Rockburst criterion and evaluation method for potential rockburst pit depth considering excavation damage effect

Excavation-induced disturbances in deep tunnels will lead to deterioration of rock properties and formation of excavation damaged zone(EDZ).This excavation damage effect may affect the potential rockburst pit depth.Taking two diversion tunnels of Jinping II hydropower station for example,the relationship between rockburst pit depth and excavation damage effect is first surveyed.The results indicate that the rockburst pit depth in tunnels with severe damage to rock masses is relatively large.Subsequently,the excavation-induced damage effect is characterized by disturbance factor D based on the Hoek-Brown criterion and wave velocity method.It is found that the EDZ could be further divided into a high-damage zone(HDZ)with D=1 and weak-damage zone(WDZ),and D decays from one to zero linearly.For this,a quantitative evaluation method for potential rockburst pit depth is established by presenting a three-element rockburst criterion considering rock strength,geostress and disturbance factor.The evaluation results obtained by this method match well with actual observations.In addition,the weakening of rock mass strength promotes the formation and expansion of potential rockburst pits.The potential rockburst pit depth is positively correlated with HDZ and WDZ depths,and the HDZ depth has a significant contribution to the potential rockburst pit depth.

Deformation Control of Deep Excavation Pit and Numerical Simulation with Finite Element Method

The authors firstly introduce deformation control of deep excavation pit indetail, and then put forward new conceptions such as: effective coefficient of excavation pit,effective area, ineffective area and critical line, and also put forward the referential criteria ofdeformation control. The System of Optimization Design with Deformation Control of Deep ExcavationPit and Numerical Simulation with Finite Element Method (SDCDEFEM) is also briefly introduced.Factors influencing deformation of excavation pit are analyzed by the system. The measured andsimulated data of maximum deformations (settlement, displacement and upheaval) and their positionsare analyzed and discussed. The statistic formula estimating maximum deformations and theirpositions was gained, and economical-effective measures of deformation control were brought forward.

Construction Technology and Safety Risk Control Measures of Deep Foundation Pit Excavation

Deep foundation pit excavation is a basic and key step involved in modern building construction.In order to ensure the construction quality and safety of deep foundation pits,this paper takes a project as an example to analyze deep foundation pit excavation technology,including the nature of this construction project,the main technical measures in the construction of deep foundation pit,and the analysis of the safety risk prevention and control measures.The purpose of this analysis is to provide scientific reference for the construction quality and safety of deep foundation pits.

Deep Foundation Pit Excavations Adjacent to Disconnected Piled Rafts: A Review on Risk Control Practice

Foundation pit excavation engineering is an old subject full of decision making. Yet, it still deserves further research due to the associated high failure cost and the complexity of the geological conditions and/or the surrounding existing infrastructure around it. This article overviews the risk control practice of foundation pit excavation projects in close proximity to existing disconnected piled raft. More focus is given to geotechnical aspects. The review begins with achievements to ensure excavation performance requirements, and follows to discuss the complex soil structure interaction involved among the fundamental components: the retaining wall, mat, piles, cushion, and the soil. After bringing consensus points to practicing engineers and decision makers, it then suggests possible future research directions.

基于某复杂地层深基坑降水开挖数值模拟分析

本文以长春某深基坑项目为例,利用Midas GTS NX软件对施工过程进行模拟。研究降水开挖对地表沉降、坑底隆起、围护结构的变形影响以及分析不同桩径、降水对基坑开挖的影响。结果表明,围护结构最大变形与最大地表沉降随开挖深度不断增大,最大变形位置与开挖深度之比分别为0.72和0.63;富水砂层地区基坑降水开挖后地表沉降、围护结构变形降水关系占比较大;适当改变桩径可以减小围护结构的水平变形,此次建模也验证模型的准确性。

基于三维地质模型的深基坑土方开挖管理研究

建设项目弃土的资源化利用可有效降低施工企业的成本,同时按照弃土的工程特性进行预处理并分类填筑施工,可有效降低弃土边坡的稳定风险。基于岩土工程勘察成果,建立工程场地范围内的三维地质模型,通过模型分析及计算,对拟开挖的土石方按照岩性及工程位置进行工程量计算及统计,结合工程位置和土体的工程特点,合理组织施工,提高施工效率;加强开挖过程中土质的分类和管理,可有效控制弃土的综合成本,同时为合理组织弃土的预处理与回填施工提供依据。

