软黏土地区深大基坑工程桩-连续墙体系空间变形效应

土体开挖过程中深大基坑存在明显的空间变形效应,对其主体结构力学行为产生影响。以新建苏州南站枢纽深大基坑为工程背景,考虑地连墙厚度及工程桩的影响,基于ABAQUS建立三维空间有限元模型,采用修正剑桥模型考虑软黏土的应变硬化特征,从地连墙侧向位移、墙后地表沉降、工程桩和坑底土体隆起3个方面,研究软黏土地区深大基坑工程桩-连续墙体系的变形特征及空间效应。研究结果表明:深大基坑地连墙的侧向位移和地表沉降均呈现明显的角部效应,基坑A区(地连墙厚度1 m、桩径1 m)地连墙侧向位移角部效应的影响范围为1.05~1.71倍开挖深度,基坑B区(地连墙厚度0.8 m、桩径1.5 m)地连墙侧向位移角部效应的影响范围为0.91~1.48倍开挖深度;基坑A区、B区地表沉降角部效应的影响范围分别为1.24~2.10和1.77~2.47倍开挖深度;深大基坑空间变形角部效应与工程桩桩径及地连墙厚度有关,并且对基坑长边的影响效果大于短边。工程桩可有效增大基坑开挖面以下土体的刚度,减小地连墙的侧向位移;增大地连墙厚度可有效降低基坑的整体变形。基坑工程桩与坑底土体隆起总体呈现中间大、周边小的特征,工程桩周边土体受其约束,隆起较小;在一定范围内,工程桩对土体隆起抑制作用与其桩径呈正相关,与其桩间距呈负相关。软黏土地区深大基坑设计计算中需关注工程桩-连续墙结构体系的空间变形效应。

旁侧深大基坑开挖对邻近地铁隧道变形影响研究

为探究深基坑开挖对邻近地铁隧道的影响,文中以杭州某邻近地铁隧道的深基坑工程为背景,建立坑底在隧道正侧方的三维模型,分析基坑开挖过程中邻近隧道的变形规律,并结合研究结果提出相应的监测方法。结果表明基坑开挖时要重视隧道顶部的裂缝监测;隧道变形以隆起为主,并产生远离基坑的水平位移及扭转;基坑与隧道水平距离超过25m后基坑开挖对隧道基本没有影响;基坑底板的施工能有效控制隧道变形,研究结果可为类似工程施工提供参考。

高层房屋建筑施工技术要点

文章以山西省太原市某高层住宅工程为例,从深基坑支护、地基处理以及大体积混凝土施工等方面,详细阐述具体的施工技术要点与注意事项,以期为相关从业人员提供参考,全面提高高层房屋建筑施工质量,打造高品质建筑产品。

软土超大面积基坑群工程安全与环境控制设计与实践

软土地区超大面积基坑群工程安全和环境影响控制问题突出,成为城市建设中的难题。以上海地区规模最大、最复杂的基坑群工程之一的西岸传媒港与上海梦中心项目为背景,基坑支护设计跳出传统的构件设计框架,从总体与细节上对基坑群工程进行整体把控。在综合考虑不同地块的开发进度需求、多地块叠加作用下敏感环境保护等问题的基础上,合理化基坑分区与实施流程。提出了复杂多约束条件下基坑群支护体系设计和以运营地铁为保护对象的敏感环境变形控制成套技术,以及安全与经济并举的基坑群承压水控制对策。上述措施解决了软土地区超大面积基坑群工程一系列技术难题,确保了基坑施工过程中周边环境安全,同时兼顾了工期需求。

复杂地层中深大基坑开挖变形特征和优化设计

复杂地层中的基坑开挖对周边环境会产生很大的干扰和影响。以兰州市兰石14#地块建设项目基坑为工程背景,运用有限元软件MIDAS进行基坑开挖数值模拟,同时结合现场监测数据进行研究分析。结果表明:在基坑开挖过程中桩身水平位移最大为13.5mm,基坑周边竖向位移最大为12.1mm,桩身及锚索受力与基坑开挖深度呈正比关系且满足规范要求。同时针对原有基坑设计方案进行了优化分析,对比了不同放坡坡率和不同桩径等影响因素。结果显示:当采取600mm桩径、桩间距为1.2m的支护桩,放坡坡率为1∶0.5时,基坑变形与原设计基本一致,优化后的开挖支护方案可有效降低基坑的开挖支护成本。

紧邻地铁大型深基坑群坑施工方法研究

以上海张江中区单元56-01地块、57-01地块项目基坑施工为背景工程,对群坑施工关键技术进行了研究。通过对群坑进行合理分区分块施工,地下室底板采用跳仓法施工,并在部分支撑上加设伺服轴力自动补偿系统,减少了基坑施工对邻近的轨道交通13号线区间隧道的影响,为类似紧邻地铁的深基坑群坑施工提供了参考。

