沿海某机场扩建工程基坑监测分析

基于机场禁飞区改建工程基坑围护结构及周围土体变形监测结果,结合软土基坑的变形规律,对复杂施工环境和施工时间限制条件下的围护墙体变形、坑后土体竖向位移、支撑轴力以及立柱桩隆沉等变化规律的时间和空间效应做了总结。研究表明:围护结构测斜沿深度呈现出先增大后减小的趋势,水位平移最大值位置出现在开挖面附近,且围护结构水平位移具有明显的时空效应;地表沉降出现沉降槽,深层土体开挖引起地表沉降为总沉降的主要部分,底板浇筑有效地抑制了墙后地表沉降;支撑轴力随施工进度而增加,第2道支撑的施加可减少第1道支撑轴力;立柱桩位移为上浮,其大小随着基坑开挖而增大并趋于稳定。研究结果对机场禁飞区改建工程基坑开挖具有一定参考价值。     

基于数值计算分析方法的地铁车站深基坑施工变形规律研究

文章依托深圳地铁4号线观澜站工程,通过FLAC~(3D)数值模拟软件,对深基坑开挖过程中的基坑变形特性开展研究,研究结果表明:基坑开挖会导致土体发生竖向位移,并在基坑底部发生坑底隆起;在基坑开挖后,地连墙会受两侧土体的挤压产生横向位移,呈函数型;在开挖过程中,最大地表沉降发生的位置是相对固定的,而围护结构最大侧向位移发生的位置是随着开挖深度不断增加的。     

地铁深基坑分区开挖监测及数值模拟

对于狭长的地铁车站深基坑,围护结构区域内岩土体在实际施工时经常采用分区的方式进行开挖。为了分析分区开挖工况下深基坑的稳定性规律,选取合肥市某地铁车站深基坑作为研究对象,运用有限差分软件对实际工程进行数值模拟。比较模型计算结果与现场实测结果,得到了基坑分区开挖过程中围护结构侧向位移、横向支撑轴力,以及地表沉降的变化规律。研究结果表明:现场实测结果与数值模拟结果较为接近且均小于规范限值,数值模型能较好地反映基坑变形特性;随着开挖的进行,围护结构变形出现明显的"鼓肚"状,最大侧向位移点向基坑中段移动;支撑轴力前期发展较快,之后趋于平稳;邻近地表沉降呈现为凹槽状,基坑开挖影响范围约在40 m内。研究结果可为其他类似工程设计或施工决策提供参考。     

软土地区深基坑开挖及降水变形性状分析

针对南昌某软土深基坑工程,运用Midas GTS和修正Mohr-Coulomb模型建立三维有限元分析模型,基于有效应力分析法对深基坑开挖及降水施工过程引起的变形性状进行分析,结果表明基坑开挖具有明显的空间效应,围护结构水平位移及坑底隆起量过大是造成坑外土体沉降的主要原因,降水会使坑外土体沉降量及沉降范围明显增大;坑底抗拔桩能够有效控制坑底隆起量,减小坑外土体不均匀沉降对周围建筑物造成的危害。分析结论可为类似的基坑工程提供施工指导。     

沿海地区复杂地质条件下三角形深大基坑变形实测分析与数值模拟研究

以上海软土地区三角形深大基坑为背景,采用有限元软件,分析了基坑开挖过程中围护结构和周围土体的变形规律。同时结合三角形基坑的特殊结构形式,分析了不同边长、角点对于基坑变形的影响。研究表明：建立的有限元数值模型可以很好地预测基坑开挖引起的结构和地层变形;地下连续墙侧向位移呈现“鼓肚型”模式,墙后地表沉降在一定距离处出现沉降槽,且地下连续墙侧向位移和墙后地表沉降均随开挖深度的增加而增加;地下连续墙侧向位移和墙后地表沉降表现出显著的空间特性,在三角形长边中点处变形达到最大值,而在基坑角点附近,变形相对较小;角点角度越小,测点离角点越近,则变形越小。所得结论对于基坑工程的设计和优化具有一定的指导意义。     

