弹性环梁支撑下圆形深基坑支护结构变形解析解

将环梁和支护结构分别视为弹性圆环和弹性圆柱薄壳,基于环梁和圆柱壳的变形协调,得到了具有任意数目弹性环梁支撑圆形深基坑支护结构变形的解析解.在验证解析解合理性和可靠性的基础上,针对某一实际圆形基坑工程,比较了在刚性和弹性环梁支撑下支护结构变形和内力的差异,并分析了支护结构底部边界条件、环梁弹性模量、尺寸和数量以及位置等参数对支护结构变形和内力分布的影响.研究结果表明:相对于刚性环梁支撑,弹性环梁支撑处内力变化较小,环梁弹性模量和尺寸的改变只对基坑挖掘面以上支护结构变形和内力影响显著,而对挖掘面以下的支护结构变形和内力几乎没有影响.该研究成果为圆形基坑支护结构设计提供了理论依据和指导.

地铁深基坑围护结构渗漏病害规律分析

为掌握深基坑围护结构渗漏病害规律,本文阐述了杭州地铁工程概况和工程地质背景,基于2015—2021年渗漏病害资料开展统计研究,分析渗漏与地质、地理、结构和变形等因素的关系。结果表明:(1)工程地质层③、⑥在渗漏病害发育的地层岩性中占据主要地位,孔隙潜水则是渗漏的主要地下水来源。(2)补给基坑渗漏的邻近河流侧向比降分为少发(i≥0.117),多发(0.022≤i<0.117)和易发(0.006≤i<0.022);5 d累积降雨量分为低雨强(0~25.4 mm/5d)、中雨强(25.4~67.1 mm/5d)和高雨强(67.1~82.3 mm/5d),并分别能够诱发Ⅰ~Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ级渗漏。(3)深基坑围护结构转角接缝是渗漏易发部位,5 d累积降雨量较小的Ⅳ级病害站次围护结构多具有严重缺陷。(4)渗漏分布在开挖面以上5 m范围内,最浅临界埋深与开挖深度、最浅临界开挖深度与基坑设计深度均呈指数关系;渗漏位于最大侧向变形以上6.0 m、以下2.5 m范围内,二者深度整体呈线性正相关;渗漏深度与最大侧向变形/变形深度关系呈分区线性负相关,不同分区拟合直线斜率相近。讨论渗漏病害发育规律的机制,选取典型工程实例判别渗漏风险,验证规律分析的可靠性,研究结果可为富水砂层深基坑工程渗漏预防提供参考。

基于逆有限元的基坑围护桩等效水平位移监测方法

针对传统工程测量方法在深基坑围护桩形变监测中存在的局限性,提出了一种基于逆有限元的应力等效几何形变监测方法。该方法通过获取围护桩钢筋笼的轴向应力,采用逆有限元算法建立相关关系模型,等效求解围护桩在受土体等压力下产生的几何形变,并且通过模拟和实例对模型进行验证。试验结果表明,在不同的工况下,逆有限元关系模型均能实现桩体位移量的等效转换,且具有很好的精确度和稳健性。本文方法弥补了传统监测方法在结构内部监测中的不足,为深基坑围护桩等地下空间变形监测提供了一种思路,对监测工作自动化与科学预测形变有积极的推动作用。

受邻近开挖影响的浅基础砌体结构三阶段分析法

浅基础砌体结构的材料力学行为和受力体系决定了其对变形极其敏感,尤其是邻近深基坑工程施工时,需在基坑开挖前对影响范围内的砌体结构建筑进行安全评价。鉴于此,提出一种用于受邻近深开挖影响的浅基础砌体结构变形和损伤分析的三阶段分析法。三阶段分析法依托于数值模拟,根据影响因子权重依次构建地基结构模型、荷载结构模型和分离式砌体模型,在减少计算量的同时,尽可能准确预测砌体结构的变形和损伤风险。本文依托杭州市某深基坑工程,采用该分析法对受深开挖影响的砌体结构建筑进行深入分析,结合实测数据验证计算结果。结果表明,三阶段分析法能较好地反映因基坑开挖引起的周边建筑物的变形和表观损伤情况,在评价浅基础砌体结构损伤、预测结构变形等方面有较好的适用性,可为基坑开挖与周边建筑物相互影响的超前预测提供一种思路。

