津湾广场9号楼深基坑变形监测研究

介绍了天津津湾广场9号楼超大深基坑工程的支护设计、施工和监测方案,基于现场监测数据,对软土地区超大深基坑施工过程中的围护墙变形和周边地表沉降作了深入分析,并将监测数据和有限元模拟值进行了对比。分析得出围护墙的最大侧移随基坑开挖深度的增大而增大,最大侧移介于0.12%H和0.38%H,平均值为0.23%H,其中H为开挖深度,同时其最大侧移出现位置的深度和开挖面之下土层性质有关。围护墙顶回弹在基坑阳角处最大。总结了周边地表沉降的分布模式,给出了周边地表沉降的包络线,得出其沉降影响范围约为3H。基坑施工引起的围护墙变形及其对周边环境的影响具有明显的时空效应。     

混凝土垫层及水平结构混凝土收缩对围护墙变形影响的实测分析

 基于实测数据,对上海中心大厦裙房逆作超大深基坑工程的围护墙变形规律进行分析。分析结果表明,在垫层混凝土浇筑完成至梁板结构混凝土浇筑完成期间,围护墙侧移增量很小,垫层对围护墙变形具有明显的约束效应;在此期间,因作为垫层支撑点的圆形地墙受偏载作用引起较大的变形,导致测点P04墙体侧移增量较大;结合现场施工条件,对混凝土垫层约束效应的发挥进行说明。在混凝土结构养护期间,超长水平支撑梁板结构或大底板的混凝土收缩,引起围护墙侧移增量较大;且在大底板混凝土养护期间,西侧测点P23的围护墙侧移增量大于最后一次土方开挖所引起的墙体侧移增量;而短跨水平梁板结构混凝土收缩对围护墙变形影响可忽略。结合上述规律,给出相应的施工措施,以便减小基坑变形。     

杭州软黏土地区某30.2m深大基坑开挖性状实测分析

以杭州某30.2m深大基坑工程为研究对象,结合收集到的16个杭州基坑案例资料以及文献中已发表的上海地区同类工程实测数据,分析该30.2 m深大基坑开挖全过程中的地连墙隆沉及挠曲变形、地连墙墙体应力、立柱隆沉、支撑轴力、土压力、地表沉降等的发展演变规律。得出如下结论:(1)地连墙最大侧移深度H_m在H_m=H_e-5和H_m=H_e+2.5之间。受益于围护体系良好的整体性,基坑地连墙的最大侧移δ_(hm)得到了较好地控制,平均最大侧移为0.28%He。(2)位于开挖中部的地连墙侧移是坑角附近的3.5倍,这主要是"坑角效应"所致,可见对未采用分区开挖的深大基坑,坑角的"加筋"作用对限制开挖变形非常重要。(3)受杭州软黏土"蠕变效应"和深开挖"深度效应"的影响,地连墙和坑外地表在阶段6均产生了最大位移增量。深埋土层较浅埋土层的开挖会释放更多的应力,诱发更大的变形。(4)水平支撑主要承担由邻近土层移除所产生的外荷载,较远处的开挖对支撑轴力影响有限,且由开挖引起的外荷载向支撑的转移主要在支撑浇筑后的1～2个月内完成。(5)不同于梯形或AEP三角形包络线分布,本工程地连墙墙后水平土压力沿深度呈线性分布。靠近开挖面的地基土,更容易处于主动状态,产生较小的水平土压力。(6)基于本30.2 m深大基坑实测数据以及杭州16个类似的基坑案例,提出了基于基坑开挖面积与地连墙最大侧移之间的经验关系式。     

南京软土地区基坑墙体变形性状研究

依托南京江北地区某线形隧道基坑,搜集了35个南京地区支挡结构加内支撑的明挖基坑案例,对南京软土地区基坑开挖的墙体变形性状进行了比较系统的探讨。研究表明:墙体的最大侧移量随基坑开挖深度的增大而明显增大,变化范围为0.05%H_e～0.69%H_e,平均值约为0.24%H_e;最大侧移深度均位于H_e-8～H_e+2之间,其中多数位于基坑开挖底面以上;南京地区侧墙变形具有显著的时空效应,施工过程应注意尽可能缩短坑底暴露时间;SMW工法支护对于墙体侧移的控制能力相比地连墙及钻孔桩支护较弱。另外,围护结构的插入比和基坑的长宽比亦会对墙体变形产生影响。     

