基坑支护中被动区土体加固机理及优化设计研究

深厚软土区的基坑工程,常因被动区侧向抗力不足而导致竖向支护结构变形和位移过大甚至发生踢脚失稳,通常需要对被动区土体进行加固以改善坑底软弱土层的嵌固条件,从而加强对支护桩、墙的变形位移的控制。结合大量实际工程,对悬臂支护基坑坑底最优加固深度和宽度提出一种拟合方法计算,以不同深度和宽度的加固效果进行数值模拟对比分析,并结合工程实例,进一步研究被动区土体加固机理和加固设计优化思路,为类似工程提供参考。

刚性墙后有限宽度土体被动滑裂面特征试验研究

利用无黏性粗砂开展刚性墙后有限宽度被动土体模型试验,采用高速相机监测了试验过程的土体变形图像,基于数字图像相关法对土体变形、剪切应变进行了分析,以揭示平动(T模式)、绕墙顶转动(RT模式)、绕墙底转动(RB模式)3种变位模式下土体滑裂面的特征。结果表明:有限被动宽度土体宽高比(B/H)界限值为T模式B/H≤2.0、RT模式B/H≤1.6、RB模式B/H≤1.1;T模式下,当1.6≤B/H≤2.0时,被动滑裂面由两个不连续的破裂面组成,下、上破裂面起点分别为移动挡墙墙踵、固定挡墙墙顶,当1.10≤B/H≤1.35时,滑裂面为一条曲面,两端点分别为移动挡墙墙踵、固定挡墙墙顶,当B/H≤0.75时,滑裂面为多条直线组成的"反射折线",由移动挡墙、固定挡墙为起点的滑裂线与水平夹角差别明显;RT模式下,被动滑裂面为移动挡墙墙踵后H/4点、固定挡墙墙顶两点形成的曲面;RB模式下,被动滑裂面以固定挡墙墙顶为起点,向移动挡墙墙身中部延伸,延伸点高度随B/H减少逐步抬高。

上海软土地区受卸荷影响的基坑工程被动区土体加固深度研究

基坑开挖,坑底被动区土体卸荷,坑底一定范围内土体强度降低较大,竖向回弹量较大、侧压力发生变化较大,这些将对基坑的变形产生不利影响。以卸荷试验为基础,根据直剪试验中受卸荷影响最大深度、常规固结试验中的强回弹深度、K0固结试验中的侧压力变化较大提出了上海软土地区基坑工程中被动区土体的合理加固深度;并通过计算及工程实践加以验证。得出的结论对该类地区受卸荷影响的基坑工程的加固设计具有参考价值。

被动区土体加固对深基坑变形影响的研究

被动区土体加固能有效地控制基坑开挖引起的变形、保护基坑周边环境,在实际工程中得到广泛的应用。对上海软土地区某地铁车站深基坑工程进行数值模拟,系统地研究了不同土体加固形式对基坑变形的影响。研究结果表明:该工程采取的坑底加固措施使得基坑变形满足变形控制标准;增大土体加固的深度能显著地减小围护结构侧向位移、地表沉降和坑底隆起;而过度地增大加固土体的割线模量E_(50)^(ref)对控制基坑变形的效果甚微;在同等条件下,满堂加固控制基坑变形的能力明显优于裙边加固。

双排桩支护及被动区土体加固对城际铁轨的保护效应

结合南京小红山客运站基坑支护工程,利用ABAQUS非线性有限元分析软件建立了双排桩+被动区土体加固、双排桩、单排桩+被动区土体加固、单排桩四种不同支护方式的基坑开挖计算模型,并进行了平面应变有限元数值分析计算。根据计算结果,从沉降变形和水平位移两个角度比较了四种不同支护方式对城际铁轨的保护效应,总结分析了双排桩支护及被动区土体加固的支护方式在控制基坑周围地表变形,保护城际铁轨方面相对于其他三种支护方式的优势,并简要分析了原因。