被动区土体加固对深基坑变形影响的研究

被动区土体加固能有效地控制基坑开挖引起的变形、保护基坑周边环境,在实际工程中得到广泛的应用。对上海软土地区某地铁车站深基坑工程进行数值模拟,系统地研究了不同土体加固形式对基坑变形的影响。研究结果表明该工程采取的坑底加固措施使得基坑变形满足变形控制标准;增大土体加固的深度能显著地减小围护结构侧向位移、地表沉降和坑底隆起;而过度地增大加固土体的割线模量E₅₀^ref对控制基坑变形的效果甚微;在同等条件下,满堂加固控制基坑变形的能力明显优于裙边加固。     

锚杆参数对基坑坑底回弹和地连墙变形的影响

采用三维有限元方法建立了考虑土、围护结构和锚杆支撑体系共同作用的复杂基坑模型,研究了锚杆的长度、倾角和间距对坑底回弹和地连墙变形的影响。研究结果表明：基坑坑底回弹隆起具有明显的空间效应,与地连墙的变形有关;锚杆的倾角、锚固段和自由段长度对坑底回弹隆起的影响较小,锚杆的间距越大坑底回弹隆起量越小;锚杆参数对地连墙的影响较大,锚固段和自由段长度变大,地连墙的变形减小;当倾角增大时,地连墙的变形先减小后增大;锚杆的间距增大,地连墙的变形增大。     

红黏土地区深基坑变形特性的时空效应研究

为消除地下空间施工安全隐患,针对人为诱导作用下深基坑施工过程中产生的沉降变形问题,研究红黏土地区深基坑施工监测与变形特性的规律。通过在深基坑开挖和拆撑施工过程中对支护结构水平、竖向位移,深层水平位移、内支撑轴力、地下水位和孔隙水压力等进行监测,对高层建筑深基坑变形监测的工作流程、监测方法及监测数据等进行研究。结果表明:特殊的红黏土大型深基坑工程受分步和分阶段开挖作用的综合影响,基坑开挖扰动作用的范围和程度极大不同。伴随基坑开挖力度的加深,基坑坑顶水平位移、竖向沉降位移、周边建筑物沉降位移等均逐步增大,直至基坑开挖至基底后,累积变化数值将稳定于某一具体数值。基坑的开挖导致的周边土体应力释放,同时基坑底部由于上部土体的严重卸荷导致的底部土体产生隆起,致使基坑周围土体进一步向基坑应力损伤方向滑移,为加重地表沉降、水平位移及坑底隆起等不良工程问题的主要原因;孔隙水压力随基坑开挖沿深度基本呈线性变化,时间越长,孔隙水压力值越小,且稳定在某一具体区间内,这与地下水位的补给和基坑底部的土体物理力学参数的规律性变化相关。     

考虑渗流与变形耦合作用的基坑工程时间效应

基于比奥固结理论，推导了考虑卸载和坑内外水头差影响的三维固结有限元方程，编制了考虑地下水渗流与土骨架变形耦合效应的有限元程序，研究了基坑变形以及坑内外超静孔隙水压力和土水势的时间效应。与不考虑坑内外水头差的情况对比表明，由于坑内外水头差的影响，基坑的围护结构变形、坑后地表沉降以及坑底隆起变形都增大，不考虑坑内外水头差影响的计算是偏不安全的。     

土钉墙支护基坑对邻近地下管线的影响

为了研究基坑开挖支护过程对邻近地下管线的影响,在分析土钉墙、管线与土的相互作用以及 基坑开挖的数值模拟方法的基础上,建立了三维非线性有限元模型,比较分析了不同的管线与基坑距 离、管线埋深、土钉长度、土钉间距和管线周围土体性质下,地下管线位移的分布与变化规律。结果表 明:在基坑拐角以外１０ｍ～２０ｍ范围内会出现远离基坑向水平位移,此处水平向曲率变化最大;粉土下 水平位移约为砾质黏土下水平位移的４～５倍;随着管线埋深的增大,竖向位移减小,而水平位移增大, 在坑底达到最大值;在坑底位置,粉土水平位移约为砾质黏土的１０倍;竖向位移最大时,粉土约为砾质 黏土的７倍。     

