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。

软土层对地铁狭长深基坑地表沉降的影响研究

随着我国城市轨道交通的快速发展,地铁地下车站狭长深基坑工程越来越多,尤其是长江中下游和沿海地区城市的狭长深基坑大多开挖于深厚软土场地,对该类深基坑的施工安全造成了严重的威胁和工程事故。鉴于此,本文基于Midas商用软件,建立了土体-围护结构相互作用体系的三维有限元分析模型,通过现场实测与数值计算结果的对比分析,验证了数值分析模型的可行性。通过改变软土层厚度、埋深和开挖深度等不同组合的108个计算工况,系统分析了软土层厚度和埋深变化对地铁狭长深基坑周围地表沉降的影响规律。结果表明:当软土层主要位于基坑底面以上侧向地基中时,软土层厚度变化对基坑周围地表沉降影响较大;地铁狭长深基坑侧向地基中软土层埋深增大时基坑周围地表沉降先变大后变小,且变化转折点为软土层顶层埋深高于基坑底面以上的一定范围内;当软土层埋深较大且较厚时,开挖深度对地表沉降的影响有增速的趋势,即当基坑开挖深度较深时软土层的影响更为明显。同时,根据数值计算结果,给出了软土层厚度和埋深等与地表沉降的统计关系。

复杂小场地下的狭长深基坑分块施工探讨

杭州市某地铁车站位于闹市区,主体基坑施工场地狭小,且须严格控制基坑变形与地面沉降。基坑采用"地下连续墙+内支撑"作为围护结构,并设置了4道临时封堵墙,将大基坑分为5个小基坑,充分发挥基坑开挖中的"时空效应",采用分块施工的方法降低施工难度,有效节约了施工场地,控制了基坑变形与地面沉降。主要介绍了地下连续墙、支撑体系、降水和土方开挖等关键施工技术。工程实践表明,该工法安全、经济、有效,具有一定的推广前景。

软弱地层对狭长深基坑变形的影响研究

以苏州昆山某车站的实测数据为参考,基于Midas岩土专业有限元分析软件,通过改变场地土层厚度,土层倾斜角度以及基坑开挖深度等参数,分析研究软弱地层对基坑变形的影响规律。研究结果表明:随着软土层厚度以及基坑开挖深度的增加,地连墙水平位移呈指数型增加;地连墙最大水平位移深度与软土层倾斜角度、软土层厚度关联度较大;同时,随着软土层倾斜角度及软土层厚度的增加,会导致地连墙最大水平位移深度进一步下沉;此外,根据有限元分析结果,给出了软土层厚度、软土层倾斜角度、开挖深度3个参数与地连墙最大水平位移之间的关系式。

邻近老旧房屋狭长深基坑开挖施工数值模拟及周边环境影响性分析

许多城市城中村老旧房屋结构及基础稳定较差,尤其沿海地区地基土还存在深厚软弱淤泥层,但市政管网改造工程为解决城市排水问题又必须在这些邻近老旧房屋的巷道中施工。结合肇庆市端州城区污水管网改造工程(首期)某城中村两侧邻近老旧房屋狭长深基坑开挖施工,采用MIDAS GTS模拟基底注浆、第一道钢筋混凝土冠梁及内撑、第一层土开挖、第二道钢腰梁及内撑、第二层土开挖、管道吊装施工全过程,通过对比周边房屋及基坑支护结构在变形、受力等方面的现场实测数据与数值模拟数据,定量地展开开挖过程影响性分析,结果表明数值模拟结果与现场实测数据吻合度高,能对影响性较大的关键位置及施工步骤提前预警,也可为同类工程提供参考。

洛阳龙门地铁站狭长深基坑变形规律及控制措施分析

以洛阳龙门地铁车站狭长深基坑工程为依托,运用Midas-GTS/NX有限元软件并结合现场监测数据,研究了不同开挖阶段基坑长短边围护结构及土体沉降变形规律,并提出狭长深基坑变形控制措施。结果表明:对于狭长型深基坑在不同施工阶段,由于空间效应的影响,基坑长边范围内土体沉降及围护结构变形明显大于短边方向,且随着基坑开挖和钢支撑的架设,桩体变形由“悬臂式”逐渐转变为“鼓肚状”,两个方向最大水平位移最终稳定在0.62H~0.78H,最大值达到11.88 mm和8.21 mm。长边方向最大沉降距坑边约为15 m处,短边约为10 m处,两个方向最大沉降差值为3.36 mm。桩体弯矩与开挖深度成正比,长边方向最大弯矩值是短边的1.51倍。桩体水平位移对钢支撑的架设位置比较敏感,且随着桩体嵌固深度的增加变形明显减小,但超过一定嵌固深度,变形控制效果减弱。

