复杂地质条件下城市基坑开挖支护与变形研究

以武汉某市区住宅项目基坑为研究对象,结合其复杂地质条件设计了5种开挖支护方案,用于不同区段。选取2个典型剖面构建网格模型,采用有限差分法模拟基坑开挖变形。结果表明,开挖变形均在基坑监测项目的安全范围内,验证了所提出的开挖支护方案的合理性和有效性。对类似复杂地质条件下城市基坑工程的开挖支护方案设计和开挖变形控制具有一定的参考意义。

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。

基于离心机和数值模拟的深基坑开挖支护结构受力和变形研究

依据实际基坑开挖和支护结构工程特性进行模型概化,得出适合的离心模型试验方案,采用离心模型试验分析超深基坑开挖过程支护结构工程的受力和变形分布规律特征。同时建立三维有限元模型对圆形基坑开挖过程中支护结构的变形进行数值模拟,并将试验和数值计算结果进行对比分析。结果表明:支护结构水平位移模式为两头小,中间大的“涨肚型变形”;并且随着基坑深度的加深,地下连续墙水平位移最大值点逐渐下移;地表沉降呈凹槽形沉降形式,随着开挖的进行,沉降槽底部向着远离基坑的方向发展;地连墙背后土压力变化值呈非线性,开挖初期,土压力沿深度变化很小,但随着开挖的进行,土压力变化量逐渐增大;数值分析与离心模型试验的开挖支护结构变形特征结果较相近。研究成果可为基坑开挖设计切实有效的支护结构提供科学依据。

深基坑工程不同施工阶段对其围护结构及临近在役铁路路基稳定性影响分析

为研究基坑工程不同施工阶段对基坑围护结构及临近在役铁路稳定性的影响,针对盐城市铁路综合客运枢纽能源中心深基坑工程,首先分析不同施工阶段对基坑围护结构变形量的影响;然后基于临近铁路路基沉降变形监测数据,分析各施工阶段对铁路路基稳定性的影响。研究结果表明:土方开挖过程中基坑圈梁水平和竖向位移、支撑轴力、格构柱竖向位移均呈逐步增大的变化规律,支撑施工及底板浇筑过程中基坑各结构的位移量及支撑轴力逐步减小;随着施工进程的不断推进,铁路路基的竖向位移逐渐增大,直至拆撑结束后逐渐趋于稳定。最后通过收集若干基坑开挖对临近铁路路基影响的工程实例,发现铁路路基最大沉降值S_(max)与mH_(e)/L_(t)(m为基坑靠近路堤一侧的宽度、L_(t)为基坑坑壁至路基坡脚线的水平净距、H_(e)为基坑开挖深度)存在良好的对数关系。

基于ABAQUS的咬合桩支护深基坑数值分析

基于ABAQUS数值分析软件,利用刚度等效原则对咬合桩支护深基坑进行等效.对基坑开挖卸荷过程中坑底隆起变形、支护结构位移及支撑轴力变化进行分析,并与实际监测数据进行对比验证.研究结果表明:采用刚度等效原则进行咬合桩支护分析能够反映基坑的变形特征,数值分析得出的支护结构和周围环境的变形结果与实际监测值具有良好的一致性,可作为基坑实际施工的指导.

紧邻高铁站多级深基坑支护结构一体化设计分析

北京地铁朝阳站配套交通枢纽内部主体结构使用功能的差异,使得枢纽基坑呈现平面几何形状复杂、基坑开挖深度不同及基坑周边附加荷载不对称等特点。为解决常规基坑支护方案存在的问题,基于分级开挖和分级支护的理念研发了多级深基坑支护结构体系。论文详细讨论了各级支护结构的布置、结构参数局及施工步序。采用数值模拟和现场监测的方法,研究了多级深基坑开挖过程中支护结构体系的受力和变形特征。结果表明:基于分级开挖和多级支护的理念,研发的多级组合支护结构体系,具有布置形式灵活,控制变形能力强的特点;支护结构体系受各级基坑开挖的附加扰动影响,受力复杂,呈“悬臂+弓形”变形;紧邻高铁站侧围护结构水平变形远大于远离侧,但当各级基坑间距超过3倍开挖深度时,可忽略上一级结构变形产生的附加影响;数值模拟及现场监测结果表明多级组合支护结构变形及受力能满足控制值要求,可为类似工程提供参考。

