沈阳北站深基坑工程的变形监测与数值模拟分析

以沈阳北站综合交通枢纽Ⅰ区深基坑工程为研究对象,对基坑围护结构及其变形进行了现场监测,分析了基坑施工过程中围护结构的变形随基坑开挖深度和时间的变化规律。运用有限差分软件FLAC3D,对深基坑开挖支护的全过程进行了三维模拟,分析了基坑开挖后,围护结构的变形特性,并与现场监测结果进行了对比分析。数值计算结果与现场实测结果比较一致。可通过数值模拟研究深基坑工程的变形规律。     

考虑渗流作用的深基坑桩锚支护结构内力和变形研究

以天水市某深基坑为研究背景,对预应力锚索内力、支护桩侧向位移及基坑周边地表沉降进行 了监测;采用ＭＩＤＡＳ／ＧＴＳ有限元分析软件,分别建立考虑渗流和不考虑渗流两种深基坑开挖支护分析 模型,对深基坑开挖过程中桩锚内力和变形过程进行了模拟计算,进一步探讨了在渗流作用下深基坑位 移、内力随基坑开挖深度的变化规律。结果表明:在桩锚支护结构体系下,有限元分析结果与实际监测 结果的预应力锚索内力、支护桩侧向位移及基坑周边地表沉降变化趋势基本一致,均随着基坑开挖深度 的增加呈现增大趋势,直到基坑开挖完成后逐渐趋于稳定;对比分析表明考虑渗流作用分析结果较不考 虑渗流作用更为不利。     

土钉支护在某深基坑工程中的应用分析

为了检测土钉支护技术在郑州等地区深基坑工程中的适用性和可行性,对某基坑开挖过程中基坑周边的安全情况进行了跟踪监测。采用精密水准仪和测斜仪对基坑西侧和南侧的两条主干道路、基坑在开挖施工中向坑内的水平位移及基坑周边主要建筑物的沉降进行了观测。监测结果表明,各测点沉降位移和水平位移均满足工程要求,土钉支护取得了明显的预期效果。     

某邻近堤防深基坑工程防渗帷幕布置研究

某深基坑工程地处京杭运河扬州段堤防东侧,基坑开挖深度范围内及坑底存在粉土、粉砂层,易发生渗流安全事故,威胁堤防安全。基于MIDAS GTS根据地质勘察资料建立三维有限元仿真模型,详细计算了添加帷幕前后及不同侧向帷幕宽度下各开挖阶段的渗流情况,分析了侧向帷幕宽度与堤防、基坑的影响关系。计算结果表明,不加帷幕时近堤防侧基坑2个角点渗透逸出坡降最大,其附近易出现渗透破坏;侧向帷幕宽度的增加有造成中间帷幕底部渗透坡降稍微增大的趋势;从技术、经济角度,基坑侧向帷幕宽17 m时防渗效果较为显著;帷幕中间底部及侧向帷幕断头处渗透坡降较大,需密切关注。研究结果为相似工程帷幕的设置提供了经验参考。     

深基坑三维应力场和渗流场耦合分析与模拟

为研究深基坑开挖施工过程中渗流场和应力场耦合情况,建立基于非饱和土的渗流-应力全耦合模型,采用非饱和土渗流-应力全耦合模型进行深基坑三维应力场和渗流场的耦合分析,预测在基坑不同的施工阶段中基坑挡土结构的侧向变形和基坑周围地面的沉降的变化,并将理论分析结果与实际监测数据进行对比分析。分析成果表明在需要降水施工的基坑分析中,采用渗流-应力耦合模型来进行基坑的分析与计算更合理,更有效。     

基坑开挖工程中渗流场的三维有限元分析

很多工程施工时需要开挖基坑.基坑降水是施工中一个难点.在地下水位较高的地区开挖基坑时,地下水会不断渗入基坑,容易造成流砂和边坡失稳.另外,当遇到承压含水层时,由于上部土体的卸荷,坑底有被顶破而发生涌砂、隆起的危险.因此,如何控制好地下水,减小其对基坑开挖和周围环境的负面影响,是基坑工程特别是深基坑工程设计与施工的一个难题,通过计算分析,给出了基坑开挖中地下水渗流的有效解决方法.     

基于高密度电法探测与渗流监测的土石坝渗漏隐患综合研判

渗漏病害为土石坝中常见病害，但由于渗漏通道位于坝体内部，难以掌握其具体位置。高密度电法在土石坝渗漏隐患探测已逐步应用。对已安装渗流监测设施的土石坝，可借助其渗流监测资料与现场检查成果，对高密度电法的探测成果进行解释，可对大坝内部的渗漏隐患情况进行综合判断。以某水库为例，采用高密度电法中的温纳装置进行现场探测，通过分析反演图像找到潜在可能的渗漏通道，并通过渗流监测数据加以综合研判。结果表明，将高密度电法与渗流监测成果结合使用，能够有效发现渗漏隐患，在大坝渗漏隐患探测中具有良好的效果。     

