基于离心模型试验的软土基坑被动区加固

深厚软土地区深基坑内侧被动区土体抗力明显不足,开挖容易诱发较大的围护结构变形和基坑整体失稳,被动区软土加固能有效改善软土力学性能,约束基坑围护结构变形。为探究软土深基坑被动区加固的作用效果,结合离心模型试验和数值模拟技术,对被动区软土加固基坑的变形与受力特性进行了分析。结果表明:深基坑被动区软土加固能够抑制基坑围护结构出现较大的变形,且提升了被动区土体的抗力;随着被动区加固体加固宽度或加固深度的增加,基坑支护桩水平位移、主动区地表沉降值、被动区基底隆起值均呈减小的趋势;被动区加固宽度和加固深度存在合理的区间范围,当加固深度为0.5~0.6倍开挖深度、加固宽度为0.6倍开挖深度时,基坑变形控制程度较好,加固体加固深度变化对基坑变形响应更敏感,因此在软土地区深基坑被动区加固时,应优先考虑加固体加固深度对基坑变形控制的影响。

深厚软土深基坑被动区土体加固机制

周边环境复杂地区的软土深基坑对变形控制的要求极高,目前基坑支护主要遵循“强桩强撑”的设计思路,针对坑底以下存在深厚软土地层的情况,对基坑内侧被动区软土进行加固,能改善土体物理力学性能,有效约束基坑开挖变形。建立4种深厚软土地层基坑开挖模型,通过将离心模型试验的实际监测结果与Plaxis3D岩土有限元软件建立的等比例三维数值模型模拟结果相互验证,研究支护桩端在软土中的深基坑变形破坏模式和被动区加固效果。结果表明:在被动区软土未加固的情况下,支护桩端在软土中的基坑发生整体失稳破坏,支护桩进入硬土后的嵌固作用对基坑变形控制非常有利,在被动区设置裙边矩形加固,基坑变形显著减小;随着加固体深度、宽度的增加,基坑各项变形值均呈减小趋势,到一定值后变化不明显,加固深度、加固宽度的有效范围分别为0.4H~0.6H、0.6H~1.0H;加固体尺寸变化对地表沉降的影响最大,其次为支护桩水平位移、基底隆起。

软土基坑被动区加固强度参数试验研究及变异性分析

基坑被动区加固是有效的变形控制手段,在软土深基坑工程中已广泛应用,但被动区加固体强度参数及其变异性的试验研究较少。武汉地区某软土深基坑被动区采用三轴水泥土搅拌桩加固,为深入研究被动区加固体强度参数及其变异性,进行原位静(动)力触探试验及室内无侧限抗压强度试验,建立被动区加固体原位测试指标与无侧限抗压强度参数的相关关系,并根据建立的经验公式将连续的原位测试数据转换为无侧限抗压强度值,通过数据统计分析探讨被动区加固体强度参数的变异性及分布规律。研究结果表明:被动区加固体的强度比原状土显著增加,但坑底以下20%水泥掺量的实桩部分相比坑底以上10%水泥掺量的空桩部分的桩身强度增加幅度并不明显;被动区加固体不论是空桩段还是实桩段都具有显著的不均匀性,且空桩段变异系数比实桩段更大;空桩段水泥土强度采用指数分布拟合效果更好,而实桩段水泥土强度则近似满足对数正态分布。

长短桩结合被动区加固在深厚软土基坑中的应用研究

在深厚软土地区进行基坑支护设计长期以来是基坑工程界的一大难题,往往出现基坑开挖深度不大、桩长设置很长且不能满足规范要求的情况。为解决上述问题,文中在深入分析长短桩结合被动区加固作用机理的基础上,以武汉中体科技体育中心项目为例,详细介绍了此项目所运用的长短桩结合被动区加固支护结构,并使用弹性抗力法对基坑变形和稳定性进行计算分析,得到了短桩结合被动区加固可有效控制基坑位移、长桩控制基坑整体稳定性的结论,基坑监测数据表明此项目长短桩结合被动区加固的运用是成功的。最后,提出了深厚软土地区基坑长短桩结合被动区加固的设计流程,以期为类似工程提供借鉴。

