上段桩身弯矩近似呈“两端简支分布荷载梁”类型,风化线以下段桩身弯矩曲线反弯点位于开挖面处;长桩数量减少使支护结构嵌固段约束能力降低,桩身弯矩随之增大,但对风化线以下段桩身弯矩影响较大;各开挖阶段短桩弯矩随长桩同步增大,长桩与短桩表现出一定程度的协同工作机理。