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.

开挖顺序及内支撑早期刚度对软土基坑稳定性影响规律

深基坑开挖变形控制是软土基坑工程的难题,工程中常采用密集的混凝土内支撑来提高支撑刚度,然而实际工程中未能合理考虑软土深基坑的开挖顺序和混凝土内支撑早期刚度影响,往往导致基坑实际变形远大于设计值。结合珠三角水资源配置工程的软土深基坑,利用验证后的数值模拟方法研究了不同开挖顺序及混凝土内支撑早期刚度对基坑受力和变形特性的影响规律,得出了分层分区非对称开挖和对称开挖对地连墙水平位移和地表沉降的影响规律。结果表明:尽管非对称开挖会造成基坑两侧的地连墙位移和地表沉降差异,但是密集内支撑条件下非对称开挖比对称开挖对于基坑周围地表沉降和地连墙水平位移影响更小并能够大量节约工期;受混凝土内支撑早期刚度影响,施作内支撑后越早进入下一步开挖,地连墙水平位移和周围地表沉降越大;考虑内支撑早期刚度影响时基坑上部的内支撑轴力会增大,而下部的内支撑轴力会减小,早期刚度越小,这种趋势越明显;现场施工时难以实时动态监测混凝土的弹性模量,极易造成内支撑轴力的早期监测数据失真,甚至给工程带来错误决策。

基于离心机和数值模拟的深基坑开挖支护结构受力和变形研究

依据实际基坑开挖和支护结构工程特性进行模型概化,得出适合的离心模型试验方案,采用离心模型试验分析超深基坑开挖过程支护结构工程的受力和变形分布规律特征。同时建立三维有限元模型对圆形基坑开挖过程中支护结构的变形进行数值模拟,并将试验和数值计算结果进行对比分析。结果表明:支护结构水平位移模式为两头小,中间大的“涨肚型变形”;并且随着基坑深度的加深,地下连续墙水平位移最大值点逐渐下移;地表沉降呈凹槽形沉降形式,随着开挖的进行,沉降槽底部向着远离基坑的方向发展;地连墙背后土压力变化值呈非线性,开挖初期,土压力沿深度变化很小,但随着开挖的进行,土压力变化量逐渐增大;数值分析与离心模型试验的开挖支护结构变形特征结果较相近。研究成果可为基坑开挖设计切实有效的支护结构提供科学依据。

复杂边界深基坑土方开挖及支护施工技术

结合杭州西站TOD项目,提出围护结构施工、土方开挖、支撑结构施工及养护穿插的土方开挖施工技术;建立了三维实体非线性有限元模型,开挖前模拟分析深基坑在开挖支护终态下的受力;基于数值模拟结果,对开挖全过程进行监测。结果显示,角撑最外侧支护、对撑与围护相连的八字撑处混凝土受力较大;与墙顶位移相比,地下连续墙深层至第2道混凝土支撑处的水平位移较大;比较数值模拟结果和施工监测数据,支撑轴力和地下连续墙深层水平位移的误差分别为4.0%,6.2%,表明数值模拟分析结果可用于指导施工监测;过程中支撑最大轴力和深层土体位移均未超过相应设计要求限值。

长春市某深基坑桩锚支护数值模拟分析

桩锚支护在深基坑工程开挖过程中具有较好的支护效果,使用有限差分软件FLAC3D6.0对深基坑进行各个工况的模拟具有重大意义。本文以长春某深基坑工程为研究对象,使用FLAC3D6.0有限差分软件进行三维建模,模拟基坑开挖过程中产生的地表水平位移、竖直沉降、坑底隆起以及围护结构的位移等,并做出总结。结果表明,围护结构在各工况下的水平位移随着距基坑边缘距离变大而逐渐减小;基坑水平位移最大值一般出现在基坑中间;坑底隆起值的变化与围护结构水平位移呈正相关;模拟值与实测值的变化规律基本相同,验证了本次模型的准确性。

