周边敏感环境下深基坑施工微扰动技术与主动补偿方法研究

为了研究周边敏感环境下深基坑施工微扰动技术与主动补偿方法,依托实际工程项目,确定了轴力伺服钢筋混凝土支撑系统的分级加载、保压方案,分析了轴力伺服加载前后基坑围护结构侧向位移变化。最终结论为:轴力伺服系统可以有效减小基坑围护结构侧向变形,实现对邻近地铁的微扰动;轴力伺服应分级加载,并依据围檩与地下连续墙脱开量确定最终保压值;应通过优先在邻近地铁处进行轴力伺服加载主动补偿该位置基坑围护侧向变形。

深基坑多道支撑之间的影响及支护效果分析

依托多道支撑的深基坑工程案例,分析钢支撑、混凝土支撑的多种不同的组合方案及在不同的预加轴力条件下,各支撑最终轴力的变化。结果表明,下一层支撑的形式和预加轴力的变化,对上一层支撑的轴力基本无影响;而上一层的支撑形式和预加轴力的变化,对下一层支撑的轴力有较大影响。随着预加轴力的增加,钢支撑的最终轴力随着增加,基坑的最大变形随之减小,但是增加、减小的速度不及预加轴力增加的速度。结合钢支撑受力特点,分析钢支撑施加预加轴力的必要性和有效性,提出钢支撑的预加轴力不能盲目按照以往经验、规范取值,还需计算施加预加轴力后钢支撑的最终轴力,保证结构安全。

338 m×229 m一体化基坑整坑顺作变形控制技术研究

针对时空作用下超大型基坑整坑顺作施工时大面积卸载、降水对围护结构及环境变形影响大的难题,依托泰和污水处理厂扩建工程338 m×229 m一体化全地下箱型基坑的实施,提出采用基坑降水、有限元模拟整坑分区分块错层跳挖、局部设置混凝土支撑双向伺服系统等方法控制变形术,减小基坑隆起、支撑变形等对基坑本体及周边环境的影响,相关经验数据可供类似工程借鉴。

钢支撑轴力自动补偿系统在14号线豫园站超深基坑的应用

针对一级基坑变形指标的要求,结合上海市地铁工程豫园站基坑钢支撑自动伺服系统建设实例,具体阐述采用钢支撑轴力自动补偿系统来解决复杂的地质条件下地铁超深基坑施工的变形控制难题。通过钢支撑轴力自动补偿系统工作原理介绍、系统布置、施工计划、设备详解、工程实践效果等,为今后类似工程提供参考。

基于有限元模型的地连墙钢支撑预加轴力研究

针对深圳地铁某深基坑项目,采用Adina有限元软件进行三维建模,根据土层参数和地质勘探报告中的数据,将不同的土层属性分配给模型中的各个区域,根据施工进度对深基坑地连墙的钢支撑施加不同的预压轴力进行分析。当钢支撑预加轴力为0时,墙体水平变形量最大可达8mm。当施加100%的钢支撑预加轴力后,墙体水平变形量最小。预加轴力达到51%的钢支撑预加轴力后,桥墩的位移被控制在允许范围内。结果表明,适当增加预加轴力可以有效地控制结构位移,保证深基坑的稳定性。

富水砂层地区深基坑坑外降水变形研究

为研究富水砂层地区基坑坑外降水对周边环境及支护结构的影响,文中以佛山某市政基坑工程为例,通过现场实测总结分析坑外降水期间周边地表沉降、支撑轴力、桩体深层水平位移等变形规律。研究结果表明,该特定地层条件及施工工况下,周边水位下降125.9%,地表沉降增加105.99%,钢支撑轴力减少15.87%,桩体深层水平位移不同程度减小,说明坑外降水可有效减小围护结构的受力与变形,但同时也加剧了地表沉降及不均匀沉降,坑外降水在环境复杂的城区应谨慎使用。