基坑支护中被动区土体加固机理及优化设计研究

深厚软土区的基坑工程,常因被动区侧向抗力不足而导致竖向支护结构变形和位移过大甚至发生踢脚失稳,通常需要对被动区土体进行加固以改善坑底软弱土层的嵌固条件,从而加强对支护桩、墙的变形位移的控制。结合大量实际工程,对悬臂支护基坑坑底最优加固深度和宽度提出一种拟合方法计算,以不同深度和宽度的加固效果进行数值模拟对比分析,并结合工程实例,进一步研究被动区土体加固机理和加固设计优化思路,为类似工程提供参考。

分区开挖顺序对深基坑支护结构变形影响情况分析

为探究分区开挖顺序对软土区深基坑钢筋混凝土支护结构变形的影响,选择某省软土地区的实际深基坑开挖工程作为研究对象,详细分析基坑土层的特征,确定物理性能指标和力学性能指标;设计支护结构变形数值模拟方法、支护的受力条件和边界荷载,构建数值模拟几何模型,并对支护结构变形进行模拟和分析。结果表明:以邻近隧道的基坑作为监测对象,在水平和竖向位移模拟中得到的数据值与实测值变化趋势一致。该模型可以有效分析分区开挖顺序对深基坑支护结构变形影响,具有验证和预测分析的作用。

软土基坑被动区加固对邻近地铁隧道的变形控制效果分析

针对武汉市某全地埋式污水处理厂深基坑工程,采用三维有限元建立包含基坑支护结构、地下箱体结构、坑内工程桩以及邻近隧道的整体模型,模拟分析实际施工工况下基坑开挖对邻近隧道的影响,对比分析被动区加固空桩部分、实桩部分以及工程桩的作用对地铁隧道变形的控制效果。结果表明:被动区加固实桩、空桩及工程桩对地连墙的水平位移以及邻近隧道水平位移均有一定的控制效果,其中工程桩的影响最为显著;被动区加固空桩部分对地连墙及邻近隧道的竖向位移影响较小,而被动区加固实桩和工程桩虽抑制了坑底土体的隆起,却增大了地连墙及邻近隧道的竖向隆起。围护结构施工及基坑开挖引起隧道产生朝向基坑方向的水平位移及竖向隆起变形,主体结构施工对既有隧道的隆起具有明显的抑制作用,基坑施工全过程隧道变形量均能满足变形控制要求,表明基坑设计所采取的位移控制措施是切实有效的。

基坑被动区软土加固对基坑变形的影响研究

被动区加固是控制基坑变形的有效措施,为深入研究基坑被动区软土加固范围对基坑变形的影响,以澳门地区填海区某建筑深基坑工程为分析实例。根据室内土工试验结果,获取各土层物理力学参数,通过改变加固深度及范围等影响基坑变形的主要因素,建立三维有限元数值模型并进行精细化模拟。研究结果表明:三维有限元模型可以较好地分析围护结构的变形规律,模拟结果与实测值较为一致;未采取被动区加固时,基坑变形无法满足要求;被动区旋喷桩加固能够显著降低围护结构横向位移和坑底隆起变形,但存在最优加固范围;当加固宽度与深度为6~8m时,控制基坑变形效果最理想,超过此范围后,基坑变形降低幅度有限。满堂加固可以有效控制基坑隆起变形,但施工成本较高。

被动区土体加固对深基坑变形影响的研究

被动区土体加固能有效地控制基坑开挖引起的变形、保护基坑周边环境,在实际工程中得到广泛的应用。对上海软土地区某地铁车站深基坑工程进行数值模拟,系统地研究了不同土体加固形式对基坑变形的影响。研究结果表明:该工程采取的坑底加固措施使得基坑变形满足变形控制标准;增大土体加固的深度能显著地减小围护结构侧向位移、地表沉降和坑底隆起;而过度地增大加固土体的割线模量E_(50)^(ref)对控制基坑变形的效果甚微;在同等条件下,满堂加固控制基坑变形的能力明显优于裙边加固。