软土地区紧邻地铁车站深基坑支护设计实践

如何在软土地区紧邻地铁结构的条件下,进行科学合理的基坑支护设计,采取针对性的保护和预防措施减少基坑开挖时地铁区间隧道的影响,是基坑工程领域亟待解决的问题。以上海尚浦领世F1-D地块项目深基坑工程为背景,在设计时采取了多种地铁保护专项技术措施,包括基坑分区实施方案、刚度大的支护体系、钢支撑轴力补偿系统、坑内被动区加固、承压水控制措施等。监测结果表明,靠近地铁侧的地下连续墙变形仅16.3mm左右、地铁车站最大隆起仅11.2mm,有效地保障了邻近地铁的安全,可以为软土地区同类基坑工程设计和施工提供参考。

桩锚支护体系深基坑开挖的数值模拟分析

为预判基坑开挖中可能出现的危险工况,以合理选择基坑支护类型,研究随基坑开挖深度增加时,桩锚支护体系下深基坑的变形与锚索受力变化规律。以实际工程为例,运用MIDASGTSNX有限元软件构建二维基坑模型,对桩锚支护基坑开挖过程中不同工况下的坑底隆起、地表沉降、围护桩顶水平位移及锚索的轴力变化进行数值模拟分析。结果表明:随着开挖深度增加,周围土体产生“挤土效应”,当开挖至坑底时基坑隆起量达最大,为15.4mm;不同工况下地表最大沉降量先减小后增大,地表沉降曲线呈“勺”型;桩顶最大水平位移与开挖深度成正相关;随着开挖深度增加,第二道锚索轴力增长速度远大于第一道锚索。

超宽基坑支护措施设计及监测数据分析

为确保基坑开挖过程安全,文中以超宽基坑为例,先开展支护措施设计,并结合基坑水平变形的现场监测成果,通过变形预测以掌握其变化规律。结果表明,由于基坑开挖宽度、面积较大,结合工程实际,南侧、东侧的支护措施1设计为“支护桩+2道锚杆”,北侧、西侧的支护措施2设计为“支护桩+1道锚杆”,且于基坑内侧设置4道内支撑。同时,经监测成果统计,基坑水平变形的变化为12.44~19.75mm,平均值为15.97mm,经预测,基坑水平变形的预测值为17.99~20.83mm,均在设计变形控制值(30mm)范围内,加之基坑水平变形趋于稳定,充分说明基坑支护措施设计合理有效,可为其后续施工奠定理论基础。

建筑基坑变形监测技术及稳定性分析研究

随着城市化进程的不断加速,高层建筑、地下停车场、地铁等建筑工程的兴建愈发频繁。其中深基坑作为大型建筑工程不可或缺的一部分,已经成为了建筑工程领域内的重要技术。然而,深基坑的开挖与支护是一项极具挑战性的工程,要求在施工中有合理和稳定的结构变形,以确保工程的成功实施。因此,对基坑的变形监测的研究具有重要的现实意义和应用价值。本研究以某深基坑为工程背景,在该工程监测和分析的基础上进行了有限元计算,进行了稳定的支护和开挖方案的设计。

