城市下穿隧道深基坑稳定性研究

以城市下穿隧道深基坑为研究对象,运用FLAC3D软件对基坑开挖和支护结构与周围土体的共同作用进行数值模拟试验,研究了基坑围护结构和内外土体的受力变形特征。研究结果表明:基坑外地表最大沉降量发生在距离基坑一定距离处,且随开挖深度的增加最大沉降位置远离基坑处,沉降量明显加大;基坑开挖期间地下连续墙竖向位移变化不大,主要为侧向变形;坑底土体的隆起值随开挖深度的增加呈非线性增长,但回弹增量有减小的趋势;随着开挖深度的增加,在靠近基坑越近的地方深部土体水平位移越大。     

砂卵石地层半盖挖地铁车站深基坑变形特性

采用半盖挖法施工的地铁车站深基坑工程往往具有施工规模大、支护结构复杂、开挖深度大、施工场地狭小等特点,而砂卵石地层稳定性差,受荷载易变形,导致基坑安全事故时有发生。以成都地铁某半盖挖车站为例,采用有限元分析软件PLAXIS 3D,对基坑开挖过程中地表沉降及隆起、围护结构侧移、立柱变形情况进行数值模拟分析。受到基坑不对称开挖影响,基坑两侧结构及地表沉降变形略有差异:明挖侧顶部出现了朝坑外的位移,盖挖侧围护桩深层水平位移比明挖侧大;明挖侧累计地表沉降值比盖挖侧小;立柱在开挖过程中的竖向位移会受到上部荷载、坑内土体沉降及坑底隆起的共同作用,立柱上部结构会出现朝向明挖侧的弓形水平变形。     

软土基坑宽度效应对坑底隆起的影响

通过对宽大型软土基坑坑底隆起特性及形成机理分析,将坑底土体划分成强作用区、弱作用区和自由变形区,提出综合考虑基坑开挖深度、围护结构插入比和土体性质的强、弱作用区边界计算方法;根据基坑开挖宽度不同时,坑底隆起作用区的变化情况,提出考虑坑底隆起宽度效应的基坑分类方法:将基坑划分为超大尺度基坑、大尺度基坑、小尺度基坑和沟槽类基坑4类,并明确各类基坑的宽度范围。最后结合上海某软土基坑工程实例,采用有限元法数值分析对本文提出的理论分类方法的正确性进行了验证。     

基坑开挖对既有地铁隧道变形的影响研究

为研究基坑开挖对下穿既有地铁隧道变形的影响,考虑土体的小应变刚度,建立了有限元模型,模拟了基坑开挖过程,研究竖向开挖卸荷对下覆隧道变形的影响规律,分析不同开挖深度时下覆隧道的变形特性和变形影响区域,对比了不同基坑土体加固措施对隧道变形的控制效果.研究结果表明:竖向卸载主要引起隧道的竖向变形,坑底隆起,隧道竖向变形和影响...     

土体宽度非对称基坑变形特性分析

采用MIDAS/GTS有限元软件对邻近有地铁车站形成的两侧土体宽度非对称的基坑开挖进行数值模拟,详细分析一侧为半无限土体,另一侧土体宽度由有限土体逐渐变为半无限土体的基坑变形特性,并与现场监测数据进行对比分析。结果表明:在厦门地区地层条件下,基坑有限土体侧的变形明显小于半无限土体侧,基坑有限土体侧土体宽度对基坑变形的影响范围为1.5倍左右基坑开挖深度。具体表现为随着基坑有限土体侧土体宽度的增大,基坑坑底隆起值增大,基坑半无限土体侧地表沉降量、桩体水平位移量减小,基坑有限土体侧地表沉降量、桩体水平位移量增大,基坑两侧变形逐渐变化至基坑两侧均为半无限土体时的变形量。     

相邻双基坑同步开挖相互影响

以福州君临盛世茶亭基坑和世茂国际中心基坑为研究对象,建立相邻基坑开挖的二维模型,土体应力应变本构关系采用HS本构模型模拟,详细研究相邻双基坑同步开挖情况下的土体位移、支护结构位移和内力响应。考虑不同间距对相邻基坑开挖性状的影响,得到相邻基坑开挖的影响范围。研究表明,相邻基坑开挖对远端围护结构和坑底隆起影响很小,基坑间距对围护结构变形影响大于基底隆起。     

FLAC3D软件在某地铁车站深基坑开挖中的运用

以徐州某地铁车站深基坑工程为依托,采用FLAC3D软件建立基坑开挖支护模型,对基坑开挖不同工况下引起的围护结构变形、地表沉降、坑底隆起等进行了数值模拟。并结合现场实测值进行对比分析,验证其数值模拟应用在深基坑开挖变形的可行性,对以后相似的地铁深基坑施工和设计有一定的参考价值。     

