软土地区基坑前排倾斜双排桩支护现场试验及工作机理

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。

湘南坪宝矿田岩浆热液成矿系统深部探测与地球化学约束

湘南是我国乃至世界最重要的钨锡多金属矿集区之一,发育了坪宝、柿竹园、骑田岭等多个大型矿床(田)。随着浅部资源逐渐枯竭,成矿系统深延与探测成为找矿突破的重点,尤其是覆盖层下隐伏成矿岩体、流体运移通道与矿体赋存空间的准确识别。本文以湘南坪宝矿田为例,采用广域电磁、构造解析与地球化学等方法揭示了成矿系统的空间结构与物质组成:(1)矿田深部(<5 km)存在4个隐伏的燕山期花岗岩体,包括宝山、黄沙坪、大坊、野鹅塘,岩体呈现不规则形态;(2)岩体侵位受NNE走向、NE走向与NW走向的区域断裂交汇联合控制,其岩体接触带与次级断裂为主要的控矿构造;(3)断层破碎带中方解石、石英、赤铁矿等热液矿物为成矿流体活动留下的痕迹,可用来识别成矿流体的源区与路径;(4)科学钻探证实了矿体与成矿运移通道深延稳定,且可能与深部隐伏岩体导通;(5)宝山矿区西部、黄沙坪矿区东部、大坊与野鹅塘矿区深部应为该区未来找矿勘查的重点。通过广域电磁、构造解析与矿物地球化学分析可以深入认识隐伏岩体的空间形态与形成时代,构建成矿物质与流体的“源-运-储”模型,开展成矿系统的深部探测与成矿潜力评价。

开挖宽度对异形基坑L形转角区支护结构变形影响研究

为研究不同开挖宽度对基坑L形转角区支护结构变形规律的影响,基于滨州市某异形深基坑工程项目的现场实测数据,分析了基坑开挖过程中L形转角区阴阳角位置处支护结构变形规律的差异性;建立了不同基坑宽深比(B/H,B和H分别为基坑宽度和深度)的L形转角基坑模型,研究了不同宽深比条件下转角位置处阴阳角相互作用条件下支护桩水平变形的空间分布规律,进一步明确基坑L形转角区支护桩不同深度处水平变形受影响范围。结果表明:当B/H<1.0时,阳角侧支护桩浅部水平变形受转角效应影响的范围随B/H的增加呈现出明显减小的趋势,其值近似满足2.4H-B;当B/H>1.0时,阳角侧支护桩浅部水平变形受转角效应影响的范围约为1.5H;坑内底部支护桩水平变形受基坑宽深比影响不明显,受转角效应影响的范围约为0.6H;当B/H<1.0时阴角侧支护桩浅部水平变形受影响范围约为1.6H,当B/H>1.0时其水平变形受影响范围约为0.6H+B;坑内开挖底面位置处阴角侧支护桩水平变形受影响范围约为0.6H+B,受宽深比变化影响不明显。

西安湿陷性黄土地区狭长深基坑变形分析

为了探究西安地铁车站深基坑开挖过程中桩体侧移、地表沉降等时空演变规律,以西安地区某地铁车站深基坑为工程背景,同时收集了该地区2#、3#、4#线20个狭长基坑的实测数据,并对其进行统计分析。结果表明:地铁基坑围护结构最大侧移δhm=0.04%H~0.10%H(H为开挖深度),平均值为0.06%H,最大侧移位置深度为0.7H;地表最大沉降值δvm=0.036%H~0.116%H,主要影响区在1.4H范围以内;高斯函数模型可以预测西安地区的地表沉降,其影响范围为3.5H;在特定范围内,提高支护桩的刚度和插入比可以有效控制基坑变形。研究结果可为西安市其他地铁车站基坑支护结构的设计与施工提供借鉴。

