坑底软土夹层较薄基坑以最下层支点为轴心的滑动隆起研究

2012版《建筑基坑支护技术规程》对于锚拉式、内支撑式支挡结构,新增了当坑底以下为软土时,尚应以最下层支点为轴心的圆弧滑动模式验算基坑抗隆起稳定性的规定,并给出了解析解计算公式,该公式对基坑设计嵌固深度影响很大,大大增加了基坑支护造价。对坑底存在软土夹层基坑进行了有限元分析,得出了标准荷载作用下基坑位移变形云图、极限状态下基坑破坏机理的总位移增量云图。结果表明:软土夹层厚度较小的基坑,以最下层支点为轴心的圆弧滑动模式验算增加的嵌固深度,对于基坑位移影响较小、对破坏机理有一定程度的影响,只要有限元稳定安全系数满足规范要求,可以不进行以最下层支点为轴心的滑动模式验算。     

考虑土体强度不均匀性时宽窄基坑坑底隆起稳定研究

在基坑坑底隆起稳定性分析中,准确的破坏模式及滑动面是确定安全系数的基础。然而,基坑坑底隆起破坏模式种类繁多且形式各异。传统的经典基坑坑底隆起稳定分析以及规范分析方法在破坏模式及滑动面的选取上均存在差异和局限性。基于不连续布局优化法,首先研究了土体强度不均匀性对不同宽度基坑坑底隆起稳定性的影响。结果表明,软土层厚度较大且土体强度沿深度逐渐增长时,宽基坑坑底隆起滑动面并不覆盖整个坑底,即相当于软土层下部存在一硬土层,限制了滑动面向下延伸。进一步,分析了围护结构长度及抗弯强度对破坏模式及安全系数的影响,并提出以滑动面触碰围护结构来区分宽窄基坑。在宽基坑中,当围护结构嵌固深度较小时,失稳破坏滑动面并不通过桩底,此时应用绕最下道支撑的圆弧滑动模式时应适当修正滑动面半径。对于窄基坑,应用圆弧滑动模式时需修正坑内滑动面,以考虑窄基坑的空间效应对安全系数的提高作用。     

支护结构嵌固深度的计算分析

基坑支护结构的嵌固深度既是基坑坑底抗隆起稳定性的需要,也是保证支护结构具有足够的抗倾覆稳定性的需要,基于规范设计方法,分析了弹性法、圆弧滑动法、考虑横撑力的圆弧滑动法和规范经验法等方法确定嵌固深度的差异;从考虑地基土性能的离散性出发,给出了嵌固深度的取值范围.     

成都地区砂卵石场地锚拉桩支护结构嵌固段深度的探讨

大量的成都地区砂卵石场地建筑深基坑工程实践表明,根据国家现行行业标准《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-120)中推荐的按整体稳定条件采用圆弧滑动简单条分法确定的多支点锚拉桩支护结构嵌固深度大多远小于0.2H,但根据规程对多支点支护结构嵌固深度的要求当嵌固深度小于0.2H时,其取为0.2H。文章以成都市某深基坑工程为依托,利用有限元软件plaxis对此类场地多支点锚拉桩支护结构嵌固段深度进行探讨。     

悬臂支护中土体加固的影响分析

在软土地区的基坑支护工程中,对于浅基坑常采用在基坑底部加固的方法来减小基坑侧向位移。为了探究坑底加固土体对围护结构的变形和内力影响规律,以弹性支点法为基础建立了悬臂式支护基坑的有限元模型,分析了坑内土体不同加固深度及加固程度对支护结构变形及内力的影响。分析认为,围护结构位移随坑底加固深度增加而逐渐减小,达到一定深度时位移趋于一致,支护结构内力受影响较小;加固程度增大,位移减小,且存在临界加固程度。因此,选择合理的坑内土体的加固深度及程度可以达到安全、经济的目的。     

深厚软土地区市政基坑稳定性计算分析探讨

对于深厚软土中的长条形市政基坑,当开挖深度较大时,抗隆起稳定性及圆弧滑动稳定性验算应考虑对面支护构件和坑底加固等有利因素。深厚软土的力学指标对稳定性计算结果的影响也非常大,软土力学指标的合理取值也非常重要,应该不断积累工程经验,推动计算理论的不断完善。     

悬臂式排桩支护基坑稳定性的颗粒流模拟研究

基于某实际悬臂式排桩支护基坑工程,建立对应的PFC2D颗粒流模型,进行不同嵌固深度下位移场分析和地面超载对基坑稳定性的影响研究。结果表明,足够的嵌固深度是保持基坑稳定性的重要条件,且随着地面超载的增加,围护桩水平位移和坑底隆起逐渐增大。当地面超载超过一定量时,基坑发生整体失稳破坏。上述结论表明,颗粒流模拟可以为基坑失稳破坏分析提供一种新的研究方法。     

