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。     

基于实测数据的常州地铁车站坑外地表沉降变形规律研究

以常州地铁1,2号线工程建设为背景,收集了38座地铁车站的坑外地表沉降实测数据,从统计分析的角度,研究了常州地铁车站坑外地表沉降变形规律.研究结果表明:①坑外最大地表沉降值介于0.04％H～0.24％H(H为基坑开挖深度),平均值为0.10％H;②坑外最大地表沉降与围护墙体最大侧向变形的比值介于0.25和1.62之间,...     

无锡地区地铁车站深基坑变形特性

收集了无锡市轨道交通一号线地铁车站深基坑工程的实测变形资料,统计分析了无锡地区以地下连续墙为围护结构的深基坑变形特性。结果表明,围护结构的最大侧移介于0.05%H和0.25%H之间,平均值约为0.12%H,最大侧移位置介于0.7H到1.1H之间,均值约0.9H;周边地表沉降介于0.05%H和0.13%H之间,平均值约为0.09%H;H为开挖深度。由于监测数据的离散性不利于分析不同因素对深基坑变形特性的影响规律,因此采用数值计算的方法进一步分析了开挖深度、围护结构插入比、首道支撑位置对深基坑变形的影响,得到若干规律性结果。     

上海地区深基坑工程中地下连续墙的变形性状

收集上海地区93个采用地下连续墙作为围护结构的深基坑工程实测变形资料,从统计角度探讨地下连续墙的变形性状.连续墙的最大侧移介于0.1%H和1.0%H之间,平均值为0.42%H,其中H为开挖深度.围护结构的最大侧移一般位于H-5～H 5的范围之内.研究结果表明,无量纲化的最大侧移随着墙底以上软土层厚度的增加而增大.钢筋混凝土支撑基坑的无量纲化最大侧移与支撑系统刚度的关系不大,而钢支撑基坑无量纲化最大侧移随着支撑系统刚度的增大有减小的趋势.给出根据坑底抗隆起稳定系数来预测墙体最大侧移的上、下限及平均值的曲线.墙顶侧向位移随着首道支撑深度位置的下移而增大,而最大侧移与首道支撑的深度位置无明显的关系.     

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。     

软土地基超深基坑变形特点分析

为了归纳对比超深基坑变形特点,以上海某项目一、四号工作井工程为例,通过对围护结构及周边地表变形情况监测,分析探讨了软土地基超深基坑开挖施工过程中围护结构及周边地表变形特点,根据分析得出：对于超深基坑,围护结构变形尺寸效应明显,三轴搅拌桩及旋喷桩加固手段对于控制超深基坑变形效果极为明显;地表最大沉降量位于墙后0.5H～0.65H处(H为基坑开挖深度),地表沉降主要在基坑周边2H范围内;地表最大沉降量约为围护结构深层最大水平位移的0.83倍;与相关规范给定结论基本吻合,结果符合预期,具有合理性。     

软土深基坑开挖引起地表沉降的实测统计规律

以开挖深度平均达20 m的某软土深基坑监测为例,分析和讨论深基坑开挖施工对周边地表沉降的影响范围与大小的规律。分析结果表明,墙后最大地表沉降为0.408%He,最小地表沉降为0.038%He,平均地表沉降为0.155%He(He为基坑开挖深度),墙后最大地表沉降位于墙后0.5 He处,主影响区域在距离1.74 He范围内;次影响区域在1.74 He以外的范围,其地表沉降较小。     

圆砾地层深基坑工程特性离心机试验研究

以南宁轨道交通工程为背景,通过离心机试验对圆砾地层深基坑工程进行模拟,获取围护墙体变形、土压力分布及墙后地表沉降等基坑工程特性。研究表明,采用现场取土通过相似级配法制作圆砾地层离心机土层模型可较好地解决土层粒径效应与力学特性问题。试验数据表明,圆砾地层深基坑墙体最大水平位移D为0.96% H～1.49% H(H为开挖深度);主、被动侧向土压力随深度不断增长,均呈三角形分布,土压力大小分别介于理论静止土压力与主、被动土压力之间;地表沉降呈凹槽形曲线分布,最大沉降点发生在距坑边约1.0 H处,地表沉降最大值约1.0 D,开挖主要影响范围约3.0 H。     

