成都地区卵石地层深基坑开挖的土压力计算方法

[目的]现有土压力理论计算方法未考虑卵石地层孔隙度大、结构松散等离散性特点,计算结果与实际土压力有所偏差,需要研究适用于成都地区卵石地层的土压力计算方法。[方法]以成都轨道交通7号线为依托,分析卵石地层深基坑土压力与朗肯土压力理论值的差别,并建立深基坑开挖土压力计算方法。采用离散元数值模拟和数据统计分析,获取围护结构平动、围护结构绕墙顶转动和围护结构绕墙底转动三种基本变位模式下静止土压力、被动土压力和主动土压力的分布特征。与朗肯土压力理论计算结果进行比较,得到不同变位模式下三种土压力的修正系数,并建立深基坑土压力修正计算方法。进一步与现场实测数据比较,对比验证所提出的土压力计算方法。[结果及结论]主动土压力和被动土压力分布形式具有强烈的非线性,可采用双折线进行描述,交点分别位于埋深8 m和9 m处。静止土压力修正系数分布在0.91~0.96之间,在使用时不需要修正;主动土压力修正系数分布在0.33~0.78之间,被动土压力修正系数分布在0.52~0.91之间,在使用时应予以修正。所提出的卵石地层深基坑土压力计算结果与现场实测结果吻合较好,可为类似轨道交通工程提供参考。

卵石地层偏压深基坑支护结构力学特性及影响因素分析

依托洛阳市周山大道下穿开元大道项目,对卵石地层偏压深基坑支护结构力学特性及影响因素进行研究。采用MIDAS GTS NX建立二维有限元模型,对比不同条件下支护结构侧向位移、弯矩和轴力,探讨深基坑旁偏压荷载位置、大小、分布宽度及基坑开挖深度对基坑支护体系变形的作用,得出桩身随条件变化方程式及相关系数。结果表明:当堆载达到60 kPa,左侧桩体位移变幅为56.80%,右侧桩体位移小于左侧且向远离基坑方向移动,坑边荷载≥105 kPa时桩体变形将达到本项目规定预警值;堆载与坑边距离的大小和围护桩侧移量呈极高相关,基坑至堆载距离大于1.5倍设计开挖深度时,支护结构受力变形趋于稳定;基坑开挖深度达到1.8倍设计开挖深度时,基坑灌注桩受到荷载分布宽度影响几近于零。工程实测值与模拟计算值对比分析,验证了本文方法的准确性,可为偏压深基坑工程提供借鉴。

复杂岩溶地层地铁车站深基坑涌水灾害的声呐探测及综合治理

[目的]在佛山地区,复杂岩溶地层具有特殊性,其钙质粉砂岩地层及其破碎带极易引发地铁车站基坑涌水灾害。因而有必要采用声呐技术进行探测,并通过综合治理解决涌水问题。[方法]以佛山地铁3号线中山公园站为研究对象,从涌水险情出发,介绍了该站声呐探测方案,并基于探测结果分析了该站深基坑地下水的渗漏特性,判定了渗漏点的空间分布及其涌水灾害类型。结合基坑底部超前钻勘察成果及基坑内涌点分布特征,提出了坑外后退式双液注浆止水帷幕+坑内咬合旋喷桩基坑渗漏联合封堵方案。着重阐述了方案中后退式双液注浆、双管旋喷咬合桩以及MJS(全方位高压喷射)桩等技术的施工要点。对采用综合治理前后的代表性测孔处地下水渗流速度进行对比,以验证治理效果。[结果及结论]声呐探测技术能精准探查岩溶地层深基坑渗漏点的具体位置及其渗流场相关参量。采用后退式双液注浆、双管旋喷咬合桩及MJS桩相结合的联合封堵方案可有效解决复杂岩溶地段深基坑开挖大面积涌水渗漏技术难题。

