对比弹性支点法的狭长基坑围护结构施工优化研究

【目的】弹性支点法将基坑假定为平面应变问题进行分析,即假设狭长基坑长距离一次开挖,但在实际施工中有分段开挖的现实情况,所以需要对分区段开挖对基坑围护结构的影响进行研究。【方法】结合新建哈牡客专爱民隧道出口明挖段狭长基坑,建立不同单次开挖长度工况下的三维有限元模型,研究围护结构内力及变形随单次开挖长度的变化规律。【结果】随着单次开挖长度的增加,围护桩水平位移和桩身弯矩逐渐增大并趋近于弹性支点法的计算结果,一次开挖20 m、30 m、40 m时,水平位移比开挖10 m时的水平位移分别增大8.75%、12.2%和13.6%,桩身弯矩分别增大12.1%、14.9%和16.8%;一次开挖10 m、20 m、30 m、40 m时安全系数分别为弹性支点法的1.3、1.17、1.13、1.12倍。【结论】弹性支点法安全储备过大,在实际工程中可结合不同的开挖工况,在对围护结构进行合理优化或满足条件的情况下,合理调整单次开挖长度。

软土区狭长基坑群对下卧地铁车站变形影响分析

为探究管道基坑群的开挖对临近地铁结构安全影响,以天津某临近地铁管道基坑群为研究载体,采用MidasGTS-NX数值分析软件为研究工具,研究了狭长型基坑,地铁与基坑距离以及基坑开挖顺序对临近地铁变形影响。结果表明狭长型管道基坑群开挖对周边建筑物的影响受狭长型基坑“长边效应”,基坑与地铁车站结构距离和管道基坑开挖顺序综合影响。距离地铁车站结构最近点处管道基坑开挖卸载致使地铁车站结构变形陡增,变形量约占总变形量的50%~90%,研究结果为临近地铁结构的基坑群设计及施工提供理论依据。

深厚软土狭长基坑地连墙变形特性

为研究南沙港地区软土深基坑内支撑式地连墙变形特性,以广州南沙港铁路明挖隧道深基坑为工程背景,通过大量实测数据统计分析,对比已有研究成果,探讨狭长基坑开挖墙体测斜、墙后地表沉降及其因素影响。结果表明:墙体测斜呈“两头小、中间大”的内凸型,最大侧移量主要分布在20~35 mm,占比高达83.6%,最大侧移变化范围为(0.07%H,0.38%H),平均值为0.22%H,相比宽大基坑的墙体抗侧移变形能力要强,其中H为基坑开挖深度。墙体最大侧移所在位置深度范围为(H-6,H+3),且大多数位于开挖面附近,墙体侧移主要影响深度范围约为2H,深度效应显著。墙后地表沉降主要影响范围为(0.17δ_(hm),1.60δ_(hm)),平均值为0.864δ_(hm),其中δ_(hm)为墙体最大侧移量。墙体最大侧移随墙底以上软土厚度增加呈缓慢增长趋势,随插入比和支撑刚度的增大而缓慢减小,当插入比和支撑刚度超出某一量值,继续增加对墙体变形控制无明显作用。可见,合理的围护体系设计对基坑变形控制至关重要。

基于强度折减法的狭长基坑坑底抗隆起稳定研究

以电力电缆隧道基坑为代表的狭窄、长条型基坑,由于开挖宽度小于深度,基坑内外侧土层不符合半无限体的假设,其坑底抗隆起稳定破坏模式就与常规建筑基坑不同,采用国家标准GB 50007和建筑行业标准JGJ 120推荐的算法会产生较大误差。文章以强度折减法为分析工具,研究采用支挡结构围护的狭长基坑坑底稳定破坏模式,分析结果显示狭长基坑不再以圆弧滑动形式破坏,而是形成了以基坑外两侧圆弧主动区、坑内整体被动区的新型破坏模式;同时,针对厦门电力进岛第二通道工程的典型基坑断面,进一步分析基坑抗隆起稳定安全系数与支挡结构插入深度的关系,为工程建设提供依据。

