深基坑边坡支护方法及SMW 工法应用研究

随着城市建设的发展,地下工程越来越多,深基坑支护问题越来越重要。介绍了基坑工程发展趋势及相应的特点,概述了深基坑支护方法及发展方向,列举了常用支护技术的适用范围及特点。通过对某地下室基坑围护的实例分析,详细介绍了既绿色环保又能实现基坑支护目的的新技术——SMW工法,同时也分析了其存在的局限性。对于深基坑支护方法的选择,要考虑各方面因素,反复验证,选择一种安全、合适的支护方法。

SMW工法桩与前撑式注浆钢管组合基坑支撑体系施工技术

受施工场地的限制以及对成本的控制要求,针对软土地区安全等级为二、三级基坑,可采用前撑自稳式注浆钢管支撑与SMW工法桩相结合的绿色施工工艺。该工艺可部分代替传统的钢筋混凝土内支撑,可以减少混凝土支撑体系对施工的影响,具有对基坑开挖土方便利、缩短工期、降低成本、拆除简单以及支撑可回收等优点。本文主要介绍单排型钢水泥土搅拌墙结合前支撑的自稳式基坑支护施工工艺,并对施工过程中的注意事项进行探讨。

Influence of the Haizhou Open Pit Coal Mine on the atmospheric flow over Fuxin, China

The influence of the Haizhou Open Pit Mine on the atmospheric flow in nearby Fuxin City in China was analyzed with the aid of the steady-state Navier-Stokes equations. The finite element method was used to obtain numerical solutions to these equations. The results showed that the Haizhou Open Pit Coal Mine contributes to the turbulent flow in the Fuxin City and its surroundings. However, when compared with the climatic effects, the open pit mine has a relatively small impact on the atmospheric flow over Fuxin.

SMW工法+环形支撑体系在基坑支护中应用研究

SMW工法桩与环形支撑的联合支护体系逐渐在基坑工程中实际应用,分析其支护效果和支护桩的受力性能对工程实际具有重要意义。基于某基坑工程实际,运用有限差分程序建立数值模型,分析其降水及多次开挖工况下土体的位移和支护桩的变形特征。研究结果表明:降水工况下,基坑的土体沉降主要集中在开挖范围内及基坑的边缘处,随着开挖的进行,基坑边缘土体沉降线呈圆弧状,坑底土体因卸荷会产生回弹,最大回弹值约为4.5 mm;基坑开挖对距边缘25 m范围内的土体影响较大,从地表至地下6.5 m影响逐渐减小;基坑侧壁的变形随开挖加深而增大,呈现出先增大后减小的趋势,支护桩在坑边中心位置变形最大,承受较多的荷载,且对于环形内支撑体系,整体受力均匀,研究结果可为基坑支护工程提供参考。

软土地层地下通道SMW工法桩复合基坑支护技术研究

复合基坑支护施工很少对基坑支护抗浮锚杆耐久性进行分析,导致基坑支护稳定性较差。文中对软土地层地下通道SMW工法桩复合基坑支护技术进行研究,对基坑支护抗浮锚杆耐久性进行分析,使其满足结构安全要求。对支护顶部附加荷载进行计算,以提升基坑支护抗变形能力。使用SMW工法进行桩型钢施工,完成复合基坑支护设计。结果表明,研究方法围护桩桩体挠曲位移的动态变形值总体较小,与对比方法相比分别减少2.18、4.73 mm,说明应用该研究方法的基坑支护稳定性更高。

深厚软土基坑斜抛撑与SMW工法组合施工安全应用

河湖相沉积及冲海相沉积深厚软土层强度低、承载力小,加之基坑工程施工周期短、工期要求严格,为了能够快速、安全地完成深厚软土基坑支护施工,基于目前基坑支护方案优选,提出斜抛撑与SMW工法组合支护方法,以工程实例为背景,采用理正开展斜抛撑与SMW工法在深厚软土受力变形分析,得到该支护方法最大受力点及变形特性;结合工程施工环境,优化斜抛撑与SMW工法组合施工工艺;通过对现场基坑检测数据实时分析,探究深厚软土土方开挖卸载及周边荷载作用下斜抛撑与SMW工法基坑变形特点,结合理论分析验证了该组合支护方法在深厚软土地层基坑支护的可行性。

综合管廊深基坑支护结构变形分析及优化研究

基于某综合管廊深基坑工程,运用Midas有限元软件,通过改变支护桩桩径、型钢布置形式、型钢尺寸、冠梁尺寸、内支撑间距的参数对支护桩水平位移变化规律进行了分析,并选取最优的支护方案。结果表明:通过增加桩径可有效抑制支护桩变形;型钢布置形式和型钢尺寸的改变对支护桩的影响较小;冠梁主要对支护结构的顶部变形起约束作用;内支撑水平向不等间距布置时增大了工作空间从而方便施工。最终方案为Φ850@600 SMW工法三轴水泥土搅拌桩,内插HN700×300×13×24型钢,型钢插一跳一布置;桩顶设置钢筋砼冠梁,内支撑为钢筋砼撑,支撑在冠梁上。模拟结果与实测结果基本一致,符合工程要求。

