黄土基坑桩锚支护开挖变形分析

依托西安某湿陷性黄土场地桩锚支护的深基坑开挖工程,采用ABAQUS有限元软件,研究围护结构在不同开挖深度下的变形及周围土体的变形特征。结果表明:围护结构及周围土体的变形随开挖深度的增大而增大;矩形基坑存在明显的空间效应;长边方向上连续墙水平位移、竖向位移、墙后土体变形均大于短边方向。

考虑空间效应的基坑开挖对邻近隧道影响分析

基坑开挖引起的围护结构变形将引起周边土体的卸荷,而土体卸荷将会对邻近隧道附加变形及内力产生不利影响。考虑围护结构变形的空间效应,建立了基于基坑侧壁位移影响的三维土压力卸载计算模型,并借助Mindlin解得到了基坑开挖卸荷在隧道轴线处引起的附加应力。考虑地基土体变形连续性,将隧道视为置于Pasternak地基的Euler-Bernoulli梁,得到了隧道附加变形的受力响应。将基坑开挖引起的附加荷载施加于邻近隧道,得到了考虑空间效应的基坑开挖诱发邻近隧道附加变形的理论计算方法。通过与已有案例的对比分析,验证了本文方法的可靠性。进一步分析了围护墙最大变形、隧道与基坑边距离及地基模量等因素的影响规律,结果表明:围护墙最大变形的增大会进一步增加隧道的变形及内力,而隧道与基坑边距离及地基模量的增加,则会减小隧道的附加变形及内力。

复杂环境下深大基坑开挖变形与数值模拟分析

以绍兴高铁北站TOD综合体项目深大基坑开挖工程为背景,探究复杂环境下深大基坑开挖变形的时空效应特征及规律。采用岩土有限元软件MIDAS GTS NX建立三维数值模型,模拟不同开挖工况下基坑围护结构与地面沉降的变形情况,将计算结果与实测数据进行分析比较。结果表明:计算结果与实测数据值接近,且相应的变形规律大致相同,有限元模型的建立与计算较为合理;围护结构的水平位移随开挖深度的增加由墙顶过渡到墙身且数值明显增大,开挖至坑底,结构整体变形呈现“鼓肚”形状,围护结构0.3H~0.6H深度范围内变形较大;基坑开挖引起的地面沉降,在距坑边6~12m范围内影响最为显著;基坑开挖过程中的时空效应明显,无论是围护结构的水平位移还是地面的沉降变形,基坑长边方向的变形均大于短边方向,变形量均在监测预警值范围之内,基坑支护结构发挥了良好的控制作用。预期研究成果将为复杂环境下深大基坑的设计施工提供参考。

混合地层盾构超深接收井开挖安全监测分析

以南京某过江隧道45.4 m黏土-砂岩混合地层超深盾构井接收基坑为研究对象,结合地质勘察数据及施工日志,对该超深基坑开挖支护过程中的地连墙顶部隆沉、深层侧向变形及立柱隆沉等支护体系实测数据进行分析,探讨该混合地层超深基坑的变形性状。结果表明:当基坑开挖深度小于20 m时各监测点的最大变形位置H m位于0.34 H_(e)~1.28 H_(e)(H_(e)为开挖深度)之间,开挖深度超过20 m时侧向变形位置基本不发生变化;混合地层的开挖对基坑地连墙的深层侧向变形具有较大的影响,黏土地层的开挖具有明显的深度效应,但砂岩地层的开挖深度效应并不明显;案例的地连墙最大水平位移δhm在0.013%H_(e)~0.044%H_(e)之间,位移量较小,支护体系的完整性对地连墙的位移具有较好的抑制作用;当开挖深度较大时,由于承压含水层覆土厚度的降低出现短暂的回弹作用,使得立柱、地连墙出现隆起现象;支护体系的隆沉具有明显的同步相关性。

多层支撑深基坑中考虑支撑-围护桩-土相互作用的水平支撑温度应力简化计算方法

采用弹性地基梁理论中的m法来研究温度变化对深大基坑支撑轴力变化的影响。在前人研究基础上,假设土体服从Winkler地基模型,温度变化引起的维护结构位移在竖向呈线性分布,建立可以计算基坑中温度升降对多层支撑轴力影响的简化计算方法。该法考虑支撑-围护结构-土互相协调变形的过程。公式表明,影响支撑温度应力的因素包括:弹性抗力系数,支撑竖向间距,支撑水平向间距,支撑弹性模量,温度梯度。通过计算和实测结果对比表明:温度升降引起的底层支撑轴力变化值最大,顶层温度升降引起的支撑轴力变化值最小。该法简单实用,有一定精度,偏于安全,可以应用于计算宽大深基坑中温度变化引起的多层支撑轴力变化。

温度变化对基坑单撑支护结构性状的影响

提出了考虑温度效应的基坑支护结构计算方法,针对单道支撑支护结构,探讨了温度变化对支护结构变形和内力等性状的影响,分析了温差工况下基坑尺寸、地基的m值等影响因素,并采用该方法与实际工程进行验证。

深基坑开挖过程及空间效应影响的数值模拟

结合工程实例,利用FLAC3D有限差分法分析软件对某双排桩深基坑的开挖和支护过程进行模拟,分析了开挖过程中土体位移场的变化规律。研究表明,支护结构和土体的空间受力性状、土与支护结构之间的相互作用以及施工开挖过程等均会对支护结构的受力状态和变形特性产生显著影响。此外,还讨论了双排桩之间土体刚度的变化对位移和沉降的影响,表明适当地增加两排桩之间土体的刚度能有效地减小基坑外侧土体的位移。