地铁车站深基坑开挖变形监测方案研究

为了保障地铁车站深基坑开挖过程中的施工安全与质量,本文以某地铁车站工程项目为例,详细规划了深基坑开挖变形监测的内容,包括围护结构位移、周边地表沉降、支撑轴力变化等关键指标。随后,阐述了监测实施方法及测点布置策略,包括高精度控制网的建立、监测初始值的精确测定与复核,以及具体监测步骤的执行。最后,对监测结果进行了深入分析,揭示了变形规律与潜在风险。研究结果表明,通过科学合理的监测方案,能够有效控制深基坑开挖引起的变形,为施工安全与进度管理提供了重要依据,同时验证了本文监测方案的有效性与实用性。

超大深基坑工程开挖对临近建筑的影响

为了深入探究超大深基坑工程开挖对临近建筑的影响,本文通过介绍工程概况,详细分析了沉降、位移监测点的布设情况,并对地下连续墙深层水平位移的影响进行了深入探讨。同时,文章还着重分析了临近建筑的变形影响,并提出了相应的观点。研究结果表明,超大深基坑工程的开挖对临近建筑产生了显著的影响,特别是在沉降和位移方面。通过合理的监测点布设,可以有效地捕捉到这些影响的变化趋势,为施工过程中的风险控制提供了重要依据。同时,地下连续墙的深层水平位移也对临近建筑的稳定性产生了较大影响。

软土地区深基坑土方开挖环境污染修复技术研究

软土地区深基坑开挖易导致土壤和水体被重金属、有机物等污染物污染。因此,研究软土地区深基坑土方开挖环境污染修复技术。从物理修复技术、化学修复技术、生物修复技术、超积累植物修复技术四个方面,研究土壤污染修复技术;从多级强化水污染修复技术、可渗透反应墙修复技术两个方面,研究水污染修复技术。选取某软土地区的深基坑土方开挖工程作为工程案例,通过工程应用验证,可渗透反应墙修复技术可以处理多种不同类型的水污染。采用环境污染修复技术,有效修复土方开挖造成的环境污染,加快污染物的降解速度。

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Midas GTS的某近海深基坑开挖三维有限元数值模拟分析

为研究近海深基坑在桩锚支护体系下土体开挖变形规律,考虑水流渗透作用,运用Midas GTS对某深基坑开挖过程进行模拟,并结合已有资料进行分析。结果表明:该深基坑开挖后的第一步为最危险施工步,桩顶土体最大位移为13.97 mm,越往下开挖支护体系越完善,位移变化越小,实际监测最大位移值为15.36 mm;整个等效地连墙在钢腰梁与锚索位置处向基坑内部变形收缩程度最大,为6.6 mm,符合实际变形规律。Midas GTS能有针对性地指导现实施工阶段,可为基坑监测布置设置点提供参考价值。

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。

相邻深基坑开挖相互影响及变形控制研究

以北京城市副中心站综合交通枢纽项目大铁深基坑和02B区深基坑分期开挖为研究对象,采用有限元软件建立了局部精细化模型,对相邻深基坑开挖的变形特性和影响因素进行了研究,并提出了深基坑变形控制措施。研究结果表明,在相邻深基坑近接施工过程中,先开挖的深基坑呈向后开挖深基坑方向移动的趋势,而坑间土地表沉降变形从凹槽形变为双峰形;根据拟合出的变形曲线斜率,可以将相邻深基坑近接施工影响分区划分为:d<2h为强影响区,2h≤d<4h为次影响区,4h≤d<6h为弱影响区,d≥6h为无影响区;为了确保深基坑群施工的整体稳定性,最优开挖顺序是同步开挖,如需分步开挖应优先开挖支护结构刚度较大、支护力度较强的深基坑;该工程可通过及时在逆作区架设上斜撑来实现变形控制的目的。

深基坑施工安全技术措施

本文主要阐述深基坑施工安全技术措施。首先分析深基坑施工安全技术措施的重要性,其次从深基坑施工前安全准备工作、基坑降排水、土方开挖、喷射混凝土及土钉施工、基坑防护、基坑监测等方面深入探讨加强深基坑施工安全的技术措施。本文旨在对深基坑施工安全措施进行分析,进一步提升深基坑施工安全技术水平,保障深基坑施工顺利进行。