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。

深基坑开挖对临近高速公路影响及支护系统受力与变形研究

由于城市基础建设的快速发展,出现了很多近邻高速公路的基坑,对基坑及近邻高速公路的变形控制提出了新的要求.为控制临近高速公路基坑施工变形与保证高速公路安全,根据某深基坑临近高速公路施工的工程概况、施工方法与加固措施,采用有限元方法考虑车辆荷载后建立三维数值模拟模型,系统性地分析了基坑开挖过程中及开挖后高速公路路面的位移、支护结构的位移及内力变化规律.结果表明:基坑开挖后高速公路路面呈现中间沉降、两侧隆起的现象,路面与支护结构均会发现偏向基坑方向的水平位移,支护结构会整体“上浮”,支护结构呈现出中间横梁受压、两侧横梁受拉且压力远大于拉力的现象,增加支护密度可以有效减小路面与支护结构位移.

盖挖法地铁基坑施工对围护结构及其与立柱差异沉降影响

本文依托武汉地铁12号线中一路站基坑工程,采用Plaxis3D有限元软件建立数值模型,研究不同施工阶段地连墙水平位移、地表沉降和地连墙与立柱差异沉降的影响及变化规律;与明挖法相比,采用主体结构多次分段浇筑并架设内支撑方法对原方案进行优化分析。结果表明:随着基坑的开挖,地连墙水平位移和地表沉降逐渐增大,而地连墙与立柱的差异沉降呈现波动变化;与明挖法进行对比,盖挖法可有效控制基坑变形和降低对周边环境的影响;随着分段浇筑的层数和支撑道数的增加,基坑变形有减小的趋势,地连墙与立柱的差异沉降依旧呈现波动变化,当每个楼板间分3层浇筑且中间架设两道撑时,地连墙最大水平位移可减少22.47%左右,最大地表沉降可减少19.01%左右,本文得到的结论可为类似工程的设计和施工提供参考。

长春市某深基坑桩锚支护数值模拟分析

桩锚支护在深基坑工程开挖过程中具有较好的支护效果,使用有限差分软件FLAC3D6.0对深基坑进行各个工况的模拟具有重大意义。本文以长春某深基坑工程为研究对象,使用FLAC3D6.0有限差分软件进行三维建模,模拟基坑开挖过程中产生的地表水平位移、竖直沉降、坑底隆起以及围护结构的位移等,并做出总结。结果表明,围护结构在各工况下的水平位移随着距基坑边缘距离变大而逐渐减小;基坑水平位移最大值一般出现在基坑中间;坑底隆起值的变化与围护结构水平位移呈正相关;模拟值与实测值的变化规律基本相同,验证了本次模型的准确性。

SMW用于地铁车站深基坑变形影响参数研究

依托于南京地铁一号线南延线百家湖车站工程,利用经验证的数值模型和计算方法,研究了支护桩入土深度、不同型钢型号、型钢布置形式、不同支撑轴力、不同支撑水平间距等参数对SMW围护结构变形的影响。得出了各因素对围护结构变形的影响规律：支护结构的入土深度过小,会造成＂踢脚＂现象,在保证基底不失稳的条件下,当入土深度超过1.5H后,继续增加入土深度对减小支护结构水平位移的效果很小;不同形式的内插型钢布置对支护结构变形影响较大,型钢的型号对基坑变形影响较小;增加各道支撑预加轴力可以有效的减小围护结构变形,但施加过大的预应力会导致支护桩的过分后移,影响支护桩的强度,建议按照设计轴力的50%-80%取值;减小支撑水平间距是减小位移的有效方法,本车站工程支撑水平间距设为3.5-4 m为宜。

软土地层中深基坑SMW工法施工数值分析

考虑某市妇女活动中心大楼地质条件及周边环境特点,通过方案优选提出了基坑SMW工法的施工方案;基于有限差分理论,采用FLAC3D计算软件对基坑不同开挖工况下基坑坑底回弹、基坑周围地表沉降、钢支撑内力及SMW围护结构的侧移变形进行了模拟计算,结果表明:基坑开挖过程中坑底出现明显的回弹变形,基坑周边由于地表附加荷载的影响出现一定的沉降,支护墙侧向水平位移随开挖深度的增加而增大,布设横向钢支撑后墙体的侧移得到有效控制,钢支撑轴力随开挖深度的增大而增大。采用SMW工法进行施工,坑底回弹变形、支护结构内力及支护墙侧移量都在安全控制范围以内,由此表明采用SMW工法进行支护设计是合理可靠的。