长条形基坑支护结构内力及变形分析

基于在基坑平面为长条形的支护结构设计中 ,支护结构的空间效应已不能忽略。提出了一种考虑支护结构空间效应的有限元计算方法 ,并用该方法对一实际工程进行分析计算 ,通过与实测数据对比 ,表明该方法比传统方法更符合工程实际。

对当前基坑工程中几个主要问题的讨论

回顾了基坑工程的发展和现状，对基坑支护结构进行了分类，重点对基坑工程中目前存在的四个主要问题，即土压力、柱－土相互作用、变形控制和空间作用，进行了详细的讨论。

太原地铁深基坑温度效应有限元分析

依托太原地铁中心街西站基坑工程,采用MIDAS/GTS有限元分析软件,研究温度变化对地铁深基坑地下连续墙水平位移及支撑轴力的影响规律,在此基础上通过正交试验法进一步分析了地下连续墙插入比、支撑水平间距、地下连续墙厚及预应力4因素对支撑轴力温变率的变化规律及影响程度。结果表明:升降温地下连续墙水平位移变形趋势基本相似,温度改变对墙顶水平位移影响最大,墙身位移则随深度的增加逐步减小;支撑轴力随温度改变呈线性变化,第3道支撑的温度敏感性大于前两道,受温度的影响最大;支撑水平间距对轴力温变率的影响最显著,其次是地下连续墙厚。

双排围护桩支护结构排距变化时变形和受力性能的三维非线性模拟计算

双排围护桩支护结构与常规深基坑支护结构相比,具有侧向刚度大、水平位移小和不需要加内支撑等优点,而且施工方便,减少投资,具有广阔的应用前景。但是作为一种新型的深基坑支护形式,它在理论研究上尚不成熟,目前尚无统一的设计计算方法。特别地,前后排桩排距是影响双排桩作用性能的关键因素,但是对前后排桩排距改变时,结构的变形和受力变化的研究很少,且均局限在二维分析计算中,对于空间门架式结构的双排围护桩结构存在较大的局陷。本文应用大型有限元程序ADINA,针对影响双排桩工作性能的主要因素———前后排桩排距,设计前后排桩排距在2d,3d,4d,5d,6d,8d(d为前后排桩直径)之间变化,计算了双排围护桩结构的三维位移场和应力场的变化。通过计算得出,在前后排桩排距为4d时,双排桩结构的变形和受力性能最佳,为该种支护结构的优化设计提供了可量化的依据。

井筒式基坑开挖变形特性及稳定性分析

为研究井筒式基坑开挖变形特性和坑中坑开挖对基坑整体稳定性的影响,以哈尔滨省委广场井筒式地下停车场为工程背景展开分析。首先,对井筒式基坑的变形监测方案及结果进行评述。然后,采用有限元软件MIDAS/GTS建立井筒式基坑的有限元计算模型,与监测结果对比验证计算模型的准确性;在此基础上,探讨井筒式基坑施工过程中的环向拱效应演变规律,并对基坑直径和围护桩桩径等影响因素进行参数化分析。最后,基于强度折减法对井筒式基坑坑内的二次开挖进行分析,研究内坑的平台宽度和深度对基坑稳定性的影响。结果表明:1)现场实测的桩体水平位移最大为3.5 mm,最大沉降量为11.6 mm;2)圆形基坑的环向拱效应可以采用土体的中主应力矢量图进行表达,随着基坑开挖深度的逐步增大,其环向拱效应作用的土体范围也逐步扩大;3)当内外坑开挖深度比为0.44时,需考虑内坑开挖对基坑稳定性的影响。

某湿法开挖深基坑围护结构变形分析

深基坑湿法开挖即保证基坑开挖面高于地下水位的开挖方法,主要运用于开挖条件受到严格限制情况下的深基坑。结合工程实际情况,通过对深基坑全程开挖的变形监测结果探讨开挖过程中围护结构变形程度、变形规律、结构安全控制标准及受时空效应影响程度等问题。

基于弹性抗力法的深基坑悬臂支护结构上土压力空间效应分析

深基坑是一个具有长度、宽度、深度的三维空间结构体系。现行设计规范中将其简化为二维平面应变问题进行分析计算,不能反映基坑的空间性状和尺寸效应。基于弹性抗力法引入土压力发挥系数的概念,提出了土压力发挥系数的计算方法。提出基坑悬臂支护结构顶部冠梁的水平位移与简支梁受均布荷载作用下的水平位移具有相似的形式,在此基础上计算深基坑悬臂支护结构上土压力发挥系数、支护结构变形和内力的空间分布规律。工程实例计算表明:考虑土压力空间效应得到的基坑变形与实测结果相符合。

超固结地层条件下深基坑围护结构与降水设计

结合徐州轨道交通2号线某车站深基坑工程,采用FRWS软件计算超固结地层条件下基坑围护结构内力、桩顶位移及抗倾覆稳定性等参数,确定适用于超固结地层条件的车站基坑咬合桩+内支撑支护形式。研究超固结地层条件下的围护结构在降水过程中沉降以及对周边地表的影响,通过对桩顶位移、地表沉降、坑内水位的施工监测,标准段处围护结构最大水平变形14.60 mm,标准段处地表沉降21.00 mm,满足规范设计要求。形成了通过咬合桩插入超固结地层截断含水层,在坑内布置降水疏干井控制固结沉降的联合设计方法,为类似工程提供了设计参考。