不同施工条件下基坑预降水对地连墙侧移影响研究

已有工程实测表明,基坑开挖前的预降水可引起围护结构和周边环境厘米级的变形,但相关的研究报道还是偏少,基坑预降水引起的基坑变形性状仍未被全面揭示。采用ABAQUS建立考虑降水井瞬态降水的二维流固耦合有限元模型,研究了基坑宽度和预降水深度对预降水引发变形的影响。研究表明,预降水引发的最大地连墙侧移及地连墙侧移沿深度发展范围随着基坑宽度、降水深度的增加而增大,并且存在临界基坑宽度使得在临界宽度范围内,最大地连墙侧移及地连墙侧移深度范围随基坑宽度的增加而快速增加,而超过临界宽度后,基坑宽度对地连墙侧移的影响会明显减弱;同时存在临界降水深度,使得在其范围内,最大地连墙侧移随预降水深度的增加而变化缓慢,而超过临界降水深度后,降水深度的增大将引起最大地连墙侧移发生较大幅度的增长。     

超深地连墙施工对周边环境影响现场试验研究

为研究软土中超深地连墙施工对周边土体和建筑物的影响,文章依托苏州地铁5号线某车站基坑地连墙施工,以3幅相邻地连墙槽段为研究对象,展开施工全阶段监测。监测内容包括土体侧向位移,地表沉降,土体深层沉降,水土压力及临近建筑物沉降。地连墙施工过程中,成槽开挖引起地层应力释放,土体变形明显且变形随着深度增加而减小,地表沉降在垂直于槽段方向随距离增加而减小;混凝土浇筑对土体应力补偿,抑制地层变形;混凝土硬化阶段,土体应力轻微释放,地层变形趋于稳定;成槽开挖施工对地层扰动最大,引起地层变形最为显著。槽段连续施工时,相邻槽段对土体影响有限。地连墙施工引起周边建筑物沉降和倾斜较小,建筑物结构刚度和基础形式对建筑物变形控制起到重要作用。     

软土基坑施工优化离心模型试验

以上海五坊园三期基坑工程为依托,开展了两组不同开挖分区方式的基坑开挖离心模型试验,通过测定不同开挖分区和支护方式对应的基坑围护结构变形规律及周边地层变形规律,探讨了开挖分区和支护方式对基坑开挖扰动效应的影响。试验结果表明:不同开挖分区工况下围护结构变形均随开挖深度的增大而增加,墙后地表沉降呈现勺子形分布并随距离的增加而减小;开挖分区工况对围护墙的内力变形影响较大,分区开挖有效控制了围护结构以及坑外土层的变形,后期开挖基坑对先期开挖完成基坑的地下连续墙弯矩和变形影响较小。先期较大面积开挖产生的弯矩和侧向位移均大于开挖面积较小工况的值,且较小分区面积对于远处地表沉降约束较好。     

盖挖逆作深基坑工程地下连续墙变形性状分析

随着基坑开挖的进行,地下连续墙会产生一定程度的变形,超大基坑的开挖顺序也会对地连墙变形产生影响。文章以天津地区某超深超大基坑开挖工程为例建立数值模型,采用从两边到中间开挖和从中间到两边开挖两种不同的方法来研究地连墙的变形规律。两种不同的土方开挖方法得到的地连墙变形最终曲线均为弓形,但数值不同,即空间时效不同。通过数值分析得出采用从边角向中间开挖的顺序,可减小地下连续墙的变形,提高基坑开挖工程的安全效应。     

过江隧道超深基坑开挖与监测分析

以皖江第一隧工作井深基坑为工程背景,对深基坑在开挖过程中的地下连续墙水平位移、立柱与地连墙顶沉降、支撑轴力、地表沉降以及在临江水位汛期时各项监测数据进行分析。研究结果表明:地下地连墙水平位移随着开挖量逐渐增大,而随着汛期灌水反压的进行逐渐减小;立柱的沉降随着灌水反压由沉降逐状态渐变为隆起状态,地连墙随着开挖进行沉降逐渐减小,在灌水反压阶段趋于稳定;在基坑开挖周围10m范围内地表沉降量最大,地表沉降量随着开挖深度增加而增大,不随灌水反压进行而变化;灌水反压措施能够较好地控制基坑在汛期期间结构的变形,保持基坑的稳定性,为解决临江深基坑开挖稳定性问题提供合理有效的依据。     

