富水地层坑趾宽度对坑中坑支护结构变形影响研究

随着地下空间的不断开发,坑中坑在工程中越来越常见,但目前对坑中坑的研究尚不全面。以南昌艾溪湖隧道坑中坑工程为研究背景,利用Midas GTS/NX有限元软件,研究在富水地层中坑趾宽度对基坑围护结构变形规律的影响。通过将模拟计算结果与实测对比,证明了模型的正确性及考虑渗流条件的必要性。结果表明:增大坑趾宽度能有效减小外坑围护结构水平位移,且最大水平位移所在位置会逐渐上升;坑趾宽度的增加对减小内坑排桩水平位移有显著效果,该工程中坑趾宽度由2 m增大到12 m,最大水平位移减小了76%;随坑趾宽度的增大,地表沉降会逐渐减小。在工程场地条件允许的前提下,应该尽量增大坑趾宽度,以减小内外坑围护结构变形。

坑中坑基坑主体结构施工换撑方案研究

北京地铁朝阳站坑中坑基坑呈现坑内施工空间有限、基坑深度不一等特点,常规的换撑方案使得各工序间相互干扰造成施工工期不满足要求。本文从简化深基坑换撑施工工序角度出发,基于“支架代撑法”理念,提出了满堂支架和钢斜撑的组合支护方案。采用数值模拟的方法对原换撑方案(钢倒撑)、侧墙代替换撑方案和满堂支架组合方案进行了研究,并通过现场监测验证了本论文方案的可行性。结果表明:(1)满堂支架组合换撑方案减少了施工步序,节省施工预算,保证施工过程中结构安全,并成功应用于异形坑中坑基坑主体结构施工中;(2)满堂支架方案较原换撑方案相比,地连墙变形最大值仅增加9%,仅施作侧墙方案较满堂支架方案水平变形增加35%;(3)已建侧墙和架体连接部位的约束作用使得架体整体变形较小,脚手架的内力表现为中间大,两边小的变化趋势。

坑中坑降水技术在某工程中的实际应用

目前,基坑降水截水工程大多采用挡土桩、土钉墙、钻孔开挖等方法,这些常规方法施工周期长,经济性差,质量保证困难。以某产业园区工程为例,对工程地质条件、目标要求进行分析,采用坑中坑局部钻井降水、卸压及带底钢箱+混凝土壁沉箱的新型截水技术。该技术能够合理解决项目水位降深不足且有沙涌的问题,实现了目标要求,可为类似工程提供借鉴。

坑中坑型深基坑施工对邻近地铁隧道影响分析

紧邻既有地铁隧道进行深基坑开挖施工将对地铁隧道及运营安全产生影响,以紧邻长沙市地铁2号线已运营隧道区间的某深基坑工程为研究对象,通过划分不同施工工况,利用有限元数值软件Midas/GTS对基坑开挖卸荷阶段的基坑支护结构与隧道变形进行模拟分析。计算结果表明,基坑开挖对既有盾构隧道不利影响主要表现在水平位移、竖向隆起,竖向隆起变化量大于水平位移变化量,数据均在变形控制标准最大限值内,根据结果对支护结构优化,可确保既有地铁隧道安全。

坑中坑开挖快速封闭施工技术应用研究

因珠三角地区潮湿多雨的气候特点,地下明挖基坑施工长期以来是困扰广州地铁施工的难题。为了解决深基坑基底坑中坑开挖后未及时封闭受雨水冲刷以及地下水浸泡而造成失稳、滑坡的问题,本文根据应用场景实际情况,创新性地提出了砂质黏性土层开挖坑中坑过程中快速封闭施工技术。本方法根据坑中坑主体结构尺寸要求,在地面分块预制U型槽构件,待基底坑中坑开挖完成后,将预制U型槽构件吊装至坑中坑快速封闭基底,以取代原有现浇垫层或砌筑挡土墙的工艺。经实践研究表明:快速封闭技术避免了对地基的反复扰动,减少了坑中坑土体长期暴露带来的安全风险和质量控制风险,以此解决因基坑开挖后未能及时封闭基底而造成坑中坑侧面土层失稳和滑坡的风险。本研究成果可为类似不良地质基坑施工提供参考。