富水砂层深基坑支护结构模拟分析与优化

基于北京市通州区某深基坑工程,依据降水开挖及支护方案,使用midas GTS NX软件建模研究了在土钉墙-桩锚联合支护下,不同锚杆条件对富水砂层深基坑开挖变形特征的影响,并基于实际施工方案进行支护结构优化。结果表明,桩锚支护中预应力锚杆能够有效加固深层土体,约束其水平位移,显著改善基坑稳定性,相较于无锚杆情况,坡顶和桩顶的水平位移最大值分别减少了60.9%和75.4%;桩锚支护情况下,桩身侧移随桩直径的增大先减小后增大,存在最优桩直径范围,且该范围受到锚杆预应力大小的影响。

黄土基坑桩锚支护开挖变形分析

依托西安某湿陷性黄土场地桩锚支护的深基坑开挖工程,采用ABAQUS有限元软件,研究围护结构在不同开挖深度下的变形及周围土体的变形特征。结果表明:围护结构及周围土体的变形随开挖深度的增大而增大;矩形基坑存在明显的空间效应;长边方向上连续墙水平位移、竖向位移、墙后土体变形均大于短边方向。

广州地区复杂地层深基坑工程TRD工法的设计与实践

广州地铁某停车场U型槽基坑工程是广州地区首个采用TRD工法的基坑工程,详细介绍了TRD工法在广州地区复杂地层基坑工程中的设计方法和实施效果。基坑工程的实施过程和监测结果表明:水泥掺量为30%的TRD工法构筑的等厚度水泥土搅拌地下连续墙墙体的28 d无侧限抗压强度大于2.4 MPa,挡土和止水效果良好;内插H型钢TRD工法基坑支护结构对基坑位移和周边地面沉降的控制安全可靠,可为同类工程项目提供借鉴与参考。

考虑空间效应的大型异形基坑开挖变形分析

城市紧张的用地环境及复杂的主体结构需求,导致异形基坑越来越常见。目前国内基坑规范推荐的分析方法均不能满足形状对基坑变形的影响。本文以北京某超大异形基坑为依托,建立异形基坑Midas-GTS仿真计算模型,并结合现场实测变形数据,对异形基坑的坑外地表沉降及围护结构变形特征展开研究。结果表明,受基坑形状特征影响,地表沉降及支护结构变形均存在明显的空间效应:地表不均匀沉降现象显著,基坑长边附近沉降大于短边,沉降量随着离坑角距离的增加而显著增大;围护墙长边中间区域变形较大,短边中部次之,结构角点处变形最小。因此,在进行基坑设计支护时,应充分考虑基坑变形的空间效应,节约工程成本,提高基坑整体稳定性。

改进遗传算法在房建深基坑支护结构设计中的应用

住宅楼工程施工中经常采用复杂双排灌注桩且一桩两用的方式设计基坑支护结构,但工程实践中基坑施工具有明显的不确定性,各方面因素共同作用下导致数据模拟数值和理想数值之间通常存在鲜明差异。为此,以张家口宇鑫小区二期项目为例,研究基于改进遗传算法在深基坑支护结构设计中的应用,通过构建模型时取桩体嵌入地面的深度和桩体弯矩作为约束条件并设置惩罚函数,明确模型建立中的约束问题,同时结合施工现场基坑断面处理图形结构,通过在基坑中设置钢板桩支护结构以约束基坑变形等问题,并采用高压旋喷桩等方式确保基坑支护结构的防渗防水效果。实验结果显示,改进遗传算法的应用能够有效提高地表沉降、桩体的水平位移和地表沉降与理想数值之间的契合性,大幅度提高数值模拟可信度。