软土地区地连墙与回灌井相互影响研究

针对地连墙缺口或缺陷问题,基于地铁车站基坑现场回灌试验,结合数值模拟,探究不同工况下地连墙与回灌井的相互影响作用。通过分析天津地铁6号线某车站基坑工程开挖前的抽灌试验,并采用有限差分法对不同地连墙缺口长度、不同回灌井距地连墙缺口距离工况下基坑外采取回灌控制水位下降的效果进行分析评价。结果表明:地连墙缺口长度对回灌效果影响较大,在缺口长度为5 m时,回灌引起的水位抬升效果相对完整墙降低可达50%左右; 基坑降水工程应保证地连墙质量,施工前开展抽灌试验,确保地连墙闭合; 在地连墙长度方向上,回灌井距离地连墙缺口或缺陷10 m以上时,缺口对回灌效果影响相对较小,在利用回灌控制坑外建筑物沉降时,应确保回灌井10 m范围内地连墙截水效果; 回灌井位于基坑外16 m以内时,因地连墙缺口引发的回灌效果差异显著; 距离超过24 m后,缺口对回灌的影响不明显; 实际工程中,回灌井应尽量远离基坑,靠近保护点的位置,避免受到地连墙渗漏影响。     

砂卵石超深基坑开挖对周边道路影响机理的研究

为研究砂卵石超深基坑开挖对周边道路的影响规律,基于砂卵石地层这一特殊地质条件,分析了不同因素作用下基坑开挖对周边道路的影响。结果表明:在满足基坑自身稳定的情况下,道路距基坑相对位置的变化不会造成道路损坏;桩径、桩间距、锚索排数等因素对道路的影响较大,随着桩径、锚索排数的减少,桩间距增大,周边道路变形显著增大;锚索长度、预加力对道路的影响相对较小,随锚索长度、预加力的减小,道路变形增大;道路沉降值在一定范围内随着基坑开挖宽度增加而增加,当基坑开挖宽度达到一定值时,道路变形值趋于稳定。     

基坑开挖顺序对围护结构及既有高铁站的影响分析

依托绍兴高铁北站TOD综合体深基坑工程,分析了基坑分区、分块施工等开挖顺序对地连墙水平位移和临近高铁站房竖向位移的影响和变形规律。研究结果表明：不同开挖顺序对基坑及周边建筑物的变形影响显著,而仅考虑优化基坑的开挖顺序是不全面的,必须考虑地下主体结构施工引起的基坑地连墙刚度和边界条件的变化等因素。对于超大型基坑,综合考虑施工工期和经济性等因素,跳坑开挖可以显著地减少对周边的影响,开挖后应及时进行地下梁、板等的浇筑,与地下结构不浇筑相比,地连墙最大水平位移可减小45.96%、相邻高铁站房最大竖向位移减小34.65%。文中得出的结论可为类似工程设计和施工提供依据和参考。     

软土地区基坑开挖对邻近地铁隧道影响数值研究

利用PLAXIS 2D软件对软土地区基坑开挖且邻近既有地铁隧道的工况进行模拟研究,分析了在既有地铁隧道附近进行基坑开挖时对隧道的影响程度和影响机制;通过改变基坑与隧道的距离、基坑开挖深度和地连墙深度3项变量因素,进一步得到了既有地铁隧道的内力和位移变化规律。研究表明:基坑和隧道之间的距离越近,对隧道的影响就越明显,1倍直径距离的隧道水平位移最大值是2倍直径距离的2.21倍;基坑开挖深度的增加对隧道各项指标的影响明显,深度越深,隧道水平位移明显增大,而且地连墙水平位移最大值和弯矩最大值也明显增大;地连墙深度增加所带来的影响较小,但是会明显改变隧道的竖向位移。     

超深风井基坑结构变形行为的监测研究

超深风井基坑周边环境复杂,其结构变形问题是影响深基坑工程安全的重要因素。文章依托厦门地铁3号线过海段风井基坑工程,通过现场监测的研究手段,系统分析了深基坑结构变形特征,明晰了地连墙水平位移、支撑轴力、地下水位、地表沉降等指标的演化规律。结果表明：地连墙水平位移、支撑轴力、地表沉降均随着基坑开挖深度的增加而增大。地连墙水平位移在基坑开挖至第四层时增长最为显著;支撑轴力最大值出现在基坑开挖至坑底阶段,内支撑的设置对地表变形也有一定抑制作用,但基坑周围动荷载对地表沉降影响显著;地下水在基坑开挖完成后会逐渐趋于稳定。研究成果可为沿海地区深基坑工程设计与施工提供参考。     