上海中心大厦裙房深大基坑工程围护墙变形分析

 上海中心大厦的深大基坑工程采用主楼顺作、裙房逆作的总体施工方案。针对裙房基坑四周中间部位的围护墙变形特点,采用简化的二维计算模型,结合实测数据对其进行分析;讨论主楼区与裙房区之间的临时隔断圆形地墙的简化方式和是否考虑地下水的作用对计算结果的影响,并分析基坑开挖宽度及临近基坑北侧的金茂大厦地墙对基坑变形的影响。结果表明：在不考虑圆形地墙受偏载作用时,计算中可将圆形地墙按水平位移约束简化处理;土体采用修正剑桥黏土本构模型,土体计算参数宜采用有效应力指标,并同时考虑地下水位的作用;墙体变形随基坑开挖宽度增大而增大,但最终趋于收敛。测点的变形计算值与实测值结果比较吻合,而在施工场地进出口位置和两地墙距离很近位置(图1的测点P04)的实测值和计算值相差较大;分析表明,车辆动载及圆形地墙在偏载作用下的抗侧刚度弱化明显增大围护墙体变形;而临近基坑外侧金茂大厦的地墙存在,却在一定程度上减小墙体变形。     

超深逆作基坑围护结构变形分析

基于天津站交通枢纽基坑工程2标段施工监测资料,对超深逆作基坑开挖过程中地下连续墙及墙后土体水平变形、竖向位移等进行了分析。由分析结果可知,逆作基坑地连墙水平变形随深度变化近似呈弓形分布,在坑口处有向坑外的变形;水平变形最大值出现在基坑开挖面以上约1/3深度处,与顺作法发生在基底开挖面附近有显著不同。墙后土体的水平变形与墙体变形趋势大致相同,但变形值要小。在竖直方向上,随开挖深度的增加,地连墙不断隆起,层板浇筑后隆起值变小,最终变形趋于稳定。通过对逆作基坑开挖的监测分析,得出了有别于顺作基坑围护结构变形的规律,体现了逆作法变形小、整体性强的特点。     

基于现场监测的软土地基深大基坑地墙工作状态分析

南京七号线莫愁湖站地处长江漫摊地区,作为目前南京地区最深的地铁车站,对其地墙变形的监测分析具有重要价值。软土地基的深大基坑存在显著的空间效应,地墙最大侧移表现为角部小中部大,最大侧移深度随基坑开挖而不断增加;本站采取较罕见的顺逆结合工法进行基坑开挖,能兼顾变形控制和经济效益,对今后城区内的深基坑开挖而言,不失为一种更佳的开挖方式。     

某特殊断面基坑围护桩插入比研究

特殊断面基坑的稳定性和经济性逐渐引起人们的关注.本文结合上海西藏南路越江隧道浦东接线段基坑工程,对某特殊断面基坑建立平面有限元模型,通过分析不同左墙插入比下左、中、右墙的侧移曲线和导致基坑侧向变形的力学行为得出:插入比不足时,左墙受内坑开挖卸载作用明显.随插入比增大,内坑开挖对其影响越来越小.当插入比增加至一定程度,左墙最大侧移值变化不大.中墙顶部发生坑外侧移,沿深度墙体中、底部往坑内发生侧移.当外坑整体稳定时左墙插入比对中墙侧移影响不大.在左墙能够保持稳定时,右墙侧移值随左墙插入比增加变化不明显.左墙较合理的插入比为1∶1～1.5∶1.     

台阶后退式开挖对基坑围护桩的变形影响分析

结合合肥某地铁车站深基坑实例,利用数值模拟方法研究分层开挖和台阶后退式开挖对围护桩的影响,同时将计算结果与监测数据进行比较.结果表明:采用台阶后退式开挖的数值模拟更能反映实际工程中围护桩的侧移变化情况.基坑两侧围护桩的侧移随台阶后退式开挖呈现明显的时空效应.随着台阶式开挖有沿基坑长度方向上的侧移和基坑宽度方向上的侧移,沿基坑长度方向上的侧移近似呈椭圆形向后扩散,直至开挖至端头井处呈现半椭圆形状,沿基坑宽度方向上的侧移近似呈半椭圆形向后扩散;围护桩的侧移峰值和其深度随周围开挖土体深度的增加而增加,直至开挖土体远离该围护桩时趋于稳定.     