狭长深基坑水平拉槽高效开挖技术

针对地铁车站狭长深基坑采用台阶法开挖效率低、成本高、对周边环境影响大等问题。通过FLAC3D有限差分分析方法,分析狭长深基坑土方开挖过程中的围护结构受力变形特点,提出地铁车站狭长空间土方高效开挖方法。通过采用被动区对称留土的方式控制围护结构变形,通过降低土方分层开挖高度大幅减少土方倒运次数,在提高土方开挖效率的同时有效控制围护结构受力变形。

复杂环境条件下狭长深基坑无栈桥快速施工技术

上海市中心城区某狭长深基坑周边环境复杂、场地狭小、保护要求高。以该基坑为例,围绕施工重难点,分析总结了基坑围护、基坑区域划分、土方开挖以及组织措施等关键技术。现场信息化监测结果表明,通过合理组织和施工,可有效控制基坑侧向变形及周边管线沉降,保证了周边环境的安全。

狭长深基坑开挖引起的地表沉降变形及影响因素分析

狭长深基坑的开挖会对周边环境产生较大影响。鉴于此,文章基于有限元软件MIDAS GTS建立三维模型,重点分析基坑开挖过程中周围地表沉降的发展规律,并将数值模拟结果与施工现场监测数据进行对比,结果表明二者数据吻合良好。在此基础上对狭长深基坑开挖引起的地表沉降变形的影响因素进行分析,结果表明:基坑周围地表沉降值对基坑开挖深度敏感,且随着基坑开挖深度的增加而逐渐增大;地表最大沉降值出现在离墙后约8 m的位置,地表沉降的主要影响范围为0.5He~1.5He;增大地连墙厚度和嵌入深度、减小内支撑水平和竖向间距均使地表沉降值呈现减小趋势。

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。

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。

空间效应下狭长深基坑地表三维变形预测

为预测空间效应影响下狭长深基坑开挖引起的周边地表沉降,在现有地表沉降二维平面计算方法基础上,引入k值定量描述空间效应影响,推导出空间效应影响下狭长深基坑周边地表沉降的三维预测计算方法.采用数值计算方法,分别研究了基坑尺寸、土体内摩擦角、围护结构刚度对k值的影响,并给出k值的拟合计算公式.以北京地铁7号线万盛南街西口站深基坑工程为背景,计算分析了基坑周边地表三维沉降变形数值.结果表明:空间效应影响范围主要受基坑开挖深度及土体内摩擦角影响;在空间效应范围外,k值可近似为1,在空间效应范围内,k值随着距基坑端部距离增大呈非线性增长;地表沉降二维计算值相较三维计算结果偏大,地表沉降三维计算结果和实测值较为吻合.

滨海沼泽区地铁车站深基坑开挖变形

滨海沼泽区狭长型地铁车站深基坑并不多,上部淤泥土和地下富水导致此类基坑开挖难度比较大.选取青岛地区此工况下的地铁车站深基坑开挖进行实时监测,并运用Midas GTS NX软件建立三维数值模型进行分析.分析表明:桩体深层水平位移-深度变形曲线呈现“弓”形,最大围护桩水平位移出现在0.55 H(H为基坑开挖深度);基坑周边地表沉降为小沉降量的抛物线形,最大沉降点距离基坑0.6H,沉降量约为0.058%H;围护桩最大水平位移δh_(max)与地表最大沉降量δv_(max)之间存在δv_(max)=0.88δh_(max)的关系.此外,与其他地区工况下的深基坑工程相比,沼泽区富水深基坑开挖变形呈现出相似的变化规律.

