富水地层管廊基坑开挖变形及损伤演化分析

富水地层土体较为软弱,管廊基坑施工过程中易产生安全问题,研究富水地层管廊基坑开挖对指导类似工程具有重要意义。文章基于济南市开源路综合管廊工程,构建数值计算模型,考虑桩嵌固深度、钢支撑数量、支护桩类型等因素,研究不同工况对管廊基坑开挖变形的影响,并引入了损伤变量的概念,分析了基坑施工过程的损伤演化情况。结果表明:基坑开挖对于周边地表土体沉降的影响范围要大于对水平变形的,而对水平位移的影响范围约为3倍的开挖宽度;增加钢支撑数量对坑底隆起的改善要比对地表沉降的改善效果好;增加桩嵌固深度,可以明显地改善土体变形,但对于地表土体沉降量的限制作用随土体与基坑距离的增加有所削弱;基坑开挖过程中土体的损伤呈现“快速增长-缓慢增长”两个阶段,施作支护桩对土体的影响最大,土体损伤破坏急剧增加,约大于总体损伤的90.0%,施作支护桩之后土体损伤情况得到缓解。

基坑免降水开挖的组合式冻结法支护工艺研究

近年来,随着地下水资源保护力度的不断增大,对基坑工程进行免降水开挖的需求愈加紧迫。为解决富水地层基坑工程施工中的免降水问题,提出一种新的基坑支护方法:传统悬挂式止水帷幕与水平冻土止水帷幕相结合的“组合式冻结法”。根据以往市政工程中的冻结法施工经验,总结组合式冻结法的施工流程,提出泄压孔、温度限位孔和局部冻结技术相结合的冻胀控制措施,以及利用冻结管嵌入地连墙的界面区强化措施。通过模型试验对组合式冻结法的可行性进行验证,试验结果表明,组合式冻结法可以有效实现基底的支护,在冻结薄弱环节临时竖井、地连墙附近冻结壁承载能力满足设计要求;观测发现地层冻结对地连墙强度和变形无明显影响。

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。

基于有效控制抽水量和地面沉降的长江Ⅰ级阶地深基坑深井降水参数取值优化

针对目前深基坑深井降水研究中仅关注目标降深及相应地面沉降,未考虑满足目标降深条件下的有效控制抽水量问题,以武汉长江隧道明挖段深基坑深井降水工程为例,通过抽水试验分析了井管直径、进水段的相对位置b/M以及井的不完整程度l/M对基坑涌水量的影响,确定了止水帷幕长度、井管直径、过滤管有效长度和合理位置等降水参数,根据试验数据拟合出该地区非完整井涌水量经验公式;建立了控制抽水量和地面沉降的深基坑深井降水参数优化设计模型,求解Maxf(l)得出的过滤管长度,与抽水试验结果相近。结果表明:止水帷幕进入强透水层厚度2/3处时,其对基坑坑内抽水量和坑内外水位有控制作用;选用Φ250井管、过滤管设置在强透水层上部(b=0)、l/M值较小及附加阻力系数差(ξ_(1)-ξ_(2))最大时,基坑涌水量较小;q_(0)-l、Δq_(0)/Δl-l曲线中曲率最大点对应的过滤管长度范围为14.0~16.0 m,其对应的基坑涌水量q0最小;考虑井群干涉的影响,干涉井涌水量在基坑中心处最小、角点处最大。

三维数值模拟(modflow)在基坑抽水试验中的应用

为进行基坑降水设计,需要在前期进行抽水试验,通过试验求取水文地质参数。在此基础上对基坑围护与降水一体化设计。本文通过抽水试验采用modflow通过非稳定流计算水文地质参数,在分析水文地质条件的基础上,建立水文地质概念模型、数字模型,对截水帷幕三种方案模拟计算,对基坑周边地面沉降进行预测,结合工程降水实际,推荐截水帷幕的设计方案。

预留土堤对深基坑力学性状的影响分析

预留土堤在基坑支护中应用广泛,但在设计计算时往往以经验为准,存在一定的盲目性和不确定性。依托在建工程,采用FLAC3D建立了数值分析模型,通过改变预留土堤的高度和宽度,研究了基坑支护桩水平位移、基坑周边地表沉降、桩身弯矩、安全系数以及潜在滑动面的变化规律,最后提出了经济合理的预留土堤设计参数。结果表明:基坑支护桩的最大位移发生在桩顶,基坑周边地表沉降呈“凹槽形”分布,最大沉降量距离基坑边缘2~3 m;桩身弯矩沿桩长呈“鼓肚形”变化规律,峰值点在距离桩底8~12 m处;桩前预留土堤的设计宽度不应大于8 m,否则对于减小支护桩位移和弯矩、基坑周边地表沉降益处不大,而且会占用基坑有限的施工作业面;桩前预留土堤的高度不应大于5 m,否则其稳定性将难以保证。