基于强度折减的坑中坑稳定分析方法

基于南昌艾溪湖当前最深水下基坑公轨叠合共建项目,选取了典型坑中坑断面形式,基于考虑圆弧滑动面的极限平衡理论,分析计算得到了该典型断面的滑动破坏面经过内坑坑趾,并总结了一般基坑稳定性计算模型,使之能够应用到其他形式断面中。通过带有强度折减技术的有限元软件分析了强度折减条件下滑裂面的发展形式,分析了与理论计算结果的差异主要体现在滑裂面的形式上。应用强度折减法,分析了该断面不同的施工阶段的加固措施对坑中坑安全稳定系数的影响,指出开挖完成后施工内坑底板可以极大提高坑中坑的稳定性,以及其他工序对坑中坑安全系数的影响。最后结合规范中的变形控制规定以及圆弧条分法的特点,指出规范算法应用于坑中坑工程的计算结果偏于保守,仍有较大优化空间。

软土地基坑中坑支护体系温度效应的数值分析

环境温度变化导致基坑支护结构内支撑轴力和变形过大的问题不容忽视。本文以福州地铁6号线潘墩站坑中坑工程为例,选取该基坑代表性区段采用ABAQUS程序及邓肯-张模型对其开挖和支护全过程进行三维有限元模拟,并将分析结果与现场部分监测数据进行对比,验证了所建模型及其材料参数取值的可靠性。同时,利用所建模型着重分析当地可能的季节或昼夜温差变化幅度内支撑轴力及围护墙水平位移的变化规律。结果表明:基坑开挖完成后,温度变化时支撑轴力与温度呈线性相关关系,轴力变化主要体现在内外坑的首道支撑上,此时围护结构整体向坑内或坑外运动,且地连墙侧移受温度影响范围主要集中在基坑开挖深度以上。不同开挖阶段的温度变化引起的温度效应相差较大,潘墩站最不利工况发生在最后一道支撑架设完毕后,此时地连墙水平位移增量及轴力变化幅度最大,温度效应最明显。该研究成果对类似软土基坑工程具有重要的理论和实践意义。

基于强度折减法的坑中坑整体稳定性数值模拟分析

近年来国内外发生了多起因设计计算过程中忽略了内外坑的影响而造成坑中坑基坑失稳的重大事故,因此坑中坑的整体稳定性分析问题亟待解决。为解决此类问题,文章借助ABAQUS建立三维坑中坑有限元模型,采用强度折减法分析坑中坑基坑内外坑相互影响规律及坑中坑基坑破坏形式,并与传统理论计算方法进行对比。结果表明:主动区塑性区范围及滑裂面位置主要受外围护结构深度影响;坑中坑基坑内外坑间距增加,基坑安全系数不断逼近极限值。

某工程坑中坑钢板桩支护施工技术

为降低坑中坑施工对基坑稳定性的不利影响,以深圳某工程坑中坑支护方案为例,介绍了“拉森IV型钢板桩+内支撑”支护系统的结构设计,详细阐述了钢板桩施工工艺和技术要点。施工期间,经过第三方监测,基坑及周边环境沉降及变形均未超出设计控制值,表明项目采用的支护结构体系的安全合理性,以期对类似工程坑中坑施工提供参考。

外基坑宽度对坑中坑条件下被动土压力的影响

工程实践表明,外基坑宽度和坑中坑会影响基坑坑底滑裂面的形成方式,因此,经典朗肯土压力理论的假设建立在半无限空间土体的基础上不再适用。基于极限平衡理论和微分体受力平衡方法,考虑土体黏聚力和围护结构与滑动土体摩阻力,推导了宽基坑和窄基坑坑中坑的被动土压力理论计算公式。通过具体算例对比了宽基坑与窄基坑在坑中坑条件下被动土压力大小的变化趋势。结果表明,考虑摩擦力条件下的被动土压力大于未考虑摩擦力的被动土压力;无论宽基坑还是窄基坑,有内坑的被动土压力小于无内坑时的被动土压力;无内坑时,外基坑宽度的增加导致被动土压力减小,而在有内坑的情况下,外基坑宽度的增加,反而增大被动土压力;在窄基坑中,随着内坑位置的移动,土压力先变小后增大,且内坑平面尺寸的增大导致土压力逐渐减小。因此,内坑的存在将降低坑中坑基坑的外坑被动土压力,工程中应注意内坑的存在。