基坑被动区加固参数对支护结构位移影响分析

为研究软土地基区域基坑被动区加固参数对支护结构位移影响,以武汉地区某典型基坑工程为背景,采用FLAC二维数值模拟的方法,建立了有限差分基坑被动区的加固模型,并将CX6现场实测值与计算值与进行对比,验证计算模型的合理性;实测桩身应力变化规律同支护体系水平位移分布规律一致,反映了实测数据的正确性;基于模型讨论了加固区域的深度、宽度、形状参数对支护结构位移的影响;并将计算值与支护结构的实测位移进行了对比分析,验证数值模拟的精确性、合理性。结合实测值和数值模拟分析的结果表明,数值模拟可以较好地分析支护体系的实际变形规律;在武汉软弱土层地区,被动区阶梯式加固相比其他加固形式有明显的优势,具有较强的适用性;被动区加固对支护结构变形的位移影响是非常显著的;加固区域各阶深度、宽度都存在一个有效域,当超出该域后,加固效果不会出现显著提升;当各阶加固宽度与深度相当时,加固效果最好。

软土地区深基坑被动土体加固高度改进研究

沿海软弱土地基的深基坑开挖时,最终围护结构的变形往往都大于理论的预估值。基于考虑开挖过程的基坑计算方法,提出了一种适合于沿海软土地基深基坑围护工程被动土体加固的方案,即增加坑内土体竖向加固高度,并推导了考虑加固土体作用下的基坑围护结构变形计算公式。随后,与温州某深基坑工程实例进行了比较,分析了5种不同的工况,结果发现:相比起传统的基坑围护和加固方案,本文所提出的增加坑内被动土体竖向加固高度的方法在沿海软土地区具有较强的适用性。

基坑被动区阶梯式加固尺寸对桩位移影响分析

为研究深基坑被动区阶梯式加固尺寸对桩位移的影响,在提出被动区阶梯式加固概念的基础上,以某大楼基坑工程为背景,以现场试验数据为基础,针对加固形状及阶梯式加固尺寸等对桩位移的影响因素,建立数值模型并进行模拟。结果表明:数值模拟可以较好地分析桩支护体系的实际变形规律;被动区加固对支护桩位移影响是非常显著的;阶梯型加固尺寸存在最优参数比,即当各阶加固宽度与深度相当时,加固效果最理想;被动区阶梯式加固相比其他加固形式有明显的优势,具有较强的适用性。

被动区深搅桩加固对地铁深基坑变形的影响

采用土体卸载条件下的HS(hardening-soil)有限元模型,分析了被动区加固对地铁换乘站深基坑变形的影响.结果表明:深搅加固对墙体侧向位移的影响随深度增加而增大,可以最终减小墙体侧向位移达27%左右;在临近墙体局部范围内抑制坑底隆起效果显著,抑制隆起量最多超过50%;对墙背土体沉降抑制不显著,局部降低15%左右,在墙背局部范围内对土体侧向位移影响不明显.因此,根据不同地质条件和基坑变形控制要求,选择合理的加固形式使加固土体达到设计强度,既能保证基坑安全和环境影响的要求,又能节省造价.

CFG桩-网复合结构软基加固技术及其实际应用

研究目的:探讨有关CFG桩加固软土地基的设计、施工等方面的问题。研究方法:通过CFG桩-网复合结构加固上海某高速铁路试验段深厚软土地基的工程实例,对该法处理软土地基的设计方法、施工工艺、质量检验方法及注意事项进行了详细的阐述,并对其加固软基机理进行了较为深入的分析和探讨,对两种不同桩长的加固效果、在路堤荷载下的沉降变形规律、土工格栅的应力应变等进行了相关试验和现场测试研究。研究结果:桩长为27 m穿透软土层的CFG桩-网复合结构,填筑施工完成8个月后能满足高速铁路(有碴轨道)对软土路基承载力和工后沉降5 cm的要求,为应用CFG桩加固技术进行深厚软基处理的设计、施工与质量检验等提供了可靠的数据和参考依据,为我国在软土地区修建客运专线积累了宝贵的经验。

主、被动土压区加固对地铁深基坑变形影响的数值分析

采用土体卸载条件下的HS(hardening-soil)有限元模型,分析"仅主动区加固"、"仅被动区加固"、"主被动区加固"等3种加固方式对地铁车站深基坑变形的影响。结果表明:"主被动区加固"和"仅被动区加固"控制基坑侧向变形及坑底隆起变形效果较为显著;"主被动区加固"和"仅主动区加固"能够均衡土压,提高支护结构整体性状,能够有效抑制基坑后土体变形。"主被动区加固"总体加固效果最优。因此,根据不同地质条件和基坑变形控制要求,选择合理的加固形式,既能保证基坑安全和环境影响的要求,又能降低造价。