邻近机场共用排桩围护结构深基坑的变形监测分析

以上海某机场基坑施工为例,对共用排桩围护深基坑进行结构计算,同时在不同施工阶段进行监测,分析基坑围护和开挖对坑外地表沉降、周边建筑物和管线沉降、地下连续墙水平位移和支撑轴力的影响。研究结果表明,在基坑开挖过程中,坑外地表沉降的形态变化从三角形到凹槽形,管线沉降变化规律与坑外地表沉降的规律具有较好的一致性。建筑物的纵墙与基坑边平行时,深基坑开挖对建筑物的影响较大,导致发生不均匀沉降,而共用围护结构可以增强相邻建筑物的稳定性和安全性。支护内力的计算结果与监测值相比偏小,坑外地表沉降的计算也与实际差异较大,共用排桩围护结构深基坑的结构计算方式与普通深基坑不同,研究成果可为软土地基共用排桩围护深基坑设计和施工提供一定的借鉴。

软土深基坑施工监测与数值模拟分析

以上海地区某深基坑工程为研究背景,分析了施工过程中围护结构和周边环境的监测数据,为了对基坑围护设计方案进行校核优化,采用FLAC3d软件建立了数值计算模型,对比分析了监测数据和数值模拟结果,研究了地下连续墙的厚度、深度、内支撑截面尺寸等设计参数对围护结构变形和基坑周边土体沉降的影响,可为软土地区深基坑工程的围护结构设计提供经验和依据。

超深圆形基坑地下连续墙支护结构体系力学性能分析

为了定量研究超深圆形基坑地下连续墙支护结构体系的受力和变形机理,通过Midas GTS建立超深圆形基坑施作过程的精细化有限元模型,通过改变地下连续墙局部弱化程度、地下连续墙先行幅和后续幅数量和嵌固深度等参数,对围护结构受力、变形和基坑周边地表沉降等规律进行了分析,分析结果显示:本工程的围护结构设计具有一定的优化空间;围护结构的水平最大变形和最大应力集中于第8~10道环梁处;围护结构的变形随幅间弱化程度和幅数的增加而增加,围护结构应力随幅间弱化程度和幅数增加而减小;基坑周边地表沉降随幅间弱化程度和幅数的增加而增加。分析结果对类似超深圆形基坑的设计和施工具有一定的借鉴意义。

下穿铁路框架桥的基坑设计及安全分析

基坑在工程建设中较为常见,基坑开挖安全分析在每一个特定工程中都具有其重要意义,以杭州市萧山区彩虹快速路下穿沪昆铁路的建设工程为研究对象,介绍了下穿铁路线的框架桥及其深基坑的设计、施工方案,并基于现场监控和数值模拟的手段分析了基坑施工过程中围护结构的变形情况及周边地表的沉降情况。结果表明,相较于预制框架顶进施工法,明挖基坑现浇框架法更易保证其施工安全性,且对既有铁路线的运营影响更小;该基坑施工过程中,围护结构最大水平变形22 mm、最大沉降3.0 mm,立柱桩最大沉降15 mm,基坑结构具有很好的安全稳定性;然而,基坑周边地表沉降最大可达18 mm,且影响范围处于距离基坑边缘2 m~25 m范围内,应尤其注意该距离范围内既有铁路线的维护与检修,并适当降低铁路运营速度。

深基坑支护结构影响因素及其监测分析研究

针对深基坑工程的变形状态及规律,分析广东南部沿海城市某基坑工程现状,利用Midas FEA软件设计桩锚支护结构,以此增强结构稳定性,并对设计的桩锚支护结构进行监测。结果表明,深基坑支护结构影响因素为支护桩桩间距、桩径和预应力锚索预加力,项目的支护结构桩间距为1.20 m,桩长为18.00 m,预应力锚索预应力为200 k N时较为合理。监测结果说明基坑支护结构稳定性较好,监测方法存在可行性。

砂卵石地层深基坑监控量测与数值模拟分析

以成都某轨道交通砂卵石层深基坑为研究对象,对基坑开挖过程中桩身水平位移、周边地表沉降和内撑轴力进行监控量测,并采用midas GTS三维有限元软件进行模拟分析。结果表明:地铁车站深基坑的变形具有明显的空间分布特征,坑角效应显著;基坑扩大端围护桩的水平位移和周边地表沉降均小于标准段;桩身水平位移、地表沉降及内撑轴力的模拟值与实测值相近,有限元分析可较好地预测开挖过程中基坑的应力与变形演化规律;桩顶水平位移的实测值远大于计算值,可能与土体本构模型、基坑周边荷载及施工工序与实际不符等有关。