圆砾地层深基坑坑角效应对邻近建筑物变形的影响

[目的]在基坑坑角效应影响下,坑角处的围护结构变形差异显著,建筑物沿基坑各方向会产生不同的沉降值,坑角效应对圆砾地层的影响尤为显著,极易造成建筑物破坏。因此,需研究圆砾地层深基坑坑角效应对邻近建筑物变形的影响规律。[方法]以南宁轨道交通5号线广西大学站为例,通过分析实际监测数据获得车站深基坑坑角效应的影响范围;采用Plaxis软件建立三维有限元计算模型,分析坑角影响范围内的地连墙和邻近建筑物的变形规律。[结果及结论]圆砾地层的坑角效应范围为2.8 H(H为基坑开挖深度),坑角效应将导致基坑中部的地连墙最大水平位移较坑角处大,最大增加幅度为82.2%。当建筑物与坑角距离≥1.5 H时,坑角效应对建筑物的变形约束作用有所减弱。随着建筑物与坑角及坑边距离的变化,在垂直于基坑边的方向上,建筑物纵墙的不均匀沉降值、倾斜率变化曲线均呈现出陡降式的抛物线变化趋势;在平行于基坑边的方向上,建筑物横墙的不均匀沉降值、倾斜率曲线的变化可划分为陡降式、上凸式、下凹式抛物线变化趋势。

滨海地区土岩复合地层城市轨道交通车站深大基坑施工稳定性分析

[目的]基坑开挖会引起周围地层和建(构)筑物产生变形,轻则影响施工进度,重则造成工程事故。为了保证城市轨道交通车站深大基坑的稳定性和安全性,需对基坑开挖过程中土层与围护结构的受力和变形特性进行研究。[方法]以青岛某地铁车站深大基坑为工程背景,结合土岩复合地层特性,采用数值模拟方法对深大基坑各施工工况下的变形及内力进行分析。结合现场数据,研究土岩复合地层下深大基坑开挖过程中地面沉降、围护桩位移及支撑轴力的变形规律。[结果及结论]数值模拟表明:未施工双轴高压旋喷桩时,端头井东墙、西墙及南墙均发生侧向位移,且侧向位移方向均朝向基坑内部,最大侧向位移为2.19 mm,发生在南墙中部;施工双轴高压旋喷桩时,基坑端头井一侧旋喷桩加固过程中,端头井侧墙变形量出现峰值,最大变形量为2.21 mm。未施工双轴高压旋喷桩时,地连墙内力变化峰值出现在其腰部,最大值为101 kN;施工双轴高压旋喷桩时,端头井旋喷桩加固地层侧的地连墙结构内力变化明显,其内力变化峰值出现在地连墙腰部,最大值为96 kN。由此可见,双轴高压旋喷桩对基坑各施工工况下的地连墙的内力有一定的减小作用,但对基坑变形影响不大。

砂卵石地层半盖挖地铁车站深基坑变形特性

采用半盖挖法施工的地铁车站深基坑工程往往具有施工规模大、支护结构复杂、开挖深度大、施工场地狭小等特点,而砂卵石地层稳定性差,受荷载易变形,导致基坑安全事故时有发生。以成都地铁某半盖挖车站为例,采用有限元分析软件PLAXIS 3D,对基坑开挖过程中地表沉降及隆起、围护结构侧移、立柱变形情况进行数值模拟分析。受到基坑不对称开挖影响,基坑两侧结构及地表沉降变形略有差异:明挖侧顶部出现了朝坑外的位移,盖挖侧围护桩深层水平位移比明挖侧大;明挖侧累计地表沉降值比盖挖侧小;立柱在开挖过程中的竖向位移会受到上部荷载、坑内土体沉降及坑底隆起的共同作用,立柱上部结构会出现朝向明挖侧的弓形水平变形。

