Study on Deep Well Dewatering Optimization Design in Deep Foundation Pit and Engineering Application

Based on analyses of the theories of groundwater unsteady flow in deep well dewatering in the deep foundation pit, Theis equations are chosen to calculate and analyze the relationship between water level drawdown of confined aquifer and dewatering duration. In order to reduce engineering cost and diminish detrimental effect on ambient surrounding, optimization design target function based on the control of confined water drawdown and four restriction requisitions based on the control of safe water level, resistance to throwing up from the bottom of foundation pit, avoiding excessively great subsidence and unequal surface subsidence are proposed. A deep well dewatering project in the deep foundation pit is optimally designed. The calculated results including confined water level drawdown and surface subsidence are in close agreement with the measured results, and the optimization design can effectively control both surface subsidence outside foundation pit and unequal subsidence as a result of dewatering.

深基坑桩-撑-土组合支护结构的受力特性与优化设计

依托某高层建筑深基坑工程,通过现场试验获得不同施工阶段组合支护结构及基坑关键部位的变形规律。基于土体硬化模型建立深基坑组合支护体系的三维数值模型,对基坑开挖施工进行全过程模拟,分析支护结构体系的桩身弯矩、桩身位移和土压力分布规律。针对反压土的顶宽、高度、坡度以及斜支撑的间距、直径等影响因素设计正交试验,对围护桩受力变形的影响参数进行敏感性分析,并提出优化建议。研究结果表明:围护桩最大位移与最大正弯矩随反压土顶宽、高度、斜支撑直径的增大而减小,随着反压土坡度、斜支撑间距的增大而增大。桩身变形影响因素敏感性从大至小依次为反压土坡高、顶宽、反压土坡度、斜支撑间距和斜支撑直径;对组合支护体系进行设计时,建议在确定土坡自稳角度的前提下,尽量增大反压土土坡高度。

桩撑式支护基坑通用弹性地基梁分析法

弹性地基梁法常用于模拟分析桩撑(锚)式支护基坑在开挖、设撑等施工工况中变形和受力的变化。目前利用该方法对某工况基坑分析时,首先要将整个支护桩在支撑处划分为若干个桩段,然后利用相邻桩段交界处的位移连续条件和受力平衡条件,推导出相应的待定参数方程,之后再利用求出的待定参数分析支护体系(基坑)的变形和受力。由于不同施工工况对应的支撑数和桩段数不同,因此该方法必须根据不同工况重新推导各自的参数方程,从而导致计算过程繁杂,难以形成通用计算公式和方法,也不易编程等问题。通过将支撑与桩段归纳为3种基本连接形式(即支撑分别相连于桩顶、相邻两桩段之间和坑底),本文建立了相邻两个桩段间待定参数的递推公式,进而推导出了适用于内支撑和锚索支撑形式、任意支撑道数、开挖或设撑工况的通用待定参数方程。该方程仅含4个参数,远少于现有方法且易于求解。文中算例结果验证了本文方法的合理性和可行性。

深基坑支护结构设计与施工质量控制研究

在社会经济不断发展背景下,轨道交通工程项目也日渐增多。深基坑支护作为轨道交通基础工程的重要构成部分,其施工好坏会直接影响到轨道交通运行的稳定与安全。因此,需要结合实际对深基坑支护结构进行科学设计,对于整个支护施工过程也要实施严格控制,避免发生质量问题。围绕深基坑支护结构设计的主要内容,对深基坑支护施工需要注意的要点进行详细阐述。以实际工程案例为例,从前期工程勘查分析、确定支护结构形式、组织开展施工作业、强化支护施工管理等方面入手,详尽探讨深基坑支护结构设计与施工过程,以及取得的效果,为类似工程作业提供借鉴。

“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。

钢换撑支撑体系下狭长形基坑围护结构受力及变形分析

依托某大型深基坑工程,通过自动化监测和数值模拟,研究采用钢换撑支撑体系的狭长形深基坑在开挖过程中基坑支撑围护体系变形特性、受力特点及周边地表沉降变化趋势。该文采用Midas GTS建立基坑模型,分别针对有钢换撑断面及无钢换撑断面,探讨钢支撑水平间距、第3道钢支撑距基坑底距离、钢支撑预加轴力及基坑围护桩桩径的变化对围护桩结构变形与受力及周边地表沉降的影响。结果表明:(1)不同钢支撑水平间距对围护结构变形及周边地表沉降控制效果不同,钢支撑水平间距越小,基坑桩体位移、桩身弯矩、地表沉降值越小;(2)第3道钢支撑的位置对基坑稳定性影响不大;(3)通过施加钢支撑预加力,可以有效控制基坑围护桩体变形及周边地表沉降值;(4)随着围护桩桩径的增大,围护结构变形及地表沉降值均有所减小,但超出某一桩径时,基坑变形及周边地表变形对围护桩桩径的敏感性将减弱;(5)对于底板浇筑完成的基坑工程,钢换撑在控制基坑结构变形、受力及周边地表沉降方面并无明显效果,在综合考虑各项工程条件的情况下,可取消钢换撑架设。