非饱和土基坑抗隆起稳定性研究

鉴于基坑周围土体常处于非饱和状态以及挡墙位移多发生绕墙底RB模式转动,首先采用非饱和土双应力状态变量理论推导墙底条形基础单侧滑动的承载力与RB位移模式下墙-土整体下滑时的竖向抗滑力,继而基于极限平衡法提出均布/线性吸力下非饱和土基坑抗隆起安全系数的求解过程,最后对比文献理论解答进行基坑工程实例应用与验证和挡墙位移模式探讨。研究表明:本文基坑抗隆起安全系数能反映土体非饱和特性与挡墙RB位移模式,可自然退化为饱和土结果,并得到文献地基承载力模式解答和极限上限法解答的合理性验证;挡墙RB位移模式下的竖向抗滑力小于静止状态下的,对应的基坑抗隆起安全系数亦然;非饱和土基坑若按忽略非饱和强度特性的饱和土基坑简化计算,得到的基坑抗隆起安全系数偏于保守。

合肥市地下两层标准车站主体结构设计分析

文章结合合肥市2~7号线地下两层标准车站主体结构设计情况,从主要结构构件尺寸、配筋率、梁柱节点、诱导缝等方面进行总结,在统计已经成功实施的11座地下两层标准车站主体结构设计参数的基础上,根据站台宽度和结构的不同,从板、墙、梁、柱等主要受力构件的尺寸和配筋率等方面进行统计分析,得出规律和指导性指标,并对部分细节做法提出了完善建议。

旁侧深大基坑开挖对邻近地铁隧道变形影响研究

为探究深基坑开挖对邻近地铁隧道的影响,文中以杭州某邻近地铁隧道的深基坑工程为背景,建立坑底在隧道正侧方的三维模型,分析基坑开挖过程中邻近隧道的变形规律,并结合研究结果提出相应的监测方法。结果表明基坑开挖时要重视隧道顶部的裂缝监测;隧道变形以隆起为主,并产生远离基坑的水平位移及扭转;基坑与隧道水平距离超过25m后基坑开挖对隧道基本没有影响;基坑底板的施工能有效控制隧道变形,研究结果可为类似工程施工提供参考。

深基坑咬合桩力学性状影响因素及敏感性分析

在淤泥填海地层开挖基坑往往会使围护结构产生严重变形,导致基坑失稳或垮塌。本文依托深圳某地铁明挖区间淤泥填海地层基坑工程,利用理正软件模拟深基坑开挖全过程,根据现场实测数据与模拟数据对比验证了模型的正确性,对该基坑咬合桩围护结构力学性状的影响因素进行分析,并基于正交试验分析其敏感性。结果表明:(1)围护结构嵌入深度与围护结构变形及受力性状密切相关;(2)当地面超载15 kPa、坑外水位7 m、围护结构混凝土强度C35及其嵌入深度10 m、土的黏聚力和内摩擦角均为原来的1.2倍时,围护结构变形及受力最小(I1II3III2IV3V3VI3是最佳组合);(3)对基坑围护结构水平位移、弯矩的最大影响因素分别是土的内摩擦角、围护结构嵌入深度。

“地下复合支撑”变形分析与优化设计

“地下复合支撑”是通过在基坑坑底布置加固水泥土将坑底工程桩与基坑支护桩墙相连形成复合受力体。基坑开挖时,复合受力体共同受力抵抗变形,有效控制围护结构变形并抑制坑底土体隆起。本文提出“地下复合支撑”概念及其设计理论,分析坑底加固面积置换率、固化剂掺量、加固深度等关键设计参数对基坑变形的影响,为“地下复合支撑”投入工程实践提供设计依据和理论参考。基于工程实例,针对原支护体系给出地下复合支撑的优化设计方案,验证新型复合支撑的可行性,体现其对基坑围护结构水平位移和坑底隆起变形控制的优势。同时,按照优化设计方案可以减少基坑内支撑的道数,具有安全性和经济性。