密集建筑区超深基坑施工全过程环境变形实测分析

在城市密集建筑区进行超深基坑施工时,基坑施工全过程环境变形的精细分析和控制至关重要。以杭州某超深基坑施工全过程为例,对支护结构施工阶段、基坑开挖阶段和支撑拆除阶段地表沉降、地连墙侧移、邻近建筑物沉降、管道沉降进行了精细化实测统计分析。结果表明:墙体最大侧移位置在基坑底板浇筑完成后基本维持不变,位于0.8倍开挖深度处,而最大侧移量在支撑拆除阶段还存在持续小幅增加,增加量可达累计侧移量的10%;地表沉降、邻近建筑物沉降和管道沉降在基坑施工完成后仍呈现持续发展趋势;对于墙体侧移、地表沉降、邻近建筑物沉降和管道沉降,各施工阶段所占比例大小顺序一般为基坑开挖阶段>支撑拆除阶段>围护施工阶段,墙体侧移和地表沉降主要在基坑开挖阶段产生,基坑开挖阶段所占比例均达到60%以上,最高达到91.95%;邻近建筑物变形和管道沉降主要在基坑开挖和围护施工阶段产生,基坑开挖阶段所占比例多在60%左右,且支撑拆除阶段的比例也可达到30%以上。

软土地区某超深圆形基坑变形特性及流固耦合分析

软土地区超深圆形基坑工程具有复杂性、危险性和稀缺性等特点,所以对其进行精确的模拟预测具有重要意义。以上海苏州河深隧工程中开挖深度56.3 m的超深圆形基坑为例,建立基于Biot固结理论的水土双向耦合有限元分析模型,结合实际监测数据研究了软土地区超深圆形基坑的受力与变形特性;探讨比较了双向耦合分析与工程中常用的仅考虑渗流场对土骨架作用的单向耦合分析在机理上的区别,以及2种分析计算结果与实际监测数据的差异。结果表明:(1)圆形围护结构受大偏压荷载一侧比未受偏压荷载一侧的侧向位移增大64.7%,表现出明显的空间效应;(2)双向耦合分析因为考虑了随时间的增加,水逐渐从孔隙排出,超孔隙水压力逐渐消散,并伴随着土体体积变化的过程,所以能够对土体以及围护结构的变形进行有效预测;(3)对于围护结构最大侧向位移,单向与双向耦合分析的计算值与实测值的误差分别为42.35%和14.35%;(4)关于最大环向轴力,单向与双向耦合分析的计算值与实测值的误差分别为14.30%和10.27%,双向耦合计算得到的基坑围护结构内力和变形的结果优于单向耦合计算。研究成果可为软土地区圆形超深基坑的设计和施工提供参考。

大型水利工程隧洞进口深基坑支护型式研究

研究大型水利工程隧洞进口深基坑支护型式,从而提供深基坑支护的新方法,进一步拓宽深基坑支护的应用范围。通过水泥土桩、地下连续墙、咬合桩等深基坑几种支护型式技术可行性、可持续发展、经济合理等比较,并结合深基坑支护稳定计算复核支护型式安全性。咬合桩防水性能较好,整体刚度较大,深基坑变形小,确保了较差地质大型水利工程隧洞进口边坡开挖安全,为隧洞顺利地开挖和运行创造安全条件;在大断面隧洞进口位置采用咬合桩支护,占用空间较小,有效解决了征地及拆迁困难难题,干孔作业,容易成孔,施工速度快,为按期施工完成创造条件;咬合桩桩工程造价低,无须排放泥浆,机械设备振动少、噪声低。与其他深基坑支护型式相比,咬合桩具有较高经济、安全、环保性,其有效增强了咬合桩的应用范围,为设计提供新方法。

深大基坑边坡绿色装配式面层防护结构受力与变形分析

[目的]深大基坑开挖活动会破坏土体原始应力场的平衡状态而产生变形,采用GRF(绿色装配式)面层防护结构能在绿色环保、高效施工的前提下控制基坑变形,因此需对深大基坑边坡GRF面层防护结构的受力与变形性能进行深入研究。[方法]以南宁国际空港综合交通枢纽深大基坑工程为依托,采用有限元数值模拟与现场实测相结合的方法,研究基坑边坡顶部GRF面层防护结构,以及基坑内部桩间GRF面层防护结构的受力与变形规律。[结果及结论]随着基坑开挖深度的增大,基坑边坡顶部的最大水平位移出现位置逐渐向坡脚方向移动,最大水平位移为8.67 mm;采用GRF面层防护结构能有效提高基坑顶部边坡的稳定性,锚杆能将GRF面层所受的部分荷载传递至土层中,进而减小GRF面层的变形与受力;桩间距对土拱效应发挥的影响较大,本工程桩间距可提高至2.5 m左右,桩间土拱效应在桩顶下方7~8 m处最为明显。

