A case study on behaviors of composite soil nailed wall with bored piles in a deep excavation

A complete case of a deep excavation was explored. According to the practical working conditions, a 3D non-linear finite element procedure is used to simulate a deep excavation supported by the composite soil nailed wall with bored piles in soft soil. The modified cam clay model is employed as the constitutive relationship of the soil in the numerical simulation. Results from the numerical analysis are fitted well with the field data, which indicate that the research approach used is reliable. Based on the field data and numerical results of the deep excavation supported by four different patterns of the composite soil nailed wall, the significant corner effect is founded in the 3D deep excavation. If bored piles or soil anchors are considered in the composite soil nailed wall, they are beneficial to decreasing deformations and internal forces of bored piles, cement mixing piles, soil anchors, soil nailings and soil around the deep excavation. Besides, the effects due to bored piles are more significant than those deduced from soil anchors. All mentioned above prove that the composite soil nailed wall with bored piles is feasible in the deep excavation.

钢支撑架设滞后对地连墙基坑变形影响分析

为研究钢支撑滞后对深基坑支护体系变形的影响,以目前处于施工高峰期的北京地铁13号线、22号线某深基坑为例,通过监测数据分析钢支撑滞后并叠加多种不利因素工况下中立柱、相邻钢支撑轴力变化情况,以及围护结构的变形模式。结果表明:快速的土方开挖与支撑滞后情况下,宽大基坑中立柱隆起速率明显增加;同一断面内第2、3道支撑滞后会导致第1道支撑轴力快速上升;偏压影响下,同一断面内基坑两侧围护结构变形模式不同且墙顶位移方向相反;同基坑不同断面第1道支撑滞后与第2道支撑滞后其围护结构变形模式存在差异;不同壁厚基坑其地连墙敏感度明显不同。

胶州湾第二海底隧道黄岛端基坑开挖对既有隧道影响分析

为了研究近海地区深基坑开挖施工对下方既有隧道的影响,以胶州湾第二海底隧道工程黄岛端陆域段工程场区项目为背景,采用MIDAS-GTS计算软件进行三维数值建模,分析基坑开挖对既有隧道产生的竖向位移及应力变化,以探究基坑开挖是否对下方临近隧道的结构产生不利影响。研究结果表明,在原支护条件下,上方基坑开挖对主线隧道产生的位移及内力变化均较小,在基坑正下方拱顶发生最大位移5.9mm,沿线其余位置变化较小,均控制在2mm以内,且相距越远,位移值越小,但在实际施工时不可忽略其他因素的影响,建议优化施工顺序,加强监测,降低基坑施工对既有隧道的结构安全和运营安全影响。

型钢倾斜桩在软土深基坑工程中的应用研究

为研究型钢倾斜桩在软土深基坑工程中的适用性,基于福州某软土深基坑工程,依据其工程地质条件、水文地质条件以及周边环境条件,提出采用型钢倾斜桩的支护方案,并采用有限元分析方法及监测数据验证方式,对软土深基坑的土体变形、桩身内力及变形进行研究。结果表明:采用型钢倾斜桩组合支护结构,可显著减小支护桩侧移和内力,且型钢倾斜桩相较于混凝土桩成本更低;针对局部土质较差的情况,可采用坑内被动区加固的方式提高斜桩的侧阻力,以满足斜桩的承载力要求;基坑支护结构以及周边环境变形监测数据,验证了型钢倾斜桩在软土深基坑工程中的适用性,可为类似软土深基坑工程提供参考。

桩锚式支护桩内力和变形测试研究

为了研究桩锚式支护桩的内力和变形特性,对桩身钢筋应力和圈梁的侧向位移进行了监测,得到了桩身的弯矩分布图和侧向位移分布图。监测结果表明:随着开挖深度的增加,基坑内侧的最大弯矩逐渐增大,而且其作用位置向下偏移;设置锚杆改变了桩身弯矩的分布特征,最大弯矩的数值减小,其作用点位置下移,桩身的侧向位移显著减小;基坑开挖过程中基坑开挖的空间效应显著,基坑测试段中部的桩身弯矩较其他部位桩身的弯矩值大,且支护段中部的侧向位移最大;基坑开挖至基底后,桩身负弯矩的最大值发生在坑底内侧附近,本次测试结果可为桩锚支护结构的设计提供可靠的依据。

挖深不同情况下基坑支护结构性状研究

为深入研究开挖深度不同情况下深基坑支护结构的变形和内力,运用岩土工程二维有限元软件PLAXIS进行此类深基坑开挖全过程的模拟。通过不同工况的模拟及计算,结果表明由于基坑开挖深度的不同,基坑两侧支护结构的水平位移和内力均有较大差异,在基坑设计中有必要对基坑的支护结构进行优化设计。