富水深厚砂卵石地层深基坑降水引起的地层沉降预测

以洛阳轨道交通车站深基坑降水为背景,利用降水施工实测数据对数值计算模型采用的边界条件进行修正,同时计算出敞开式条件下不同降水深度和不同含水层厚度的降水漏斗曲线,并进行数值拟合。将拟合函数引入土体压密计算公式,预测因降水引起的坑外地层沉降。通过实测数据对预测方法进行了验证,结果表明:预测结果与实测结果分布趋势一致,预测值较最大实测值平均偏大12.1%。该方法可以用于预测富水深厚砂卵石地层深基坑降水引起的地层沉降。

富水砂性地层地铁深基坑监测及变形分析

以富水砂性地层顺作法地铁车站基坑为工程背景,结合施工现场监测数据,对围护结构侧向位移变形、周边地表沉降、地下水水位变化及周边建筑物沉降进行分析,总结富水砂性地层的变形性状和对周边环境的影响。监测数据和分析结果表明:富水砂性地层条件下,地下连续墙最大侧向位移δhm的变化范围为0.045%H~0.5%H,均值约为0.22%H,发生位置在(H-4,H+10)之间;基坑开挖引起的地表沉降影响范围在35m以内,约2倍基坑开挖深度;墙后地表最大沉降发生在距离基坑5~10m左右;富水砂性地层有着地下水位高,渗透性强的特点,施工中采用疏干降水与承压降水相结合的措施可以有效控制地下水位变化;施工建设过程中对周边建筑物进行实时监测来反馈指导施工,可以保证施工对周边建筑物的影响在可控范围内。

河湖相沉积软土地层地铁车站深基坑施工位移分析

为研究河湖相沉积环境下的软土深基坑在施工过程中的变形规律,以佛山轨道交通2号线某车站深基坑工程为研究对象,在进行实际开挖和布设监测点的基础上,结合工程地质条件建立三维数值模型,对基坑围护结构、地面沉降和地下连续墙墙体水平位移等进行了对比分析。结果发现:该软土深基坑长边方向最大水平位移监测值为23.0~24.0 mm,短边方向最大水平位移监测值为13.5 mm,基坑水平位移曲线整体呈拱形;基坑长边方向地面沉降监测最大值25.0 mm,短边方向地面沉降监测最大值为14.5 m,距基坑边缘6.8 m,其曲线呈宽“V”字型;深基坑三维数值模拟结果与监测结果基本一致,与监测值相比最大误差为10%~12%;开挖深度达到7 m时,基坑深部土体由于嵌固作用和围护结构内移存在隆起趋势,开挖完成后隆起位移达到4.1 mm;通过监测和模拟手段对此类型软土深基坑施工过程中的变形规律进行了验证,其变形值均未超过基坑变形控制上限。

基于主成分分析的基坑开挖对周边建筑物影响分析

富水砂卵石地层由于其高渗透性、低黏聚力、松散的结构等特点,给地铁深基坑工程施工带来了极大的难度,尤其是周边有临近建筑物、河道以及既有地铁线路时,对基坑施工技术提出了非常高的要求。依托成都地铁17号线凤溪站深基坑工程,针对富水砂卵石地层中基坑降水开挖对周边建筑物的影响规律进行了研究。通过Midas-GTS/NX有限元数值模拟结合实际工程监测数据对建构筑物的沉降随深基坑降水开挖的变化规律进行了分析,并采用主成分分析法计算了各监测指标对基坑稳定性评判的影响,得出结论:建立的有限元模型的预测结果略大于实际变形值,在富水砂卵石地层中进行降水开挖对周边环境的影响十分显著,随着开挖深度的增加,建筑物沉降、地表沉降均随之增大,在架设内支撑后,沉降随即趋于稳定,少数部位甚至会有微小的隆起;地面最大沉降出现在距离基坑边缘水平位置1/5开挖深度处,而临近河道一侧由于受到地下水的影响其沉降值相对较大;在基坑监测指标中,测斜与桩顶变形对基坑稳定性评价的贡献率最大,其次是地下水位、内支撑轴力以及地表沉降,可见测斜和桩顶变形反映了基坑降水开挖的稳定与否,在实际工程中应密切监测。

