带撑式基坑支护结构变形影响因素分析

 利用有限元分析软件ANSYS对一典型带撑式基坑工程在开挖过程中的变形进行模拟分析，将模拟计算结果与实测值进行比较，验证该方法的可行性。并进一步对影响基坑变形的几个主要因素：支护结构的墙体刚度、墙体入土深度、支撑刚度、支撑位置、基坑平面尺寸效应及基坑底面以下土体强度等进行系统分析，提出带撑式基坑开挖变形控制的支护设计概念和建议。     

内撑式倒挂壁法对兰州市深基坑支护适用性的现场试验研究

通过对现场典型地层的工程地质特征进行分析总结,探讨了采用内撑式倒挂壁的深基坑开挖支护工法对兰州市城市轨道交通工程深基坑开挖遇到地层的适用性。为了验证内撑式倒挂壁深基坑开挖支护工法的施工可行性,使用Slide滑坡计算软件对基坑边坡开挖支护前后进行了稳定性分析,并在计算结果的基础上对基坑进行试验性开挖、支护。结果表明:有内撑倒挂壁施工方法可以有效减小对工程赋存环境的不利影响,其结构体本身作为围护结构的支撑体系,刚度较高,可显著减小围护结构及周边环境的变形。内撑式倒挂壁的深基坑开挖支护工法能够保证深基坑的稳定性,可为兰州市城市轨道交通工程深基坑临时开挖作业设计提供参考。     

深基坑带撑双排桩支护结构有限元分析

 针对实际基坑工程的带撑双排桩支护结构，建立有限元分析模型，土体采用D-P弹塑性本构模型，通过数值模拟研究这类基坑的变形和土压力分布规律，并与实测数据进行对比，最后分析后排桩长度、后排桩间距、前后排桩的排距、联系梁刚度、支撑刚度等因素的影响。分析结果表明，带撑双排桩支护结构中后排桩位移明显小于前排桩，且前后排桩的排距和支撑刚度对此类支护结构性状的影响比较显著。     

新型桩–土–撑组合支护体系工程应用研究

以上海某基坑工程为背景,应用Plaxis 2D有限元软件、采用土体硬化本构模型(HS)对新型桩–土–撑组合支护体系进行计算分析,得到了该组合支护体系在基坑开挖时的变形规律。计算值通过与现场实测值对比分析发现:Plaxis2D能够较好地预测新型桩–土–撑组合支护体系实际基坑开挖的围护结构变形;钢管斜撑的存在改变了传统双排桩的变形规律,能够有效减小围护桩顶位移;基坑变形满足基坑安全和变形要求;该基坑支护体系无内支撑,不仅方便基坑开挖,而且不会因为临时支撑的施工和拆除产生大量建筑垃圾,安全经济、绿色环保,可以为软土地区的深大基坑工程提供参考。     

某软土钢构支护工程基坑变形的动态控制

结合福建省软土地区福州红霞新城地下2层基坑钢构支护施工,对气候条件、坑边堆载、土质状况、支护结构、施工方法等影响钢构支护基坑变形的原因进行分析,采取"基坑暴露少,形成支撑早"的变形动态控制措施,根据基坑监测数据合理安排确定施工措施,有效控制基坑变形,确保基坑施工及邻近建筑物安全.监测结果说明,土方开挖及支撑形成阶段基坑变形量约占总变形量的75%,应该引起充分重视,内撑钢构支护基坑施工关键是处理好挖与撑、填与拆的关系.     

