Analytical solutions of limit support pressure and vertical earth pressure on cutting face for tunnels

This paper focuses on theoretical analytical models to calculate the limit support pressure and vertical earth pressure on the cutting face for tunnels.The failure zone is divided into two parts:a sliding failure zone and an upper loosen zone,and the limit support pressure calculation equation is derived.To verify the rationality of the theoretical model,it was compared with the existing theory,numerical simulation,and centrifugal test,and then the parameter analysis was carried out.The results show that the results of this paper agree well with the existing theory,numerical simulation,and centrifugal test.The inclination angle of the proposed mechanism is determined based on the results of the existing centrifuge test,and the recommended inclination angle is between 52°+φ/2 and 54°+φ/2.The method is proven to be safe and accurate.It can provide a theoretical basis for similar projects.

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。

格栅式钢板桩与桩筏基础集成的基坑支护技术

针对软土地质基坑工程,提出格栅式钢板桩与桩筏基础集成的基坑支护技术,通过设置纵向双排钢板桩与横向钢板桩或钢板组成格栅式钢板桩,以提高支护结构强度与刚度,并与桩筏基础协同工作,以解决结构下部软土层承载力较差的问题,并提高支护结构稳定性。以某管廊工程为依托,通过计算分析与技术对比,论证集成支护技术的安全性与可行性。

顶管近接穿越既有箱涵的施工扰动与变形影响分析

为更好地控制顶管施工对周围建(构)筑物的影响,以上海某圆形顶管近接下穿既有箱涵施工为工程背景,建立了考虑顶管-土体-既有地下箱涵相互作用的三维有限元模型,计算分析了不同土体损失、开挖面支撑力等对周围地层和既有箱涵沉降的影响。计算结果表明:既有箱涵沉降随周围土体损失的增大而增加,两者基本呈线性正相关关系;当开挖面支撑力为初始地层压力1.5倍时,顶管施工对既有箱涵结构的扰动最小,一定程度上可以减少顶管施工导致的周围地层及既有箱涵沉降。最后,分析了多种既有箱涵MJS加固方案,提出了优化的加固参数,可为实际工程提供参考支持。

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。

复杂地质条件下基坑支护设计—滇中引水何官营倒虹吸

何官营倒虹吸全长1186 m,采用回填埋管形式,倒虹吸后段158 m长的管道置于饱和粉砂土层中,地下水位浅,地基存在地震液化问题,且该段线路途径东城村,周边部分房屋距离开挖基坑不足20 m,基坑开挖面临饱和粉砂土开挖边坡稳定,施工期地下水位下降,从而影响周边房屋地基稳定。为确保施工期基坑稳定和两侧房屋安全,设计将基坑防渗与支护相结合,经过方案比选后选用钢板桩支护形式。主要介绍了何官营倒虹吸钢板桩支护设计方案比选和结构结算成果。

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。

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。

深基坑支护方案设计及开挖数值模拟分析

随着城市建筑地下室建设规模的扩大,对深基坑的开挖和支护的技术要求也越来越高。本文以某深基坑工程为例,建立了相应的数值模型。利用FLAC3D软件分析了基坑在连续开挖过程中的变形和稳定性。根据数值模拟的结果,预测了可能失去稳定性的薄弱位置。提出了一个土钉加固方案来保持基坑的稳定性,采用索结构单元来模拟土与土钉的相互作用。计算结果表明,最大的水平位移发生在基坑壁的中间部分,最小的水平位移发生在基坑壁的角落部分。土钉支护通过分散土体的内应力,显著减少了基坑的变形。通过对数值模拟结果和基坑变形监测数据的对比分析,验证了模拟结果的可靠性。提出的加固方案有利于保证广场基坑的安全,可为类似基坑工程的加固提供经验。

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。

顶管施工对土体扰动机理的数值模拟研究

由于顶管施工现场的环境复杂性增加和顶进长度的增长,不恰当的施工参数控制可能导致对现有建筑物的影响过大甚至引发重大安全事故。因此,研究顶管施工中土体扰动机理、了解各施工参数对地层扰动的影响,对从理论上指导顶管施工,优化施工工艺具有重要的研究意义。通过数值模拟研究注浆压力、开挖面支护力对土体变形的影响规律,并与实测结果进行了对比验证。结果表明,不同注浆压力情况下,地表竖向位移呈“弓”字形变化趋势;在距始发井15~50m距离范围内,各注浆压力的地表沉降变化基本一致。开挖面支护力与地表沉降数值基本呈负相关关系,并且在距始发井约为10m位置处,地表竖向位移出现反弯点,范围外的土体趋于稳定。

