西安湿陷性黄土地区狭长深基坑变形分析

为了探究西安地铁车站深基坑开挖过程中桩体侧移、地表沉降等时空演变规律,以西安地区某地铁车站深基坑为工程背景,同时收集了该地区2#、3#、4#线20个狭长基坑的实测数据,并对其进行统计分析。结果表明:地铁基坑围护结构最大侧移δhm=0.04%H~0.10%H(H为开挖深度),平均值为0.06%H,最大侧移位置深度为0.7H;地表最大沉降值δvm=0.036%H~0.116%H,主要影响区在1.4H范围以内;高斯函数模型可以预测西安地区的地表沉降,其影响范围为3.5H;在特定范围内,提高支护桩的刚度和插入比可以有效控制基坑变形。研究结果可为西安市其他地铁车站基坑支护结构的设计与施工提供借鉴。

桩撑式支护基坑通用弹性地基梁分析法

弹性地基梁法常用于模拟分析桩撑(锚)式支护基坑在开挖、设撑等施工工况中变形和受力的变化。目前利用该方法对某工况基坑分析时,首先要将整个支护桩在支撑处划分为若干个桩段,然后利用相邻桩段交界处的位移连续条件和受力平衡条件,推导出相应的待定参数方程,之后再利用求出的待定参数分析支护体系(基坑)的变形和受力。由于不同施工工况对应的支撑数和桩段数不同,因此该方法必须根据不同工况重新推导各自的参数方程,从而导致计算过程繁杂,难以形成通用计算公式和方法,也不易编程等问题。通过将支撑与桩段归纳为3种基本连接形式(即支撑分别相连于桩顶、相邻两桩段之间和坑底),本文建立了相邻两个桩段间待定参数的递推公式,进而推导出了适用于内支撑和锚索支撑形式、任意支撑道数、开挖或设撑工况的通用待定参数方程。该方程仅含4个参数,远少于现有方法且易于求解。文中算例结果验证了本文方法的合理性和可行性。

富水砂层深基坑施工诱发邻近建筑物变形研究

依托南通市环西文化广场站项目,在围护结构施工阶段、基坑降水阶段、基坑开挖阶段采取一系列措施,减少深基坑施工对周边重要建(构)筑物的影响,项目影响电视塔的工程全部施工完成后,电视塔倾斜和沉降均在规范允许范围内。

软土深基坑降水开挖变形分析

【目的】研究软土深基坑降水与开挖对支护结构及周边环境的影响。【方法】以深圳某地铁深基坑工程为例,运用ABAQUS有限元软件建立三维基坑模型,分析深基坑降水与开挖对支护结构、临近地表与建筑物沉降变形的影响,同时将监测数据与模拟结果进行对比分析。【结果】结果表明:地下连续墙水平变形呈抛物线形,基坑中部水平位移变形较大,底部位移变形小;临近地表沉降位移呈现先增大后减小的趋势,地表与建筑物沉降变形均在控制范围内;基坑开挖后中部支撑轴力最大,基坑开挖变形结果与实际监测值一致。【结论】通过分析基坑变形规律,为今后软土深基坑降水及开挖研究提供参考。

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。

基于位移反分析的深基坑渗流-应力耦合研究

以深圳市某深基坑开挖实测数据为基础,通过反分析程序得到土体相关的物理力学参数,然后采用有限元软件ABAQUS进行数值计算,分析渗流条件下分层开挖对基坑变形影响,主要分析了基坑底部土体隆起、开挖后基坑变形、地下连续墙变形,同时改变强渗透性土层的渗透系数分析基坑的变形情况.运用反分析程序与有限元软件结合的形式对实际工程的施工过程进行模拟,将模拟的结果与实际监测结果进行对比.结果表明,运用反分析程序与有限元软件结合计算的基坑变形情况更接近实际情况,强渗透性土层渗透系数变化时对基坑底部土体隆起的影响最大.

软土地层45m级超深基坑工程实测变形性状分析

以上海软土地区某挖深45m级超深基坑工程为背景,分析了其实测变形特性。结果表明:地下连续墙的侧向位移随开挖深度的增大而逐渐变大,且变形空间效应显著;由于开挖深度大,地下连续墙的绝对侧向变形量也较大,但最大侧向位移平均值与开挖深度的比值仅为0.43%,与上海软土地区挖深小于30m的基坑变形统计平均值接近;地下连续墙及立柱受开挖卸荷影响,竖向位移表现为隆起,且在底板浇筑工况下隆起值趋于稳定,立柱的最大回弹达65mm;各道支撑轴力增量基本发生在紧邻下方土体开挖工况,且最大轴力值基本发生在第六、七、八道支撑中;基坑外地表沉降均呈“凹槽形”,随施工阶段的推移地表沉降逐步增加,且发生最大沉降的位置随之逐步向坑外发展,而无量纲化地表沉降仍处于上海软土地区统计的沉降包络线范围之内;此外,基坑周边管线、磁悬浮的变形均较小,表明基坑工程的安全可控。