复杂环境下基坑开挖对邻近设施的影响分析

结合基坑围护工程实际,建立有限元数值模型,利用启明星软件计算围护结构的各项安全系数,分析了不同施工阶段,基坑开挖对周边地铁区间、既有高层建筑以及既有管线等的影响。研究结果表明:基坑开挖将导致地表以及隧道周围发生位移。在基坑的施工过程中,隧道的变形量随着基坑的开挖逐渐增加,基坑后半段的开挖对于既有沉降基本不会再产生较大影响。基坑围护结构水平位移、基坑开挖深度、隧道与基坑水平间距是影响隧道水平位移的重要因素。围护结构最大侧移深度的下移会导致土体主要受扰动区扩散至邻近基坑的桩基础周围的土体,造成相应的桩基础承载力下降,进而导致邻近的桩基础建筑物产生显著的不均匀沉降。实际工程中,根据基坑周边环境合理地控制围护结构最大侧移深度,可以有效降低基坑开挖对周边环境的不利影响。

基坑开挖过程中围护体及周边环境变形分析

国内外已对深基坑开挖过程造成的变形有一定研究。在此基础上,以上海静安区华兴新城项目为实例,对基坑施工过程中的基坑支护结构、周围环境进行动态监测,对围护体侧向位移变形情况、围护体垂直位移变形情况、开挖深度对地下连续墙侧向变形的影响、开挖深度对地下连续墙最大变形位置深度影响、基坑外环境变形情况、基坑外地表沉降等监测结果进行了分析和验证,并以分析数据为基础,得出施工优化方案,可为类似深基坑工程提供借鉴。

深基坑降水对基坑及周边环境的影响

通过复杂地质条件下某深基坑的施工过程,采用有限元模型分析深基坑降水对其施工过程变形的影响。研究结果表明:深基坑降水渗流作用导致施工部位坑外与坑内水头差的形成,增加了防护装置的变形量和渗流力的作用。随着开挖深度的增加,水头差和渗流力也随之增大,从而加剧了渗流对防护墙变形的影响。流体与固体之间的相互作用是影响深基坑沉降的关键因素。

云南蒙自某基坑边坡失稳事故分析及处理措施

膨胀土吸水、失水产生膨胀、收缩的胀缩特性导致膨胀土边坡频繁出现崩塌事故。论文以云南蒙自某基坑边坡失稳为例,分析工程各阶段导致事故影响因素,介绍了应急及加固处理措施,供膨胀土区域类似工程参考。

某复杂工况深基坑工程设计研究

本文以受高地下水、厚土层等复杂工况条件下的某厂区深基坑工程为例,通过各限制因素分析和方案对比,详细介绍了该基坑的设计理念和施工步骤、注意事项。

不同地面附加荷载作用下桩加支撑基坑支护特性研究

为研究不同地面附加荷载作用下对桩加内支撑基坑支护结构的影响,以南京某工程为例,采用增量法结合弹性地基梁法的计算模型,分析了在各种附加荷载作用情况下,支撑轴力、支护桩位移和地面沉降的变化情况。结果表明:支撑轴力,支护桩最大位移和坑边地面最大沉降均与附加荷载大小呈正相关变化。附加荷载对基坑支护结构的影响存在有效影响点,反之对基坑支护结构不再产生影响。附加荷载的距离和深度对第一道支撑轴力的主要影响在1.0H之内(H-基坑挖深);附加荷载的距离和深度对第二道支撑轴力和桩身最大水平位移的主要影响在1.5H之内;附加荷载作用宽度对支护结构的主要影响在1.0H之内,最大地面沉降的有效影响点随着附加荷载的增大逐渐外移。

临河软土地层深基坑施工地连墙变形规律研究

当前全国各大城市交通市政工程建设开始迈向地铁时代,地铁建设既能解决城市交通紧张问题,又不占用建设用地和耕地,但建设地铁时确保深基坑施工安全及控制基坑变形是工作重点,以杭州至德清市域铁路工程1标总承包二工区区间风井深基坑工程为背景,对临河软土地质条件下深基坑施工地连墙变形的规律展开了研究,得到以下主要研究成果:临河软土地区地连墙水平位移变形规律为“弓形”,其变形量随深基坑施工进度逐渐增加,最大偏移量发生在第四道支撑和第五道支撑之间;地连墙顶部的变形量随基坑施工也不断增加,靠近基坑长边中部位置的竖向位移处于波动型缓慢增长趋势,同时墙顶水平位移也以波动型缓慢增长为主;地连墙的变形控制措施主要可以从优化支撑布设间距、调整地连墙入土深度和优化基坑开挖顺序等方面进行控制。