隧道顶板盘扣式钢管支架轴力安全监测试验研究

近年来盘扣式钢管支架在隧道顶板施工中的应用越来越普遍,常规方式采用后装法监测立杆轴力,安装传感器时调节立杆顶托导致轴力重新分布,监测轴力精度不足。本文提出先装法进行监测,通过实际监测案例,分别采用先装法和常规后装法进行监测对照试验,对比规范理论计算轴力值,对监测结果进行对比分析,探究盘扣式钢管立杆轴力监测方法。研究结果表明:(1)与常规后装法比较,本文提出先装法更接近高支模立杆轴力实际受力情况(2)JGJ231-2021规范对高支模轴力的理论计算值大于本次试验实际监测轴力值,验证了规范计算轴力值偏安全(3)采用后装法和先装法得到立杆轴力值,存在较大差异,后装法得到的轴力值结果偏小,相比对照组偏小15.64%和相比参考点偏小37.8%(4)采用先装法对比后装法轴力值更接近理论轴力值。先装法的轴力值和理论值的比率MA/N为0.49,常规后装法的轴力值和理论值的比率MB/N和Mc/N分别为0.419和0.309。本文提出先装法更接近于实际受力情况,研究结果可对常规高支模监测和施工进行校正和补充。

主动控制轴力作用下基坑围护结构强度研究

伺服钢支撑可通过主动补偿损失轴力控制基坑变形,虽应用良多但对其作用的围护结构强度问题研究甚少。基于力学原理,采用增量法对不同钢支撑轴力作用下的围护结构强度进行计算,得到了不同工况作用下围护结构的弯矩、剪力变化规律。以上海浦东南路站2号出入口基坑和浦东南路站基坑工程为依托,采用Plaxis 2D数值模拟并得到了不同伺服钢支撑轴力施加工况以及极限承载状态轴力组合工况下的围护结构内力分布。结果表明,在伺服钢支撑轴力逐渐增大作用下,围护结构迎土侧弯矩逐渐增大,背土侧弯矩先减小后增大,剪力先减小再增大,最大弯矩与最大剪力均未超过地连墙可承受极限值,背土侧配筋需结合伺服钢支撑轴力相应提高配筋率;各伺服钢支撑极限承载组合工况中若干工况超过地连墙设计极限值,采用伺服控制系统不可依靠单一增加作用力来提高主动控制效果。

应用伺服钢支撑的邻近盾构隧道车站深基坑开挖实测分析

钢支撑轴力伺服系统作为新兴的支护体系,正逐步应用于邻近地铁隧道、周围环境复杂以及需要保护的深基坑。根据杭州某地铁超深基坑的现场监测数据,开展钢支撑轴力伺服系统对基坑开挖变形性状及邻近地铁隧道变形的控制研究。结果表明:钢支撑轴力伺服系统的应用可以使开挖阶段基坑围护结构最终位移减小率达到63%,并且在地下结构施工阶段时可以起到顶回围护结构的作用;邻近新建高楼产生的附加荷载对围护结构作用效果显著,在该条件下对钢支撑轴力伺服系统轴力调控的要求较高;普通基坑围护结构的最大水平位移对应的深度在开挖面附近,伺服钢支撑的应用会使这一深度有3~5 m左右的增加,导致其无法进行直接有效的控制;温度是伺服钢支撑轴力的最主要影响因素,每上升1℃支撑轴力会增大约20 kN;本基坑工程的开挖面位于隧道以下位置,隧道在基坑开挖阶段转向地下结构施工阶段的水平和竖向位移均有突变,总体呈现“水平拉伸,竖向收缩”的变形模式;根据文中实测数据及前人研究拟合得到伺服支撑控制下的隧道水平位移预测公式。

伺服钢支撑系统“双控法”在邻近地铁隧道深基坑中的变形控制效果分析

目的:为控制新建基坑变形,减小基坑开挖对邻近地铁隧道的影响,需探究轴力控制和位移控制双重控制方法(以下简称“双控法”)下伺服钢支撑系统对基坑及邻近地铁隧道的变形控制效果。方法:依托杭州某基坑工程建立了该基坑与邻近地铁线的数值模型,提出了“双控法”的伺服钢支撑系统轴力模拟方案和位移控制方案,设定了相应的计算步和监测工况。对6种伺服方案下的基坑沉降量及深层水平位移量进行了对比。对不同轴力控制值和单次位移变化量控制值下对基坑的变形影响进行了分析,进而得到本工程的伺服钢支撑系统体系的设置方案。基于此方案,对基坑土体深层水平位移、基坑地面沉降、邻近地铁右线隧道沉降的模拟值和实际监测值进行对比,以分析伺服钢支撑系统变形的控制效果。结果及结论:双层支撑伺服钢支撑系统比单层伺服钢支撑系统的变形控制效果更好。“双控法”控制指标中,轴力控制值的增加可使围护结构的最大水平位移量和地面沉降量明显减小,单次位移变化量控制值的改变对最终变形结果影响不大。“双控法”下的伺服钢支撑轴力系统能够有效控制基坑变形,保护邻近既有地铁隧道结构安全。