城市富水区域狭长基坑不降水明挖支护研究

城市地下空间极其复杂,一些地区河湖水系发达地下水位埋深较浅,为了避免基坑开挖降水导致地面沉降,城市地下空间建设过程中,对基坑的开挖支护及地下水控制是研究的重点。通过工程实例,对不采用大面积井点降水的狭长深基坑支护方案进行研究,对比排桩和地下连续墙两种开挖支护方式,提出更加安全、环保、技术先进、经济合理的开挖方案,为工程实际应用提供参考依据。

地铁车站异形狭长基坑地连墙变形分类及规律研究

以城市地铁典型车站为工程背景,提出将异形狭长基坑地连墙不同位置的横向变形划分为往复型、悬臂型、反弯型3种类型;基于施工实测数据,进行不同开挖深度下地铁车站异形狭长基坑地连墙变形规律研究。结果表明:地连墙往复型变形多出现在基坑角部,其坑内、外变形都较小;悬臂型变形多出现在基坑长边中部,坑内变形最大值小于4mm,坑外变形最大值可在25mm以上;其他位置多为反弯型变形,其坑内变形最大值大于20mm,坑外变形最大值在25mm以上。除往复型变形外,其他各类变形随开挖深度而增大,墙体坑内最大变形小于等于0.110%倍开挖深度,坑外最大变形小于等于0.131%倍开挖深度;开挖过程中坑外最大变形集中分布在墙体顶部深度1 m内。

狭长基坑土方开挖分析

市域铁路是城市中心城区连接周边城镇组团及其城镇组团之间的公交化、快速度、大运量的轨道交通系统,提供城市公共交通服务,是城市综合交通体系的重要组成部分。对于市域铁路来说,车站是市域铁路的重要构成要素,而在实际施工过程中,车站基坑作为狭长基坑,其土方开挖在施工中比较危险,且处理不好容易制约工期。希望通过本文对狭长基坑土方开挖施工过程的分析及提出的一些施工要点,能够保障土方开挖施工安全,同时尽可能缩短工期。

紧邻保护建筑侧狭长基坑逆作法分区开挖技术

结合大中里综合发展项目3区狭长基坑的开挖工况,对紧邻保护建筑的狭长基坑逆作法开挖施工过程中常见的施工场布安排、逆作法分区开挖流程管理、与周围已施工完成的结构连接以及保护建筑侧变形控制等问题进行了研究。总结了利用基坑逆作法,解决有限空间内施工场布布置、基坑开挖变形控制等难题的施工技术。项目达到了基坑开挖变形有效控制、快速高效施工的要求,为今后的类似工程提供了一定的借鉴。

复杂环境中的狭长基坑支撑设计及挖土逆作法施工技术

上海市陆家嘴中心区Z4-2地块公共绿地综合改造工程,地处陆家嘴环球中心东南侧,周边环境复杂。基坑整体呈东西向狭长外形,通过对逆作法水平支撑布置的优化调整及挖土施工方案的合理选择,提高了逆作法土方开挖的施工速率,有效地保护了周边的环境,确保工程底板尽早完成。

狭长基坑逆作法中的土方开挖技术

轨交15号线上海西站车站深基坑下穿沪宁城际铁路,由于在施工过程中高速铁路处于高负荷运营状态,必须进行暗挖逆作施工。常规推进开挖过程中,由于坑内柱网密,相邻支撑的制作可能阻断挖土通道,影响开挖出土。该工程采用了逆作法通道式挖土施工技术,解决了土方开挖与支撑施工的作业面冲突的问题,使得基坑挖土可以流水施工,提高施工效率、缩短工期,减小支护结构变形,降低基坑开挖对环境的影响。