三轴深层搅拌桩加固深基坑被动区土体的应用研究

本文就被动区土体加固技术在软土深基坑开挖中的应用作了介绍,并对南京河西地区某地铁深基坑采用三轴深层搅拌桩加固被动区土体的工程实践进行研究,得出了对工程设计和施工有很好的指导作用的结论。

被动区土体加固在深基坑设计中的应用

本文以某深基坑设计为例,深入分析基坑被动区土体加固的工程应用和价值,并通过现场实测数据验证该方法的可行性和安全性,可供类似工程借鉴参考。

被动区土体加固对支护桩内力和坑底插入深度的影响

通过计算实例 ,论述了被动区土体加固对支护桩内力和坑底插入深度的影响 ,对于基坑支护设计 ,特别是软土地区的基坑支护设计具有重要的参考价值。

武汉软土深基坑被动区加固参数优化分析

在武汉地区市政项目建设中的深基坑开挖往往面临周边建筑紧邻、地下管线复杂、软土覆盖深厚等问题,深基坑变形控制要求高。对于软土地区的超深基坑,基坑内被动区土体加固作为一种超前支护方式对深基坑的变形控制效果十分显著。以武汉市黄孝河、机场河水环境综合治理二期工程中的常青公园地下调蓄池工程软土深基坑为例,结合武汉和上海地区的工程经验及相关规程,通过现场和室内土工试验获得基坑各土层的物理力学参数,结合PLAXIS 3D岩土有限元分析软件建立了基坑三维数值模型,对基坑围护桩体水平位移和内支撑轴力进行了数值模拟,并将数值模拟结果与监测结果进行了对比,并对基坑加固体的尺寸参数和物理力学参数对基坑变形的影响进行了模拟分析。结果表明:基坑围护桩体水平位移和内支撑轴力的数值模拟结果与监测结果的变化规律基本一致,验证了数值模型模拟的精确性和合理性;对于矩形截面的加固体,加固体宽度的有效值范围为0.5H~1.0H,超过该有效值范围后基坑中间软土易出现“拱起效应”;加固体深度的有效值范围为0.8H~1.3H,超过该有效值范围后对基坑变形控制的影响不明显;基坑加固体内摩擦角和压缩模量的增大可以有效控制基坑的变形,基坑加固体黏聚力的变化对基坑变形的控制效果不明显。该研究结果对类似基坑工程加固体设计具有参考价值。

关于“应用于基坑围护结构变形计算的非线性土体弹簧模型及参数研究”的讨论

《岩土工程学报》2020年第6期刊出“应用于基坑围护结构变形计算的非线性土体弹簧模型及参数研究”一文[1](以下简称“原文”)。原文提出在采用杆系有限元法进行基坑围护结构变形计算时,被动区土体应采用非线性土体弹簧模型,在此基础上建立了双曲函数土体弹簧模型,并借助反分析的方法获得了上海地区典型土层的非线性弹簧参数。拜读原文后,受益良多,同时认为存在以下值得商榷之处,在此提出,以期探讨。

联合支护技术在深基坑支护中的应用

郑州市花园路一基坑支护工程,由于场地周边环境的复杂性和基坑深度范围内软弱土体的存在,护坡桩、预应力锚索、花管桩及桩前被动区土体加固等技术的联合应用,确保了17～20 m深基坑壁及周边已有建筑的安全稳定,尤其是采用的高压一次成型锚索施工技术,解决了水位以下粉土及软弱土体成孔困难、锚索质量问题较多的情况。