基坑开挖对坑底桩基础工作性状影响

逆作法具有对周边环境影响小、不影响地面交通等优点,在大中型城市基坑开挖中被越来越广泛的使用.逆作法施工过程中,坑底工程桩既承担地下室及上部结构的重量,同时又受到开挖卸荷的影响,其工作性状有待进一步研究.通过模型试验及有限元分析方法,研究了逆作法对坑底桩基础工作性状的影响.试验结果表明由于重力二阶效应(P-Δ效应),逆作法基坑开挖引起的桩身弯矩比顺作法基坑开挖的桩身弯矩大很多.有限元计算结果表明:在基坑开挖工程中扩底桩有很好的限制桩顶回弹的作用;通过对坑下土体进行注浆加固可以有效限制墙身侧移,但是注浆加固对限制桩顶回弹的作用不明显;分区开挖要同时安置支护结构,这样才能发挥限制挡土墙侧移的作用;虽然上部结构可以增加结构的空间刚度,但在基坑开挖过程中由于重力二阶效应会增加挡土墙的侧移;将支盘直径增大1.2倍,减小桩顶回弹的作用不明显.     

深大基坑降水开挖施工对结构及周边环境影响有限元分析

为分析深大基坑降水开挖施工对结构受力变形规律和周边环境的影响,采用有限元分析方法,分析基坑在不同连续墙厚度、入土深度和弹性模量条件下围护结构在各个开挖阶段的受力变形特征,发现土体压缩模量是连续墙受力变形的主要影响因素。文中分析基坑降水引起周围土体的固结沉降和水平变形规律,给出了基坑开挖和降水所引起沉降在总沉降中比重,为类似工程提供一定的借鉴。     

某市政管廊基坑上跨既有地铁隧道的衬砌变形控制

某市政管廊基坑从既有地铁5号线上方通过,基坑开挖会导致地铁衬砌隆起,从而影响地铁衬砌运营安全。从三个方面来控制地铁衬砌的变形:(1)基坑分为3个部分依次进行开挖;(2)采用SMW工法桩进行围护,内插HN700×300型钢,隔一插一,形成封闭基坑结构,坑内设置冠梁、支撑;(3)基坑底部打入Φ203钢管棚,并与双拼45c工字钢焊接形成抗隆起的管幕结构。并通过数值计算,得出了基坑开挖过程中地铁衬砌的变形情况,结果显示以上措施能有效地控制衬砌变形。     

基于熵值法的砂卵石地层深基坑开挖安全可拓评价

为客观评价富水砂卵石地层中深基坑开挖的安全稳定性,根据结构变形、受力、地下水以及周边环境等因素选取地面沉降、建筑物沉降、地下水位等8个评价指标进行开挖安全性评价,以成都某地铁车站深基坑工程为例,根据基坑开挖4个月内的实测数据,采用熵值法对所选评价指标进行赋权,基于物元理论与可拓集合的关联函数,建立深基坑开挖安全可拓评价模型,并将评价结果与模糊综合评判结果进行比较. 研究结果表明:熵值赋权计算中,混凝土支撑轴力、桩顶沉降和支护结构水平位移是本案例中最重要的三项指标,对安全评价影响最大;对地面沉降与管线沉降的可拓评价结果比模糊综合评判结果高一个等级,与实际监测数据的评判结果相符,有利于施工过程中对潜在风险的防控;基于熵值赋权的可拓评价模型能够对基坑开挖安全性进行单因素分析与综合分析,所构建的可拓评价模型可以在成都地区富水砂卵石地层基坑工程安全评价中推广使用.      

地铁车站深基坑变形规律的三维数值模拟分析

以西安地铁某大型车站深基坑工程为背景,采用现场监测与三维数值模拟相结合的方法,研究了开挖过程中地铁车站深基坑的变形规律。结果表明,围护桩的变形直接关系到基坑的稳定和安全;开挖使得基坑周围土体下沉,地表沉降呈抛物线型;计算结果与监测结果基本一致,运用FLAC3D数值计算方法研究深基坑的变形规律是可行的、可靠的。     

既有桩基影响下隧道开挖地层变形规律研究

为了研究城市隧道沿线邻近既有桩基的情况下,隧道开挖导致的地层变形规律,本文通过一个透明土物理模型试验并采用基于PIV技术的土体内部断层三维变形量测系统监测变形,得到了在既有桩基影响下,隧道施工过程中的地层规律。研究结果表明:隧道开挖引起的周围土体变形区域主要位于隧道上方及上方左右两侧,变形主要以竖向沉降为主,水平变形为辅,砂土地层呈现出整体较均匀变形模式,竖直与水平方向变形均大致对应隧道轴线对称;砂土地层中,隧道掌子面在桩基-隧道中心轴线前时,隧道周围地层变形较小,即隧道开挖的影响还未到达(刚到达)该区域;掌子面位置经过桩基-隧道中心轴线切面后,该切面上地层发生持续变形,直至掌子面位置距离该面约2倍直径后重新达到稳定平衡状态,变形基本完成。     

