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。

排桩复合土钉支护结构水平位移简化计算方法

针对排桩复合土钉支护结构,基于其受力变形机理,引入了土钉钉头与排桩在相应位置处变形协调的基本假定,考虑了分步开挖施工工况,采用增量法建立了考虑施工过程影响的排桩复合土钉支护结构水平位移简化计算方法。算例及工程实例计算的对比分析表明,所建立的排桩复合土钉支护结构水平位移简化计算方法具有工程适用性。

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。

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。

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.

LNG储罐地下基坑监测分析

文中结合实际工程,针对某半地下储罐基坑设计采用钻孔咬合灌注桩支护方案;在5^(#)储罐基坑周围区域布设了多个监测点,监测地表沉降、桩顶沉降、桩顶水平位移、桩体水平位移、支护桩钢筋应力、圈梁轴力以及地下水位,根据监测数据分析支护结构的变形情况。结果表明,基坑在施工期间处于安全合理的受力状态,支护结构可以充分发挥控制基坑变形、保障基坑稳定的作用。

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。

深基坑支护结构形变影响因素分析

文中依托福建省福州市某房屋建筑项目,分析了周边荷载及环境温度对基坑支护结构不同部位变形量的影响。结果表明,随着基坑顶部的不断卸载,基坑顶部的水平位移数据不断增加;随着基坑顶部的不断卸载,基坑周边地表的沉降量不断增加,但是越靠近基坑,其累计沉降量增加速率越明显;越远离基坑,其累计沉降量增加速率不是太显著;支撑越长,随着温度下降支撑的水平位移值越大;温度每下降10℃,支撑水平位移的最大值为12.1 mm;基坑北侧的水平位移随着温度的升高而降低,基坑东侧的水平位移随着温度的变化而变化不显著;基坑的支撑轴力整体的变化范围不是很显著,且不同位置的支撑轴力变化趋势不一致。

钢支撑轴力自动补偿系统在14号线豫园站超深基坑的应用

针对一级基坑变形指标的要求,结合上海市地铁工程豫园站基坑钢支撑自动伺服系统建设实例,具体阐述采用钢支撑轴力自动补偿系统来解决复杂的地质条件下地铁超深基坑施工的变形控制难题。通过钢支撑轴力自动补偿系统工作原理介绍、系统布置、施工计划、设备详解、工程实践效果等,为今后类似工程提供参考。

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。

黄河邻岸异形超深基坑支护结构变形研究

根据济南穿黄济洛路隧道合建段深基坑项目,针对黄河邻岸异形深基坑施工支护结构变形开展了研究工作,主要研究成果为:(1)基坑开挖地下连续墙整体变形呈现“中间大、两端小”的形态,变形趋势呈现出先缓后快再趋于平稳的过程;阳角部位变形较大,深度为22 m时的偏移量有增大趋势,ZQL 24偏移值最大为33.1 mm;(2)基坑开挖地下连续墙顶竖向位移在深度为16~22 m时,沉降速度较大,整体为下降的趋势;地下连续墙顶水平位移偏移方向偏向远离基坑一侧,偏移量呈增大趋势,阳角部位的偏移量相对较大;(3)首道支撑处于逐渐受拉状态,其他支撑轴力值基本呈增加趋势,与深层水平位移监测数据吻合,同时混凝土支撑承受荷载远大于钢支撑。

全地下空间枢纽深基坑支护结构变形特征控制

雄安小里站交通枢纽超大深基坑工程,长1.05 km,深达28 m,具有富水地层、复杂地质等工程特点,属复杂超大深基坑工程,安全风险等级高。为保证基坑在开挖施工阶段安全稳定,依托雄安小里站交通枢纽超大深基坑工程,研究采用数值模拟方法,围绕双排桩施工方法与加固措施,设计3种不同的模拟方案,探讨在不同支护加固方案下,基坑整体的受力变形特征。模拟结果显示:运用“双排桩+桩前基底局部加固”支护方案,增强了双排桩支护结构的刚度,同时较好地控制了桩体水平位移,使桩顶水平位移减少48%。实测数据验证表明:基坑双排桩支护优化方案及相应的加固处理措施能有效加固优化类似深基坑,保障了基坑工程安全施工。

深大基坑支护结构变形规律分析

为确保基坑工程建设和运营期间的安全性,需深入了解深大基坑支护结构的变形机理,从而有重点地合理优化支护结构体系。文章以某建筑物深大基坑为研究对象,利用有限元软件建立计算模型,对桩锚联合支护方案中的支护桩长度和锚索长度进行优化。同时,分析了支护桩桩体的水平位移变化规律及其对周边地表沉降的影响。

岩土工程勘察对基坑支护施工的影响研究

文章主要研究了岩土工程勘察工作对基坑支护施工的影响。包括岩土工程勘察在基坑支护施工中的必要性、岩土工程勘察对基坑支护施工的主要影响及其应用实例。经研究发现,科学合理的岩土工程勘察对于基坑支护施工而言非常重要。希望通过本次的研究,可以为岩土工程勘察以及基坑支护提供一定参考。