黄土塬边坡对邻近地铁深基坑的偏压影响

为研究黄土地区深基坑在邻近黄土塬边坡的偏压作用下地层及支护结构的变形及受力特征,文章以西安地区某地铁竖井基坑典型断面为研究对象,建立了黄土塬边坡偏压工况数值分析模型,以及相同地层及支护参数下的非偏压工况对照分析模型,结合施工现场实际监测数据进行了深入研究。结果表明,受黄土塬边坡偏压影响,基坑周边地层及支护结构变形趋势发生了显著变化,桩体水平位移趋势较非偏载基坑有明显差异,远坡侧桩支护桩体部分产生了向基坑外侧的水平变形,但整体位移差值较小,说明该基坑支护结构设计方案可满足黄土塬边坡偏压工况下基坑自身和周边环境安全。

软黏土小应变本构模型参数研究与应用

小应变范围内土体刚度的非线性特性是土体的重要特性之一,合理获取小应变参数对基坑工程周边环境变形分析至关重要。以上海软黏土为例,采集了该地区的典型黏土层(②~⑥层)的原状土样进行了试验研究,提出了由常规岩土勘察报告提供的压缩模量E_(s1-2)确定刚度参数E^(ref)_(oed)、E^(ref)_(50)、E^(ref)_(ur)及小应变剪切模量G^(ref)_(0)的方法,给出了R_(f)、m、ν_(ur)、γ_(0.7)等参数的取值范围,结合勘察报告提供的c′、φ′等强度参数指标,可以合理得到HS-Small模型的全套参数,上述方法及模型参数已被纳入上海市《基坑工程技术标准》。最后,基于该方法确定的小应变模型参数,对上海深隧排水系统云岭西超深竖井基坑进行了三维数值分析,验证了小应变本构模型在超深基坑工程中的适用性。

深基坑开挖中支护结构参数优化设计

支护结构严重影响深基坑开挖变形,已有研究缺乏对支护结构进行整体协同优化.本文利用MIDAS GTS NX有限元软件进行支护结构多参数对基坑开挖变形影响机理分析.研究了锚杆入射角、围护桩厚度和深度等结构参数对坑外土沉降和围护桩水平位移的影响机理,并对支护结构参数进行优化设计.结果表明:锚杆入射角对基坑隆起影响不大,对坑外土沉降有一定的影响,对围护桩水平位移影响较大;围护桩厚度、深度对坑外土沉降、围护桩水平位移都有影响.通过参数组合计算发现锚杆最优入射角为25°左右,同时改变围护桩的深度和厚度,在保证桩侧向位移不增加条件下,桩总体积可以减小20%,由此得到实际工程深基坑支护结构的最优方案,并通过现场监测数据进行了验证.研究结果为深基坑支护结构优化设计和变形验算提供技术支撑和应用参考.

软土地区高层建筑深基坑支护工程变形监测分析

基坑开挖必然会改变土体的原始应力场和位移场,从而进一步引起邻近地基土体内部产生附加内力和变形,这在软土地区表现得更为明显。软土具有强流塑性和高回弹性,该类地质条件下基坑工程施工难度大、安全隐患多且施工工期长。因此,在软土地区对基坑进行详细监测保证基坑工程安全顺利实施非常重要。以广州南沙地块项目深基坑开挖为例,对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的构筑物进行全面且系统的监测,对监测结果进行详细讨论,研究结果可为类似地层条件基坑支护结构设计提供经验借鉴。

西安地铁深基坑围护结构对既有管线变形规律的影响分析

研究地铁车站深基坑围护结构对周边既有管线变形规律的影响,为西安地铁车站深基坑围护结构设计及车站主体施工提供保障。依托西安地铁车站深基坑工程,开展深基坑围护结构及周边既有管线现场实时监测,分析围护桩的桩体变化规律、钢支撑受力规律、地表及既有管线变形规律。