富水地区狭长型深基坑降水设计与施工

为确保基坑施工安全,必须采取有针对性的降水设计。江北新区综合管廊二期工程狭长型基坑处于富水环境,地质条件比较复杂,坑内降水会对周边环境造成不利影响。对于大部分围护结构无法隔断基坑内外联系的区域,采用坑内管井井点降水+坑外回灌相结合的方法,其他区域采用坑内管井降水的方法。介绍了基坑降水的施工工艺、注意事项与突发状况下的应急方案。该工程按照方案设计顺利、安全地进行了施工,取得了较好的效果,可为类似工程提供参考。

狭长超深的地铁区间段基坑明挖施工技术

在上海虹桥交通枢纽中央轴地下一层大基坑中,套有地下二层的地铁2号线上下行狭长深基坑。因此,针对地铁2号线地下二层基坑的周边条件及需保护的35kV配电站的施工难点,采用了狭长超深基坑降水、分段分层挖土、围护支撑安装、地下结构模板对撑等施工技术,保证了工程的顺利完成。

移动钢支撑体系在狭长型深基坑开挖中的应用

基坑移动钢支撑体系是通过预设的轨道和专用的起吊设备将拼装好的支撑平稳、快速架设就位的基坑支护系统。通过数值模拟及现场试验证明,对于狭长型基坑,移动钢支撑系统可提高坑内支撑架设速度,缩短软土固结与蠕变变形的发展时间,提高基坑支护结构的围护效用,保证基坑开挖过程中的安全稳定性,控制基坑开挖对环境的影响,具有一定的推广价值。

狭长型深基坑支护体系优化与深基坑施工探究

狭长型深基坑支撑围护体系设计与施工过程中需考虑空间效应。本文以上海某狭长型深基坑为例,探讨在确保基坑安全前提下支撑围护体系的优化与深基坑施工策划。首先,介绍了初始围护设计方案及对应的深基坑施工方案;其次,提出在基坑长边中部增加地下连续墙作为中隔墙,形成分坑施工的围护方案,并进行相应的施工策划;随后,对两种支护体系下的工期节点、基坑安全及经济与社会效益等进行对比。研究发现,增加中隔墙对支撑围护直接成本有所增加,但对于确保基坑安全、强化工程关键路线、减小对周边环境的影响等方面均有帮助。

毗邻大型工业建筑物的狭长型软土深基坑施工控制技术

基坑开挖易引起周边建筑物产生附加变形,狭长型基坑更由于支撑结构体系缺乏整体性,导致施工存在较大风险。结合上海龙耀路越江隧道浦西段明挖工程实例,针对狭长型深基坑施工及周边大型建筑物各自的特点,制订了一系列的保护措施,有效控制了深基坑变形及周边大型建筑物的沉降。工程实施整体效果良好,为后续工程提供了理论依据并积累了经验。

滨海狭长型地下室深基坑工程围护结构选型实例

通过一个滨海狭长型地下室深基坑工程围护结构选型实例,介绍了一套深基坑围护设计方案,解决了滨海近岸地区地基土质条件变化较大的复合地层基坑支护,基坑地形起伏较大等问题。该方案通过采用内撑式围护结构,根据不同土层情况选择支护、止水措施,分段考虑基坑支护深度及支撑设置标高,有效解决了以上问题。通过该实例介绍了围护方案的选择,围护体系具体做法,基坑监测及应急措施等重点内容。该方案的成功应用为滨海地区软土地层基坑工程提供了一定的借鉴作用。

杭州狭长软土基坑支护侧移规律与解析预测方法研究

为减少杭州城市建筑密集区狭长深基坑建设对周围环境的不利影响,对该类基坑支护侧移规律进行分析并提出相应的解析预测方法。对杭州典型地层条件下文一西路、庆春路站、秋涛路站、新塘路站和青年路站狭长型深基坑的支护侧移进行监测,得到实测数据后,将其与浙江地区一般深基坑及上海、台北和新加坡3个地区狭长型深基坑支护侧移实测数据进行对比。研究结果表明:1)杭州地区狭长型基坑最大支护侧移(0.20%H e^0.25%H e,H e为最大开挖深度)与上海地区同类型基坑最大支护侧移实测值(0.15%H e^0.41%H e)接近,但小于浙江地区一般深基坑和台北地区、新加坡地区狭长型深基坑支护侧移(0.27%H e^0.62%H e),这主要与杭州土层割线刚度较高以及基坑宽度较小有关。2)采用现场典型土体应力-应变关系以及修正强度发挥MMSD(modified moblizable strength design)解析预测理论可以较好地预测杭州地区狭长型基坑支护侧移。