基坑工程中快速换撑剪力墙结构设计与施工

随着城市化进程的加快,地下空间的开发也愈加迅速。以某实际工程为例,针对该工程地下室结构施工进度慢的问题,提出了一种用于深基坑的支撑转换的剪力墙结构设计及其施工方法,可提前对影响地下室及上部结构施工的支撑进行拆除转换,以便于主体结构施工,实践表明:该方法适用于大部分房屋建筑、市政工程、水工结构等深基坑施工中。

复杂地层明挖地铁车站基坑施工稳定性数值模拟研究

地铁车站基坑开挖是一种应力卸荷过程,会引起支护结构及场地等的发生水平或竖向变形,所以基坑稳定性显的尤为重要。以青岛地铁2号线合川路车站为工程背景研究明挖基坑的稳定性,基于有限元分析软件,采用摩尔-库伦本构模型,考虑实际场地条件、开挖及支护过程等,建立三维数值分析模型;研究基坑分层开挖-支护过程中桩体水平位移和地表竖向位移演化规律,分析施工过程中桩+内支撑体系的受力及变形特征,并对数值计算结果与监测数据进行对比分析,得出数值模拟结果与现场实测结果基本一致,可为青岛地区类似工程提供参考经验。

复杂环境条件下市政工程深基坑支护设计

城市更新是重大的民生工程和发展工程,提升和完善市政基础设施是城市更新的重要举措。城市更新的市政工程受周边建成区影响较大,在市政工程设计时不仅要考虑地上、地下建(构)筑物,而且需要考虑水文、地质等环境。结合广西南宁市某污水提升泵站工程案例,提出了复杂环境条件下市政工程深基坑设计思路,为类似工程提供借鉴和参考。

上海软土单层地下室大面积换撑基坑变形特性实测分析

上海某医院项目东大型地下室单层层高达8.5 m,其不规则基坑共设置两道混凝土支撑,在拆除第一道混凝土支撑,对地下室顶板进行施工之前,需要实施大面积换撑施工作业,避免出现基坑围护结构悬臂过长的情况,为此需在施工期内开展全面监测。监测项目包括基坑围护结构侧移、围护结构外侧土体侧移、围护结构顶部位移、立柱回弹、支撑轴力以及坑外承压水水位等内容,重点分析了基坑开挖换撑过程中的围护结构变形、内力发展趋势。结果表明:高大单层地下室基坑的换撑作业有助于基坑围护在失去第一道支撑后的变形收敛,但过程中基坑围护变形较大,仍需密切监测;基坑坑外弃土可能引起土体固结,围护桩行为由回弹转换至沉降,在坑中立柱持续回弹过程中,混凝土支撑不均匀变形加剧,次应力增加,进而影响基坑稳定性。

探讨岩土工程深基坑支护的设计及施工问题

从设计和施工两方面分析岩土工程深基坑支护的常见问题,结合某地铁站地下空间项目,阐述深基坑支护的特性,探讨具体的深基坑支护方案。最后,论文对岩土工程深基坑支护的施工要点进行分析,如施工支护流程、土方开挖、支撑受力分析、防水施工等。

临水船闸深基坑设计与监测对比分析研究

北江孟洲坝枢纽新建二线船闸基坑紧邻已有的水利枢纽布置,在施工开挖过程中基坑面临的围护结构受压失稳和江水渗入的风险极大,基坑设计和施工过程中面临如何保持临水侧围护结构的稳定和良好止水效果的难题。本文以该临水船闸深基坑为例,对深基坑支护结构的监测形变结果与监测设计预测量进行对比分析,发现除个别测点外,实测监测变形值与设计预估的各项变形允许值差别不大,基坑支护结构体系在开挖过程中没有出现超设计预估值的突变和渗漏,监测结果表明,该临水深基坑开挖过程中基坑支护结构各设计参数较为合理。基坑结构变形监测设计预测与实测数据的结合分析研究能有效地预判基坑是否处于安全状态,指导类似临水深基坑工程的设计和施工,对类似基坑设计施工具有重要的参考价值。