SMW工法桩施工过程中变形监测与三维有限元数值模型的建立

SMW工法桩是基坑工程中的一种组合支护形式,兼具挡土与止水的作用,具有造价低、施工便捷、对基坑周边影响较小等优势。依托广东江门某基坑工程,通过现场监测和建立三维有限元模型数值模拟的方法对SMW工法桩施工过程中的变形进行研究。结果表明:围护结构桩顶水平位移的模拟值与实测值两者之差在3 mm以内,桩顶竖向位移模拟值与实测值两者之差在1 mm以内;实测数据与数值模拟结果基本拟合,所建立的三维有限元数值模型与实际工程结构较为相符,在施工过程中将现场监测与数值模拟相结合,以确保工程施工的质量与安全。

深基坑施工安全技术措施

本文主要阐述深基坑施工安全技术措施。首先分析深基坑施工安全技术措施的重要性,其次从深基坑施工前安全准备工作、基坑降排水、土方开挖、喷射混凝土及土钉施工、基坑防护、基坑监测等方面深入探讨加强深基坑施工安全的技术措施。本文旨在对深基坑施工安全措施进行分析,进一步提升深基坑施工安全技术水平,保障深基坑施工顺利进行。

卵石地层偏压深基坑支护结构力学特性及影响因素分析

依托洛阳市周山大道下穿开元大道项目,对卵石地层偏压深基坑支护结构力学特性及影响因素进行研究。采用MIDAS GTS NX建立二维有限元模型,对比不同条件下支护结构侧向位移、弯矩和轴力,探讨深基坑旁偏压荷载位置、大小、分布宽度及基坑开挖深度对基坑支护体系变形的作用,得出桩身随条件变化方程式及相关系数。结果表明:当堆载达到60 kPa,左侧桩体位移变幅为56.80%,右侧桩体位移小于左侧且向远离基坑方向移动,坑边荷载≥105 kPa时桩体变形将达到本项目规定预警值;堆载与坑边距离的大小和围护桩侧移量呈极高相关,基坑至堆载距离大于1.5倍设计开挖深度时,支护结构受力变形趋于稳定;基坑开挖深度达到1.8倍设计开挖深度时,基坑灌注桩受到荷载分布宽度影响几近于零。工程实测值与模拟计算值对比分析,验证了本文方法的准确性,可为偏压深基坑工程提供借鉴。

地铁车站软土深基坑开挖变形全过程数值模拟研究

软弱土层的深基坑施工会引起周边道路开裂及临近建(构)筑物沉降,如变形过大则会对周边建(构筑物产生不利影响。文章以南京地铁5号线虹桥站地铁车站为研究背景,基于有限元软件建立了地铁深基坑全过程开挖的三维数值模型,其中土体采用摩尔-库伦本构模拟其力学行为,结合特定断面对软弱土层基坑开挖施工过程的支护结构性状和基坑土体变形的情况进行分析。数值计算结果与实测对比表明:围护结构侧位移与实测比较一致,沉降值较实测偏小,分析其原因可知施工过程中的一些临时荷载,在数值模拟中并未体现,所以导致了两者的差异。因此,在实际施工中应着重控制基坑周边的地面超载,避免产生过大沉降和地表倾斜。

高层建筑深基坑支护结构位移动态监测方法

针对高层建筑深基坑支护结构位移监测时,位移轨迹、位移速率以及位移时间变化监测准确性较差问题,本文研究了高层建筑深基坑支护结构位移动态监测方法。对支护结构位移影响因素进行具体分析,生成了影响指标;再对基坑数据进行采集,建立数据集并进行降维处理;计算获取目标函数,结合影响指标建立时间序列模型,依据对模型的计算建立动态变量矩阵;通过对矩阵的计算获取动态监测数据的统计量,完成支护结构的动态监测。研究结果表明:运用该方法进行监测时,位移移动轨迹监测误差为0.1,位移速率保持在0.9 mm/d以下,且与实际位移速率基本一致,纵向位移量达到202 mm,且与实际沉降量一致。本文方法能够有效应用于高层建筑深基坑支护结构的位移动态监测,为保障高层建筑的稳定性和安全性提供重要的技术支持。