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。

车站深基坑施工对原水管变形影响的监测分析

大型原水管作为城市供水重要的生命线,其运营安全事关千家万户的生活。文章以所建地铁车站深基坑施工工程为例,结合临近原水管自身竖向位移及周围土体深层水平位移布设情况,针对不同施工工况中原水管竖向位移及土体深层水平位移成因监测数据进行分析,提出了有效控制周边土体及原水管自身变形的技术措施。本文内容可为类似深基坑施工过程中对原水管的监控保护提供借鉴,以确保原水管安全运营。

城市复杂环境下富水砂层地质中地铁明挖车站施工关键技术研究

本文结合武汉地铁12号线工程实例,介绍了在复杂城市环境下富水砂层地质中地铁明挖车站施工关键技术,就基坑开挖技术和围护结构地连墙施工技术进行分析,旨在提高复杂城市环境下地铁车站明挖施工的管理能力,寻求技术手段控制地铁车站明挖过程中的安全风险,保证地铁车站明挖施工安全性的同时,保障周边环境安全。

考虑空间效应的均质地基内撑式基坑开挖对邻近桩基影响分析

基坑开挖引起的坑外土体位移将对邻近桩基产生不利影响。改进原有二维分析方法认为围护墙变形符合平面应变的假定,考虑围护墙变形的空间分布和坑外桩基的空间位置,基于影像源法和Pasternak地基模型,提出了基坑开挖引起的邻近桩基水平位移和弯矩的分析方法,并通过工程实例验证了该方法的合理性。随后基于该方法分析了桩基所处空间位置、桩身刚度和长度、基坑开挖深度、围护墙最大变形等因素对坑外桩基附加变形及弯矩的影响规律,并探讨了诱发坑外桩基变形的围护墙主要影响范围。研究结果表明:(1)坑外桩基所处的空间位置对桩基的附加变形及弯矩存在显著影响,当桩基距离基坑边超过H(基坑开挖深度)时,桩身位移呈悬臂型;(2)随着基坑开挖深度的增加,坑外桩基的水平位移不断增大。桩身最大弯矩先期表现为增加,但当开挖深度大于50%桩长后则表现为减小;(3)坑外桩基的水平位移主要由其两侧各70%H宽度范围内围护墙的变形诱发产生,减小该区域围护墙的变形可以有效控制坑外桩基的附加变形及弯矩;(4)坑外桩基的桩身刚度对基坑开挖引起的桩身弯矩有较大影响,而对桩身变形的影响相对较小。

北京地铁地连墙基坑变形规律研究

为研究北京地铁地连墙基坑受力变形特征,采用统计法对近5年期间北京在施地铁基坑变形监测数据进行整理分析,并按照围护结构厚度及支撑体系类型对地连墙基坑进行分类,得出不同类型基坑地表、墙体、格构柱的变形规律以及基坑沉降槽曲线,提出地表隆起及墙体变形的新模式。结果表明:1)基坑监测范围内的地表变形中,地表隆起占比高达20%~45%,支撑体系类别及围护结构厚度不同对地表隆起比例与最大变形范围存在不同影响;2)根据墙顶变形方向及幅度,将墙体变形分为4种类型,开挖深度对墙体变形量的影响要大于围护结构厚度对土体变形的约束作用;3)墙顶的变形规律以上浮为主,占统计数据的90%以上;4)格构柱同样以隆起为主,大于墙顶隆起。

深基坑开挖对邻近古建筑影响实测分析

基坑开挖对坑外地表及周边浅基础古建筑等有重要影响。结合佛山地铁三号线大良站基坑开挖工程,对基坑地连墙结构、坑外地表及古建筑(慈善会)的变形进行了监测分析。结果表明:随基坑开挖深度增大,地连墙的水平位移最大值位置逐渐向下移动,最大水平位移约为14 mm;地连墙顶部位移逐渐由坑内指向坑外,变形呈“下凸上凹”型;周边地表沉降规律表现为凹槽型,沉降槽点在0.2~0.3H(H为基坑深度)之间;古建筑累计沉降随基坑开挖深度的增大而增大,且其邻近基坑侧更大,最大值约为15 mm,不均匀沉降值约为7 mm;在同一工序下,古建筑沉降趋势与地表沉降趋势相同,前者沉降变形更大,且相对滞后。基于分析结果:基坑开挖过程中加强横撑、适时回灌、及时施作封底等措施对减少邻近古建筑变形具有重要工程意义。

基于抗突涌稳定性安全系数控制的基坑降水最优化模型研究

以广州新白云国际机场第二高速公路北段5标明挖暗埋式隧道基坑降水工程为研究对象,提出了基于抗突涌稳定性安全系数控制的基坑降水最优化模型,给出了基坑底发生突涌破坏临界状态时,对应承压含水层顶板上部剩余临界土层厚度,提出了基坑开挖时承压含水层开始降水的启动时间,以及基坑开挖完成时承压含水层的安全水位,对基坑降水和开挖提出了合理建议,最大程度地控制和减小了基坑周围地面沉降,以科学指导基坑施工。