淤泥区狭长基坑抗隆起稳定性分析

针对珠三角某综合管廊工程坑底土层为深厚淤泥的情况,采用有限元软件进行数值模拟,基于强度折减法对基坑破坏模式进行分析。计算结果表明:狭长类基坑破坏时,依旧表现为坑底产生较大的隆起变形,但呈现的滑动面会受到对侧支护桩约束影响,计算得到安全系数明显高于半无限体假定下的圆弧滑动结果,也更符合实际情况。现进一步分析了坑底加固深度、基坑宽度等对深厚淤泥类软土中狭长基坑坑底抗隆起稳定性的影响。其研究结果可为类似工程提供参考。

地铁车站狭长基坑支撑异常轴力分析

【目的目的】研究地铁车站狭长型基坑施工过程中第一道支撑轴力过大的问题。【方法方法】通过土体小应变刚度硬化模型(HSS)有限元分析,对车站基坑土方的开挖方式、钢支撑安装质量差、钢支撑未及时受力等情况进行精细化模拟,分析其对第一道支撑轴力的影响。【结果结果】结果表明:采用盆式开挖对第一道支撑的轴力影响显著,相较分层开挖的情况增大45%,应及时安装对应位置的钢支撑;安装钢支撑的预应力未达到设计值时,会导致开挖到底时的顶层支撑轴力增大,增大幅度在10%以内,底层支撑轴力减小。【结论结论】在地铁车站狭长基坑开挖过程中应限制盆式超挖;温度变化对支撑轴力的影响不能忽视;安装下层钢支撑预应力达不到设计值时,会导致开挖到底时的顶部支撑轴力偏大。

超长狭窄深基坑新型流态填筑料回填施工技术

在肥槽回填施工中,传统素土回填工艺有几个“顽疾”:肥槽作业面狭窄,夯实施工难度大;回填施工中的扬尘问题;雨季期间施工雨水对回填土的工期影响;回填施工后经历雨水“夯实”出现的下沉现象等,施工质量难以控制,且存在极大安全隐患。针对以上情况研制出一种新型回填材料,施工方便,材料本身具有同等强度和极佳的稳定性,无明显收缩,可以避免普通回填土质量不佳而产生的无形成本的增加,综合效益显著。

狭长型基坑工程坑底抗隆起稳定性分析

针对狭长型基坑的特点,提出基坑坑底抗隆起稳定分析方法.对比常用的4种坑底抗隆起稳定分析方法及其异同点,结合2个实际工程进行相关算例的分析,指出在软弱土地基中规范要求的抗隆起稳定安全系数偏高;针对现有方法在狭长型基坑稳定分析中的局限性,提出考虑基坑宽度影响的坑底抗隆起稳定计算方法,分别探讨淤泥质土和粉土地基中基坑宽度、支护结构插入深度、开挖深度、土体抗剪强度指标和被动区加固等因素对狭长型基坑稳定性的影响.分析结果表明:采用该方法可以避免狭长型基坑中圆弧滑动面穿过对侧支护结构的问题,合理地考虑基坑宽度等因素对基坑稳定性的影响.

软土狭长深基坑施工三维精细化模拟及二维等效分析方法

针对上海软土地区典型狭长深基坑建立三维精细化模型计算分析,采用修正剑桥本构并考虑结构-地层相互作用,分析结果表明,精细化数值模拟可以较好地反映基坑工程的力学性态;通过建立相应的二维等效分析方法,并结合三维精细化模拟得出的狭长基坑空间效应PSR分布规律,通过二维等效分析即可推断整个三维模型的分析结果,从而大幅提高分析效率。新方法解决了传统有限元分析时,过于简化的模拟无法反映基坑复杂特性,过于精细化的模拟则建模代价过高、分析效率较低,难以满足设计方案变更、施工风险预测的时效性要求的问题,为有限元分析提供了一种新的思路。