某软土深基坑险情分析与处理

介绍一软土地区深基坑由于超挖引起基坑险情的工程实例。该基坑土层分布以淤泥质粉质黏土为主,为典型的长江漫滩地质条件,具有一定的代表性。基坑土方开挖期间,由于地下室方案调整,基坑深度加深,而未按设计要求对支护进行事先加固,导致基坑出现险情。通过对比前后不同挖深条件下支护结构的内力及变形,分析了险情产生的原因,并依据实测支护结构和周边环境的变形,针对基坑出现的问题提出有效的处理措施,从而保证了基坑的安全。

深基坑开挖中圆形支护结构性状分析

以圆形支护结构为研究对象，提出了一种新的计算方法，同时分析了影响圆形支护结构内力、变形的因素。

与地下主体结构相结合的超大深基坑支护结构变形及内力特性分析

结合上海软土地区长峰商城逆作法施工超大深基坑的实际工程,建立三维有限元分析模型。通过对有限元计算结果与实测数据的分析比较,探讨与地下主体结构相结合的超大深基坑支护结构变形规律及内力特征。

支护结构内力和变形的影响因素分析

利用考虑土与结构共同作用的支护结构设计计算方法和编制的ＰＩＬＥ程序对支护结构的插入深度、支护结构刚度、支撑位置、坑内土体加固和支撑刚度等因素对支护结构的内力和变形的影响进行了分析和讨论。

地下连续墙和支撑刚度对围护结构变形、内力影响的敏感性分析

结合上海市区具体工程的施工控制情况,通过增加、降低地下连续墙刚度和内支撑刚度的大小,采用两维施工模拟有限元技术,详细探讨了上述刚度变化对围护结构的变形和内力的影响,并比较两者的影响程度。

邻近开挖对桥梁桩基变形与内力影响分析

研究目的:邻近开挖会对桥梁桩基造成不利影响,严重时将影响高速铁路的运营品质与安全。本文通过现场原型试验,获得深厚软土地区3种开挖工况下邻近桩基的工作性状,采用ABAQUS有限元软件对试验过程进行三维数值模拟,通过与试验结果的对比分析,验证计算模型与参数的合理性。基于验证后的计算模型,探讨无支护开挖主要参数(基坑宽度、边缘净距、基坑深度)对桩身变形与内力的影响规律。研究结论:(1)邻近开挖引起的桩身位移与弯矩分布范围约为设计时主动受力桩的2.1~2.8倍,劣化了桩基的工作状态,在高速铁路运营维护中应引起高度重视;(2)基坑宽度大于5倍的边缘净距时,可忽略继续向外侧加宽基坑对邻近桩基的影响;(3)当边缘净距大于30 m(相当于6倍的基坑宽度)时,开挖窄浅基坑(宽度≤5 m且深度≤3 m)对邻近桩基的影响不大;(4)桩顶水平位移、桩身最大弯矩随深宽比增加大致呈指数型增长趋势,且间距越小,其增长速率越大;(5)本研究成果可供高铁桥梁桩基设计、施工、运营维护借鉴。

钢框架—钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异补偿对结构性能的影响

经过多种补偿方案的比较,提出钢框架-钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异的楼层组优化补偿方案,并研究竖向变形差异补偿对结构的内力和变形的影响。利用有限元程序SAP2000进行结构分析,在分析中分层施加竖向荷载,考虑混凝土收缩和徐变的影响。分析表明,钢框架-钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异楼层组优化补偿方案,既能保证补偿的精度,又经过优化使施工更为方便,是一种比较合理的补偿方案。采用楼层组优化补偿方案可以使楼层的最大累积变形差异明显减小,保证水平构件的水平度。在补偿结构中,只有位于平面四角处的连系梁内力减小较多,其他梁或柱的内力变化很小。与原结构类似,在补偿结构中,钢框架柱之间的竖向变形差异远远小于柱-筒之间的竖向变形差异。

应用H-S模型进行巨型深基坑的开挖优化分析

天津滨海新区于家堡金融起步区一期工程,基坑面积约为11万m2,普遍开挖深度约为13-14m,只使用了一道钢筋混凝土支撑,这对整个基坑支护体系的稳定性控制提出了很高的要求,在开挖前就需要对基坑在开挖过程中的变形性状进行预测,判定其对周边环境的影响。本文使用基于Hardening-Soil模型的有限元方法,对比不同开挖步时基坑开挖对周边环境的影响,分析证实了优化方案的可行性,得到的结论可供类似工程参考。