深大基坑边坡绿色装配式面层防护结构受力与变形分析

[目的]深大基坑开挖活动会破坏土体原始应力场的平衡状态而产生变形,采用GRF(绿色装配式)面层防护结构能在绿色环保、高效施工的前提下控制基坑变形,因此需对深大基坑边坡GRF面层防护结构的受力与变形性能进行深入研究。[方法]以南宁国际空港综合交通枢纽深大基坑工程为依托,采用有限元数值模拟与现场实测相结合的方法,研究基坑边坡顶部GRF面层防护结构,以及基坑内部桩间GRF面层防护结构的受力与变形规律。[结果及结论]随着基坑开挖深度的增大,基坑边坡顶部的最大水平位移出现位置逐渐向坡脚方向移动,最大水平位移为8.67 mm;采用GRF面层防护结构能有效提高基坑顶部边坡的稳定性,锚杆能将GRF面层所受的部分荷载传递至土层中,进而减小GRF面层的变形与受力;桩间距对土拱效应发挥的影响较大,本工程桩间距可提高至2.5 m左右,桩间土拱效应在桩顶下方7~8 m处最为明显。

密集建筑区超深基坑施工全过程环境变形实测分析

在城市密集建筑区进行超深基坑施工时,基坑施工全过程环境变形的精细分析和控制至关重要。以杭州某超深基坑施工全过程为例,对支护结构施工阶段、基坑开挖阶段和支撑拆除阶段地表沉降、地连墙侧移、邻近建筑物沉降、管道沉降进行了精细化实测统计分析。结果表明:墙体最大侧移位置在基坑底板浇筑完成后基本维持不变,位于0.8倍开挖深度处,而最大侧移量在支撑拆除阶段还存在持续小幅增加,增加量可达累计侧移量的10%;地表沉降、邻近建筑物沉降和管道沉降在基坑施工完成后仍呈现持续发展趋势;对于墙体侧移、地表沉降、邻近建筑物沉降和管道沉降,各施工阶段所占比例大小顺序一般为基坑开挖阶段>支撑拆除阶段>围护施工阶段,墙体侧移和地表沉降主要在基坑开挖阶段产生,基坑开挖阶段所占比例均达到60%以上,最高达到91.95%;邻近建筑物变形和管道沉降主要在基坑开挖和围护施工阶段产生,基坑开挖阶段所占比例多在60%左右,且支撑拆除阶段的比例也可达到30%以上。

软土地区某超深圆形基坑变形特性及流固耦合分析

软土地区超深圆形基坑工程具有复杂性、危险性和稀缺性等特点,所以对其进行精确的模拟预测具有重要意义。以上海苏州河深隧工程中开挖深度56.3 m的超深圆形基坑为例,建立基于Biot固结理论的水土双向耦合有限元分析模型,结合实际监测数据研究了软土地区超深圆形基坑的受力与变形特性;探讨比较了双向耦合分析与工程中常用的仅考虑渗流场对土骨架作用的单向耦合分析在机理上的区别,以及2种分析计算结果与实际监测数据的差异。结果表明:(1)圆形围护结构受大偏压荷载一侧比未受偏压荷载一侧的侧向位移增大64.7%,表现出明显的空间效应;(2)双向耦合分析因为考虑了随时间的增加,水逐渐从孔隙排出,超孔隙水压力逐渐消散,并伴随着土体体积变化的过程,所以能够对土体以及围护结构的变形进行有效预测;(3)对于围护结构最大侧向位移,单向与双向耦合分析的计算值与实测值的误差分别为42.35%和14.35%;(4)关于最大环向轴力,单向与双向耦合分析的计算值与实测值的误差分别为14.30%和10.27%,双向耦合计算得到的基坑围护结构内力和变形的结果优于单向耦合计算。研究成果可为软土地区圆形超深基坑的设计和施工提供参考。

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。

近接地铁车站非规则基坑拆撑技术应用效果分析

紧邻地铁车站深大基坑施工对已运营地下结构的影响不可忽视,依托某工程,开展内支撑快速拆除安全控制技术的研发,采用数值模拟仿真对拆除方案合理性进行专项优化分析,通过现场监测数据分析基坑内支撑快速拆除各阶段的围护结构变形、支撑轴力及周边地表沉降的变化规律进行性状揭示。研究结果表明:采用现有围护结构体系满足安全合理性要求;邻近地铁侧采用荤素咬合桩围护的整体水平位移小于远离地铁侧采用钻孔灌注桩围护工况;最底部支撑拆除对基坑围护结构影响最大,拆撑对相邻支撑影响较大、对间隔支撑影响较小;拆撑顺序对基坑围护体系及周边环境影响显著,研究成果可对类似工程提供参考。

邻近老旧住宅地铁深基坑施工规律分析

地铁深基坑周边环境较为复杂,控制既有建筑物及周边环境变形是基坑工程的重点。本文研究了杭州软弱地层地铁深基坑围护结构、周边建筑物变形规律,探讨了围护结构侧向位移与土体水平位移之间的关系。结果表明,围护结构侧向位移曲线呈S型,伺服钢支撑可减小围护结构侧向位移,但轴力过大会使围护结构向坑外方向变形;地下连续墙侧向变形和土体水平变形呈线性关系。