近接运营高铁U型槽基坑开挖方法研究

近接运营高铁基坑开挖工程,对高铁路基及桥梁产生的附加位移,易引起路桥差异沉降的变化,进而直接影响到高铁的安全运营。针对如何控制路桥沉降及路桥差异沉降问题,结合天津武清翠亨路近接高铁顶进铁路立交桥工程,提出了深大基坑“分段开挖、上下分层、同层分片、逐片推进”的开挖方法。并通过PLAX—IS^3D有限元模型及实际开挖试验的方法验证了该方法的安全性及适用性。数值计算及施工实践显示：该方法在近接高铁基坑开挖施工过程中能取得良好效果,为其他类似工程施工可提供参考。     

临河地铁车站深基坑变形规律研究

针对合肥市轨道交通l号线及规划2号线中的某车站深基坑,基于有限元Plaxis分析软件,采用硬化土模型,对其进行了分步开挖数值模拟.研究了不同临河距离下深基坑开挖对围护结构和地表变形影响规律,并探讨了临河距离对深基坑两侧非对称变形的影响.研究结果显示:当深基坑临河距离较小时,临河侧地表出现较大隆起变形,另一侧为沉降变形,...     

深大基坑开挖对邻近地铁车站影响研究

在运营地铁车站周边进行基坑开挖,无疑会对车站结构的变形产生影响．为确保邻近地铁车站的正常运营,运用PLAXIS软件建立平面数值分析模型模拟实际基坑开挖过程,研究了世博轴深大基坑工程开挖对邻近耀华路地铁车站水平、竖直及总变形的影响,并分析了不同基坑连续墙位移下运营车站的变形情况．计算结果表明,在基坑开挖过程中,运营车站竖向隆起量先增加后减少,而水平变形不断增加．运营车站竖向、水平变形的最大值均与基坑连续墙侧向变形最大值呈线性关系．     

承压水层下多孔同步注浆止水技术

北京地铁某项目基坑基底位于承压水层中,由于受承压水影响,基坑开挖过程中因隔水层厚度不足导致基底出现涌水涌砂现象,需进行注浆止水,选用多孔同步深孔注浆施工技术。即多孔同步向承压水层中注入水泥水玻璃＋速凝剂混合液体,瞬间形成固结体,达到改良土层的目的;通过多孔同步注浆,使注浆混合液体达到互相补充咬合的效果,同时将承压水挤排,形成止水帷幕,能有效的解决承压水层下基坑涌水涌砂现象,并对基底进行了加固处理,在节约工期和提高经济效益方面取得了良好效果。为今后类似地层承压水的治理及基底的加固处理提供了宝贵的技术经验。     

基坑施工变形分析与安全风险技术管控重点

以北京地铁10号线慈寿寺站明挖基坑为例,通过建立严密的监控量测体系,对基坑周边地表沉降、管线沉降、桩体水平位移以及锚索拉力等项目进行监测与分析,结果表明变形主要发生在上层土方开挖阶段。结合现场巡视,从明挖基坑施工的各个阶段阐述基坑施工安全风险技术管控的重点,为同类工程提供施工参考。     

上海自然博物馆基坑地下连续墙变形研究

新建上海自然博物馆基坑工程为深大异形坑中坑工程,周围环境复杂,施工风险大.利用三维有限元模拟方法,计算内外坑开挖过程中外坑地下连续墙的变形,选取模型中内外坑地下连续墙5种不同间距处的计算结果与现场监测数据对比,得出内外坑连续墙间距小于20m时外坑连续墙最大水平位移随内外坑间距增大而增大,但当内外坑地连墙间距大于20m时,内外坑地连墙间距变化对外坑连续墙最大水平位移影响不大;该工程坑中坑内坑开挖对外坑地连墙水平变形影响较小.     

紧邻既有铁路深基坑开挖支护方案模拟分析与计算

采用模拟手段,对沪宁城际铁路紧邻既有铁路的新孟河特大桥的深基坑安全性问题进行了探讨,建立了基坑开挖、支护的有限元模型,全面分析了紧邻既有线深基坑在开挖过程中的地表沉降、钢板桩及各道支撑的变形及内力。通过计算认为:此桥采用的深基坑施工方案合理可行,能确保基坑支护体系和已有建筑物安全。随后的施工实践证明了计算的正确。