Collapse of a Deep Excavated Foundation Pit in the Soft Soils by 3-D FEM

In view of the collapse of a deep excavated foundation pit of the Xianghu subway underground station in Hangzhou of China,the main features of the accident are analyzed,and the induced factors of the accident are summarized. Then,a 3-D FEM analysis model is created to demonstrate the soil-support structures interaction system,and the effect of the main factors,such as the volume replacement ratio of the bottom soil reinforcing,the asymmetric ground overload,the embedded depth of the diaphragm wall,the shear strength of the bottom soils disturbed by the construction,and the excessive excavation of the bottom soil,are analyzed and compared. The results show that the ineffective original reinforcement plan for the bottom soft soil is the most prominent factor for the accident,and the disturbance effect of the deep excavation on the shear strength of the bottom soft soil is another significant factor for the accident. Meanwhile,if the reinforcement of the bottom soft soil is canceled,an appropriate extension of the diaphragm retaining walls to the under lying harder soil layer can also effectively prevent the collapse of the deep excavated foundation pit. In addition,the partly excessive excavation in the process has a great influence on the axial force of the most nearby horizontal support but few effect on the stability of the diaphragm wall. Thus,the excessive excavation of the bottom soils should not be the direct inducing factor for the accident. To the asymmetric ground overload,it should be the main factor inducing the different damage conditions of the diaphragm walls on different sides. According to the numerical modeling and actual engineering accident condition,the development process of the accident is also identified.

开挖顺序及内支撑早期刚度对软土基坑稳定性影响规律

深基坑开挖变形控制是软土基坑工程的难题,工程中常采用密集的混凝土内支撑来提高支撑刚度,然而实际工程中未能合理考虑软土深基坑的开挖顺序和混凝土内支撑早期刚度影响,往往导致基坑实际变形远大于设计值。结合珠三角水资源配置工程的软土深基坑,利用验证后的数值模拟方法研究了不同开挖顺序及混凝土内支撑早期刚度对基坑受力和变形特性的影响规律,得出了分层分区非对称开挖和对称开挖对地连墙水平位移和地表沉降的影响规律。结果表明:尽管非对称开挖会造成基坑两侧的地连墙位移和地表沉降差异,但是密集内支撑条件下非对称开挖比对称开挖对于基坑周围地表沉降和地连墙水平位移影响更小并能够大量节约工期;受混凝土内支撑早期刚度影响,施作内支撑后越早进入下一步开挖,地连墙水平位移和周围地表沉降越大;考虑内支撑早期刚度影响时基坑上部的内支撑轴力会增大,而下部的内支撑轴力会减小,早期刚度越小,这种趋势越明显;现场施工时难以实时动态监测混凝土的弹性模量,极易造成内支撑轴力的早期监测数据失真,甚至给工程带来错误决策。

HUW组合钢板桩在软土地基深基坑工程中的 适应性分析

目的:本研究旨在分析HUW组合钢板桩在软土地基深基坑工程中的结构适应性,以期为相似地区深基坑工程提供理论支持。方法:基于某软土地区科技产业园深基坑工程,运用ABAQUS有限元软件,通过增量法模拟实际开挖过程,计算正常开挖下的结构变形和土体位移,从而分析HUW组合钢板桩在实际工程中的结构可行性。结果:随着基坑的逐层开挖,基坑边缘的沉降值逐步增大,尤其在软土地基条件下,地表沉降现象更为明显。针对6.3米深基坑的开挖,HUW组合钢板桩的最大水平位移为22.78毫米,符合基坑施工规范的要求。结论:HUW组合钢板桩在实际工程中具备可行性,可为类似工程提供理论参考。但土体受侧向约束的影响,在边界区域会形成局部隆起,因此需对边坡边缘进行加固处理。