复杂地质条件下的超深基坑设计与施工

为确保地层变化大的超深基坑工程实施安全,结合三亚某商办项目超深基坑工程基坑支护实践,着重从基坑支护设计方案比选和施工质量控制入手,确保了整个基坑支护及地下结构施工过程中基坑周边环境及本身变形都处于受控范围,取得了较好的经济效益,为今后类似工程的施工提供了可借鉴的经验。

软土地区含承压水层深基坑抽降水设计及模拟分析

承压水是基坑地下水防治的一个重要难题,为了保护软土地区含承压水层深基坑开挖周边环境,目前常采用抽灌一体化的施工方法。以中交集团上海超高层总部基地项目为依托,基于抽灌一体化设计理念,通过三维渗流数值模拟和现场试验数据分析,对承压水减压降水设计进行优化,最终解决了基坑承压水防治和周边环境保护难题。结果表明,优化后的抽灌一体化设计方案在保证顺利降水的同时还可以有效控制基坑周边历史保护建筑的沉降速率,确保保护建筑的安全,证明了抽灌一体化设计的合理性,可为同类工程提供借鉴。

渗流作用对卵石地层隧道基坑及邻近管线影响

依托洛阳市周山大道下穿隧道深基坑工程,结合周边复杂环境及水文地质条件,研究渗流作用对卵石地层隧道基坑及邻近管线的影响规律。采用MIDAS GTS NX软件建立模型,结合现场监测分析了开挖过程中基坑周边土体位移、地表沉降值、支护变形规律,以及基坑开挖和降水对邻近管线变形的影响,并将数值计算结果与现场监测数据进行对比分析。结果表明:围护结构水平位移整体为前倾曲线,随嵌入深度先增大后减小,最大位移为13.94 mm,位于桩身中部,并在规范允许范围内;降水期间地表沉降程度加剧,与基坑距离1.5倍设计开挖深度以上时沉降几乎占据总位移60%以上;开挖深度超过6 m时邻近管线较上一工况最大沉降差为3.35 mm,竖向变形整体为下沉形态,位移最终呈现两端小、中间大的结果,具有明显空间效应。

软土地层基坑开挖对既有隧道影响的研究

以绍兴软土地层某紧邻既有地铁隧道的新建酒店深基坑开挖工程为背景,通过数值模拟和工程实测研究基坑在不同施工阶段对既有隧道结构的影响,研究表明既有隧道在基坑开挖阶段主要表现为沉降和向坑内偏移,深基坑快挖快撑、减少开挖面、尽快封底是控制既有隧道结构变形增大的有效措施;数值模拟与工程实测数据结果相近,证明模型的边界设置和参数选择是合理的,采取"钻孔灌注桩+钢筋混凝土"的围护体系是满足工程要求的,可为后续同类工程提供一定的借鉴和参考.

邻近河道的地铁深基坑降水开挖对周边建筑物的影响分析

由于地铁车站其周边环境十分复杂,施工难度相对较大,尤其是在邻近河道时,其地下水补给充足,深基坑的降水开挖对周边环境造成了严重影响。以成都地铁17号线凤溪站深基坑工程为例,采用Visual Modflow对场地周边地下水渗流进行分析,采用Midas-GTS/NX对深基坑降水开挖施工进行数值模拟,通过对监测数据进行规律性分析,得出结论:富水砂卵石地层中,采用坑外管井降水+坑内疏干井+坑内明排可有效降低地下水位,但是对基坑周边建筑物沉降影响显著;随着基坑开挖至第四道内支撑被架设后,建筑物沉降才开始趋于平稳,距离基坑较近的建筑物沉降变形相对较大;地表沉降随着开挖深度的增大而增大,通常在距离基坑边缘水平方向1/5开挖深度处沉降量最大,并且靠近河道一侧的沉降量明显较大;对河道采取防渗处理可以有效地减少地下水补给,降低水头,给工程降水效果带来极大的辅助作用。