天津地区基坑外既有隧道竖向变形机理及影响区研究

天津地区基坑开挖普遍引起坑外既有隧道隆起,但其机理缺乏明确研究,且数值计算较难模拟预测出隆起变形。针对此问题,在分析多个基坑开挖引起隧道隆起案例的基础上,运用有限元模拟和HSS本构模型,对隧道隆沉机理进行了研究。结果表明,隧道竖向变形由基坑围护结构水平变形引发的沉降与基坑卸荷回弹导致的隆起叠加而来,隧道隆沉取决于两方面影响因素的相对大小。不排水短期条件模拟时,基坑开挖卸荷在坑底以下及坑外引发了较大的负孔压,限制了土体的回弹变形及隧道隆起。数值模拟中应根据实际工程施工周期长短、黏性土层渗透性与排水路径长短综合选择土体的排水类型及模拟方法。天津地区粉土黏土互层的地层中孔隙水压力消散较快,施工时间长达数月以上的大型基坑采用排水模拟或能够考虑孔隙水压力消散时间效应的固结模拟,能够更为准确的反映基坑卸荷回弹的影响,预测出隧道的隆起变形。对于基坑外隧道变形的影响区,长期排水条件下隧道隆起区和变形过渡区的位置相比短期不排水条件均向上大幅提高,隆起区范围大幅增加。对于深18 m的基坑,沉降区与过渡区分界线可上升9～17 m,过渡区与隆起区分界线可上升14～16 m。     

相邻基坑对地铁基坑开挖变形影响的有限元分析

成都地铁3号线动物园站轴7~轴15段基坑东侧为某地产公司已开挖的建筑基坑,两相邻基坑之间土体平均厚度为20m,建筑基坑对地铁基坑开挖变形的影响是设计必须考虑的关键问题。传统的基坑变形计算方法通常假定基坑周围为半无限体,无法模拟相邻基坑对地铁基坑开挖变形的影响。本文结合成都地铁3号线深基坑工程实例,建立ANSYS三维有限元计算模型,采用摩尔-库仑等面积圆屈服准则代替传统摩尔-库仑准则进行计算,得出了地铁基坑在不同间距情况下的侧向变形、竖向变形及坑底的隆起量,分析了在不同基坑间距情况下相邻建筑基坑对地铁基坑开挖变形的影响,为实际工程的设计和施工提供依据。     

考虑偏压作用的基坑抗隆起稳定性上限分析

为了研究偏压荷载对抗隆起稳定性的影响,提出了一种考虑偏压作用的基坑抗隆起稳定性计算方法,将墙后土体沉降变形近似简化为余弦曲线,从而在研究偏压作用对基坑抗隆起稳定性影响时可计入偏压荷载范围和坑边距等因素,同时在极限上限分析法的公式推导中考虑了土体各向异性对基坑抗隆起稳定性的影响。将该方法与HASHASH和WHITTLE提出的波士顿蓝黏土深基坑开挖有限元模型进行对比,通过数值算例研究了挡墙入土深度、基坑深度、土体各向异性、最下一道支撑到坑底距离及偏压荷载等因素对抗隆起安全系数的影响。研究表明:基坑抗隆起稳定性系数随着土体各向异性比的增加而增加,随着最下一道支撑到坑底距离增加而增大,发现偏压作用距离坑边在2倍基坑深度之内对抗隆起安全系数影响较大。最后结合案例分析验证了该方法的有效性。     

复合型土钉黄土基坑数值分析

以某深基坑支护工程为背景,结合FLAC3D有限差分软件,建立了空间三维有限差分分析模型,对预应力锚索复合土钉支护结构施工进行了三维动态数值模拟,研究了在基坑分步开挖过程中,支护结构的水平位移、基坑周围的地表沉降、坑底隆起的空间分布情况,得到了一些对基坑工程设计和施工有工程实际意义的结论.本课题的研究成果可以为实际工程设...     