狭长基坑中地下连续墙的简化计算模型

在狭长基坑计算中,为提高地下连续墙计算模型的计算效率,采用双曲线非线性弹簧元模拟土的弹塑性,建立了地下连续墙的简化计算模型。模型取地下连续墙的槽段宽度作为计算宽度,分析其接头方式及所在位置给出六种不同边界条件,并考虑土的分层和支撑预压力的影响。通过对天津某狭长基坑的地下连续墙的计算表明,计算结果与实测值吻合较好。该文为模拟基坑开挖过程,预测地下连续墙变形提供了简便有效的计算方法。

南沙港区软土狭长深基坑围护体系性状

为了阐明南沙港区软土狭长深基坑围护体系性状,对广州深厚软土地层采用地连墙加内支撑作为围护体系的狭长深基坑实测分析.研究结果表明,1)墙体最大侧移量δm的变化范围为0.07%H~0.38%H(H为开挖深度),平均值为0.22%H,最大侧移位置深度Hδm为H-6~H+3,且大多数位于开挖面以上. 2)墙体变形主要发生在第2、3层土体开挖阶段,其变形量分别占累积变形的32.6%、40.1%,基坑开挖具有深度效应,深基坑分层开挖对墙体变形控制非常重要,墙体变形主要影响深度约为基坑开挖深度的2倍,空间效应显著. 3)墙体竖向钢筋应力与侧斜位移变化特性基本相似,随着基坑深度开挖,最大值位置逐渐下移,揭露了墙体变形与应力动态调节过程.4)支撑轴力在支撑架设后历时2周左右即达到最大值,随基坑开挖表现出即时性,多层支撑结构的各支撑轴力大小随着基坑开挖支护过程动态调整以协调变形发展,当基坑开挖完成,最终趋于稳定的钢筋混凝土支撑轴力约为设计值的0.73倍,第1、2道钢支撑轴力分别为其设计值的0.40、0.31倍,钢支撑设计偏保守,在保证基坑稳定的前提下,可以考虑支撑方案优化设计.研究成果对后续该地区同类基坑安全预判以及指导类似工程设计和施工参数优化具有重要的现实意义.

组合型钢支撑在狭长型深基坑中的应用

南京老城区有很多受限于场地环境因素的狭长型基坑,且很多基坑临近古秦淮河,土质条件较差。这就使得这种类型的基坑对支护结构要求较高,而深基坑工程许多原有的施工工艺存在着诸多限制条件,已经不能满足这些工程的建设需求,从而促使越来越多的新型工艺在深基坑工程中得以应用,文章以南京某项目为例,详细阐述了组合型钢支撑在深厚软土中的应用。

北京地铁19号线新宫站狭长基坑阳角效应分析

以北京地铁19号线新宫站基坑工程为例,现场监测了支护体系中桩顶沉降、地表沉降、支撑轴力和锚索拉力,分析了地铁车站狭长基坑开挖施工过程中的阳角效应。结果表明:(1)阳角凸出部位对基坑施工安全不利,在阳角凸出部位的桩顶竖向隆起量大于其他部位桩体,且变化速率最快。(2)基坑外侧土体的沉降趋势为先隆起后沉降;位于阳角凸出部位的土体与其他部位的土体相比,沉降出现最早,沉降量最大,变化速率也最快。(3)阳角凸出部位支撑轴力沿深度方向呈现出先减小后增大的趋势。(4)锚索轴力在施工过程中基本保持稳定,越靠近阳角凸出部位的锚索,每道锚索的受力随时间变化更为明显,上下波动的差异值更大,受力更加不稳定。在今后类似工程的开挖过程中应注意对阳角部位的监测,加强对阳角部位内支撑的结构设计以保证基坑的稳定安全。

多圆环内支撑在狭长深基坑中的应用与研究

结合某狭长形状的深基坑支护工程实例,论述多圆环内支撑的布置原则和设计方法,并提出适用于支护结构设计的圆环内支撑刚度计算公式。对比分析基坑监测数据与计算结果,表明圆环内支撑对不规则形状的深基坑有较好的适应能力。