软土地区基坑坑底抗隆起稳定计算分析

基坑坑底抗隆起稳定性验算在软土地区基坑工程设计中位居核心地位,不仅关系到基坑的稳定及周边环境的安全,还影响基坑工程的造价。对基坑坑底抗隆起计算方法及适用条件进行梳理,结合工程实例,以极限平衡法中的圆弧滑动模式为基础,计算分析了围护墙插入比、最下道支撑的位置、坑内加固及基坑尺寸对坑底抗隆起稳定性的影响。结果表明增加围护墙插入比、减小最下道支撑与坑底的距离、增加坑底土体加固均能有效增加坑底抗隆起稳定性;对于基坑宽度较小的狭窄基坑应考虑空间约束效应,若以传统的圆弧滑动计算模式则过于保守,会造成较大浪费。     

多支撑挡墙边坡稳定性的强度参数折减有限元分析

探讨了强度参数折减二维有限元方法在深基坑工程中具多支撑挡土结构边坡稳定性分析中的应用。分析了挡土结构不同嵌固深度和支点条件对稳定性的影响,并与简单圆弧滑动条分法和毕肖普法计算结果进行了对比。研究表明,支点条件和桩墙嵌固深度对支护边坡稳定性有着同样重要的影响,证实了强度参数折减有限元法的合理有效性,且该方法能方便合理地考虑支点条件和桩墙嵌固深度对支护边坡稳定性的影响,为支点设定和桩墙嵌固深度的确定提供了合理依据。     

基于强度折减法的软土基坑抗隆起稳定性分析

基坑抗隆起稳定性验算是软土基坑支护设计中的一项重要内容。本文结合基坑工程实例,采用有限元强度折减法对基坑坑底的抗隆起稳定性进行分析。主要分析总结了基坑开挖深度、支护结构入土深度、支护结构刚度、基坑深宽比以及坑底软土层厚度对基坑抗隆起稳定性的影响规律。研究表明:基坑开挖深度、基坑宽度、支护结构入土深度和坑底软土层厚度等参数的变化均对基坑抗隆起稳定性有一定程度的影响,而支护结构刚度参数对抗隆起稳定性影响不明显。通过与规范法计算结果的对比分析,证明了有限元强度折减法在基坑抗隆起稳定性分析中的适用性。     

上海管廊基坑圆弧滑动抗隆起稳定性计算探讨

管廊基坑开挖宽度与深度比值较小,为典型的狭长形基坑。上海市地方标准DG/TJ 08-61—2018《基坑工程技术标准》在坑底土体圆弧滑动抗隆起稳定性验算时,无法考虑基坑宽度的影响,未利用狭长形基坑的空间效应,从而造成较大的浪费。针对管廊基坑的特点,将其分为普通基坑、狭长形基坑和极狭长形基坑3类,同时基于上海标准中的计算公式,考虑基坑开挖宽度的连续变化,推导出适用不同宽度基坑的圆弧滑动稳定性验算公式,并探讨基坑开挖宽度对圆弧滑动稳定性系数的影响规律,可为工程设计提供参考。     

软土地区基坑坑底隆起稳定破坏滑动半径研究

为了研究软土地区基坑坑底隆起的破坏模式并确定合理的隆起破坏滑动面大小,采用不连续布局优化法对不同围护结构插入比条件下的基坑坑底隆起失稳滑动面进行分析; 通过大量计算得到可用于判断滑动面是否通过围护结构底端的不同基坑开挖深度下土体强度和围护结构临界插入比的幂函数关系表达式; 通过分析围护结构插入比较小时归一化的坑底隆起破坏滑动半径和围护结构插入比的关系,得到修正传统圆弧滑动法滑动半径的对数表达式及其系数。最后,将修正滑动半径后计算的安全系数与数值模拟结果进行了对比,验证了滑动半径公式的可靠性。结果表明:在插入比较大(大于临界插入比)情况下,滑动面通过围护结构底端; 在插入比较小情况下,滑动面不通过围护结构底端,需对传统圆弧滑动法进行修正; 提出的修正方法可为软黏土层较厚的基坑坑底隆起稳定分析时滑动半径的选取提供参考,同时可以解决传统圆弧滑动法在插入比较小时安全系数变化不合理的问题。     

基坑支护结构优化设计与软件开发

在可靠度分析的基础上,提出了一种基坑支护嵌固深度的二阶矩优化设计方法,论证了悬臂式和单层支护结构嵌固深度设计的控制因素。采用弯曲剪切扭转有限元模式计算圈梁,采用杆系有限元增量法分析支护桩。通过变形协调条件求解二者的相互作用,以各工况开挖深度、各支撑施工位置和圈梁截面为优化变量,以支护桩墙变形曲线面积积分建立优化目标,研究了圈梁和多支点支护结构优化准则和方法并开发了相关可视化计算软件。     