伺服钢支撑系统在深基坑施工变形控制中的应用效果研究

钢支撑轴力伺服系统作为新兴的支护体系,正在应用于对变形要求严格、周边建筑物及管线多的环境复杂深大基坑中。以杭州机场轨道3号风井深基坑为研究对象,开展现场监测,研究分析了钢支撑伺服系统对软土深基坑工程的变形控制效果。结果表明:采用伺服系统的钢支撑受力较为平稳,并没有发生较大波动,最终轴力在1 000 kN左右;对比常规钢支撑系统,采用伺服系统后的围护结构的变形控制效果显著;周围建筑物各监测点的位移均随着基坑开挖深度的增加不断在增大,但始终控制在预警范围之内,满足设计规范要求。伺服钢支撑系统的应用保证了周边建筑物及管线的安全。

紧邻地铁和高架桥的深基坑施工变形控制

依托上海万科南站商务城三期项目,对紧邻地铁的车站、区间隧道及高架桥,周边环境复杂的大体量深基坑施工技术进行了研究。通过采用分区分块开挖、钢支撑自动轴压伺服系统等一系列技术措施来控制施工过程对地铁和高架桥结构的影响。施工结果表明,相应技术措施确保了基坑围护墙体的位移、周边环境的沉降变形均在要求的控制范围之内,积累的经验可供类似工程借鉴。

基坑主动变形控制-轴力伺服系统应用探讨

结合深圳某基坑工程,对基坑采用混凝土内支撑主动变形控制系统进行讨论。从原理、理论与实际案例三个方面,系统阐述混凝土内支撑轴力伺服系统在基坑支护生命周期内的工作机制和伺服轴力取值方法。根据实际案例建立计算机模型,对比分析考虑施工顺序时不同支撑刚度下伺服轴力的取值结果以及轴力伺服系统对基坑变形控制的效果,并得到伺服轴力与支撑刚度两者之间的影响关系。结果表明:轴力伺服系统能按需求主动有效控制基坑挡土结构的变形;引入伺服系统后,支撑刚度不再作为基坑变形的控制条件;支撑截面尺寸的确定以强度控制为原则;支撑刚度与伺服轴力呈负相关,支撑刚度对初始伺服力和最大伺服力基本没有影响。

钢支撑伺服系统在软土基坑工程中的应用研究

软土地区基坑开挖时,对基坑变形控制要求较高,越来越多的基坑工程采用钢支撑伺服系统进行支护。为探究钢支撑伺服系统在基坑变形中的控制效果,文章基于软土地区某基坑工程,选取钢支撑伺服系统支护典型断面,依据现场监测数据分析深基坑围护结构的变形规律。监测数据分析结果表明:各道钢支撑轴力随开挖深度的增加而增大,基坑开挖期间支撑预加轴力维持在设计预加轴力附近,伺服段土体最大深层水平位移较普通段小36.6%。在软土地区,钢支撑伺服系统对基坑围护结构变形有较好的控制效果,针对围护结构变形要求较高的基坑,可以积极采用钢支撑伺服系统。

地铁车站深基坑伺服钢支撑轴力分布数值模拟及实测研究

近年来钢支撑伺服系统在软土地区基坑工程中得到了较为广泛的应用,然而对于伺服钢支撑的研究主要集中于理论研究,对于其在基坑工程中应用的实例研究较少。因此,依托南京地铁5号线虹桥站基坑工程,监测基坑支撑轴力,并运用有限元分析软件ABAQUS对基坑进行建模,对比分析支撑轴力的实测值与模拟值,得出以下结论:支撑轴力增幅在开挖下一层土体时最大,随着基坑开挖深度继续增加,支撑轴力后续增量较小,基本保持稳定,实测值和模拟值均反映出此规律;通过对同一断面不同道支撑最大轴力的对比可知,最大轴力的钢支撑相对位置约为基坑深度的60%;通过对普通钢支撑和伺服钢支撑的轴力对比发现,伺服钢支撑轴力大于普通钢支撑轴力,在实际工程中伺服钢支撑更有利于控制基坑轴力;钢支撑轴力模拟值基本都小于实测值。产生误差的原因主要是有限元建模在反映钢支撑伺服系统主动施加轴力的过程中存在误差,需要在日后研究中加以关注。