长短桩组合支护在深厚软土基坑中的应用研究

基坑的支护桩通常采用等桩长布置,而在深厚软土地区的基坑工程中,围护桩需要嵌入软土以下的好土,所以桩长较长,等桩长布置的情况下经济性较差。为了研究部分围护桩嵌入好土的长短桩组合支护在深厚软土基坑中的作用及表现,采用现行设计方法计算全长桩支护和全短桩支护情况下围护桩的结构内力和变形,由此估计采用长短桩组合支护情况下围护桩的变形应介于全长桩支护和全短桩支护之间;进一步通过三维数值模拟对不同长度的长短桩组合支护进行对比分析,确定了合适的短桩桩长,然后将分析结果用于指导实际项目设计并对项目展开监测。研究表明:(1)长短桩组合支护的短桩桩长可截取至全长桩支护条件下围护桩弯矩计算的第二个反弯点,实现短桩与长桩共同受力、协调变形;(2)论文中给出的基于现行设计计算软件的长短桩组合支护设计计算方法是可行的;(3)长短桩组合支护设计方法可有效节约工程造价。研究成果可为深厚软土基坑工程提供参考。

基于ABAQUS的咬合桩支护深基坑数值分析

基于ABAQUS数值分析软件,利用刚度等效原则对咬合桩支护深基坑进行等效.对基坑开挖卸荷过程中坑底隆起变形、支护结构位移及支撑轴力变化进行分析,并与实际监测数据进行对比验证.研究结果表明:采用刚度等效原则进行咬合桩支护分析能够反映基坑的变形特征,数值分析得出的支护结构和周围环境的变形结果与实际监测值具有良好的一致性,可作为基坑实际施工的指导.

深基坑工程不同施工阶段对其围护结构及临近在役铁路路基稳定性影响分析

为研究基坑工程不同施工阶段对基坑围护结构及临近在役铁路稳定性的影响,针对盐城市铁路综合客运枢纽能源中心深基坑工程,首先分析不同施工阶段对基坑围护结构变形量的影响;然后基于临近铁路路基沉降变形监测数据,分析各施工阶段对铁路路基稳定性的影响。研究结果表明:土方开挖过程中基坑圈梁水平和竖向位移、支撑轴力、格构柱竖向位移均呈逐步增大的变化规律,支撑施工及底板浇筑过程中基坑各结构的位移量及支撑轴力逐步减小;随着施工进程的不断推进,铁路路基的竖向位移逐渐增大,直至拆撑结束后逐渐趋于稳定。最后通过收集若干基坑开挖对临近铁路路基影响的工程实例,发现铁路路基最大沉降值S_(max)与mH_(e)/L_(t)(m为基坑靠近路堤一侧的宽度、L_(t)为基坑坑壁至路基坡脚线的水平净距、H_(e)为基坑开挖深度)存在良好的对数关系。

“地下复合支撑”变形分析与优化设计

“地下复合支撑”是通过在基坑坑底布置加固水泥土将坑底工程桩与基坑支护桩墙相连形成复合受力体。基坑开挖时,复合受力体共同受力抵抗变形,有效控制围护结构变形并抑制坑底土体隆起。本文提出“地下复合支撑”概念及其设计理论,分析坑底加固面积置换率、固化剂掺量、加固深度等关键设计参数对基坑变形的影响,为“地下复合支撑”投入工程实践提供设计依据和理论参考。基于工程实例,针对原支护体系给出地下复合支撑的优化设计方案,验证新型复合支撑的可行性,体现其对基坑围护结构水平位移和坑底隆起变形控制的优势。同时,按照优化设计方案可以减少基坑内支撑的道数,具有安全性和经济性。

深基坑支护方案设计及开挖数值模拟分析

随着城市建筑地下室建设规模的扩大,对深基坑的开挖和支护的技术要求也越来越高。本文以某深基坑工程为例,建立了相应的数值模型。利用FLAC3D软件分析了基坑在连续开挖过程中的变形和稳定性。根据数值模拟的结果,预测了可能失去稳定性的薄弱位置。提出了一个土钉加固方案来保持基坑的稳定性,采用索结构单元来模拟土与土钉的相互作用。计算结果表明,最大的水平位移发生在基坑壁的中间部分,最小的水平位移发生在基坑壁的角落部分。土钉支护通过分散土体的内应力,显著减少了基坑的变形。通过对数值模拟结果和基坑变形监测数据的对比分析,验证了模拟结果的可靠性。提出的加固方案有利于保证广场基坑的安全,可为类似基坑工程的加固提供经验。