岩溶地区基坑开挖桩锚支护结构变形与稳定性影响研究

为了探究溶洞对超长锚索支护基坑开挖与稳定性的影响,以广州市白云站二期基坑为研究对象,采用有限元软件Plaxis 3D建立了三维模型,分别从溶洞宽度、溶洞距锚固段始端和溶洞距地连墙的距离进行了模拟,并以地连墙沿深度方向的水平位移为指标进行了分析。研究结果表明:当溶洞宽度增加或溶洞距锚固段始端和溶洞距地连墙的距离减小时,对基坑变形的影响较大,且变形幅度较大,需对溶洞进行加固处理并及时监测基坑变形;当溶洞宽度减小或溶洞距锚固段始端和溶洞距地连墙的距离增加时,对基坑变形的影响减弱;当溶洞宽度减小或溶洞距锚固段始端和溶洞距地连墙的距离增加至一定程度后,几乎对基坑变形无影响。因此,在溶洞较发达地区进行基坑开挖,施工前对周围溶洞进行研究分析和预处理,有利于基坑稳定性。

双排桩+旋喷桩+注浆复合基坑支护位移监测分析

依托于信阳市火车站地下车库改建工程,针对基坑采用的双排桩+旋喷桩+注浆复合支护结构进行位移分析。对基坑开挖过程中的坡顶水平竖向变形及深层桩水平位移进行了监测。数据表明,基坑开挖完成后坡顶水平和沉降位移逐渐趋于稳定,最大水平位移和最大沉降位移分别为71mm和14mm。随着基坑开挖,桩身水平位移曲线呈现“鼓肚”形状,在深度为-1m至-5m的杂填土注浆范围内变形最稳定,最大桩身深层水平位为24.2mm。结果表明双排桩、旋喷咬合桩和土体注浆共同作用,能有效抵抗土体变形,维护基坑稳定,保证施工的安全性。

TOD模式少支撑基坑对紧贴地下车站变形影响研究

针对TOD模式基坑紧贴地下车站开挖普遍采用大型砼桁架强支撑方案,提出了3种少支撑基坑支护方案,考虑不同地层条件,研究细分为12个分析模型。采用有限元数值模拟方法,对车站结构、轨道变形和层间位移角进行对比分析。研究结果表明:整体变形控制效果,方案1>方案2>方案3。方案1能适用于两种地层条件,方案2在地层较差时不适用于城际车站,方案3仅基本适用于地层条件较好的地铁车站;方案1挖除反压土台时,造成轨道隆起变形陡增;方案2设置连系梁能一定程度减小水平变形,地层较差时效果更明显;方案3车站结构水平变形虽远超规范控制值,但其层间位移角仍小于弹性位移角限值,车站结构不会发生破坏。

异形深基坑支护设计与变形特性分析

受地下空间及主体结构功能需求,异形深基坑在基坑工程建设中运用日益广泛.针对该类型基坑的工程特性,以南昌市某典型的异形深基坑项目为依托,阐明基坑围护体系形式及支护控制要点.并采用MIDAS/GTS NX有限元分析软件建立基坑三维仿真模型,探讨基坑围护结构变形及周边地表沉降规律.通过有限元数值计算结果,验明该围护体系在工程中可有效适应异形基坑的支护变形特性,并积极抵抗基坑侧向变形,为异形深基坑提供优质的安全保障.

全盖挖法地铁车站基坑及周边变形规律研究

研究目的:西安地铁3号线胡家庙地铁车站因周边情况复杂,故采用全盖挖顺作法施工。本文以西安地铁3号线胡家庙地铁全盖挖车站深基坑工程为背景,对地铁车站的围护结构、周边地表以及邻近构筑物的变形影响进行研究。本工程的设计及其监测结果可为全盖挖地铁深基坑工程的信息化施工提供一定的依据。研究结论:(1)设计的"围护桩+钢支撑+军便梁"支护结构体系在抑制基坑变形方面起到了很好的效果,方案选取合理可行;(2)对临近基坑边缘的长乐桥而言,对桥桩的注浆加固措施合理可行,保证了交通正常运行;(3)通过对全盖挖地铁车站运用FLAC3D进行模拟,模拟结果与监测结果基本一致,验证了计算结果的正确性;(4)本研究成果可为黄土地区其他全盖挖地铁车站深基坑的施工提供借鉴。