软土深基坑变形及环境影响分析方法与控制技术

随着基坑规模日益增大以及邻近环境设施愈加复杂,合理评估并控制基坑变形及对周边环境影响成为软土基坑工程面临的重要挑战。基于理论分析与工程应用,对软土深基坑变形与环境影响分析方法及控制技术进行了系统研究。首先,在统筹考虑安全与经济的前提下,提出了软土深基坑环境保护等级和变形控制指标,为基坑周边不同类型环境设施的保护提供了依据。其次,系统建立了便于工程应用的基坑变形影响简化分析方法,并提出了基于土体小应变特性的基坑开挖对环境影响的计算分析方法以及确定全套小应变本构模型参数的实用方法,为复杂环境下深基坑环境影响分析提供了重要手段。同时,针对承压水降水影响难以准确量化评估的难题,提出了根据群井抽水试验反演确定关键水文地质参数并评估深层承压水降水对地层和环境变形影响的计算方法,满足了复杂地层承压水降水影响分析的工程需求。此外,还提出了包括支护结构与主体地下结构相结合、数字化微扰动搅拌桩加固、混凝土支撑主动变形控制、承压水控制超深隔渗帷幕等绿色、低碳、环境低影响的基坑变形控制新技术。成果在全国大量工程中成功应用,促进了软土深基坑工程全过程变形影响精细化分析和系统化控制技术的发展,为大规模地下空间的开发利用提供了技术支撑。

某深厚软土层基坑双排桩位移影响因素分析

基坑支护结构变形过大会严重影响基坑和周边建筑物安全。探明影响基坑支护变形因素对基坑设计和施工安全具有重要指导意义。以某深厚软土船闸基坑工程为例,采用有限元软件建立三维模型模拟基坑开挖过程,研究土体参数、临边荷载、桩间土加固强度以及桩体刚度因素对支护结构变形的影响规律,运用灰色关联度理论分析各影响因素敏感程度。结果表明:当土体内摩擦角下降或临边荷载增加,桩顶水平位移增加明显;桩顶水平位移对各因素敏感程度依次为土体参数、临边荷载、桩间土加固强度和桩身刚度。在深厚软土基坑设计与施工中,应重视软土触变、流变问题,提高土体强度并减少支护桩外临边荷载,以保障基坑工程和周围建筑物安全。

昆明软土地区超大深基坑变形监测分析

以昆明综合交通国际枢纽深大基坑为工程背景,分析昆明软土层中基坑周边环境的变形特性、立柱变形和支撑轴力变化情况。各测点的变形量均随开挖深度的增加而逐步增大,且基坑顶部变形最大,变形整体形态为“开口形”。地下连续墙变形随开挖深度的增加而增大,先缓慢增长,然后突然剧增。支撑与封板上车辆及料场荷载导致立柱竖向沉降。支撑最大轴力值与围护体侧向变形最大值分布形态基本匹配。各观测井水位变化幅度较小;基坑东侧靠近B塔楼区域存在漏水情况,水位变化幅度较大。随着各区域后续工况基坑逐步开挖,车站变形逐步增加,但变形较小,区间变形未发生较大变化。

复杂地层超深地下连续墙设计与施工关键技术

以上海软土地区某挖深达45.5m的矩形超深基坑工程为依托,针对深度约90m的超深地下连续墙的设计和施工关键技术展开了系统研究。提出了适用于超深基坑工程的墙体分幅设计、止水措施、混凝土配合比、钢筋配置、垂直度要求等一系列设计参数。正式施工前进行了复杂地层的成槽试验及首件施工验收,确定其施工能力、施工工效以及施工参数,并针对超深地下连续墙容易出现的施工质量通病提出了系统的施工控制措施。在此基础之上完成了该工程超深地下连续墙的正式施工,墙体质量的超声波检测及开挖验证结果均达到设计要求,坑外地下水监测数据验证了悬挂帷幕的承压水控制效果,顺利通过了基坑开挖和结构回筑的服役过程。

某软土深基坑动态设计方法探讨及变形控制技术研究

随着城市建筑密度的增大,基坑工程面临的周边环境日趋复杂,如何控制基坑的变形成为软土基坑工程技术发展的难题。以某软土深基坑工程为研究背景,首先采用有限元应力-渗流耦合分析方法,全面分析了基坑的设计方案的可行性。然后,收集施工过程中的监测数据,并利用监测数据对有限元模型进行标定。最后,利用标定后的有限元模型对后续工况进行模拟,分析后续工况的安全性。在此基础上进一步用本项目模型对目前工程上常用的基坑变形控制方法进行了综合分析,确定了与本项目条件类似的软土深基坑的变形控制技术,包括土体预加固法、时空效应法、变形主动控制法等,为相关工程提供指导。