地铁车站一次扣拱暗挖逆作体系模型试验研究

基于地铁暗挖车站一次扣拱逆作结构的1∶20三跨的较大比例模型实验,通过严格按照实际开挖过程模拟,对围岩与结构的关键部位进行力学和变形连续测试,包括初期支护、二次衬砌、中柱、地层应力及地中和地表位移。实验表明:拱顶位移均受到各自导洞的开挖影响最大,约占其全部位移的一半;地表位移受导洞开挖影响最大,且随导洞增多而变大,当两侧的4个导洞都开挖完后,其位移大约为总位移的一半多;初衬应力有拉有压,表现为随测试部位的不同而有差异,初衬的临时竖向支撑和仰拱为压应力,拱腰部位为拉应力,在导洞开挖过程中,初衬基本表现为压应力,随着拆除中间支撑,初衬的力学性状转换为拉应力,直到二衬施工完毕后,拉应力变小;钢管柱是传递和承受荷载的主要部件。实验结果完善了设计理论,有利于促进该工法的进一步推广应用。

改进的杆系有限元法在预应力锚杆复合土钉支护中的应用

为合理计算分层支护结构的内力及位移,以预应力锚杆复合土钉墙为研究对象,考虑分步开挖的施工过程及预应力施加对支护结构内力及变形的影响,将规范中的杆系有限元法进行改进,使其适用于柔性结构,提出一个考虑结构与土体相互作用的土压力计算模型,并编写了计算程序。将计算结果与工程实测数据进行了对比,证明采用该方法计算柔性支护的水平位移及构件轴力较为合理。

深基坑桩锚支护结构和土体之间协同作用

目前深基坑桩锚支护结构的研究已引起学者的高度关注,支护结构与土体之间协同工作的研究仍然是一个亟待深入研究的课题。以桩锚支护结构与土体相互作用体系为研究对象,考虑桩后土抗力与锚杆拉力共同作用,建立静力平衡方程,在前人总结的桩锚变形协调条件的基础上,对其进行改进,并与变形协调条件的其他3种算法对比。结果表明,改进的方法更能反映桩锚支护结构受力变形的实际情况,由此算得的锚杆设计拉力较其他方法算得的锚杆设计拉力偏大,这是因为克服了前述方法中忽略锚杆倾角、增大了锚杆的伸长量以及未考虑桩锚实际受力状态的缺点。结合工程实例,应用FLAC^(3D)模拟的桩身内力与改进方法算得的桩身内力基本吻合,说明改进方法的优越性。

深基坑支护结构分析的共同变形法

在分析基坑工程通用弹性地基梁法优缺点的基础上，建立了考虑结构变形与土体相互作用的共同变形法计算模型及分析程序。通过分析及计算比较认为，运用共同变形法计算时，可采用与通用弹性地基梁法相同的地基反力系数，文中也讨论了土体水平地基反力系数的取值方式（ 常数法和‘ｍ’法） 对计算结果的影响。研究表明，共同变形法在实践中是可行的并较通用弹性地基梁法更合理。

基坑开挖对下方地铁隧道影响数值分析

研究目的:与既有地铁隧道上下重叠建设的基坑工程日益增多,基坑开挖卸荷对下方既有地铁隧道的影响是该类工程中不可忽视的问题。本文结合工程实例,采用有限元软件进行数值模拟,分析基坑开挖深度、土层特性等方面对下卧隧道的影响,并总结基坑开挖卸荷对下方隧道在结构变形、内力等方面的发展态势和变化规律。研究结论:(1)当基坑开挖深度与下卧隧道覆土厚度之比大于0.5时,下卧隧道结构变形和内力增幅显著,下方隧道竖向位移与上方基坑开挖深度近似于呈线性变化;(2)土层弹性模量越小,隧道隆起量变化增幅越大;(3)隧道内力随着基坑开挖深度的增加呈现减小趋势,当基坑深度开挖至7 m后,由于隧道偏压作用逐渐显著,隧道结构内力呈现增长趋势;(4)本研究结果可为类似工程设计、风险评估与施工提供借鉴和参考。

基坑开挖对临近地铁隧道力学性状的影响研究

基坑开挖对临近既有隧道影响的计算与评价是基坑工程实施过程中必须考虑的关键问题之一,以某基坑开挖为算例,按照隧道-土体-基坑围护结构共同作用,建立了三维非线性有限元模型。计算了基坑边线与隧道轴线成0°、30°、60°和90°夹角的4种工况,分析基坑与隧道轴线不同交角条件下,基坑开挖对隧道结构变形和内力的影响。结果表明:随着基坑开挖深度的增加,基坑开挖引起隧道结构变形和内力的改变更加明显;随着与基坑距离的增大,隧道结构受基坑开挖的影响逐渐减弱;隧道与基坑的相对位置不同,基坑开挖引起隧道结构的受力变形差异明显,随着二者交角的增大,隧道结构的竖向变形逐渐增大,侧向变形逐渐减小,而轴力和弯矩变化较为复杂。