钱塘江边冲海积粉土基坑安全性数值分析

钱塘江流域正在开展大规模的建设,河口两岸海塘、江边基坑面临洪水、强潮的严重侵袭。选择钱塘江土海塘典型地质剖面和砼海塘典型地质剖面,考虑钱塘江粉土的剪胀性,采用Hardening-Soil本构模型,数值研究潮位及离江距离、围护墙嵌固深度、开挖深度对基坑安全性的影响,分析江边粉土基坑破坏模式。结果表明：高潮位下,土海塘典型地质剖面的江边基坑,可能出现海塘先于基坑破坏的模式;基坑开挖深度较小时,支护结构整体向坑内倾倒破坏;基坑开挖深度较大,呈踢脚破坏模式。坑底边旁在距围护墙的嵌固深度一半范围内,容易发生流土破坏。     

软黏土中坑中坑式抗隆起稳定安全系数计算

坑中坑的开挖会明显降低基坑的抗隆起稳定性,目前的基坑抗隆起稳定分析方法基本没有考虑坑中坑的影响,导致基坑设计偏于不安全。在不同的参数影响下,坑中坑式基坑存在三种不同的破坏模式。对传统的圆弧滑动法的假定圆弧面进行改进,通过移动圆弧面的圆心,分别构建不同破坏模式下对应的圆弧滑动面。根据圆弧滑动面的特征,全面搜索得到最危险的滑动面,从而确定坑中坑式基坑的抗隆起稳定安全系数。将该方法与强度折减有限元法进行对比,通过算例分析内坑宽度及深度、内外坑间平台宽度、软土层的不排水抗剪强度对基坑抗隆稳定性的影响。发现改进的圆弧滑动法计算得到的抗隆起稳定安全系数与强度折减有限元法基本吻合。     

河漫滩深基坑坑底加固对基坑变形特性的影响

为保证深基坑周边相邻建筑物安全,文中以南宁市某污水处理厂进水泵房基坑工程为研究背景,来研究河漫滩软土地区深基坑坑底加固参数对支护结构变形的影响,采用三维弹塑性有限元数值分析的方法,研究地下连续墙深基坑坑底加固在采用不同加固参数对支护结构水平位移及基坑周边地表沉降的影响及分布规律,得到基坑坑底加固深度的有效范围为4m。     

降雨对软土基坑支护结构影响实测及机理研究

降雨通常易导致土质边坡的滑动、失稳,降雨对基坑特别是软土条件下的基坑的影响研究较少。针对天津市某基坑展开实测,开挖结束后在没有其他施工条件下,连续3 d 247 mm降雨导致基坑支护桩顶水平位移增加13.75 mm,因此研究降雨入渗诱发软土基坑变形的机理具有十分重要的意义。首先进行降雨的入渗深度及对非饱和黏土物理力学性质影响室内试验,在此基础上结合工程实测,采用Plaxis2D有限元分析软件建立二维软土基坑模型,分析了降雨对软土基坑支护结构变形的影响机理,主要对比了降雨强度、降雨时长、降雨量对基坑支护结构变形的影响,以及开挖深度、桩顶初始位移、支护形式不同对降雨的敏感程度。结果表明:降雨对软土基坑支护结构变形影响主要因素为坑外杂填土重度增加、坑内土体软化、渗流作用,降雨量是对基坑支护变形影响较大的因素;降雨产生的支护结构位移增量受支护结构初始位移影响最大,而基坑开挖深度对相同降雨条件下支护结构变形增量影响差异不大。     

双排桩支护结构在软土深基坑中的应用

结合辽河油田勘探局综合办公楼深基坑工程,介绍了双排桩在软土深基坑支护中的应用,根据工程实际情况,经方案对比,采用双排混凝土灌注桩支护基坑,计算双排桩嵌固深度,验算其稳定性,基坑侧壁的变形观测结果表明,双排桩支护效果良好。     

深厚软土地基多支点基坑支护稳定验算模式的探讨

基坑稳定性验算是深厚软土基坑支护设计的一项重要内容。通过对福建软土深基坑工程案例的分析，验证了整体稳定验算作为基坑稳定主控方式是较为合理的；墙底抗隆起稳定安全系数的大小主要取决于桩端底面以下土体的承载力，而不考虑桩底以上土体对抗隆起稳定的贡献，具有一定的局限性；圆弧滑动抗隆起稳定验算模式在福建软土地区的适用性有待进一步研究。     

基坑底部土体墩式加固模型试验与数值模拟

通过室内模型实验及有限元数值模拟,研究了坑底墩式加固在不同加固深度、加固宽度、加固长度和加固间距工况下对基坑变形、桩身受力及桩后土体土压力等产生的影响。结果表明：墩式加固可以有效控制基坑开挖产生的支护结构侧向位移与坑底隆起;加固长度与间距对支护结构的变形影响较大;与加固长度和间距相比,加固的深度与宽度对坑底隆起的影响更大;墩式加固对于控制支护结构侧向位移的作用更大,对坑底隆起的作用更小。为达到最高性价比的加固效果,墩式加固的加固深度与长度宜取0.3～0.35倍基坑深度,暗墩宽度宜取0.3～0.4倍基坑深度,暗墩间距宜取0.2～0.3倍基坑深度。