基坑工程桩降水对邻近双线隧道影响的数值模拟分析

基坑大面积降水会引起周边土体产生沉降,从而对邻近隧道的运营产生影响,在基坑降水过程 中,邻近既有隧道的应力变形特性仍有待了解。基于深圳某基坑坑底工程桩降水工程,采用有限元软件 ＰＬＡＸＩＳ,探讨了基坑开挖后工程桩降水对临近双向水平隧道的应力及变形的影响。结果表明:坑底工程 桩降水会引起基坑周边土体水位大幅度下降,靠近基坑开挖侧的隧道其水位下降程度要显著大于远侧 的隧道;邻近双线隧道竖向沉降受降水影响显著,左、右线隧道其最大变形值分别增长了91．5％、 144．6％;双线隧道其内力值均由于坑底工程桩降水施工而有所增大,远离基坑开挖侧隧道内力增长更 为显著。     

基于监测与数值模拟的深基坑开挖对周边建筑物的影响分析

以金泽水库新增取水泵站泵房段基坑为研究对象,基坑采用钻孔灌注桩+两道混凝土支撑围护型式,通过现场监测与数值模拟分析研究基坑开挖过程中对现有取水闸的影响,主要分析基坑开挖过程中取水闸处的地表沉降及水平位移,结果表明:基坑在开挖至坑底时地表沉降及水平位移出现峰值,数值模拟的结果与现场监测结果非常接近,基坑开挖对取水闸的稳定...     

昆明地铁5号线河尾村站基坑开挖施工监测分析

滇池区域内围湖造田性质的软土基坑,在开挖期间采用地表沉降、建筑物沉降和围护结构深层水平位移等动态跟踪监测手段,得到了在软土地质基坑开挖施工期间基坑周边地表、管线、建筑物沉降变形规律以及围护结构深层水平位移的变形规律,并进行了各监测项目变化分析。在采用常规明挖方法开挖期间,各重点监测项目监测数据均达到设计报警值及控制值,甚至有些部位监测数据值达到了控制值的几倍;基坑开挖期间,围护结构、周边地表、周边管线以及周边建筑物变形情况形成因果关系,导致各项监测数据变化规律性较强;基坑周边不能长时间堆放大量土方或行走重型机械,不然会导致基坑围护结构等发生大的变形。     

深基坑开挖诱发临近建筑物地表开裂的机理研究

为了研究郑州市一处深基坑施工中自身结构稳定,但临近建筑物地表严重开裂的工程问题,对其监测数据的分布特征进行研究,对后续数值计算的精度进行验证,由此得到深基坑开挖过程中土体及围护结构的特殊变形分布规律,为进一步研究其破坏机理,以放大效应对模型进行处理。结果表明,由于护坡桩水平变形,引发基坑土体变形,经锚索加固的土体,随着距基坑距离增加而变形,但在锚索锚固端附近变形却急剧增大,远远大于周围土体变形;水平方向变形不均匀进而引发竖直方向不均匀沉降,在土体及上部建筑自重作用下,竖向不均匀沉降继续发展,当不均匀沉降过大,必然出现拉张裂缝。     

负孔压消散对坑底的回弹影响研究

在软土地区开挖基坑时将在坑底和周围土体中产生负的超静孔压.研究了基坑开挖卸载情况下坑底和周围土体中负超静孔压的消散规律,并利用固结理论和有效应力原理推导了由于开挖引起的超静孔压计算公式和坑底回弹变形计算公式.通过算例讨论了坑底土体的渗透系数和刚度变化对坑底回弹变形的影响.研究表明,随着负孔压的消散,坑底土体中的有效应力逐渐降低,并进而引起坑底土体的膨胀隆起.     

滨海软土地区综合管廊基坑开挖 钢板桩支护性状分析

采用ＰＬＡＸＩＳ2Ｄ对比分析了基坑开挖过程中钢板桩支护体系的土压力、钢板桩水平位移、钢板 桩弯矩、基坑周边地表沉降以及支撑轴力等。结果表明:随着基坑的开挖,主动侧土压力减小,在内支撑 处应力集中,在开挖较浅时主被动土压力相对静止土压力改变均不大,被动土压力在基坑开挖时每一步 的开挖面上有增大的趋势;钢板桩最大的水平位移增加和弯矩增量均在最后开挖步产生,最后的开挖步 为综合管廊基坑开挖的关键和最危险步;基坑地表沉降随着开挖逐渐发展,最后一步开挖依然是沉降变 形最大的关键施工阶段;支撑轴力表现为一道支撑轴力一直增加,两道支撑时第二道支撑会超越第一道 支撑成为主支撑。