Sensor monitoring of a newly designed foundation pit supporting structure

A new type of pit supporting structure, which was tested and verified using the sensor monitoring technology, was presented. The new supporting structure is assembled by prefabricated steel structural units. The adjacent steel structural units are jointed with fasteners, and each steel structural unit has a certain radian and is welded by two steel tubes and one piece of steel disc. In order to test and verify the reliability of the new supporting structure, the field tests are designed. The main monitoring programs include the hoop stress of supporting structure, lateral earth pressure, and soil deformation. The monitoring data of the field tests show that the new supporting structure is convenient, reliable and safe.

盾构机始发井深基坑力学和变形特性离心模型试验研究

为探究盾构机始发井深基坑开挖过程中周边土体的应力、变形和土压力分布规律,通过对工程原型进行概化,在典型土层条件下,采用停机-开挖-支护的模拟方式开展了方形基坑和圆形基坑两种方案共2组离心模型试验,从地连墙的弯矩和其后土体的水平位移、基坑外侧土压力分布以及地表沉降等角度,对比分析了两种盾构机始发井深基坑开挖过程的工程特性。结果表明:地面沉降随基坑开挖深度增大逐渐增加,形成沉降槽状;地连墙土压力变化呈非线性,随着基坑开挖不断深入的,离地表较近处的土压力逐渐变大,而深处的土压力则逐渐减小;在第5步开挖时2组模型地下连续墙水平位移均达到最大值,圆形基坑是方形基坑的1.4倍,同时地连墙的弯矩也达到最大值,圆形基坑比方形基坑小320 kN·m。研究成果可为深埋隧道深基坑的优化设计和开挖提供指导。

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。

基于非极限土压力的基坑开挖引起隧道变形的计算方法

由于基坑开挖引起邻近隧道变形,继而影响地铁在隧道中的安全运行,因此如何准确预测邻近隧道变形是个值得研究的问题。根据非极限土压力计算方法,计算基坑开挖卸荷坑壁上的土压力,利用Mindlin求解公式,获得基坑开挖阶段旁侧隧道上的附加荷载,将隧道结构看作Winkler地基梁上的Euler梁,建立弹性地基梁微分方程,给出隧道水平位移变形的解析方法。基于该方法分析了基坑开挖引起邻近隧道的水平位移。研究结果表明:随着基坑开挖深度的增加,隧道水平位移相应增加;考虑非极限土压力计算得到的隧道水平位移结果与实测值较为接近,误差总体保持在20%以内;相较于传统隧道水平位移求解方法,笔者方法更加符合实际。

基坑二维稳态渗流场的解析解及简化解

在基坑工程中,地下水渗流对基坑稳定性的影响不可忽视,但现有的一维渗流理论无法完全满足渗流计算的安全性要求。针对现有理论的不足,对悬挂式不考虑厚度挡墙支护下的各向同性土层中基坑的二维稳态渗流场进行了解析。依据对称性取基坑半截面,将周围土层分成4个规则区域,利用叠加原理和分离变量法分别将4个区域内的水头表示为级数解的形式,结合区域间连续条件及级数解的正交性得出渗流场的显式解。对比解析解与PLAXIS 2D软件的水头计算结果,发现级数项取20的解收敛且取1时的解仍具有一定的精度,可分别视为精确解和简化解。提出的简化解计算方便,借助计算器即可快速完成对基坑任意一点水头的求解。对比一维静水压力、一维考虑渗流的水压力、流网法、简化解、精确解及数值解水压力计算结果,发现精确解与数值解吻合较好且较流网法精度更高,简化解较一维静水压力、一维考虑渗流的水压力精度更高。参数分析表明:精确解和简化解计算的水压力合力相对误差主要受基坑内侧水位和挡墙至不透水层距离的影响;简化解适用于基坑尺寸不大,尤其内侧水位线到挡墙底部距离大于7 m、底部不透水层到挡墙距离小于30 m的基坑,计算挡墙水压力合力作用点则适用于任意尺寸的基坑;与精确解相比,简化解误差主要出现在挡墙底部,其余位置在基坑尺寸不大时,水头误差小于5%。

考虑渗流作用的基坑受力变形分析

基于稳态渗流理论,依托太原市某地铁站附属基坑建立了考虑渗流与不考虑渗流的2个深基坑开挖支护过程的三维有限元模型,分别对基坑考虑渗流与不考虑渗流的坑内外稳态孔隙水压力、有效土压力、围护结构侧向变形及坑外地表沉降规律进行对比分析,揭示了渗流对基坑受力变形的影响不容忽视。基坑变形分析结果表明,采用考虑渗流作用的分析方法与不考虑渗流的情况相比其结果更接近实测值,证明该方法合理可靠,并基于此提出了改进的深基坑设计方法。