“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。     

复合土钉支护转角有利影响范围

基坑复合土钉墙转角处有明显的空间效应,受力变形较小,对支护结构有利,但不清楚转角定量的有利影响范围,目前设计中仍按照与基坑中部一样保守设计,为在此范围内降低土钉用量,避免保守设计,对水泥土搅拌桩复合土钉支护结构建立了全尺寸整体三维有限元模型,这种模型包含基坑的转角,能考虑基坑的空间效应,通过建立接触面单元,能考虑土体和搅拌桩、土体和土钉的相互作用,量化分析了基坑转角对支护结构受力和变形的有利影响范围,计算结果表明,基坑转角对开挖面水平位移、地表沉降、坑底隆起、土钉轴力的有利影响范围分别约为1.3、1、1、1.2倍的开挖深度。经与实际工程现场实测值对比,验证了该模型分析结果的可靠性,同时分析结果优于平面二维和局部三维有限元模型,结论为复合土钉支护结构的优化设计和安全施工提供了理论依据和研究方法。     

基坑内预留土堤对基坑性状的影响分析

对粘性土基坑中预留土堤作用下的悬臂式排桩支护基坑性状进行不排水数值分析,研究了土堤尺寸、桩土相对刚度等各种因素影响。分析表明:在临时支挡结构前预留土堤可以明显地减小支挡结构变形和支护桩的嵌入深度与弯矩,从而降低工程造价。只要土堤自身稳定性满足要求,合理地增大土堤宽度和高度,可以减小基坑的变形和桩身弯矩,但在较小的坡度条件下无论是在粘土层中还是砂性土层中,预留土堤高度低于1.5 m,宽度小于2.0 m时比较经济。支护桩的刚度越大,要更大的土堤宽度才能有效地减小支护结构的侧移;粘土层不排水强度越大,土堤尺寸对侧移的影响就越小。     

上海软土地区深基坑连续墙的变形特性浅析

地下连续墙是上海地区深基坑的主要围护形式.根据上海软土地区50个深基坑工程的实测结果,研究了连续墙的变形特性,包括基坑开挖深度、支撑系统的相对刚度对连续墙最大侧移的影响,最大侧移的深度及墙后软土层厚度对基坑变形特性的影响,得到的若干规律性结果,可为今后同类基坑工程的设计提供参考.     

粉质黏土深基坑土钉墙支护作用机理模型试验研究

以相似理论为基础,确定模型试验的相似比,然后按照相似比的要求选定相似材料,建立试验所需的土钉墙物理模型。设计合理的测试系统、加载系统模拟基坑开挖、土钉墙支护及降雨过程。测试整个试验过程中的土钉墙的墙顶水平位移、土钉内力、土压力等。试验结果表明,基坑开挖引起土体应力重新分布是影响土钉墙墙顶水平位移变化的主要因素,且每步开挖均都会引起墙顶水平位移呈台阶式增大,在土钉墙的施工阶段墙顶最终水平位移达基坑开挖深度的2.3‰;在墙顶的均布荷载不是很大的情况下,墙顶水平位移会随荷载的增大近似呈线性增大,且降雨是引起粉质黏土基坑位移的重要因素;基坑开挖过程中,墙侧土压力呈现先增大后减小再逐渐增加的变化规律;随基坑开挖深度增加,土钉受力逐渐由尾部向内部发展。     

某紧临地铁车站土岩基坑设计与变形规律研究

广州某紧临地铁车站土岩组合深基坑,开挖深度大,周边环境复杂,变形控制要求非常严格。依据实际监测数据,详细分析了基坑施工各阶段的围护结构变形、土岩体侧移、支撑轴力、锚索拉力及周边环境沉降的变化规律。分析结果表明:围护墙与外侧土岩体最大水平位移均发生在土岩结合面附近;基坑开挖结束至底板施工期间,围护墙及外侧土岩体水平变形呈蠕变特点;地下室采用的“复合墙”及跳仓法施工技术,使施工完毕后的围护墙、土岩体水平位移均发生了明显回弹,最大水平位移约为开挖至基底时的40%~60%;开挖引起的周边地面沉降最大值发生在离坑边0.5倍开挖深度附近,沉降值约为邻近围护墙最大水平位移的0.47倍;条件允许时,土岩组合基坑可优先采用支撑+锚索组合支护方案。本工程的监测数据相互印证,揭示了该土岩深基坑在各种条件下的实际工作状况,可为类似情况深基坑的设计与施工提供参考。     