新建地铁站基坑与既有车站结构间相互影响的数值分析

为解决新建地铁站基坑施工与临近既有车站结构间相互影响的问题,依托深圳地铁5号线前海湾站基坑工程和与其相邻的1号线鲤鱼门车站工程,采用FLAC3D有限差分软件,计算分析施工过程中前海湾站新基坑围护结构与鲤鱼门车站既有主体结构的受力变形情况。研究结果表明:既有鲤鱼门车站的存在对新基坑的开挖较为有利,可减小鲤鱼门站同侧的桩体变形(24.7%)和钢支撑轴力,使新基坑开挖更偏于安全;而新基坑开挖会使既有车站结构产生位移和一定转动,对既有车站的稳定和安全性影响较小。

西安地铁车站深基坑变形规律的有限差分法模拟

采用数值模拟与现场实测相结合的方法研究西安地铁车站深基坑变形规律。计算结果表明,桩身水平位移能够直接反映围护结构变形特性,围护桩水平位移最大的地方发生在基坑中部到三分之二基坑深度处,基坑周边地表沉降槽中心距坑壁8 m。将数值计算值与现场实测值对比分析发现,各个工况下桩身水平位移、内支撑轴力以及基坑周围地表沉降的实测值和模拟值趋势基本一致,表明FLAC(有限差分法)数值模拟可为施工前深基坑围护结构设计方案的可行性做出合理评价。

排桩与土钉墙联合支护基坑变形数值模拟

运用有限元分析软件PLAXIS,对采取桩锚与土钉墙联合支护的银川市天玺国际中心项目深基坑变形进行了数值模拟计算。计算模型采用15结点三角形单元模拟土体,土体按照实际情况分为7层,用注浆体模拟混凝土面层,用板单元模拟排桩,用点对点锚杆和土工格栅的组合来模拟土钉。计算结果表明:排桩与土钉墙联合支护结构中,在2种支护形式交接处变形量较大,说明基坑支护材料的刚度对基坑变形影响显著;随着基坑的开挖,边坡的变形量逐渐增大,且坡顶最终变形量大于坡底。将模拟结果与现场监测数据进行了对比分析,得出了类似深基坑变形的一般性规律及以控制变形为目的的改进支护加固方案。

地下空间开发中的岩土工程关键技术

城市建设为地下空间开发提供了广阔的前景和强大动力,同时也给岩土工程学科提出了严峻的挑战.地下空间开发不可避免地涉及基坑开挖支护、桩土相互作用、深基础抗浮以及埋深基础的变形等诸多岩土工程关键技术问题.抓住上述问题与传统问题的不同点,在指出问题特殊性的同时,对每个问题的主要影响因素进行分析.在基坑开挖支护方面提出了能够考虑位移变化的土压力计算方法,在桩土相互作用方面提出广义复合桩基理论,实现桩、土承载分担比的明确化,在深基础抗浮方面通过试验证明实际的水浮力比理论值小,并提出考虑基础底板受力的抗浮设计方法.在埋深基础的变形方面指出开挖卸荷引起的应力计算方法的特殊性,并提出考虑回弹和固结的基础沉降计算方法.通过上述具体研究得到了一些有益的结论,为当前风靡的地下空间开发提供技术指导和安全保障.

北京地铁义和庄站基坑支护结构及变形监测

结合北京地铁义和庄站深基坑支护变形监测方案,并通过大量实测数据对基坑的水平变形、钢支撑和锚索拉力变化规律进行了研究;并比较排桩、内支撑与排桩、锚索两种支护形式的变形差异。监测结果表明:围护结构的变形增量主要发生在基坑深层土体开挖及支撑结构架设前后阶段,在开挖至坑底后变形趋于稳定;支撑内力增加影响因素较多,包括地面堆载及温度影响;围护结构变形与支撑轴力变化具有显著的关联性;桩撑与桩锚支护结构的变形具有一定的差异性。