建筑物距离对基坑周边环境沉降变形的影响

针对桩锚支护基坑,应用Flac-2D模拟分析了建筑物距离对基坑周边建筑物及地表沉降变形的影响,分析表明:当开挖深度超过12 m时,建筑物距离对基坑周边建筑物沉降变形的影响较大。随着锚杆层数的增加,其影响程度逐渐减小。当建筑物与基坑的距离小于H时,建筑物距离对基坑周边建筑物及地表沉降变形的影响较大。锚杆层数对基坑周边地表沉降变形的影响很大,其影响程度基本与建筑物距离无关。     

坑中坑开挖对基坑抗隆起稳定性的影响分析

在既有基坑内部进行二次开挖形成坑中坑的过程也是对基坑被动区土体卸载的过程,被动区土体的卸载加大了坑底隆起变形的趋势,对基坑抗隆起稳定性产生较大影响。根据坑中坑与圆弧滑动面的位置关系的不同,对坑中坑类型进行了分类,推导了不同类型坑中坑基坑抗隆起稳定安全系数的计算公式。研究结果表明：坑中坑基坑抗隆起稳定性与坑中坑开挖位置有关,当坑中坑在圆弧滑动面影响区域内开挖时会减小抗滑力矩,降低基坑抗隆起稳定安全系数。外部型坑中坑对基坑抗隆起稳定性无影响。内部型坑中坑基坑抗隆起安全系数随内外坑壁距离、内坑宽度、内坑深度的增大而减小。坑底相交型坑中坑基坑抗隆起安全系数与内坑宽度无关,随内外坑壁距离的增大而先减小后增大,随内坑深度的增大而减小。坑壁相交型坑中坑基坑抗隆起安全系数与内坑宽度、内坑深度无关,随内外坑壁距离的增大而增大。     

深基坑开挖对临近建筑物浅基础影响分析

为研究深基坑开挖对临近建筑浅基础的影响,采用有限元软件ABAQUS模拟基坑开挖过程,对临近建筑物条形基础的位移与应力变化进行研究。研究表明,基坑开挖会导致建筑物有整体向基坑所在方向倾覆的趋势,基坑开挖深度越大,基础远近两侧的沉降差值越大,倾覆趋势越明显。随着基坑开挖深度的增加,基础的沉降量增大,基底应力增大。随着地连墙刚度的增大,基础的沉降及远近两侧沉降差减小,地连墙刚度较大时,增加刚度的作用就不再明显。地连墙刚度降低,易引起基础底部与基础顶部的不均匀水平位移。     

基于MIDAS/GTS对悬臂式支护基坑空间效应的研究

利用MIDAS/GTS有限元软件对不同长宽比和不同开挖工况下悬臂式支护基坑的变形情况进行数值分析,结果表明当基坑长宽比L/B2时,基坑长边全长都存在空间效应;当L/B2时,距基坑角部大于1倍宽度区域内水平位移趋于稳定,其值和二维平面应变结果相近;距基坑坑壁小于1/2倍基坑宽度范围内坑底隆起量随距离增大而增大,大于1/2倍基坑宽度范围内坑底隆起量趋于稳定;基坑开挖深度对基坑空间效应的影响较显著,随开挖深度增加空间效应逐渐增强。     

长江漫滩高承压水地基地连墙承载特性现场试验研究

 针对长江漫滩高承压水地基,以南京青奥轴线-梅子洲过江通道基坑为依托工程,开展格栅地连墙和普通地连墙承载特性的现场试验研究,分别测试研究其墙顶水平位移、墙体深层水平位移、地表沉降、支撑轴力等随基坑开挖及时间的变化规律。主要结论如下：(1) 墙顶水平位移在支撑设置后均有回弹变形趋势,变形受支撑架设、预加轴力及拆除影响较大;(2) 2种墙体深层水平位移随深度均呈“胀肚型”变化趋势,两者最大侧移均发生在埋深中上部区域;(3) 格栅地连墙在基坑开挖初期,地表先小幅隆起,普通地连墙无隆起现象,且沉降明显偏大,两者随距墙体距离增大沉降逐步变小,且不同距离处差异沉降在基坑开挖后期均有增大趋势。     