桂平航电扩机工程基坑边坡稳定性评价

预应力锚索-灌注桩等组合支护结构能够有效地发挥各自优势,在基坑加固的应用中越来越广泛。本研究采用三维有限差分方法模拟桂平航电扩机工程基坑分级开挖支护全过程,分析预应力锚索、锚杆、抗滑桩组合支护结构的受力与变形特性,并通过监测数据验证了数值模拟的合理性。结果表明,对于上部为土质、下部为岩质的基坑边坡,采用抗滑桩和预应力锚索组合结构嵌固到下部基岩可有效控制上部土质边坡的塑性破坏和变形,结合预应力锚索和随机锚杆可有效地遏制下部岩质边坡侧向位移,桩锚组合支护结构对土岩复合地层基坑具有良好的适用性和加固效果。

基于GWO-ELM模型的深基坑开挖变形预测研究

为有效控制和预测深基坑开挖引起的周围地表沉降变形,以保定市汽车科技产业园深基坑工程为依托,使用MIDAS GTS NX软件对实际基坑工程施工过程进行模拟,并将实际值与模拟值进行对比,验证模型的准确性。并且使用灰狼优化算法(GWO)优化了极限学习机(ELM)神经网络中的输入权重和隐藏层阈值,建立了GWO-ELM深基坑开挖变形预测模型。以有限元模型中土钉数量、开挖深度、周围建筑物沉降等因素作为预测模型的输入因子,以有限元模型中监测点DB-2地表沉降作为预测模型的输出因子。将GWO-ELM模型预测值与ELM模型预测值对比分析。结果表明:通过有限元软件提取地表沉降等数据,可以对深基坑地表沉降实现超前预测;使用灰狼优化算法对极限学习机神经网络中输入权重和阈值优化,可以提高预测模型精度;经过实际工程验证,GWO-ELM模型平均绝对误差为0.26145,均方误差为0.31258,R 2为0.98725,均优于ELM模型。

大型沉井接高过程中地基抗剪强度的有限元计算

为探讨大型沉井在强度较低且具有时变效应的软土地基上产生的突沉、偏沉等问题,运用ABAQUS有限元软件对南京市龙潭大桥南锚碇沉井前3节的接高过程进行模拟,观察沉井地基中超静孔压的消散情况,并通过规范法和有效应力法计算并比较其抗剪强度的变化。结果表明,在沉井混凝土养护期间,超静孔压迅速消散,地基抗剪强度得到提升,且浅部的强度提升较大,向深部则存在衰减;沉井能否进行下一节的浇筑接高不受超静孔压消散时间的控制,而主要受控于混凝土的养护情况;规范法的抗剪强度计算结果相较于有效应力法大,在工程实践中为保守取值,可选取有效应力法计算强度增长。

基于小波降噪的深基坑地表沉降预测研究

为有效控制和预测深基坑开挖引起的周围地表沉降变形,以保定市汽车科技产业园深基坑工程为依托,采用MIDAS GTS NX有限元软件对基坑开挖过程进行模拟,并将实际值与模拟值进行对比,验证模型的准确性。对测点DB-1和DB-3采用不同降噪尺度进行降噪处理,选出合适的降噪尺度,以降噪后的测点DB-2监测数据作为径向基神经网络输入矢量,构建基于小波变换的RBF预测模型,以滚动预测方法对基坑测点DB-2沉降进行预测。结果表明:通过对监测数据多尺度分解,分离出监测数据中的真实信号与噪声信号,并对这些高频的噪声信号进行过滤,可以有效地达到降噪的目的;测得W-RBF模型的平均绝对误差为0.279 54、均方根误差为0.324 99、平均相对误差率为8.42%、最大误差为0.186 74 mm,R^(2)为0.983 71,通过对比,均优于RBF模型;经过实际工程验证,经过小波降噪的RBF神经网络模型具有较高的精度,能够满足实际工程的需要。