杭州地铁秋涛路车站深基坑支护结构性状分析

 深基坑支护结构的变形是影响深基坑变形的重要因素。针对杭州地铁秋涛路车站深基坑支护结构,采用弹性地基梁杆系有限元分析方法,首先以基坑标准段为工程实例进行计算分析,通过计算结果与实测数据的对比分析,验证该计算模型及计算方法的合理性。然后针对秋涛路车站砂质粉土地层,讨论支护结构刚度、基坑开挖与支撑顺序、支撑排列方式和坑内土体加固深度等设计、施工因素对支护结构变形和内力的影响。分析结果表明：在保证桩体强度满足要求的情况下,通常不宜通过增加桩体刚度来减小围护结构的变形;多道支撑排列以基坑下部密和上部疏的方式较好;施工中应采用“先撑后挖”的开挖方式;坑内土体加固存在一个临界深度。最后对各个影响因素进行评价分析,以期为有关的设计和施工部门提供参考。     

基坑开挖对相邻建筑影响的三维有限元模拟分析

采用土工有限元软件Plaxis 3D Foundation对锦绣基坑和其相邻的兴隆大厦进行了三维有限元模拟,分析了基坑开挖对周边建筑物沉降造成的影响,根据有限元模拟分析的结果,调整了支护方法和围护结构的刚度,建议将第二道内支撑由混凝土支撑调整为主动式钢支撑,基坑底部增加主动式钢结构斜撑,以减小基坑水平位移,进而控制兴隆大厦的沉降变形。     

基坑开挖对邻近地铁隧道的影响

越来越多的基坑开挖邻近既有地铁线路,这就对基坑支护及既有地铁线路的保护提出了极高的要求。基于天津某邻近既有地铁线路的基坑工程实例,对实测数据进行分析,得到:使用对撑可以减小围护结构变形且对撑的线刚度对其约束变形的能力影响很大;随着基坑开挖的进行,基坑围护结构水平位移逐渐变大,变形模式也由悬臂形逐渐转变为内凸形;基坑开挖会对邻近既有地铁线路产生影响,由基坑开挖引起的隧道结构隆起变化规律受地下连续墙变形模式影响较大。     

“上海中心”塔楼深大圆形基坑性状的实测分析

针对上海中心大厦塔楼基坑工程周边环境极其敏感、开挖深度超深、超大直径无内支撑圆形基坑等特点,构建和实施基坑的四维信息化监测,基于围护墙深层水平位移和内力、环撑内力和立柱回弹等实测数据,对基坑支护结构的变形和内力性状进行分析。结果表明:受基坑平面形式和裙房地墙阻隔影响,围护墙最大深层水平位移均值与开挖深度比值为0.215%,远小于上海地区同类明挖顺作基坑;土方开挖均衡性、环撑完整性及施工车辆荷载均匀性是影响圆形基坑合理变形的关键因素;围护墙环向受压明显,随深度呈鼓胀型分布,内力和变形协调发展;环撑轴力受压为主,随土方开挖和温度变化动态调整,并在第四道环撑处达到最大值;立柱回弹主要受土方开挖、承压水水头升降、围护墙约束作用和支撑刚度等影响,并在第三层和第六层土方开挖阶段发展明显较快。     

软土地层大面积斜抛撑盆式开挖基坑实测与分析

针对上海高压缩性、高塑性地层,以上海竹园污水处理厂生物池基坑项目为例,通过分析基坑围护墙顶的位移、灌注桩的水平位移、支撑轴力,揭示斜抛撑盆式开挖基坑的变形规律及环境效应。分析得到以下结论:斜抛撑盆式开挖基坑的变形具有明显的阶段性,与基坑的开挖工序有关;软土的高塑性不利于围护桩的围护作用,斜撑起主要作用;斜抛撑盆式开挖基坑对环境的扰动较大,不同范围内的构筑物对基坑开挖的响应不同。     

软土深基坑被动区超前加固变形控制效果研究

依托某实际工程,利用FLAC 3D软件建立了3种不同地层参数的基坑有限差分数值模型,验证了土体本构模型的硬化模型比摩尔-库仑模型更适用于基坑工程中,对比分析了裙边加固和满堂加固的加固效果,同时借鉴基坑底部被动区加固思路,提出了在软土深基坑中对开挖段进行超前加固,以控制基坑开挖过程中支护结构位移的方法。结果表明:裙边加固的合理加固宽度为0.5h(h为基坑开挖深度),合理加固深度则与坑底的地层条件密切相关; 满堂加固的合理加固深度可取0.3h,在某些基坑位移控制特别严格的情况下,满堂加固深度超过0.5h后,可考虑优先加固最后一道撑到坑底的土体; 开挖段的满堂超前加固可以使首道撑位置下移,为减少支撑道数提供了可行方案; 研究为同类工程设计提供了参考依据,进一步丰富了软土地区的深基坑变形控制措施。     