桩井技术在夯库水库除险加固工程输水涵管封堵中的运用

在夯库水库原涵管封堵处理问题上,通过现场勘查,分析涵管渗漏戚因,经方案比较,采用了桩井开挖查明涵管渗漏情况,涵管两头混凝土防渗、中间夯筑回填粘土等处理措施。处理后观察结果表明,根除了涵管及涵管周边渗流,处理效果良好。     

砂土场地排桩围护挡墙渗漏水对基坑变形规律的影响

针对富水砂层排桩挡墙渗漏水及基坑变形问题,以某地铁车站基坑工程为背景,采用数值模拟和现场实测方法对比研究砂土场地止水帷幕局部渗漏水前后基坑挡墙侧向位移、墙后地表沉降及围护桩墙内力变化规律。研究结果表明：止水帷幕局部渗漏加剧了渗流作用对基坑变形的影响,围护桩侧向位移曲线随基坑开挖深度的增大由“斜线”形向“鼓肚”形分布演变,墙后深层土体侧向位移曲线随水平距离L_p增大由非线性“鼓肚”形转变为线性分布;止水帷幕局部渗漏引起地表沉降量及影响范围增大,漏水后地表沉降显著影响区扩展为漏水前的2~3倍;围护桩身内力随基坑开挖深度增加而逐渐增大,漏水后桩身最大剪力和弯矩较漏水前减小;抑制渗漏通道扩展和阻止水土流失加剧是控制基坑渗漏灾害恶化的有效途径。研究成果可为砂土地区深基坑渗漏灾害防治与施工控制提供参考。     

反分析方法在基坑工程中的应用

本文根据大量的现场观测资料，用数值方法中的有限元法采用邓肯发展了一个可以进行开挖、加撑模拟分析的有限元程序；运用该程序分析基坑开挖过程中基坑周围土体的位移、墙体的水平领衔以及应力路径；提出了在地下连续墙基坑开挖过程中利用第一级（初期）开挖的观测资料运用反分析法反算与现场观测相一致的土体计算参数，为工程的设计和施工提供可靠的依据和信息。     

临海环境基坑渗流特性研究

依托港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道的深基坑工程,针对海域环境中基坑工程的渗流破坏问题,展开渗流特性研究。基于流固计算理论,利用 PLAXIS 计算程序,采用了摩尔库伦与 PLAXIS 自带的硬化( HS) 模型对常水头、海流与潮汐作用下基坑周围渗流特性进行了系统深入的研究。结果表明,相对高频的波浪作用对临海基坑周围的渗流性状、基坑稳定影响较小,潮汐作用对支护墙侧的孔压波动有一定影响,对支护墙上的水土压力、墙身内力和变形、基坑的稳定性影响均较小。当考虑承压水层的水位与海水相通的时候,开挖过程中部分支护剖面的施工工况有发生承压水突涌破坏的危险,工程设计中可以采用简化解析解计算公式分析基坑开挖全过程支护结构两侧的稳态渗流问题。研究结果可为海域环境基坑稳定性控制技术提供理论依据。     

考虑渗流影响的基坑变形规律与稳定性研究

以湖南常德沅江隧道明挖基坑工程为依托,基于流固耦合数值模拟方法研究土体渗透系数对基坑变形与稳定性的影响规律。结果表明:基坑在考虑渗流作用的数值计算结果与实际的监测变形值基本吻合,随着强渗透地层渗透系数的增大,基坑变形呈增大趋势,基坑底板安全系数呈十分明显的下降趋势,且渗透系数的改变对基坑底板隆起的影响较大,对墙后地表沉降和地连墙水平位移的影响较小;进一步对比分析了考虑与不考虑渗流作用的基坑底板安全系数变化规律,在此基础上建立了考虑渗流作用的安全系数经验公式。     

南京长江四桥南锚碇基坑渗流控制方案研究

南京长江第四大桥南锚碇基础采用井筒式地连墙结构形式,地连墙嵌入中风化层约3m,下部可能形成沉渣层,且强风化层裂隙较多,局部透水性较好,地下水可能通过沉渣层及裂隙绕渗进入基坑.建立三维模型模拟基坑渗流场,通过参数敏感性分析和方案对比表明:中风化层厚度及渗透性对基坑的渗流量及渗透稳定性有明显影响;基岩无灌浆帷幕条件下,地连墙底面沉渣层渗透比降过大,可能引发渗透变形问题;对基岩进行帷幕灌浆后,可有效减小基坑渗流量,使基坑渗透稳定性得到保障.     