深基坑围护结构受力特性分析

由于计算过程简单、所需参数少,现行基坑规范中均采用的是基于平面应变理论的弹性支点法对基坑围护结构进行设计、计算。根据哈尔滨至牡丹江客运专线明挖段基坑工程现场监测结果,分析围护结构在基坑开挖过程中的受力大小及特征,并将最终实测受力与弹性支点法的计算结果进行对比分析,分别得到围护结构全开挖过程中的实测和规范对应的安全系数Fs。通过对现场实测结果与规范计算结果对比分析,在探讨该地区基坑设计的同时,也希望能为该地区类似基坑围护结构的设计与施工提供一些有用的参考。

大型市政工程深基坑支护设计优化与应用研究

市政工程深基坑支护设计优化多偏重于缩减构件尺寸和数量等直接成本,而忽视缩短工期带来的间接效益。以湖北省武汉市黄孝河CSO调蓄及强化处理设施深基坑项目为背景,详细阐明了从结构平面、支护体系、支撑体系和降排水等方面的优化思路,打破了传统“流程式”的设计思路,为深基坑支护创造敞开式作业条件,以便各专业施工作业,可从多维度节省工期,其产生的经济效益、社会效益和环境效益显著。

深厚淤泥软土地区某基坑坍塌事故分析及处理

位于深厚淤泥软土地区的某基坑支护采用钻孔排桩加钢筋混凝土内支撑体系,坑内被动区采用格构式搅拌桩进行加固,在局部开挖到底时基坑发生坍塌。模拟基坑开挖过程支护结构的受力及变形情况,结合基坑坍塌过程的表现,对基坑坍塌事故进行分析,并提出基坑加固方案。基坑加固方案充分利用未破坏的支护结构构件,重新构建坍塌范围的支护结构,并对承载力不足的构件进行补强加固;利用土的时空效应和施工过程信息化管理,跳挖施工基坑周边的回填反压土台。基坑加固后的监测数据表明,支护结构变形满足设计要求。

内撑式地铁基坑支护结构优化设计影响因素分析

文章以苏州地铁4号线某车站基坑围护工程为例,建立数值模型,分析了内撑式基坑支护结构体系中支撑竖向布置、水平间距、刚度、支护桩径等关键设计参数对支护体系内力、变形以及地表位移的影响规律。结果表明:中间支撑的布置接近坑底有利于基坑变形控制,支撑水平间距以适合施工的4 m为宜;支撑刚度越大,支撑轴力差异越明显;支护桩直径0.8~1.0 m能使地表竖向位移得到较好控制。基于研究结果,提出了相应的支护体系优化调整方案,在满足安全性要求下,可通过对设计参数的适当调整使地铁基坑工程的设计更加经济合理。

复杂地层中深大基坑开挖变形特征和优化设计

复杂地层中的基坑开挖对周边环境会产生很大的干扰和影响。以兰州市兰石14#地块建设项目基坑为工程背景,运用有限元软件MIDAS进行基坑开挖数值模拟,同时结合现场监测数据进行研究分析。结果表明:在基坑开挖过程中桩身水平位移最大为13.5mm,基坑周边竖向位移最大为12.1mm,桩身及锚索受力与基坑开挖深度呈正比关系且满足规范要求。同时针对原有基坑设计方案进行了优化分析,对比了不同放坡坡率和不同桩径等影响因素。结果显示:当采取600mm桩径、桩间距为1.2m的支护桩,放坡坡率为1∶0.5时,基坑变形与原设计基本一致,优化后的开挖支护方案可有效降低基坑的开挖支护成本。

塔吊基础与深基坑支护结构相结合的设计与施工技术研究

以罗湖食品大厦项目为例,提出了将塔吊基础与深基坑支护体系相结合的设计与施工技术。该技术阐述了一种不在既有内支撑结构范围外单独设置高桩承台塔吊基础的情况下,充分利用深基坑支护结构体系,使塔吊基础与深基坑支护结构体系相结合,并最终完成了塔吊基础与深基坑支护体系相结合的设计与施工。该技术与传统在内支撑结构范围外单独设置塔吊基础的技术相比,不仅减少了单独设置高桩承台塔吊基础的成本,同时有效解决了基坑支护结构施工期间垂直运输难的问题,取得了较好的经济效益,具有较大的推广价值。

桩撑和桩锚组合支护在深基坑工程中的应用

本文以某深基坑为例,介绍了桩撑与桩锚组合支护形式在深基坑工程中的设计与应用。实施结果和监测数据表明,该支护方案达到了预期的支护效果,对基坑的变形控制,满足安全、经济和工期要求,为以后类似基坑支护工程提供参考。