深基坑开挖支护和降水方案应用分析

对富含承压水和潜水的深基坑进行开挖往往会造成边坡失稳和坑底突涌,因此,对基坑进行降水支护设计尤为重要。文章以太原市小店区某中学项目为例,详细介绍了在建筑场地内土层有承压水和地表潜水的条件下,开挖深基坑综合应用复合土钉墙支护和双排水泥土搅拌桩止水帷幕对基坑进行加固的具体方案,并对降水井的布置进行了分析,旨在为类似工程提供经验。

新型斜撑-排桩基坑支护体系工程应用分析

在软土较深基坑工程中,新型斜撑-排桩的基坑支护体系逐步得到推广与应用。以某基坑工程采用的斜撑-双排桩支护为例,采用有限元软件Z-soil对该支护体系进行数值模拟分析,通过对比现场监测数据,从支护体系内部的受力特性及围护结构变形对该体系的适用性进行评价。研究结果表明:该支护体系可用于软土基坑工程,斜撑轴力在基坑开挖阶段轴力稳步提升,基坑开挖到底后实测斜撑轴力可达800kN;该体系在控制围护结构水平变形及周边沉降方面效果明显,基坑开挖到底后,围护结构的水平位移最大约30mm。该新型基坑支护体系中的斜撑通过腰梁与围护桩形成较统一的整体结构,相互之间起到有效联合支撑作用,提供了有效的结构抗力,可广泛用于软土基坑工程。

高流塑性软土地基土工池基坑支护方案经济性分析

随着城市化进程推进,基坑工程在复杂地质条件施工难度较大,高流塑性软土地基上基坑支护问题备受关注。本文研究不同支护方案对造价、施工效率、安全性及环境等方面的综合影响,为工程实践提供经济合理的支护方案。通过对适用于高流塑性软土地基基坑支护方案进行深入经济性分析,包括成本分析、效益分析和综合经济性评价,验证理论分析实用性,得出各支护方案经济性排序,为类似工程提供参考。

土钉墙在基坑支护中的应用

本研究通过项目实例,探索了土钉墙在基坑支护中的应用,并对土钉墙的工作原理、设计、施工和监测等关键环节进行了深入研究,提供了科学可行的设计及施工方法。实践证明,土钉墙在基坑支护中能够有效地控制土体滑坡、变形和沉降等问题,能确保工程的安全可靠进行。

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。

超挖对软土基坑工程稳定性的影响分析

为了研究软土基坑超挖对稳定性的影响,结合珠海地区软土基坑典型案例,分析了超挖对基坑支护工程及基础工程的影响。结合理论计算,分析了基坑在未超挖和超挖条件下支护结构的变形和弯矩变化。研究表明:在局部超挖工况下,由于软土的流变性和触变性,会导致主基坑支护结构位移超限,甚至出现坑底隆起、深层滑移以及工程桩的破坏。建议采取加宽、加深坑内加固设施,管桩后搅拌桩加固以及增加桩顶放坡等一种或多种方法相结合的形式来保证基坑的安全和稳定。研究结果为类似软土基坑的超挖施工提供理论借鉴。

基坑开挖下倾斜长短组合桩受力及土体位移数值模拟

利用软件Midas GTS NX建立基坑支护模型,模拟分析基坑开挖过程中不同倾斜长短组合桩支护下,基坑土体位移及桩身水平位移与弯矩变化的规律;探讨组合桩桩长分配与长桩倾角对支护效果的影响。结果表明:基坑开挖过程中,随着开挖深度的增加,一定程度地增加长桩倾角能够有效减小土体变形和桩身水平位移,开挖面以下桩身最大弯矩也随长桩倾角的增加而减小;在总桩长一定时,最佳桩长分配受长桩倾角影响存在临界值,在长桩倾角临界值以下最佳桩长分配受倾角变化影响,在长桩倾角临界值以上长桩越长支护效果越好。在同一开挖深度下,桩身水平位移与长桩倾角有关,长桩倾角在开挖面以上相对于开挖面以下对桩身位移影响更大;开挖面以下,部分桩身最大弯矩与桩长成正比。

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。

黄土地层深基坑开挖支护结构设计与施工技术研究

受黄土地层独特的物理性质和结构性质影响,支护结构往往难以保持开挖深基坑的稳定性,为此,提出黄土地层深基坑开挖支护结构设计与施工技术研究。设计了以连续墙与复核土钉配合形式的黄土地层深基坑开挖支护结构,并以支护结构整体的稳定性安全系数为基准,对各结构的具体参数进行标准化。在施工阶段,分别针对复核土钉施工和连续墙施工进行了针对性设计。在实际应用过程中,测试黄土地层深基坑工程项目的水平位移和垂直沉降均在施工后80天基本趋于稳定,120天内对应的最大水平位移和最大垂直沉降分别仅为24.06 mm和18.07 mm,在土压力强度分布始终稳定在11.0 kPa以内,并未出现明显的应力增长。