伺服钢支撑对地铁车站基坑围护结构变形的影响监测

地铁车站基坑开挖过程中的变形控制对基坑施工安全起到关键作用。该文以上海地铁18号线国权路地铁站为工程背景,对施工过程中基坑围护结构的变形及支撑轴力等情况进行了系统监测与分析,分析了钢支撑自动伺服系统在控制围护结构变形中起到的作用。结果表明伺服钢支撑能够明显降低围护结构深层水平位移变形,可以在保证基坑整体变形安全稳定以及施工安全等方面发挥积极作用。

苏州地区深基坑轴力伺服系统对结构变形的影响研究

文章以苏州地铁劳动路站基坑工程为例,介绍了轴力伺服系统的布置形式,通过对比分析钢支撑采用伺服系统的侧移数据,研究了轴力伺服系统对结构变形的影响。结果表明:应用轴力伺服系统可有效控制基坑围护墙侧移发展;采用轴力伺服系统后的变形量远远低于采用前,占比仅为总变形量的16%。若所有支撑均应用该系统,地下连续墙侧移量最大值可控制在18 mm以内。本研究对基坑工程设计和控制支护结构位移提供了参考。

特殊地层条件的基坑变形伺服控制研究

为研究伺服钢支撑主动控制时特殊地层条件下基坑变形规律,选取某基坑6个代表性断面进行监测,对地下连续墙水平位移、支撑轴力变化、地表沉降三方面监测数据进行分析,发现伺服钢支撑能够有效限制墙体位移,伺服系统钢混支撑体系对墙体变形的控制效果优于全混凝土和普通钢混支撑体系。

温度对应变计测量钢支撑轴力的影响

钢支撑是目前地铁基坑的重要组成部分,准确测量出支撑轴力可为判断基坑安全提供重要依据。然而,受温度影响,目前采用表贴式应变计难以对钢支撑轴力进行准确监测。因此,文章分析了温度对表贴式应变计和钢支撑轴力的影响,说明目前所采用的温度修正公式存在一定的局限性,分析了在不同侧限条件下,温度变化对钢支撑轴力的影响,得到主要结论如下:①目前应变计厂家给出的应变计温度修正公式的前提条件为:钢支撑受温度影响后,温度改变产生的应力与变形能得到完全释放;②只有考虑钢支撑两端无侧限,才可采用目前修正公式计算支撑轴力;③实际工程中,钢支撑两端变形受到墙后岩土体的限制,若按照目前的应变计计算公式对钢支撑轴力进行计算,将会产生一定的误差。且若墙后岩土体的刚度越大、支撑越长,则产生的测量误差越大。

钢支撑伺服系统数值模拟计算方法研究

目的:为科学给定伺服钢支撑轴力设定值,提高伺服钢支撑的技术应用水平和结构变形控制效果,特提出合理的数值模拟计算方法。方法:以深圳地铁12号线和平站基坑工程为依托,根据钢支撑伺服系统实际工作原理,提出基于双控法(地下连续墙位移和支撑轴力双控)的钢支撑伺服系统数值模拟计算方法,并通过现场监测数据验证其实用性。结果及结论:通过钢支撑伺服系统模拟计算方法确定4道伺服钢支撑的轴力设定值分别为1500、1700、3200和3000 kN,与现场监测数据所反映的数值(1800、2000、3000和3200 kN)相差不大,这说明该方法具备足够的实用性;采用传统钢支撑无法实现轴力自动补偿,变形控制效果较差,较难满足地下连续墙的微变形控制要求;采用伺服钢支撑可满足地下连续墙变形控制要求(5 mm)、桥墩位移控制要求(2 mm)、钢支撑轴力安全要求(4400 kN)以及基底隆起控制要求(35 mm);对于变形控制要求较严格的基坑工程,可考虑将采用伺服钢支撑作为变形控制的有效方法。