不同空间形态下坑中坑变形特性分析

基于南昌艾溪湖隧道坑中坑基坑工程案例,利用数值计算软件研究分析坑中坑不同空间形态下的基坑变形特性,并提出基坑变形影响率,综合判定各坑中坑空间形态参数对于基坑变形的敏感性。研究结果表明:影响坑中坑变形特性的空间形态特征要素主要为内外坑相对大小、相对位置和围护结构插入比;具体敏感性关系为:相对深度>相对位置>外坑围护结构插入比>内坑围护结构插入比>相对宽度。

桩锚支护坑中坑开挖稳定性及围护结构受力变形特性研究

长大坑中坑的施工具有相当的危险性,以南宁GTC工程23m深的坑中坑为研究背景,利用有限元法结合现场实测的方法研究桩锚支护体系下长大坑中坑的开挖稳定性。研究结果表明:①全断面整层开挖时,围护结构的侧移超出控制值;②基坑从中间往两边分两层开挖时,坑壁土体最大水平位移接近控制值11mm;③增大锚索直径可显著减少围护结构侧移;④开挖前期,一层护坡坡顶附近地表土受到的扰动更大,随着土体卸荷作用对边坡的扰动不断加强,开挖完成后,最大侧移发生的位置转移至15m深度处。

坑中坑基坑内坑支护桩弯矩发展规律

坑中坑基坑是一种较为复杂且尚未得到充分研究的基坑形式。为研究基坑开挖过程中内坑支护桩的内力发展规律,进行了施工过程中的支护桩内力现场测试。通过采集桩身纵向受力钢筋的应力来反演桩身弯矩,分析了支护桩桩身弯矩在施工过程中的发展规律。通过有限元数值计算拟合了试验结果,研究了外坑开挖深度和平台宽度变化时内坑支护桩桩身弯矩的变化趋势,结果表明:坑趾系数(外坑平台宽度/开挖深度)与内坑支护桩桩身最大弯矩的变化存在着密切联系,通过拟合给出了桩身最大弯矩增长率随坑趾系数的函数曲线,桩身最大弯矩增长率可作为坑中坑基坑中内坑支护桩设计时的安全系数加以考虑。

排桩+钢支撑在坑中坑施工中的应用

本文探讨的是在软土中的坑中坑施工。本工程面临地质条件不好,工期安排较紧,周围居民建筑多等问题。采用排桩+钢支撑的组合结构既可保障坑中坑施工过程中的安全,又兼顾经济和效率。

深圳滨海大道改造工程超宽坑中坑降水与开挖响应实例分析

为探究超宽坑中坑降水与开挖过程中基坑变形和地下水的变化特征,采用实测分析方法对围护结构侧移、地表沉降、周边建筑物沉降及地下水与潮汐水之间的关系进行分析。同时,利用ABAQUS有限元软件建立考虑潮汐补水的三维流固耦合模型,研究基坑降水和开挖过程中地下连续墙的侧移规律,并验证分段降水控制和换撑措施对墙体变形的控制效果。主要结论如下:1)基坑开挖过程中,围护结构最大侧移为29.5 mm,南北墙顶均向坑外侧移,地表沉降最大为29.4 mm,立柱、周边建筑物竖向位移量均小于6.5 mm;2)潮汐补水和降雨导致南北两侧坑外水位降落分别约-1.0 m和-1.5 m;3)在坑中坑降水和开挖深坑阶段,采用分段降水控制和钢支撑换撑使墙体最大侧移减小约29%和21%。