基于锚杆静压桩加固的超深基坑邻近建筑沉降控制技术

以某多层砌体结构基础加固施工为背景,阐述了锚杆静压桩在超深基坑邻近建筑沉降控制中的应用,重点介绍了锚杆静压桩分批压桩以配合超深基坑土方分层开挖的施工方法。该法采用PLC自动持荷系统,可对锚杆静压桩的长期持荷动态调整桩端压力。监测数据表明:此方法可有效控制超深基坑土方开挖过程中的邻近建筑物沉降,降低施工风险,可为类似项目提供借鉴。

三轴搅拌桩组合高压旋喷桩入岩落底式止水帷幕施工技术

某房建深基坑工程支护形式采用排桩+落底式止水帷幕,场地地质条件上部为富水深厚砂层,下部为强风化岩层,止水帷幕需穿透强风化岩0.5 m,以隔断强透水层。通过对地质情况及现有设备条件分析,采用大功率桩机先行施工三轴搅拌桩,养护后进行桩体质量抽芯验证,再针对不同缺陷程度采用高压旋喷桩分别进行补强的组合工艺施工止水帷幕。基坑开挖结果表明,该落底式止水帷幕效果良好,能有效隔断强透水层,与灌注排桩结合形成深基坑支护结构体系具有较高的经济性、适用性。

非对称荷载下基坑支护结构变形计算方法

文章针对非对称受荷基坑的位移特点,基于弹性地基梁模型,以支撑轴力联系两侧墙体,提出非对称受荷基坑的整体计算模型。通过有限宽度土体的土压力求解公式计算,引入墙土摩擦角和土体内摩擦角随墙体位移的发挥公式,考虑墙体变形与坑外主动土压力的耦合作用。根据非对称受荷计算模型,得到了非对称受荷下支护结构变形控制方程,最后结合实际工程验证了算法。

城市地下综合管廊深基坑支护受力与变形特性研究

拉森钢板桩由于其良好的支护特性,被广泛应用于基坑支护工程中。文章依托城市地下综合管廊深基坑开挖案例,开展了现场监测,研究了拉森钢板桩的受力与变形特征,以及基坑开挖对邻近地表沉降的影响。结果表明,基坑开挖过程中,钢板桩桩顶水平位移最大值为14.6 mm,桩体水平位移最大值为22.4 mm,满足规范对基坑围护结构水平位移的要求;钢板桩桩周土压力随深度分布曲线呈非线性分布,大致形状为R形,相较于经典朗肯土压力分布曲线略有差异,桩底土压力峰值达到了163.8 kPa;随着距坑壁距离的增加,地表沉降出现先增大后减小、最后区域稳定的变化规律,最大地表沉降出现在距基坑6 m附近;邻近地表沉降峰值达到了18.6 mm,满足基坑周边地表沉降不超过30 mm的要求,表明采用拉森钢板桩作为该深基坑支护的设计是合理的。

非对称开挖基坑两道支撑围护结构解析解

现有的基坑围护研究大多是针对对称基坑,而受建设的环境条件、地形条件以及主体结构设计方案等诸多因素影响和限制,都会导致基坑面临非对称开挖。本文基于传统等值梁法,根据基坑开挖过程中围护结构的位移,采用共同变形法对作用在浅侧围护结构上的土压力进行修正,进而推导出非对称开挖基坑两道支撑围护结构解析解。结合算例,从围护结构的土压力分布情况、围护结构的水平位移情况、围护结构插入比等方面验证该解析解的合理性。结果表明:相比于传统方法的解,运用该解析解计算出的围护结构能有效降低工程造价;在浅侧开挖深度不变、深侧开挖深度增大时,深侧对浅侧的挤压作用增大,浅侧围护结构的插入比增大。

临江高水位涉京广线基坑工程地下水控制设计

为有效控制深基坑工程对邻近在运营京广铁路的影响,满足基坑施工对京广铁路路基附加变形<10 mm的保护要求,除基坑支护体系变形控制外,在临江高水位地区,采用落底式止水帷幕结合坑内管井降水,尽可能减少基坑抽水对京广铁路的影响。以武汉市某临江高水位涉京广铁路线基坑工程为例,基坑采用TRD等厚度水泥土墙、深层搅拌桩止水帷幕落底结合中深管井按需降水措施,利用Midas GTS-NX进行数值模拟辅助计算,在实施过程中对基坑工程和涉京广铁路段进行了详尽的监测。结果表明:基坑临铁侧土体测斜最大值为8.88 mm,轨道水平位移最大值为-2.3 mm,轨道竖向位移最大值为-2.5 mm,路肩水平位移最大值为-2.4 mm,路肩竖向位移最大值为-2.7 mm,有效控制了京广铁路路基、轨道的变形沉降,基坑外水位实测降幅0.8~1.0 m,对京广铁路路基、轨道的影响可控,验证了基坑工程采取的地下水控制措施的有效性。