复合支护下深基坑的变形破坏和支护结构

以某深基坑工程为研究对象,利用岩土数值分析FLAC 3D软件,建立三维数值分析模型,模拟开挖和支护实际工况,分析了双排微型桩复合土钉支护下基坑开挖过程中的变形破坏和支护结构受力演化特征。结果表明:坑壁水平位移总体上呈现基坑顶部小、基坑中下部大的形式,位移等值线呈鼓肚状;基坑基底隆起量较大,随着距基坑壁距离的减小而减小;基坑边坡竖向沉降较小,最大沉降量出现在支护结构之后;土钉轴力分布呈中间大、两端小的形式,离基坑底部越近,土钉的最大轴力点越靠近基坑开挖面,且随着开挖深度增加,土钉轴力初始增长迅速而后发展较为缓慢;前排微型桩弯矩大于后排,微型桩最大弯矩随着开挖深度的增加不断增大且不断下移,开挖完成后弯矩最大值位于基坑底部以下2 m深度处;基坑开挖及支护过程中监测点的位移时程曲线和塑性区分布区域说明基坑整体稳定性较好,但在坡顶后缘出现拉张塑性区,基坑壁浅表层和基坑底角部位出现剪切破坏区,在施工中应对其采取针对性措施进行保护;该研究成果对深基坑开挖过程中动态演化过程认识和变形破坏防治具有一定参考意义。     

黏性隔水层基坑突涌机制的离心模型试验

 针对承压水作用下基坑底隔水层为黏性土体的情况,设计突涌离心模型试验,分析不同开挖深度和水位作用下围护墙的弯矩、水平位移与稳定性,观测坑底土体隆起和突涌破坏状态。试验结果表明：随着承压水头的升高或开挖深度的增加,土体隆起变形的曲率变大并在坑底中央逐渐产生裂隙破坏;墙体被动侧土体抗力逐渐减小,围护墙弯矩和水平位移逐渐变大;围护墙后土体内形成竖向裂纹,基坑发生踢脚破坏。考虑土体强度的基坑抗突涌稳定性分析,宜将土体黏聚力折减来反映土体与围护结构接触缺陷、隔水层裂隙发育以及受到地下水软化等不利因素的影响。     

特大圆环支撑深基坑变形特性的三维数值分析

以某特大圆环支撑深基坑工程为背景,采用有限元分析软件MIDAS/GTS,对深基坑特大圆环支撑体系的变形特性进行了系统的三维数值分析。通过与地下连续墙的水平侧向变形和墙顶沉降实测数据进行对比分析,表明采用GTS软件进行特大圆环支撑深基坑工程的三维动态施工模拟分析是可行的;研究了不同土体开挖次序下、不同工程地质条件下特大圆环支撑深基坑地下连续墙的水平侧向变形特性,结果表明:土体开挖过程,地下连续墙的水平侧向位移存在显著的位移回弹效应,且随着基坑开挖深度的增大而增强,非对称开挖明显强于对称开挖,采用对称开挖比非对称开挖能显著减小软土地层地下连续墙的水平侧向位移。     

紧邻铁路偏压基坑围护结构变形与内力测试分析

 以深圳地铁5号线民治站基坑工程为依托,通过对基坑连续墙水平位移及内力的实测分析,系统研究偏压基坑围护结构位移和内力特征,对围护结构稳定性进行评价。测试结果表明：基坑开挖较浅时,两侧墙体上部发生向基坑内的变形,但受列车及路基偏压影响,紧邻铁路侧墙体位移比远离铁路侧墙体位移大,基坑挖至一定深度后,远离铁路侧墙体上部向基坑外移动,且基坑开挖越深,向基坑外变形越大;相同工序、相同深度条件下,紧邻铁路侧墙体弯矩较远离铁路侧大,紧邻铁路侧墙体弯矩最大值位置比远离铁路侧墙体深;根据偏压基坑位移及受力模式,设计上应对基坑两侧支护参数区别考虑。测试结论可为偏压基坑设计施工提供参考。     