邻近建筑物超载深度对土岩组合基坑开挖变形影响的研究

目前对基坑开挖对邻近建筑物影响的研究,大多没有考虑建筑物模型的存在而直接用均布荷载代替建筑物超载,且常忽略了建筑物基础埋置深度对基坑开挖变形的影响。基于此,以青岛土岩组合地区桩-内支撑式深基坑工程为例,模拟了土岩组合型基坑一侧存在建筑物时,建筑物超载深度的变化对基坑开挖变形的影响。计算结果表明:对远离建筑物超载作用一侧基坑的变形,建筑物的存在是有利的,建筑物超载作用深度及其距基坑边距离的变化对该侧基坑变形影响较小。对于建筑物超载作用侧的基坑变形存在一个建筑物超载作用的临界深度,当建筑物基础埋深小于该临界深度时,建筑物的存在对基坑变形不利,反之则对基坑变形有利;该临界深度与超载大小及建筑物距基坑边距离相关,随着超载数值减小以及建筑物距基坑边距离的增大,建筑物超载作用的临界深度有减小的趋势。同时,对不同超载深度下建筑物距基坑边距离的变化对近超载侧基坑开挖变形的影响规律进行分析,以探讨建筑物超载深度变化对基坑开挖变形的影响机制。     

台宽比对坑中坑基坑变形的影响分析

台宽比即坑中坑基坑土台与基坑宽度的比值。作为坑中坑基坑的重要设计参数,台宽比对基坑变形有着直接的影响。本文运用二维有限元软件对不同台宽比下某深长坑中坑基坑开挖进行动态模拟,通过对地表沉降和围护墙体变形规律分析得出有利于此类基坑设计的指导性建议。其中:当台宽比小于0.67时,基坑左侧不宜按外坑深度进行单元计算,可考虑按基坑总深度进行单元计算;当台宽比大于等于0.67时,基坑左侧可考虑按外坑深度进行单元计算;当台宽比小于0.67时,基坑右侧宜按基坑总深度进行单元计算;当台宽比大于等于0.67时,可适当减小基坑右侧单元计算深度;当台宽比不大于0.5时,内坑支护效应对基坑的整体稳定性影响较大,宜增加中墙整体刚度或插入比。     

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。     

北京永定门外基坑开挖沉降影响及加固措施

新建基坑边坡对楼座的沉降有着重大的影响,为保证基坑开挖后楼座的稳定性,以北京永定门外基坑开挖工程为背景,在分析了其工程地质的基础上,对基坑开挖和设计时的岩土工程问题进行了分析,设计了基坑围护方案和参数,同时提出了关于CFG桩施工的建议。通过对桩体变形进行监测,结果表明：基坑角部围护结构的变形小于基坑中部围护结构的变形,越靠近基坑角部时变形的衰减幅度越大,随着距基坑端部距离增加,地表沉降值逐渐增大,到基坑中部处地表沉降达到最大值,基坑端部地表沉降较小。深基坑支护技术的有效应用,能较好地发挥深层土体的承载能力,降低土体变形,有效地提高建筑工程施工的质量。     

武汉阳逻长江公路大桥南锚碇圆形深基坑变形影响因素的灰色关联分析

武汉阳逻长江公路大桥南锚碇圆形深基坑工程采用地下连续墙工法施工。为确保附近长江大堤的安全,要求严格控制基坑变形。在对该工程施工情况简要介绍后,通过分析,从影响基坑变形的众多因素中,选择出主要可调施工参数,即基坑分层厚度、基坑内衬厚度及岛式开挖的周边挖土宽度,并运用灰色关联理论对这些参数与墙体变形进行了关联分析。分析结果表明,在这3个施工参数中,分层厚度对地连墙变形的影响最为显著,其次为周边挖土宽度,内衬厚度对地连墙变形的影响相对最小。因此,为减小基坑挡墙的变形,相对于增加基坑的内衬厚度,调整基坑的分层厚度及周边挖土深度是更为经济有效的方法。该分析方法与结论为调整阳逻大桥南锚碇基坑及其他类似圆形基坑的施工方案进而控制基坑变形、实现基坑工程的信息化施工提供了一种新的思路和理论依据。