基于FLAC~(3D)的近海淤泥质地层基坑工程变形研究

针对深厚淤泥质软土基坑变形过大的问题,采用了水泥土搅拌桩与地下连续墙组合支护方案,为了解该支护方案中地下连续墙的变形特征,利用FLAC~(3D)数值模拟软件对深圳地铁十号线地铁停车场深基坑进行分析。结果表明:模拟结果与实测数据拟合较好,预测开挖完成后基坑周围土体最终沉降为22.91 mm,小于警戒值。在水泥土搅拌桩支护条件下,除按原工况1 200 mm厚地连墙条件外,分别模拟了1 100 mm、1 000 mm、900 mm、800 mm、700 mm不同地下连续墙厚度条件下的变形情况,第一层开挖时各条件下土体沉降相差不大。随着开挖的进行,沉降值开始发生变化,土体沉降值最小为47.33 mm,发生在1 100 mm厚条件下,最大为93.85 mm发生在700 mm厚条件下。地下连续墙水平变形最大值均发生在距墙顶15 m处左右。在700 mm条件下变形值最大达到了42.58 mm,1 100 mm条件下最小,其值为25.71 mm。因此,该深基坑工程在水泥土搅拌桩支护成槽条件下,可适当减少地连墙厚度,采用1 100 mm厚地连墙能保证基坑安全的前提下降低造价。     

复杂边界条件下富水深基坑变形控制研究

城市地铁的迅速发展,车站基坑工程的安全性愈发受到重视。为研究在地下水丰富、周边环境复杂的工况下基坑不同支护方案的安全性,为类似工程设计施工提供指导及参考,运用三维有限差分计算软件FLAC3D对基坑工程施工过程进行数值模拟,对基坑开挖过程中支护结构的水平位移、建筑不均匀沉降及管廊竖向位移进行研究。结果表明:采用钻孔灌注桩(Φ800 mm@1 500 mm)+内支撑及桩间旋喷形式,基坑围护桩水平变形超过安全允许值,且周边建筑物不均匀沉降较大;若采用地连墙(厚800mm)+内支撑的支护形式可有效控制基坑及周边构筑物的变形,使结构处于安全状态。     

基于FLAC的复合土钉墙支护深基坑数值模拟

基于FLAC-3D建立了某深基坑复合土钉墙支护形式的数值模型,对开挖过程进行了三维动态模拟,并与现场监测数据作了对比分析,力求为深基坑复合土钉墙支护的设计和施工提出合理的建议。分析表明,土体地表位移随着开挖深度的变化而变化,土体最大沉降量发生在距基坑坡顶开挖边线一定距离的地表;沿深度方向,土体水平位移向坑内偏移,且水平位移最大值位于基坑坑壁中部偏下位置。     

基于 ADNIA 的基坑渗流有限元分析

基坑工程许多事故是地下水引起的,船坞基坑中常采用防渗设施来减小地下水的危害,而对渗流规律的分析研究尚未明确。为了进一步研究基坑防渗设施对渗流场的影响,应用温度场数学模型来模拟渗流计算,通过 ADINA － T 进行渗流模拟,得到不同工况下船坞基坑典型断面的渗透水头及坡降的分布变化规律,防渗设施对渗透水头和压力均有明显的下降作用,形成了较大的渗径长度,有效的缩小了渗透坡降,分析研究结果有利于进一步认识基坑在防渗设施下的渗流规律,为基坑渗流和防渗设施的研究提供理论依据。     

上海某深基坑开挖变形及对环境影响监测研究

结合大量现场实测数据,通过对基坑开挖过程中围护墙体测斜、周边地表沉降以及围护墙顶变形进行了监测。监测结果显示:在开挖过程中围护墙体的整体变形形状呈中间大、两头小,随着基坑开挖深度的不断增加,围护墙体变形不断增大,且变形呈现持续、缓慢的变化态势;周边地表沉降监测点累计垂直变化基本呈现下沉,虽然有部分地表沉降监测点有累计下沉量超出报警值范围而报警的情况发生,但从地表沉降监测点的沉降变化曲线看,沉降呈现持续、缓慢的变化态势,未见突变情况发生,沉降变化曲线较平稳;围护墙顶垂直方向沉降呈现持续、缓慢的变化态势,沉降变化曲线较平稳,水平方向围护墙顶监测点的累计平面位移基本呈现向基坑内侧位移,且各监测点水平位移变化范围在0~+9 mm之间。结论对在密集建筑群中软土地基上基坑设计和开挖具有一定的实用价值和借鉴意义。     

建筑基坑防渗墙渗流控制效果研究

虽然防渗墙在基坑渗流场控制中应用广泛,但是人们对于防渗墙作用效果的认识仍有不足。以武汉市常见的二元结构地基为背景,概化建立建筑基坑渗流场的典型模型,通过数值模拟分析揭示了防渗墙的渗流控制作用规律;以此为基础,结合工程实践,开展了防渗墙应用的研究。研究成果显示落底式防渗墙对基坑渗流场具有显著的控制效果,但必须更加切实防止墙体出现缺陷,确保落底于可靠的防渗依托层之中;悬挂式防渗墙对基坑渗流场的控制作用效果随贯入度增加而得到有限的提升,应结合成本、工期、基坑排水量控制和基坑安全要求,综合研究确定合适的防渗墙贯入度;防渗墙与排水措施相配合才能形成有效的基坑渗流场控制体系,针对具体工程,需要在充分掌握地质条件、地表水文条件、邻近防洪工程、建筑物及其他设施等条件下,论证渗流控制方案,以达到保障基坑安全和有效控制对周边环境不利影响的综合效果。这些结论也可为地铁等市政工程基坑渗流控制提供借鉴。