深厚淤泥土深长基坑开挖对邻近建筑的影响

沿海区域存在大量淤泥土层,其通常表现出高压缩性、流变性及触变性等不良工程地质性质。因此,深厚淤泥土深长基坑开挖面临着极高施工风险,对周边环境的影响显著。为进一步阐明深厚淤泥土深长基坑开挖施工力学效应,依托某深基坑工程,通过有限元三维数值模拟,揭示了淤泥土深长基坑开挖对邻近建筑的影响规律。结果表明:深厚淤泥土层的存在使基坑开挖影响区的水平影响区域明显增大,竖向影响区域所受影响较小,在水平距离150 m、深度85 m范围内土体皆受基坑开挖影响;基坑以及建筑轮廓凹凸部出现应力集中,在淤泥土层,地连墙以及既有隧道墙板应力集中处的水平位移存在明显突变;既有隧道水平位移和沉降曲线呈“中间大,两头小”的特征;大桥变形随开挖深度增加而变大,桥桩在淤泥土层的水平位移明显增大,最大水平位移达5.33 mm,最大沉降达9.92 mm。     

深基坑桩锚支护结构受力与变形特性现场试验

在成都地区某基坑支护工程开展了深基坑条件下桩锚支护结构受力与变形特性现场试验,研究了冠梁上土压力与内力变化规律、锚索轴力及支护桩侧向位移分布特征。结果表明:①在基坑中部,冠梁对桩顶侧向位移有一定的协调作用,角点处冠梁协调作用较弱,应适当提高冠梁刚度,并将其与其他部位断开;②锚索轴力沿基坑深度呈类抛物线型分布,且(0～2/3)倍基坑最终开挖深度h_e范围内的中上层锚索对支护桩顶侧向位移影响比较明显,施工时应尽量控制该深度范围的开挖速度及重点关注中上层锚索预应力损失;③受边界效应影响,基坑变形具有空间效应特征,具体表现为基坑中部大于角点处、长边大于较短边,边界效应对其影响范围大致为1h_e。     

基坑开挖的角部效应分析

在经济高速发展的今天,城市土地的利用率越来越高,基坑与周边建筑物的间距越来越小,基坑开挖的可利用空间越来越小,基坑形状也更加不规整,基坑设计困难加大。如何保证基坑稳定的情况下充分利用土地资源,成为当前设计的突出情况。而这些不规则基坑,存在大量的转角,如何考虑这些转角也是当前基坑设计的重要问题之一。只有掌握转角对基坑稳定的影响规律,才能充分合理的考虑基坑的角部效应,拟定相应工程措施来改善结构受力,节省工程造价。因此,对于角部效应的分析对城市建设中基坑开挖具有一定的指导意义。论文运用三维有限元分析的相关原理建立基坑三维模型分析基坑的角部效应,从而为实际工程提供一定的参照。     

基坑开挖对临近基坑地铁高架结构变形的影响

以苏南地区临近城市轨道交通结构的基坑工程为例,通过三维有限元模拟施工过程,反演适宜模拟该基坑施工过程的计算参数,并在此基础上研究不同开挖距离、基坑规模、开挖深度、基坑数量和施工工序的基坑施工对临近地铁高架结构的影响。结果表明:基坑与结构水平间距小于2H(H为基坑深度)时,结构横向变形发展大于竖向,水平间距为1H时,桥墩水平位移和沉降达到最大;地铁高架桥桥墩附加变形伴随着基坑宽度的增大而迅速增大,当基坑宽度大于8H时,影响迅速减小;基坑开挖深度对基坑中线4 H范围内的桥墩影响最大,尤其是开挖深度超过10m后;多个基坑施工引起的结构变形表现出明显的非线性叠加效应;多基坑施工工序对结构总变形略有影响。