支撑位置对基坑整体稳定性的影响

基坑稳定性是岩土工程中的主要研究内容之一，随着高层建筑的增多及城市地铁的不断兴建，对基坑工程的要求越来越高。在基坑施工中由于环境条件或施工等因素的影响，需要调整支撑的位置，以深基坑工程为研究对象，借助弹塑性有限元分析软件，重点研究支撑位置的变化对整个支护体系内力和变形的影响规律，具体分析支撑位置的选取与支护体系内力和变形的关系。     

深基坑开挖对坑底桩受力变形特性的影响研究

随着基坑开挖深度不断加大,基坑开挖过程对已施工坑底工程桩的受力和变形影响不容忽视,针对该问题,对深开挖条件下桩基进行了桩身内力及位移的工程现场实测。对比分析不同位置及不同长度的坑底桩基在开挖过程中的受力和变形规律。结合工程建立三维数值分析模型,基桩采用钢筋混凝土损伤模型,探究了基坑开挖深度、桩的相对位置等因素对桩身轴力、桩土侧摩阻力和桩身刚度的影响规律。结果表明：基坑开挖过程中,桩身受拉力作用;桩身混凝土在产生塑性应变前,桩身拉力随开挖深度增加逐渐增大;桩身混凝土应变超过极限拉应变后,拉力开始逐渐降低,桩身塑性区侧摩阻力变化显著。此外,坑底桩位置和桩长是影响其受力变形特性的重要因素。相同位置处,长桩的桩顶竖向位移更小;靠近基坑中心部位的桩顶竖向位移大,桩身塑性拉应变区较大。     

双线盾构长距离穿越深基坑底部对基坑围护侧移及内力的影响

海地铁10号线同济大学站-国权路站双线盾构长距离平行穿越下立交深基坑,穿越距离为630m,隧道与下立交基坑围护净距约2.0 m,施工现场环境复杂,盾构施工可能导致下立交深基坑围护结构发生侧向位移并产生附加内力。采用三维数值方法,模拟分析在基坑底板浇筑与未浇筑等情况下盾构施工对基坑围护结构侧移及内力影响的规律。分析表明:在底板施工后进行盾构施工,盾构施工引起基坑开挖面以上的围护侧移量较少,但底部侧移量变化非常明显;随着围护结构插入深度的增大,盾构施工引起基坑围护底部的弯矩值有增加的趋势;在底板施工完成的情况下,双线盾构穿越下立交基坑将致靠近基坑底板位置处的弯矩值由正弯矩逐渐变为负弯矩。数值计算较好的指导了实际工程的施工。     

南京江北新区相邻深浅基坑开挖时序优化研究

依托南京江北新区江漫滩地层地下空间基坑群工程,对深度、面积差别较大的两相邻基坑进行开挖数值模拟研究,提出3种不同开挖时序,对比了不同开挖时序下围护结构变形、地表沉降、坑底隆起规律。结果表明:不同开挖时序控制下基坑外墙与共墙变形作用不同,深浅交替时序控制作用最大,先深后浅次之,先浅后深最小; 在开挖深坑下部土方时,先浅后深时序下,共墙最大变形位置在浅坑底部附近,而另外2种开挖时序下共墙最大变形位置上移到墙顶; 在减小坑外地表沉降方面,深浅交替时序作用最大,先深后浅次之,先浅后深最小; 先浅后深时序施工深坑上部土方时,最大沉降位置逐渐靠近坑壁,而先深后浅时序施工浅坑时最大沉降位置远离坑壁,深浅交替时序施工时,最大沉降位置亦远离坑壁; 在深坑下部土方未开挖时,深浅交替时序对控制浅坑坑底隆起作用最大; 深坑与浅坑均开挖完时,先浅后深时序最有利于控制深坑坑底隆起; 对比各时序基坑变形规律,建议采用深浅交替时序开挖此类相邻基坑。