长江漫滩区深大异形基坑施工对紧邻特大型桥梁影响及变形控制研究

随着地下空间资源的开发利用,越来越多深基坑呈现出开挖深、规模大、形状不规则等特点,其支护结构设计复杂,施工难度大,具有明显的空间效应。笔者等以南京地铁某基坑工程为例,分析基坑施工对邻近桥梁的影响。其场区位于长江下游漫滩相二元结构地层分布地段,上部软土层厚度大,下部承压含水层地下水位高、水量丰富,地质条件复杂,该基坑为典型的深大异形基坑,距离某大桥的双曲拱引桥仅为7.2 m,由于之前桥梁已遭受其他地下工程施工产生的较大变形,所以后续工程对其影响变形控制要求极高。为此,该车站基坑支护结构设计基于地下空间实际功能采用设置分隔墙分区开挖及MJS超深工法墙综合变形控制方案。笔者等通过有限元数值模拟计算,开展复杂环境下基坑开挖引起的围护结构及桥梁桩基的变形预测分析,计算结果显示,该深大狭长异形基坑开挖对邻近桥梁沉降变形影响显著,通过设置分隔墙分区开挖及MJS工法墙进行变形控制,能够较好地控制基坑的空间效应,减少“长边效应”、“异形效应”等对桥梁沉降变形的影响。通过现场基坑开挖过程实际监测结果,验证这一综合变形控制方案的可行性。该研究成果对于类似复杂地质条件下深大狭长异形基坑的支护及施工设计具有很好的借鉴意义。

不规则深基坑降水开挖稳定性及其对紧邻地下综合管廊的影响研究

针对北京市通州区某紧邻两条地下综合管廊不规则深基坑工程,建立了基坑及地下综合管廊的三维有限元分析模型,模拟分析了基坑降水开挖的稳定性及其对地下综合管廊受力变形的影响。结果表明:鉴于基坑形状极不规则,沉降峰值主要出现在基坑北侧“尖”的两侧,西侧和南侧侧移值较大;基坑边缘周边地表沉降基本呈现先增大后减小的趋势。不同断面支护结构的受力变形也不同。非管廊侧锚杆轴力约为管廊侧的70%,护坡桩在不同断面处发生不同程度的水平位移,靠近管廊侧桩顶平均水平位移较大;基坑降水开挖引起的两条紧邻综合管廊的最大竖向和水平位移发生的区域基本相同。此外,两管廊交会处最大剪应力、最大主应力和最小主应力值都相对较大。

硬岩地层超深基坑桩锚支护体系受力与变形特性实测分析

为探究硬岩地层超深基坑桩锚支护体系随基坑开挖的受力与变形演化规律,依托于崂山公卫中心基坑支护工程,对南侧支护完成区域基坑的预应力锚索轴力、基坑水平和竖向位移进行了实时监测,分析桩锚支护体系在该地质条件下的力学性能,探讨锚索轴力急速下降与基坑水平位移增大的影响因素。研究表明:预应力锚索轴力持续、急速的下降与基坑紧邻原状山体的土压力和北侧后挖区域的持续施工有关,工程中采取预应力锚索2次补偿张拉适用效果良好;基坑最大水平位移为19.98 mm,最大竖向位移为12.11 mm,南侧支护完成区域基坑支护体系的变形受后续施工区域的影响明显;桩锚支护体系在硬岩及土岩二元地层超深基坑中具有较好的适用性和可靠性。类似工程支护结构设计应重视周边地质环境、邻近区域持续施工等因素的影响。

复杂地层中深大基坑开挖变形特征和优化设计

复杂地层中的基坑开挖对周边环境会产生很大的干扰和影响。以兰州市兰石14#地块建设项目基坑为工程背景,运用有限元软件MIDAS进行基坑开挖数值模拟,同时结合现场监测数据进行研究分析。结果表明:在基坑开挖过程中桩身水平位移最大为13.5mm,基坑周边竖向位移最大为12.1mm,桩身及锚索受力与基坑开挖深度呈正比关系且满足规范要求。同时针对原有基坑设计方案进行了优化分析,对比了不同放坡坡率和不同桩径等影响因素。结果显示:当采取600mm桩径、桩间距为1.2m的支护桩,放坡坡率为1∶0.5时,基坑变形与原设计基本一致,优化后的开挖支护方案可有效降低基坑的开挖支护成本。

基于深度学习的基坑开挖引起地表位移时序预测

为更精准预测基坑工程中数据的时间特性,结合卷积神经网络CNN模型与两种单一时间序列神经网络模型长短期记忆网络LSTM模型、门控循环单元GRU模型,建立混合时间序列神经网络CNN-LSTM模型、CNN-GRU模型。基于杭州某邻近既有车站基坑开挖工程,采用滚动预测方法建立基坑开挖引起邻近地铁车站地表沉降数据集。通过平均绝对误差MAE、平均相对误差MAPE和均方根误差RMSE3种评价指标对预测结果进行评价。结果表明:CNN-GRU模型预测效果最优,CNN-LSTM模型次之,其次是GRU模型,最后是LSTM模型。CNN-LSTM混合网络模型相较于LSTM模型对3种评价指标分别降低了24.4%,53.8%,4.1%,CNN-GRU混合网络模型相较于GRU模型分别降低了13.9%,49.1%,1%。

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。