预制H型混凝土板桩在软土地区深大基坑中的应用

以上海天安豪园二期C区项目为例,将五轴搅拌桩内插预制H型混凝土板桩应用到上海软土地区地下2层基坑中。详细介绍了H型板桩的设计方法、施工要点,采用规范算法预测基坑开挖期间围护结构变形,并与现场实测数据进行对比分析,结果表明,支护结构及周边环境均处于安全稳定状态,从而验证H型板桩围护的有效性。

软土超深基坑工程关键技术问题研究

高地下水位软土地区地下空间开发利用呈现越来越深的趋势,随之涌现越来越多的超深基坑工程。基坑开挖深度越深,将面临更加复杂、更具挑战的一系列技术问题,基坑与环境的安全风险也随之成倍增长。本文重点介绍软土地区开挖深度40m级以上超深基坑设计与实施的关键技术,涵盖总体选型、超深地下连续墙、双帷幕体系、内支撑体系、超深止水帷幕及地基加固、深层承压水控制等方面内容,同时对影响超深基坑变形的工程桩空孔回填及基坑降水等特殊技术问题做了分析与说明。本文所介绍的各项关键技术在软土地区多项超深基坑工程中已得到成功应用,保障了超深基坑与周边环境的安全,并取得良好的技术、经济和社会效益,可为软土地区类似超深基坑工程的设计与实施提供借鉴。

软土地区基于建筑超长平移技术的基坑实例分析

上海安康苑一期项目位于上海市静安区,工程地上拟建3栋150 m超高层住宅及由5栋历史保留风貌建筑改造而成的联排别墅、沿街风貌组成。为在历史建筑下方完成4层地下室的建设,同时确保历史建筑免遭破坏,项目开发过程中5栋历史保留建筑需迁移保护,并在地下室完成后予以复位。结合本项目超高层的进度需求对基坑进行分坑处理,在先开区的施工过程中需对5栋历史保留建筑进行大规模平移工作,总平移建筑面积1945 m^(2),累计平移距离达2088 m,基坑面积约20500 m^(2),挖深18.15~22.9 m。本项目的成功实施可为上海软土地区城市更新改造中深基坑与超长距平移技术相结合的设计和施工提供参考。

软土地深基坑现场监测分析案例研究

文中结合某基坑实时监测数据,分析了基坑开挖过程中基坑性能的变化规律。结果表明,在基坑开挖过程中,支护侧向位移大幅增加,且在坑底开挖后趋于稳定,最大侧向位移随开挖深度的增加而增大;支护结构和相邻管线的侧向位移在基坑拐角处较小,在基坑壁中心处较大;基坑周围的地面沉降先增加,然后沿远离墙体的方向减少;通过引入刚度修正函数,修正土体沉降的计算方法,相关人员能更准确地预测管道的沉降。

软土地区基坑开挖智能监测系统及应用

随着城市高层建筑和地下空间的快速扩容,基坑工程事故日益多发。传统人工监测方法不仅时效性差,准确性和真实性都难以达标。相比之下,自动化监测方法持续提供实时数据和快速反馈,从而提升施工质量,并降低事故发生的可能性。在此背景下,本文开发了一种智能化基坑监测系统,并就其原理、组成架构以及技术特征等进行了详述。通过某软土地区基坑工程对智能监测系统进行了实际应用,分析基坑开挖过程中的土体深层位移、水位变化以及支撑轴力变化情况,最后对智能化基坑监测系统未来的发展趋势进行展望。结果表明:智能化基坑监测系统能实时采集、传输、计算和预警施工全过程的各项数据,有效弥补了人工监测的缺陷;在软土地区的实际应用中,该系统运作良好,成功识别并处置了2个监测点水平位移和3个支撑轴力的超限安全风险,全面满足了安全施工要求。研究成果可为智能化基坑监测系统在类似工程中的应用提供一定的参考价值。

前撑注浆钢管在某超大软土基坑中的应用

前撑注浆钢管是上海及周边软土地区近年来应用的一种新型基坑支撑形式,与常规的内支撑体系相比,具有施工便捷、挖土方便和造价经济等优点,应用在大面积基坑中具有明显的优势。本文以上海某超大基坑项目为背景,详细介绍了前撑注浆钢管在具体工程项目中的应用情况。项目的成功实施,对于软土地区类似的超大基坑工程具有较高的参考意义。