深基坑开挖对毗邻管网及建筑物安全影响的研究

在城市更新改造过程中深基坑开挖将诱发围岩与地表变形,从而对周围各类市政设施及建筑设施安全产生严重威胁。对某市区富水区深基坑开挖,分析并研究开挖过程对周围建筑和毗邻管网的影响。采用数值分析法系统分析并模拟随着基坑降水以及开挖施工阶段研究对象的位移和变形情况。结果表明初始很小随着距基坑边缘距离增加,地表沉降量逐渐增大,而后地表沉降量逐渐减小,开始降水后地面开始产生大面积下沉。周边建筑和管道的沉降及变形会随着基坑开挖深度的增加而迅速增大。

预制H型混凝土板桩在软土地区深大基坑中的应用

以上海天安豪园二期C区项目为例,将五轴搅拌桩内插预制H型混凝土板桩应用到上海软土地区地下2层基坑中。详细介绍了H型板桩的设计方法、施工要点,采用规范算法预测基坑开挖期间围护结构变形,并与现场实测数据进行对比分析,结果表明,支护结构及周边环境均处于安全稳定状态,从而验证H型板桩围护的有效性。

深基坑混凝土支撑位置对灌注桩变形的影响研究

针对城市中高层住宅深基坑开挖过程中的灌注桩基础变形的问题,通过研究不同的混凝土支撑位置对灌注桩变形的影响,结合现场实测数据,对不同混凝土支撑位置对基坑支护可靠性进行评价,从而对深基坑的支护形式提出合理建议。

基于光纤传感技术的超深基坑支护监测技术研究

随着当前城市地下空间的开发和利用,产生了许多深基坑。现场监测是确保基坑施工开挖安全的关键,尤其是结构的横向位移监测。介绍了基于光纤监测的全过程,包括早期安装、设备调试、数据采集、数据处理和数据分析。通过将光纤监测数据与手动监测数据进行比较,分析了深基坑开挖的变形情况,探究了超深基坑开挖的变形规律,证明了光纤监测在深基坑开挖中的优势。同时借助智能基础设施服务系统的支持,监测数据可以传输回计算机终端,实现远程监测。

黄土基坑桩锚支护开挖变形分析

依托西安某湿陷性黄土场地桩锚支护的深基坑开挖工程,采用ABAQUS有限元软件,研究围护结构在不同开挖深度下的变形及周围土体的变形特征。结果表明:围护结构及周围土体的变形随开挖深度的增大而增大;矩形基坑存在明显的空间效应;长边方向上连续墙水平位移、竖向位移、墙后土体变形均大于短边方向。

天津地区某地下五层站超深基坑设计方案研究

以天津地铁某车站基坑为工程实例,此工程车站主体结构共地下五层,是目前国内软土地区最深的地铁车站。采用Plaxis 3D软件构建三维有限元模型,针对天津滨海地区特有的软土地质条件下的窄深基坑工程进行了模拟分析。研究了四种基坑开挖策略对基坑稳定性及变形的影响,并评估了施工过程对周围环境的潜在影响。结果表明,在天津软土地区采用全逆方案更能抑制基坑围护结构变形,以及最大程度降低对周边重要建构筑物的影响,可以为天津软土地区同类工程建设提供参考。

基于上限定理的带裂缝边坡稳定性分析

裂缝对边坡的稳定性有重要影响,然而目前边坡稳定性规范设计中通常忽视裂缝。基于极限分析中的上限定理,采用有限元极限分析法对不同裂缝长度、倾角、强度(内摩擦角)及筋材长度对边坡稳定性与破裂面形状的影响进行研究。结果表明:随着裂缝长度增大,边坡稳定性逐渐降低,尤其是当边坡坡率较小时;边坡安全系数随着裂缝倾角增大,呈先增大后减小的趋势,垂直裂缝时的安全系数最大;边坡安全系数随着裂缝强度的增大而增大,尤其是边坡内存在长裂缝时;筋材可使破裂面远离坡面并增强边坡的整体性,进而提高边坡稳定性。工程设计中应加强防排水设计,减小雨水诱发裂缝的风险;为避免裂缝发育导致边坡失稳,建议铺设筋材。