软弱地层狭长深基坑开挖对邻近建筑变形稳定性分析——以成都30号线玉石站为例

深基坑工程建设时会对周边建筑产生一定程度的影响。为更加深入及准确地分析深基坑开挖过程中自身结构变形及对邻近建筑物的变形规律,依托成都30号线玉石站狭长深基坑工程,通过理论分析结合数值仿真和现场全过程监测手段系统研究基坑开挖对自身结构及周边环境的影响。结果表明,邻近建筑物深基坑开挖需要提高变形控制标准以降低施工期间对周边建筑物的影响;建筑物旁侧注浆加固一方面降低了施工期间建筑物的沉降,另一方面也减小了基坑围护结构的侧向位移及周边地表沉降;通过对建筑物沉降进行全过程监测结果表明建筑物变形呈现先上升后下降趋势,这与前期注浆抬升及后期未及时跟进注浆联系紧密。上述研究成果可为类似工程提供借鉴。

软土地区高层建筑深基坑支护工程变形监测分析

文中依托某高层建筑施工案例,对基坑围护结构、周边土体及构筑物进行变形监测。结果表明,随着基坑开挖深度的不断增加,围护结构顶部竖向位移先增加后降低,围护结构顶部水平位移先增加后趋于平稳,基坑周边路面沉降先缓慢增加后快速增加,锚索应力呈现先增加、后趋于平稳、再降低、再趋于稳定,管线沉降量不断增加。各个监测点最大的路面沉降量分别为260、220、180 mm,各个监测点处最大的管线累计沉降量分别为580、350、120 mm,远超预警值,宜采用设置搭板、加强排水及注浆加固等方法强化周边道路及管线附近的土体,以减少沉降。

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。

膨胀土地层深基坑变形分析及控制

在膨胀土地层的深基坑施工,采集围护结构变形情况的监测数据,能分析出变化量最大部位在时间和空间上的分布,再结合施工步序,提前采取相应措施,或者优化开挖工序,指导施工。本文以某车站深基坑监测为例,对膨胀土地层深基坑的围护结构变形情况进行分析,阐述监测数据的变形规律,总结施工过程中各项变形控制措施的有效性。可以有效地避免膨胀土地层对围护桩变形产生的不利影响,保证了基坑施工安全。通过总结膨胀土地层对基坑开挖各个时期的影响情况,提出合理化的控制措施和实用建议,为相关地区类似项目开展提供参考。

建筑深基坑逆作法施工技术研究

为了掌握建筑深基坑逆作法施工时围护结构的变形特征,优化复杂环境下建筑深基坑逆作法施工设计方法,论文探讨了某建筑深基坑工程逆作法施工关键技术,并通过数值模拟结合现场实测的方式分析了基坑施工时围护结构及土体的变形规律。从结果看:采用逆作法施工有较强变形控制能力和较好环境保护效果;围护结构及坑外土体变形均满足控制标准要求;坑外土体主要变形在2倍开挖深度范围内。

一种深基坑排桩支护结构内力位移矩阵分析法解答及工程应用

基于平面弹性地基梁法,采用结构力学矩阵分析法,进一步完善已往工作推导公式解答的缺陷。传统的平面桩支撑解答计算理论局限于计算支护面桩体的内力和变形,没有解决xoy水平面支撑轴力计算问题,但真三维解答推导过于复杂,通常三维模型计算依托有限元软件。与传统二维排桩支护模型相比,在以往的工作基础上,推导出考虑开挖过程、桩-土-冠梁-支撑共同作用的支护面位移、受力矩阵解答方程组和xoy水平面计算支撑轴力计算方法,并利用FORTRAN语言编制的程序求解。依托工程实践项目分析冠梁、腰梁、支护桩、支撑位移和内力在空间效应下的变化规律并与有限元法、理正深基坑计算结果及经非线性回归处理监测数据对比分析,结果表明,考虑开挖过程、桩-土-冠梁-支撑共同作用矩阵分析法计算出的冠梁位移具有明显的空间效应,靠近基坑角部更明显,距离坑角约1/4冠梁跨度内可以适当增加桩间距,xoy水平面坑角支撑轴力明显较中部小,与监测值能较好吻合,支撑截面和配筋计算可以针对性的优化,从而降低工程造价。冠梁、桩身位移与理正深基坑、监测数据能较好地吻合,再次验证方法的合理性与可行性,可以作为一种优化设计新方法。

深基坑施工对邻近建筑物的影响分析

文中对基坑开挖过程中各施工步骤下邻近建筑物的监测数据进行分析。结果表明,邻近建筑物的水平及竖向位移均随着基坑开挖深度的增大而增加,且开挖工况的变形远大于支护工况;支护结构顶部的水平位移随着基坑开挖深度的增大而增加,支护结构位移远大于邻近建筑物位移,支护措施有效限制了坑顶位移;各施工步骤下,深层水平位移随着开挖深度的增加呈现先增大后减小的“鼓肚状”。