暗浜软土地区大规模深基坑支护施工方案设计

文中结合某大型深基坑工程实践,对暗浜软土地区的深基坑支护方案设计、土方开挖设计及降水设计进行了分析,并对基坑的施工效果进行监测。结果表明,该工程采用的支护结构方案为放坡+重力坝、放坡+工法桩+钢支撑,周边地面累计沉降量为22.4 mm,周边管线累计沉降量为12.3 mm,支护结构顶部累计竖向位移为27.5 mm,支护结构顶部累计水平位移为30.4 mm及支撑轴力水平力为2500 kN,所有监测点处的基坑周边沉降及支护结构变形量均未超过预警值,证明本工程采用的支护结构方案及施工技术安全可靠。

软土地区深基坑变形性状分析与控制措施研究

对于软土地区深基坑作业来说,施工变形和风险控制是关键。以上海浦东机场内某半逆作的深基坑为背景,通过对基坑监测数据分析,对软土地区深基坑工程的变形性状进行了分析总结。根据该工程基坑的变形性状分析,结合类似软土地区基坑工程的实践经验,从前期设计和施工过程控制两方面提出了一些基坑变形和风险控制要点。研究结果可为类似软土地区深基坑工程的科学施工提供经验借鉴。

软土地质条件下深基坑工程变形监测研究

为了深入研究软土地质条件下深基坑工程的变形特性及其监测方法,本文首先概述了工程概况,包括地质条件、基坑设计参数和施工环境。随后,详细阐述了监测内容与方法,包括监测项目的选择、监测频次以及数据分析方法。在监测设备与监测点布设方面,本文介绍了所使用的监测仪器、监测点的布置原则及其实施过程。接着,通过深基坑工程变形理论计算,分别探讨了深基坑地表水平变形、周边土体竖向沉降变形以及围护结构深层水平变形的计算方法,并给出了相应的理论值。最后,基于实际监测数据,对变形监测结果进行了详细分析,对比了理论计算值与实际监测值的差异,并评估了工程的安全性。本文的研究结果表明,在软土地质条件下,深基坑工程变形监测是确保工程安全的关键环节,合理的监测方案和准确的数据分析能够为工程安全提供有效保障。

软土地区超高层建筑岩土工程关键问题及沉降控制研究

以上海中心大厦为例,对软土地区超高层建筑桩型选择、桩基承载力计算、沉降计算参数取值及沉降计算等岩土工程关键技术问题进行了总结和研究。超高层荷载大,对桩基承载力要求高,桩型选择需结合周边环境、桩基承载力要求、施工可行性等因素综合考虑后确定,软土地区超高层建筑采用后注浆大直径超长灌注桩是适宜的。超高层建筑基础沉降要求高,需结合地层条件、结构特点、荷载分布情况、周边环境等因素综合考虑,确定沉降计算参数及计算方法。经采用多种计算方法进行沉降预测,塔楼沉降量估算值为75~120 mm,最终实测总沉降量约100 mm,有限元法的预测结果与实测值更为吻合,其中结构封顶时沉降量占最终沉降量的90%左右,沉降变形主要发生在工程建设期间。

复杂周边环境下的深基坑支护及开挖施工技术优化

为探究复杂周边环境下的深基坑支护及开挖施工技术优化问题,首先,通过对深基坑周边复杂环境、工程特点和工程难点进行重点分析,提出切实可行的保障措施。其次,基于复杂环境下的深基坑施工重难点,对基坑支护和开挖方式进行优化,并通过有限元分析软件进行施工过程模拟,提出相关施工技术优化方向。最后,对基坑支护和开挖过程进行自动化监测,确保对周边建构筑物产生的影响在可控范围内。

深基坑施工对邻近铁路路基的影响分析

涉铁工程基坑工程常位于铁路附近,使铁路结构不可避免地受到基坑施工的影响。本文以廊坊地区上跨铁路立交桥工程为背景,运用Midas-GTS软件建立三维数值分析模型,研究了基坑施工过程中邻近铁路路基和基坑的变形规律,并与实测数据进行对比分析,实测结果验证了有限元模型的可靠性。结果表明,基坑开挖深度越大,铁路路基变形越大;邻近基坑的不同位置铁路路基表现出不同的变形特点,距离基坑越近变形越大,铁路路基整体表现出向基坑内倾斜的趋势。