混合地层盾构超深接收井开挖安全监测分析

以南京某过江隧道45.4 m黏土-砂岩混合地层超深盾构井接收基坑为研究对象,结合地质勘察数据及施工日志,对该超深基坑开挖支护过程中的地连墙顶部隆沉、深层侧向变形及立柱隆沉等支护体系实测数据进行分析,探讨该混合地层超深基坑的变形性状。结果表明:当基坑开挖深度小于20 m时各监测点的最大变形位置H m位于0.34 H_(e)~1.28 H_(e)(H_(e)为开挖深度)之间,开挖深度超过20 m时侧向变形位置基本不发生变化;混合地层的开挖对基坑地连墙的深层侧向变形具有较大的影响,黏土地层的开挖具有明显的深度效应,但砂岩地层的开挖深度效应并不明显;案例的地连墙最大水平位移δhm在0.013%H_(e)~0.044%H_(e)之间,位移量较小,支护体系的完整性对地连墙的位移具有较好的抑制作用;当开挖深度较大时,由于承压含水层覆土厚度的降低出现短暂的回弹作用,使得立柱、地连墙出现隆起现象;支护体系的隆沉具有明显的同步相关性。

软土深基坑分区开挖对周边环境影响研究

软土地层具有孔隙比大、含水量高、压缩性高、强度低、灵敏度高等特性,软土地层条件下深基坑变形一般远超过规范控制值,因此软土地层基坑工程中需要尤其注意支护结构的变形和周围建筑环境的影响。为研究软土深基坑工程在分区开挖中对周边环境的影响,以上海市一例深基坑工程为例采用有限元数值模拟计算分析了软土深基坑开挖对周边环境的影响。分析结果显示:基坑长边附近地表沉降为长槽形,短边附近地表沉降呈现放射形,沉降中心位于沉降坑中靠近基坑的位置;基坑变形空间效应较为明显,基坑阳角部位沉降弱于其他部位,阴角位置沉降更小;随着开挖的进行,地表水平位移的影响范围也在不断扩大,岩土体水平变形所集中的位置而持续下移;开挖进行中,地表水平位移总是集中在基坑周围的2倍开挖深度范围内,岩土体水平变形集中位置基本保持在开挖面的底部附近。

考虑降水作用下滨海地层深基坑变形特性研究

以厦门地铁共建段基坑工程为背景,采用数值模拟和现场实测方法对比研究滨海吹填砂和淤泥特殊土地层降水前后基坑挡墙侧移、地表沉降、坑底回弹及支撑轴力的变化规律。研究结果表明,考虑降水作用下基坑变形是土体固结和坑内卸载作用共同导致的。虽然基坑设计深度是影响变形的主要因素,但是降水作用对滨海地层造成的影响仍不能忽略;同时对于钢支撑的轴力损失采取相应的施工处置措施。研究成果可为滨海地层深基坑施工控制提供参考。

复杂地质条件下超深基坑渗流特性研究

以汉口长江Ⅰ级阶地某基坑为例,建立典型的二元结构渗流计算模型,对多种组合降水方案进行数值模拟,分析降水井底部高程、地下连续墙埋深深度及强透水层渗透系数对超深基坑渗流特性的影响。结果表明:在同一降水量条件下,降水井底部高程越高,坑内降深越大,降水效果越好,而坑外降深基本保持不变;地下连续墙底与相对隔水层的间距对抽水量存在明显的影响,大致呈线性正比关系。岩土层中的下部强透水地层是渗流的主要通道,设计时应根据透水层的渗透性系数采取合适的降水方案,实现工期和成本最优化。

黄河上游大粒径卵石地层深基坑钢板桩施工方法

文章以海南州贵德县惠安黄河市政大桥建设项目所采用的黄河上游大粒径卵石地层深基坑钢板桩施工方法,通过黄河上游大粒径卵石地层深基坑钢板桩施工实例分析,从技术管理与施工管理措施两个方面制定了相应的施工方案,对后期类似工程——大粒径卵石地层深基坑钢板桩施工有较强的指导意义。