考虑时空效应的软土狭长型深基坑地连墙变形计算方法

为准确评估软土地区基坑施工安全以及对周围环境的影响,开挖过程中的时间和空间影响因素不可忽视。以长江漫滩软土地区某深基坑开挖工程为依托,首先建立考虑顺逆结合施工过程的有限元模型,将地连墙水平位移的计算值与实测值进行对比,验证有限元计算的可靠性;基于理论分析、数值计算和实测数据,采用坑角效应影响系数和等效水平抗力系数来衡量时空效应对支护变形的影响,提出考虑时空效应的地连墙变形计算方法;通过工程实例验证了在软土地区基坑设计计算中考虑时空效应的必要性以及所提计算方法的合理性。该研究成果可为软土地区深基坑变形计算提供有益借鉴。

软土地区高层建筑深基坑支护工程变形监测分析

基坑开挖必然会改变土体的原始应力场和位移场,从而进一步引起邻近地基土体内部产生附加内力和变形,这在软土地区表现得更为明显。软土具有强流塑性和高回弹性,该类地质条件下基坑工程施工难度大、安全隐患多且施工工期长。因此,在软土地区对基坑进行详细监测保证基坑工程安全顺利实施非常重要。以广州南沙地块项目深基坑开挖为例,对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的构筑物进行全面且系统的监测,对监测结果进行详细讨论,研究结果可为类似地层条件基坑支护结构设计提供经验借鉴。

南宁地铁基坑围护结构变形监测分析及应用

本文以南宁市地铁3号线心圩车辆段出入段线U型明挖深基坑工程为例,通过变形监测技术对基坑墙顶水平位移、墙顶竖向位移、墙体水平位移和支撑轴力等重点监测项目进行实时监测,根据地下连续墙+内支撑的支护形式,分析基坑围护结构的变形规律。监测结果表明:墙顶水平位移量随时间迅速增大后逐渐减小;墙顶竖向位移累计量由零开始迅速减小,随时间呈振荡式增大;墙体水平位移沿深度方向呈中间大两边小的“大肚子”形,最大水平位移几乎位于墙体中部;支撑轴力逐渐增大,一定程度上抑制了墙体侧移。最后应用有限元软件Midas/GTS对基坑开挖过程进行了数值计算,将数值计算结果与监测数据进行对比,数值计算与现场监测数据变化趋势基本上一致,但数值模拟结果较小,模拟结果与监测数据较为吻合,可为日后类似工程的设计、施工及研究提供有益的借鉴。

应用伺服钢支撑的邻近盾构隧道车站深基坑开挖实测分析

钢支撑轴力伺服系统作为新兴的支护体系,正逐步应用于邻近地铁隧道、周围环境复杂以及需要保护的深基坑。根据杭州某地铁超深基坑的现场监测数据,开展钢支撑轴力伺服系统对基坑开挖变形性状及邻近地铁隧道变形的控制研究。结果表明:钢支撑轴力伺服系统的应用可以使开挖阶段基坑围护结构最终位移减小率达到63%,并且在地下结构施工阶段时可以起到顶回围护结构的作用;邻近新建高楼产生的附加荷载对围护结构作用效果显著,在该条件下对钢支撑轴力伺服系统轴力调控的要求较高;普通基坑围护结构的最大水平位移对应的深度在开挖面附近,伺服钢支撑的应用会使这一深度有3~5 m左右的增加,导致其无法进行直接有效的控制;温度是伺服钢支撑轴力的最主要影响因素,每上升1℃支撑轴力会增大约20 kN;本基坑工程的开挖面位于隧道以下位置,隧道在基坑开挖阶段转向地下结构施工阶段的水平和竖向位移均有突变,总体呈现“水平拉伸,竖向收缩”的变形模式;根据文中实测数据及前人研究拟合得到伺服支撑控制下的隧道水平位移预测公式。

中心岛结构与支护桩联合支护设计研究

为了降低基坑支护施工难度,对采用内支撑与中心岛结构联合支护的方案进行了模拟分析。通过计算得到不同工况下基坑支护结构的反力,并将其作用在中心岛结构上,分析中心岛结构的位移、应力随基坑开挖过程的变化规律,判定能否将支撑体系传递到中心岛结构上。研究结果表明:利用中心岛结构自身抗侧刚度,为基坑内支撑提供反力,可以满足基坑的变形要求,中心岛结构的侧移和附加应力在容许范围之内,联合支护方案可以简化施工工艺,减少临时水平对撑数量。

软土地区深基坑支护结构变形监测

软土地区深基坑施工经常出现支护结构变形的情况,为及时做好预防措施,避免损失以及降低成本,文中通过工程实例,对软土地区深基坑施工过程中的地表沉降情况、支撑轴力以及围护结构进行研究,探究深基坑开挖过程中的位移变形情况。结果表明,较短时间内,地表沉降不会因为距离基坑较远而沉降量变小,随着时间逐渐增加,地表沉降变化量会随着测点与基坑距离的变大而减小,支撑轴力会随着工期延长而逐渐增大,最后趋于稳定。围护结构侧向位移随着深度的变深逐渐变大后又逐渐减小,且围护结构侧向位移呈现出鼓胀状态。指数拟合曲线的水平位移更符合实际位移情况,采用指数函数模型能够较为准确地预测软土地区围护结构的侧向位移情况。