昆明软土地区超大深基坑变形监测分析

以昆明综合交通国际枢纽深大基坑为工程背景,分析昆明软土层中基坑周边环境的变形特性、立柱变形和支撑轴力变化情况。各测点的变形量均随开挖深度的增加而逐步增大,且基坑顶部变形最大,变形整体形态为“开口形”。地下连续墙变形随开挖深度的增加而增大,先缓慢增长,然后突然剧增。支撑与封板上车辆及料场荷载导致立柱竖向沉降。支撑最大轴力值与围护体侧向变形最大值分布形态基本匹配。各观测井水位变化幅度较小;基坑东侧靠近B塔楼区域存在漏水情况,水位变化幅度较大。随着各区域后续工况基坑逐步开挖,车站变形逐步增加,但变形较小,区间变形未发生较大变化。

型钢支撑+地连墙在深厚砂层的设计施工实践

斯里兰卡某酒店基坑位于深厚富水砂层,基坑周边环境复杂,引入中国设计与施工标准,采用地连墙+型钢支撑支护体系,取得了理想的挡土止水支护效果,控制了周边建筑和环境变形。介绍该基坑工程设计与施工过程及关键技术,为后续类似工程提供借鉴和参考。

地下交通枢纽多级基坑组合支护结构体系设计及变形特性研究

北京地铁M3线星火站地下枢纽是高铁星火站地下综合枢纽的一个组成部分,采用明挖法施工。因枢纽基坑内部主体结构使用功能的不同需求,基坑采用三级布置形式,基坑一侧邻近既有高铁星火站,另一侧为城市道路,基坑开挖受四层地下水影响。为了解决地铁M3线星火站地下枢纽多级基坑支护结构设计遇到的困难,开展基坑组合支护结构体系研究。首先分析枢纽基坑的空间布局特点、周边环境情况及地下水赋存特征,讨论常规支护结构体系存在的问题,基于分级支护和分级止水理念,研发基坑组合支护结构体系,详细给出各级基坑支护结构体系布置、结构参数及多级基坑开挖支护步序;然后采用数值模拟方法建立多级基坑开挖支护的三维数值计算模型,分析各级基坑的坑底隆起和围护结构变形;最后结合各级基坑围护结构变形实测结果,探讨基坑组合支护结构的变形特性。数值模拟和现场实测结果表明:各级基坑的坑底隆起及围护结构变形均满足控制值要求。

深基坑开挖过程中变形监测分析

以随州市华悦城项目的深基坑为研究背景,对深基坑开挖过程中桩身变形、桩顶位移、内支撑轴力的计算值与实际值进行比较,以及开挖方式对变形的影响。结果表明:使用软件计算前,相关深度、土层弹性模量、混凝土参数的选择存在偏差,导致发生“踢脚”破坏,可通过降低土体对支护结构的主动土压力,增加结构对土体的支撑作用解决这一问题。

典型软土地层管廊基坑垫层换撑可行性研究

针对基坑传统换撑方法换撑工序复杂,对管廊结构施工延续性及施工效率影响较大的问题,基于典型软土地层,以广东中山某管廊深基坑工程为背景,提出了利用垫层换撑的新方法.首先,对基坑进行三维Abaqus数值模拟并与实测数据进行对比分析;然后,提出垫层换撑方法并进行数值模拟正交试验,探究采用垫层换撑方法在拆撑后不同因素对基坑围护结构变形影响情况;最后,通过现场试验验证管廊深基坑垫层换撑新方法的合理性和可行性,并将垫层换撑方法与传统换撑方法对于围护结构水平位移影响进行对比.研究结果表明:影响围护结构变形的3个主要因素为垫层改良区域(垫层梁)厚度、混凝土强度等级和纵向钢筋直径,其中垫层改良区域(垫层梁)的厚度极差最大,为影响围护结构变形最显著的因素;垫层换撑现场实验在拆除底部横撑后,围护结构最大水平位移平均实测值仅为21.79 mm,有效解决了软土区围护结构易变形过大的问题,验证了垫层换撑方法的适用性;在基坑地层及开挖条件相同情况下,采用垫层换撑方法围护结构最大水平位移约为传统方法的84%,相较于传统换撑方法能够更好地控制基坑变形.