近接地铁车站非规则基坑拆撑技术应用效果分析

紧邻地铁车站深大基坑施工对已运营地下结构的影响不可忽视,依托某工程,开展内支撑快速拆除安全控制技术的研发,采用数值模拟仿真对拆除方案合理性进行专项优化分析,通过现场监测数据分析基坑内支撑快速拆除各阶段的围护结构变形、支撑轴力及周边地表沉降的变化规律进行性状揭示。研究结果表明:采用现有围护结构体系满足安全合理性要求;邻近地铁侧采用荤素咬合桩围护的整体水平位移小于远离地铁侧采用钻孔灌注桩围护工况;最底部支撑拆除对基坑围护结构影响最大,拆撑对相邻支撑影响较大、对间隔支撑影响较小;拆撑顺序对基坑围护体系及周边环境影响显著,研究成果可对类似工程提供参考。

深厚淤泥土深大基坑群同步开挖对紧邻建筑的影响

超大型基坑群工程开挖过程中的群坑耦合效应对土体变形和构建筑物的影响极大,且在深厚淤泥层等软弱地层中施工时其影响程度更加剧烈。因此在含深厚淤泥土的深大基坑群工程中选取适当的开挖顺序对降低保护区的土体扰动有着重要意义。依托于深圳某复杂深大基坑群工程,通过有限元三维数值模拟,探究了两侧基坑群5种不同施工方案对围护结构和敏感建筑的影响。结果表明:由于淤泥、淤泥质土等具有高流变性、高压缩性,土体水平位移较相邻上下土层产生了突变,于C区西南方向侧墙中下部分达到最大,为4.46 mm~7.01 mm,东南方向地连墙水平位移为2.67 mm~5.00 mm;当敏感建筑物周边有多个基坑时,深长基坑与保护区相邻小基坑同步开挖可进一步降低沉降敏感建筑所在场地的竖直位移,较原开挖顺序降低了31.7%;先开挖深长基坑再对小坑进行施工的工况开挖完成时围护结构侧移最小,但在对拉锚索连接的情况下同步开挖深长基坑与相邻基坑可降低群坑的时间效应,可进一步协调和控制基坑长时间施工后的最终变形。

滨海地区土岩复合地层城市轨道交通车站深大基坑施工稳定性分析

[目的]基坑开挖会引起周围地层和建(构)筑物产生变形,轻则影响施工进度,重则造成工程事故。为了保证城市轨道交通车站深大基坑的稳定性和安全性,需对基坑开挖过程中土层与围护结构的受力和变形特性进行研究。[方法]以青岛某地铁车站深大基坑为工程背景,结合土岩复合地层特性,采用数值模拟方法对深大基坑各施工工况下的变形及内力进行分析。结合现场数据,研究土岩复合地层下深大基坑开挖过程中地面沉降、围护桩位移及支撑轴力的变形规律。[结果及结论]数值模拟表明:未施工双轴高压旋喷桩时,端头井东墙、西墙及南墙均发生侧向位移,且侧向位移方向均朝向基坑内部,最大侧向位移为2.19 mm,发生在南墙中部;施工双轴高压旋喷桩时,基坑端头井一侧旋喷桩加固过程中,端头井侧墙变形量出现峰值,最大变形量为2.21 mm。未施工双轴高压旋喷桩时,地连墙内力变化峰值出现在其腰部,最大值为101 kN;施工双轴高压旋喷桩时,端头井旋喷桩加固地层侧的地连墙结构内力变化明显,其内力变化峰值出现在地连墙腰部,最大值为96 kN。由此可见,双轴高压旋喷桩对基坑各施工工况下的地连墙的内力有一定的减小作用,但对基坑变形影响不大。

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。

近邻大直径隧道深基坑开挖微变形控制

以上海市北横通道新建路西匝道深基坑为对象,在基坑近邻大直径隧道仅为1.10~2.77 m的不利条件下,提出针对基坑微变形控制的主要措施:加固基坑地基、加强基坑垫层、局部斜撑增加钢围檩、围护墙接缝止水补强、规范土方开挖、采用支撑伺服系统及分支护。同时提出针对隧道保护的主要措施:管片结构增加剪力销、提高管片结构配筋、采用口型件施工并在其两侧用素混凝土回填、预埋钢板、改善同步注浆质量以及增加二次注浆孔。通过对基坑开挖微变形控制和隧道保护措施,可实现近邻大直径隧道深基坑工程的安全实施。