基于有限元法的坑中坑降水管井技术研究

为解决降水井施工难度大、周期长和降水效果不佳的问题,以实际项目为依托,提出了一种坑中坑降水管井技术,采用有限元软件ABAQUS进行数值分析,并进行现场试验,综合分析了降水管井的降水效果,得到了降水管井技术设计中重要参数(孔径和孔间距)对渗流量的影响规律。结果表明:渗流量随着降水管井孔径增大而增大,随着孔距增大而减小,并得到渗流量随孔径、孔距大小之间呈Extreme2D的函数关系,数值分析结果与工程实际应用结果基本吻合。本文提出的降水管井技术及得到的相关规律对实际工程应用具有一定的参考价值。

滨海地区地下连续墙+抗拔桩组合式坑中坑现场实测分析

为探究滨海地区超长“高低坑”基坑施工力学特性,基于深圳市滨海大道交通综合改造工程下沉隧道基坑,结合工程实测数据,分析了基坑施工过程中墙体侧移,地表沉降,支撑轴力,立柱及周边建(构)竖向位移的变化规律。研究结果表明:截至2022年12月,实测数据显示围护墙体最大侧移为29.6mm,地表最大沉降值为28.3mm,支撑最大轴力为8962.9kN,立柱支撑和周边建(构)筑物的最大沉降量分别为15.4mm和2.1mm,均小于设计控制值。基坑开挖期间,地下连续墙上部呈现逐渐向坑外(主动土区)倾斜的趋势,横向支撑处于受拉状态;基坑南北两侧高、低坑土方开挖对彼方墙身侧移的影响可忽略不计;本工程利用地下连续墙+抗拔桩结合的优势,有效降低了地连墙插入深度,墙体最小插入比仅为0.15。

深基坑坑中坑开挖及回填施工技术探研

近年来,随着我国经济领域及各项事业的飞速发展,建筑行业领域整体发展规模越发庞大,各类新型施工技术和手段广泛应用于工程建设中。随着越来越多高层建筑的施工建设,深基坑开挖成为重中之重,很多建筑工程基础埋设深度更深,施工面积广阔,进一步增加了基坑开挖的难度和回填难度,尤其很多深基坑中需要进行坑中坑的开挖,进而导致建筑施工难度大幅度增长。针对于此,本文以具体案例为基础,深入探究升级坑坑中坑开挖及回填施工技术和相关注意事项,以期为我国建筑行业领域深基坑施工技术水平提升提供重要参考和理论依据。

深基坑坑中坑承压水层截水引流集中降排水的施工技术研究

沿海、临海等地区地下水位高、地质环境复杂,部分地区承压水层中水量丰富、承压水头高,施工过程中有涌水、涌砂等现象,降水难度大,尤其电梯井、集水坑等坑中坑的降水问题频出,越来越引起大家的关注。本文结合在建工程实例,采用坑中坑承压水层截水引流集中降水施工技术,通过钢板桩进行挡土支撑、截水,在坑中坑基底回填石子滤水层、在主楼外侧设置比基底滤水层更深的降水井,通过盲沟滤水系统将坑中坑垫层以下承压水引流至主楼外侧降水井,采用水泵从降水井集中抽水,从而实现沿海地区深基坑坑中坑承压水丰富条件下坑中坑的降排水。

型钢组合内支撑下的基坑“坑中坑”等效深度数值分析

坑中坑型基坑工程日益普遍,开挖深度的选取对基坑支护结构的设计十分重要。本文以南昌新洪城大市场主市场长薪河工程基坑为依托,采用GTS NX软件建立有限元模型,通过对围护结构的水平位移判断选取合适的等效开挖深度,并使用北京理正深基坑7.0BP5进行验算。分析结果表明,当选取外坑深度7.55m作为开挖深度进行设计时,其最大水平位移相对于考虑坑中坑时的变形小38.1%,设计存在安全隐患,偏向冒险;当选取外坑深度10.85m作为开挖深度进行设计时,其最大水平位移相对于考虑坑中坑时的变形大213%,设计存在保守,不利于施工成本的控制。通过建立“坑中坑”开挖模式与常规基坑开挖模式下两种模型,以“变形等价”分析计算选取8.15m作为本工程中基坑的开挖深度,其最大水平位移相对于考虑坑中坑时的变形大9.1%,能够较好的控制施工成本与安全设计之间的平衡。