武汉软土地区两种支护形式的差异分析

以武汉软土地区某典型基坑工程为背景,分别采用坑内被动区加固及内支撑两种支护形式进行设计计算,利用PLAXIS数值模拟软件建立模型进行分析。结果表明,从控制结构内力与变形情况来看,不同形式的被动区加固与内支撑方案均对应不同结果,且都存在优化空间。被动区加固中,矩形式最好,一级阶梯其次,二级阶梯再次,使用时要注意支护桩悬臂段变形;内支撑中两道内支撑比一道内支撑更优,使用时要注意坑底回弹变形情况。整体而言内支撑比被动区加固稳定性好,引起的结构变形更小。

软土基坑被动区土体不同加固宽度的m值计算方法研究

为减少软土基坑支护的位移和受力,通常采用坑内被动区加固的处理方法,被动加固区的范围多大较合适呢?目前工程中尚缺乏有效的计算方法。为了定量分析基坑工程中被动区土体加固的效果,以及为有限加固宽度情况下m值的取值提供计算方法,该文取加固体为研究对象,分析加固体的受力状态,建立静力平衡方程,得到全层加固体的最优有效加固宽度值。当为有限加固宽度时,m值取值可以近似按加固宽度相对于最优有效加固宽度的线性插值进行计算。采用有限元数值模拟验证了方法的可行性。研究表明,采用该方法计算被动区土体有限加固宽度时的m值是可行的,该法计算得到的支护结构位移是偏安全的。该方法简单适用,可操作性强,容易实现,在工程设计中具有很好的推广应用意义。

重力式挡墙在广州白云国际机场综合交通枢纽项目中的应用

在广州白云国际机场综合交通枢纽项目基坑设计中,存在多处以阶梯形支护以保留反压土的部位。根据施工中的实际情况,提出了一种组合式的重力式挡墙,以替代单纯的悬臂支护结构,克服了场地条件限制,保证了工程进度和基坑安全。

武汉软土深基坑被动区加固参数优化分析

在武汉地区市政项目建设中的深基坑开挖往往面临周边建筑紧邻、地下管线复杂、软土覆盖深厚等问题,深基坑变形控制要求高。对于软土地区的超深基坑,基坑内被动区土体加固作为一种超前支护方式对深基坑的变形控制效果十分显著。以武汉市黄孝河、机场河水环境综合治理二期工程中的常青公园地下调蓄池工程软土深基坑为例,结合武汉和上海地区的工程经验及相关规程,通过现场和室内土工试验获得基坑各土层的物理力学参数,结合PLAXIS 3D岩土有限元分析软件建立了基坑三维数值模型,对基坑围护桩体水平位移和内支撑轴力进行了数值模拟,并将数值模拟结果与监测结果进行了对比,并对基坑加固体的尺寸参数和物理力学参数对基坑变形的影响进行了模拟分析。结果表明:基坑围护桩体水平位移和内支撑轴力的数值模拟结果与监测结果的变化规律基本一致,验证了数值模型模拟的精确性和合理性;对于矩形截面的加固体,加固体宽度的有效值范围为0.5H~1.0H,超过该有效值范围后基坑中间软土易出现“拱起效应”;加固体深度的有效值范围为0.8H~1.3H,超过该有效值范围后对基坑变形控制的影响不明显;基坑加固体内摩擦角和压缩模量的增大可以有效控制基坑的变形,基坑加固体黏聚力的变化对基坑变形的控制效果不明显。该研究结果对类似基坑工程加固体设计具有参考价值。

软土水平运动作用下被动双桩基础遮拦效应的三维数值分析

运用FLAC3D软件,对软土水平运动作用下被动双桩基础中存在的遮拦效应进行三维数值研究.从p-δ曲线和群桩遮拦效应系数方面对遮拦效应进行了分析,并对软土运动形式进行了研究.结果表明:在土体水平运动作用下,软土中遮拦效应表现出过程性、不均匀性和统一性的特点;桩间距是影响遮拦效应大小的重要因素;当桩间距达7倍桩径时,遮拦效应基本消失;软土中被动桩基础遮拦效应的影响规律与土体的近地效应和绕流形式有关.