深基坑施工对共用围护结构运营车站的变形影响

依托成都地铁新建18号线倪家桥站与运营1号线车站超近接并行、共用1号线既有围护桩、深基坑采用半盖挖法施工的工程实例,采用数值模拟将围护桩等效为地下连续墙,分析不同围护桩桩径、内支撑数量下,深基坑开挖对运营地铁车站的变形影响。结果表明:基坑开挖卸荷使土体发生变位,带动车站结构产生位移,体现为竖向隆起,横向偏向基坑开挖侧;增大地下连续墙厚度可减小运营车站的变形,但当厚度大于0.76 m时,控制变形效果不明显;当支撑大于2道时,抑制侧墙水平位移和地表沉降的效果不明显。

软土地区超高层建筑岩土工程关键问题及沉降控制研究

以上海中心大厦为例,对软土地区超高层建筑桩型选择、桩基承载力计算、沉降计算参数取值及沉降计算等岩土工程关键技术问题进行了总结和研究。超高层荷载大,对桩基承载力要求高,桩型选择需结合周边环境、桩基承载力要求、施工可行性等因素综合考虑后确定,软土地区超高层建筑采用后注浆大直径超长灌注桩是适宜的。超高层建筑基础沉降要求高,需结合地层条件、结构特点、荷载分布情况、周边环境等因素综合考虑,确定沉降计算参数及计算方法。经采用多种计算方法进行沉降预测,塔楼沉降量估算值为75~120 mm,最终实测总沉降量约100 mm,有限元法的预测结果与实测值更为吻合,其中结构封顶时沉降量占最终沉降量的90%左右,沉降变形主要发生在工程建设期间。

济南地铁汽修厂站深大基坑拆撑过程的稳定性分析

[目的]地铁站深大基坑在拆撑过程中容易失稳,影响工程安全。故须针对地铁站深大基坑拆撑过程中的稳定性进行分析。[方法]依托济南地铁汽修厂站深大基坑工程,针对支撑轴力、地下连续墙变形和地面沉降,采用现场监测与三维数值模拟相结合的方法,研究深大基坑开挖拆撑期间的变形特性及力学响应动态演化规律。[结果及结论]基坑开挖完成,地下连续墙水平位移最大处深度为总开挖深度的0.7~0.8倍;拆除底部钢支撑后,地下连续墙的墙体变形速度加快,第一道混凝土支撑的轴力值为稳定时轴力的4~6倍;为保证施工安全,应尽量减少无支撑时间;基坑施工地面主要影响区域为地下连续墙后0~20 m范围,应作为监测重点。现场监测结果验证了数值模拟的有效性。

洛阳龙门综合交通枢纽深大基坑开挖对邻近管线的影响

以洛阳龙门综合交通枢纽工程为依托,运用Midas-GTS/NX有限元软件与现场监测数据相结合,揭示不同管线埋深、埋距、管径、材质及内支撑架设位置条件下基坑施工对管线变形的影响规律,通过变量归一化分析基坑施工时各因素对管线的影响程度,并对热力管线进行安全性能评价。结果表明:在坑角效应作用下,管线在2个坑角处的受力变形基本吻合,管线中部竖向位移、水平位移和弯矩分别是坑角处的1.36倍、1.14倍和1.19倍;不同影响因素下管线最大位移均发生在管线中部位置,通过变量归一化发现管线竖向位移和水平位移对管线埋距最敏感,相对敏感度分别为0.78和0.60,对管径敏感度最低,敏感度仅为0.12和0.08;对热力管线进行安全性能评估,最大相对转角小于容许值0.1°,强度安全系数达到10.52,评估结果为安全。

滨海地区砂质粉土地层深大基坑工程设计与施工

岩土特性对于深大基坑工程设计与施工有重大影响。针对砂质粉土透水性强等技术难题,以上海临港新城某深大基坑工程为例,综合考虑水文地质等因素对基坑围护设计方案进行了详细比选,提出了SMW工法桩加上南北、东西2个方向设置钢筋混凝土支撑的方案,采取工法桩穿透淤泥质黏土隔绝外部水力联系、提前进行基坑降水到坑底以下1 m以及加强水位与深部位移监测等措施,并运用结构计算软件对施工方案进行了复核。工程应用表明,基坑施工过程安全可控,围护桩位移与地面沉降等均满足相关规范要求,该支护结构方案合理有效。相关结论可为类似深大基坑工程设计施工提供理论指导与技术支撑。