基坑变形的尺度效应及控制措施研究

基于狭窄基坑变形较小的工程实际,针对基坑变形的尺度效应,通过二维有限元模拟,对宽深比对基坑变形的影响规律和基于尺度效应的基坑变形控制措施进行了研究。结果表明:随着基坑宽深比的增加,坑底最大隆起量增大;围护结构最大竖向位移先增加,而后基本不变;围护结构最大水平位移基本不变。对于通过增大插入比或被动区加固来减小围护结构最大水平位移的效果,基坑宽深比的影响并不显著。抽条加固对坑底最大隆起量的减小效果随基坑宽度的增加而减弱。宽深比较大时,裙边加固对减小坑底最大隆起量没有效果。不同的变形控制措施对于不同尺度的基坑效果并不一致,在实际工程中,需要结合基坑尺寸等多方面因素选择适当的控制措施。

软土地区隧道两侧深基坑同步施工设计与分析

以上海地区某深基坑工程为背景,介绍了紧邻地铁隧道的复杂环境条件下,两侧超大深基坑同步开挖的总体设计思路,以及针对变形控制目标采取的技术措施。设计总体采用分区开挖方案,为避免基坑抽降承压水对周边环境的不利影响,采用了地下连续墙隔断微承压水含水层;为控制紧邻地铁隧道侧围护结构变形,在紧邻地铁隧道的窄条基坑采用了轴力自伺服系统的钢支撑。通过本项目的实施和监测数据分析表明,相关技术措施有效的保证了两侧深基坑同步开挖过程中的地铁隧道运营安全,取得了良好的经济效益和社会效益,可以为软土地区类似基坑工程设计和施工提供参考。

三轴深层搅拌桩加固深基坑被动区土体的应用研究

就被动区土体加固技术在软土深基坑开挖中的应用作了介绍,并对南京河西地区某地铁深基坑采用三轴深层搅拌桩加固被动区土体的工程实践进行研究,得出了对工程设计和施工有很好的指导作用的结论。

邻近既有隧道的软土地区深基坑设计与监测分析

现以新龙广场项目深基坑工程为背景,介绍在软土地区紧邻既有隧道的复杂环境条件下,深基坑变形控制的设计方法,以及针对变形控制目标采取的一系列设计施工措施。为了减小基坑降压对周边环境的不利影响,某工程采用了超深三轴水泥土搅拌桩隔断承压水含水层。通过基坑监测数据的分析表明,该基坑工程采取的相关技术措施,有效地控制了基坑开挖对周边保护对象的影响,可以为类似工程提供一定的参考。

底部为深厚淤泥层时的基坑设计对策

通过建立三维有限元计算模型,对基坑底是软土的基坑工程,提出加长锚杆、PHC桩、被动区土体加固等对策,并分析了各种支护的塑性区发展破坏情况,指出基底为深厚淤泥层,采用加长锚杆破坏失效时,PHC桩与被动区土体加固是两种有效的对策,可有效地控制塑性区发展。

软土基坑中长短桩支护的数值模拟研究

放坡+等长桩+被动区加固是武汉深厚软土基坑中常采用的支护方法,然而在软土地区按等长桩进行布置会导致支护造价较高。为了降低支护造价,以实际工程为背景,探讨长短桩在基坑支护中的最优配比选型。首先采用ABAQUS有限元和天汉基坑软件对比分析等长桩桩体的受力情况,并将监测数据与软件计算结果相对比,验证有限元软件计算结果的合理性,然后以等长桩有限元模型为基础,在ABAQUS中建立长短桩支护三维模型,分析四种不同配比的长短桩在基坑支护的受力和变形,并选出最优长短桩配比支护方式。研究表明一长一短的桩型配比支护方案相比其它三个方案更可有效支护基坑,为武汉地区类似软土基坑工程支护设计提供参考。

基坑工程中双排桩支护结构的应用分析

应用ABAQUS有限元分析软件对影响双排桩支护效果的关键因素进行了数值分析,研究了排距、连梁刚度和被动区土体加固对双排桩影响的规律,结合工程实例,将理论计算结果与实测资料对比分析。结果表明,增大排距、提高连梁刚度和加固被动区土体能有效改善双排桩支护效果,进一步揭示了开挖深度与适宜排距的关系,为双排桩设计施工提供参考。