长短桩组合支护在深厚软土基坑中的应用研究

基坑的支护桩通常采用等桩长布置,而在深厚软土地区的基坑工程中,围护桩需要嵌入软土以下的好土,所以桩长较长,等桩长布置的情况下经济性较差。为了研究部分围护桩嵌入好土的长短桩组合支护在深厚软土基坑中的作用及表现,采用现行设计方法计算全长桩支护和全短桩支护情况下围护桩的结构内力和变形,由此估计采用长短桩组合支护情况下围护桩的变形应介于全长桩支护和全短桩支护之间;进一步通过三维数值模拟对不同长度的长短桩组合支护进行对比分析,确定了合适的短桩桩长,然后将分析结果用于指导实际项目设计并对项目展开监测。研究表明:(1)长短桩组合支护的短桩桩长可截取至全长桩支护条件下围护桩弯矩计算的第二个反弯点,实现短桩与长桩共同受力、协调变形;(2)论文中给出的基于现行设计计算软件的长短桩组合支护设计计算方法是可行的;(3)长短桩组合支护设计方法可有效节约工程造价。研究成果可为深厚软土基坑工程提供参考。

“地下复合支撑”变形分析与优化设计

“地下复合支撑”是通过在基坑坑底布置加固水泥土将坑底工程桩与基坑支护桩墙相连形成复合受力体。基坑开挖时,复合受力体共同受力抵抗变形,有效控制围护结构变形并抑制坑底土体隆起。本文提出“地下复合支撑”概念及其设计理论,分析坑底加固面积置换率、固化剂掺量、加固深度等关键设计参数对基坑变形的影响,为“地下复合支撑”投入工程实践提供设计依据和理论参考。基于工程实例,针对原支护体系给出地下复合支撑的优化设计方案,验证新型复合支撑的可行性,体现其对基坑围护结构水平位移和坑底隆起变形控制的优势。同时,按照优化设计方案可以减少基坑内支撑的道数,具有安全性和经济性。

起爆方式对爆轰波传播特性的影响研究

为探究爆轰波碰撞对爆轰压力分布规律的影响,采用理论推导、数值模拟和现场试验相结合的方法,分析了不同起爆方式下炸药内部和外部爆轰压力的变化规律。研究结果表明:爆轰波发生碰撞后,依次产生正碰撞、斜碰撞及马赫反射现象,最大爆轰压力可达到稳定爆轰压力的3倍以上;采用对称双线性起爆方式时,土体聚能侧所受爆轰压力是起爆侧的2.74倍,轴向所受爆轰压力较单侧线性起爆方式提升了75%。基坑爆破试验结果表明:采用对称双线性起爆方式时,沿爆轰波碰撞聚能方向呈一字型布置起爆,炮孔间的贯通效果相较于单侧线性起爆方式得到了明显提升。

上海紧邻地铁超大深基坑工程设计与实践

软土地区基坑工程施工难度大,安全风险高。以上海核心城区某临地铁站超深基坑工程为背景,结合地铁轨道保护要求,通过对临近地铁深基坑做针对性保护设计,并加强基坑施工的过程控制,在保证基坑工程顺利实施的同时有效地保护了地铁结构安全。工程实践表明,设计中采用的一系列安全保护措施合理可靠,可为同类深基坑工程提供参考。

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.

桂平航电扩机工程基坑边坡稳定性评价

预应力锚索-灌注桩等组合支护结构能够有效地发挥各自优势,在基坑加固的应用中越来越广泛。本研究采用三维有限差分方法模拟桂平航电扩机工程基坑分级开挖支护全过程,分析预应力锚索、锚杆、抗滑桩组合支护结构的受力与变形特性,并通过监测数据验证了数值模拟的合理性。结果表明,对于上部为土质、下部为岩质的基坑边坡,采用抗滑桩和预应力锚索组合结构嵌固到下部基岩可有效控制上部土质边坡的塑性破坏和变形,结合预应力锚索和随机锚杆可有效地遏制下部岩质边坡侧向位移,桩锚组合支护结构对土岩复合地层基坑具有良好的适用性和加固效果。

SMW工法在复杂条件下基坑支护中的应用研究

考虑某地下室工程地质条件及周边环境特点,提出了SMW(Soil Mixing Wall)工法支护方案,采用空间有限单元法分析了在不同支护结构型式、不同桩长、不同刚度条件下,支护结构位移及周边建筑沉降性状.结果表明:SMW工法加支撑的支护方式能有效地控制周边建筑沉降,SMW工法桩桩长对支护结构变形及地面沉降影响很小,支护结构刚度对支护结构变形与地面沉降有一定影响.