深厚软黏土层深基坑施工技术研究

以天津市北辰区实验中学人防地下物资储备库项目为例,提出相应的基坑设计及开挖方案,采用现场实测方法对深厚软黏土地质条件下基坑工程围护结构变形和内力进行分析。分析结果表明,基坑围护结构变形表现出显著的时空效应和尺寸效应,开挖越深,最大水平位移速率越大,深厚软黏土蠕变效应加剧了基坑围护结构挠曲变化速率;基坑开挖深度较浅时,钻孔灌注桩最大水平位移数值较集中,随着开挖深度增大,最大水平位移数值离散程度增大,提出了本地区相关变形控制上限为0.75%H、下限为0.30%H;实测土压力对应的静止土压力系数随着深度增大逐步减小;软黏土层水平土压力随着深度增大呈线性增大并趋于收敛的趋势。

黄土基坑典型区域不同含水率土体强度与变形特性研究

为了研究黄土地区基坑稳定性受含水率与应力路径影响的规律,针对基坑3个典型区域施工时土体实际受力情况,考虑黄土在不同含水率下强度差异明显的特性,选取具有代表性含水率的黄土进行3种应力路径下的加载、卸载试验,并进行对比研究。对比3类应力-应变曲线的偏应力峰值发现,黄土抵抗加载的能力>抵抗轴向卸载的能力>抵抗侧向卸载的能力;对比强度指标得出,含水率在26%及以上时,试样强度大幅下降,并且两者为指数函数关系;饱和试样的孔压在卸载前期为负值,采用Logistic函数得到的孔压与轴向应变的关系可以反映该现象;3种应力路径下的应力-应变关系进行归一化处理后均符合双曲线关系,根据该关系可得初始切线模量的经验公式,进而推导出变形模量。试验结果得出的规律和参数取值可为黄土地区基坑建设提供参考。

深基坑支护施工技术在建筑工程施工中的运用

以某建筑工程为例,探究了基于PHC管桩的深基坑支护方法。在支护施工的准备阶段,做好平整场地、测量放样等工作,确保桩位精确,同时检查确认PHC管桩的质量合格;在支护施工中加强吊装、压桩、接桩等技术要点的控制,提高成桩质量;施工后做好实时监测,及时处理异常沉降等问题,保证支护安全。对于施工中常见的管桩压入难度大、桩身发生倾斜或位移等问题,应了解其成因并采取相应的防控措施,切实提高深基坑支护施工质量。

考虑地质影响的深基坑复合土钉墙最优支护参数选择技术

通过勘察一区域综合办公写字楼主楼获取土层详细指标,利用土钉抗力参数计算选取最佳土钉墙材料,并设计深基坑复合土钉墙支护方案与施工流程。将设计好的施工方案输入到FLAC3D软件中模拟深基坑支护结构,模拟不同地质影响下的侧压力系数。经试验验证:当土钉参数为5排、钢管嵌固深度参数为2 m时,支护结构可以最大程度降低深基坑的水平位移与沉降;在侧压力系数较大情况下,可以保持较低的竖直位移与深基坑坑底隆起值,具有较好的支护效果。

反压土+斜抛撑在基坑变形加固中的应用

基坑监测数据是反映基坑施工安全的重要指标依据,当监测数据超过预警值时,需对基坑支护体系采取加强措施。本文以华欣财富广场项目为例,为保证基坑开挖及施工安全,对地下室开挖过程中原支护体系突发位移的问题进行应急处理,采取坑底反压土结合φ609×16mm钢管斜抛撑的方式对基坑进行应急加固,分析了地基反压土+斜抛撑的支撑加固方式在应对基坑位移时的应用效果。结果证明,采用该技术对基坑支护进行加固,保证了项目的施工安全。

建筑工程中双重管高压旋喷桩止水帷幕技术的运用

在高水位地区进行建筑工程深基坑开挖时,如果不设置止水帷幕可能引发施工安全问题。双重管高压旋喷桩以其显著优势在工程中广泛应用。在对双重管高压旋喷桩施工原理进行简述的基础上,介绍了工程案例以及所在区域水文地质条件,该工程利用双重管高压旋喷桩止水帷幕技术强化地基并起到止水的效果。对施工过程进行了深入系统研究,结果表明此技术达到了很好的效果,有效保障了建筑工程的施工安全。

高压旋喷桩在深基坑止水帷幕中的应用

在深基坑中项目,尤其在大型和高层建筑中,深基坑支护施工是极为重要的环节;其防止水渗漏更是施工中最应当注意的问题,也是地下工程建设中最重要的问题之一。本文主要论述高压旋喷桩在深基坑止水帷幕中的应用。

深圳市某地铁车站深基坑底部涌水治理技术探析

在灰岩富水岩溶区、褶皱破碎断裂带进行地铁车站深基坑施工,要面临许多施工不确定,尤其是深大基坑开挖至邻近垫层标高坑底涌水是工程施工中的重大事故隐患,迅速、精准查找出涌水通道和涌水原因是处置解决问题的首要任务。以深圳某地铁车站深基坑开挖过程中涌水为背景,全面、系统分析了形成涌水的原因,针对深基坑底部水力劈裂型涌水具体工况,采取了行之有效的应对措施,使得涌水得以治理,保证了基坑后续施工正常进行。