北京地铁车站深基坑地表变形特性研究

 为明确北京地区地铁车站深基坑开挖引起的地表变形规律,对北京地铁30个明挖车站的现场实测数据进行统计分析,并将分析结果与国内外类似工程进行对比。研究表明：(1) 北京地铁车站深基坑开挖引起的地表变形最终表现为“凹槽形”。最大沉降发生在拆除坑底以上1～2道支撑时,距基坑侧壁10～15 m。(2) 地表最大沉降值随开挖深度的增大而增大,随插入比的增大而减小,为(0.034%～0.316%)H,平均值为0.1%H。(3) 地表最终变形值小于最大变形值。75%的测点最终沉降为0～20 mm,沉降大于30 mm的测点很少,仅占1.93%。(4) 基坑开挖在引起地表沉降的同时还会导致地面隆起,但隆起值随开挖深度的加大而减小,最终的隆起量和隆起测点数较小。(5) 基坑变形具有明显的时空效应：各测点的沉降速率随时间的推移、开挖深度的加大、尤其是排水固结的开始而逐渐加大,但随着内部结构的施作完成,变形逐渐趋于稳定;长边中点处变形值最大,边角处变形值最小,距坑壁30 m以外变形微小。该研究成果可为北京及其他地区类似工程的设计和施工提供参考,对防止基坑事故、避免资源浪费具有重要意义。     

杭州某软土超深基坑变形性状研究

分析了杭州淤泥质黏土地基中,开挖深度达23 m,采用逆作法的深基坑变形性状。基于基坑围护墙体水平位移及周边地表沉降实测数据进行了统计分析。由于坑内淤泥质土层较厚,项目采用了水泥土固化加固方案,本基坑围护墙最大水平变形达98.7 mm,最大水平变形达0.24%～0.49%H_m(H_m为最大开挖深度),总体变形较大。其中开挖间歇期产生的蠕变变形占总水平变形的38.2%～50.1%,开挖至底板标高后围护墙产生的蠕变变形占总变形量的17.4%～21.3%,说明在高地应力下软土基坑蠕变明显,应尽量快挖快浇。本基坑墙后地表沉降主要影响范围为0.5～2.0H_m,呈漏斗形,最大沉降处距坑壁0.8～1.5H_m,最大沉降为0.17～0.37H_m,地表沉降发展有较明显的滞后性。     

软土深基坑施工过程对地表沉降影响力学行为分析

通过对宁波软土地区某地铁站深基坑施工中支护结构及地表沉降的分析,结合常用地表沉降初估方法,讨论施工过程开挖及加强支撑刚度、改变土体受力性能等施工工艺对地面沉降的影响。对比分析得到在开挖初期适当增大支撑刚度有利于降低地表沉降;适时处理围护墙体底部被动区地基有利于减小围护墙体变形。采用深层水泥土搅拌法对围护墙底部3m深度范围进行竖向加固即有效控制了地表沉降;深基坑开挖是一个动态施工过程,施工进行过程中最大地表沉降点的位置逐渐远离围护墙体,基本与每步基坑开挖深度保持一致,最终稳定在基坑开挖深度一倍范围内。建议在施工过程中不断调整控制目标,实施动态监测更有利于保证周围环境安全。     

支护结构与主体地下结构相结合的深基坑变形特性分析

收集了上海市区31个支护结构与主体地下结构相结合深基坑工程的实测变形资料,从统计角度探讨了支护结构与主体地下结构相结合深基坑围护结构的变形特性。结果表明,围护结构最大侧移介于0.1%H和0.6%H之间,平均值仅为0.25%H,H为开挖深度;且围护结构的最大侧移一般位于开挖面附近。进一步分析了墙底以上软土层厚度、围护结构插入比、支撑系统刚度、坑底抗隆起稳定系数及首道支撑的深度位置等因素对围护结构变形的影响。     

邻近建筑物对软土地基深基坑变形的影响分析

在软土地区中,邻近建筑物的存在将对深基坑变形产生较为显著的影响。结合具体深基坑工程实例,针对邻近建筑物对深基坑变形所产生的影响进行深入分析,并与实测结果进行对比验证,从而对基坑邻近建筑物对其变形所产生的影响有了较为深入的理解。邻近建筑物的存在不仅将导致邻近一侧围护结构的水平位移及坑外地表沉降增大,还将使得邻近建筑物一侧的坑外表沉降曲线分布型式由凹槽型转变为三角型分布,且最大沉降点发生在围护墙后,但建筑物的存在却减小了坑外地表沉降分布范围。     

软土地区深基坑变形特性分析

随着地下空间开发利用规模的加大,基坑工程向更深更大的方向发展。本文就杭州和上海软土地区46个成功深基坑的实测结果进行了研究和总结,分析了基坑开挖深度与最大侧移及其位置的关系,分析了当前基坑开挖深度和所采用支撑系统相对刚度之间的关系。由于抗隆起稳定安全度与基坑变形的关系密切,本文就实测数据进行分析并建立了抗隆起稳定安全系数与围护体最大侧移和墙后最大地面沉降与之间的关系。并对随深度增加后深基坑的变形控制标准提出自己的观点。通过实测数据的分析,有以下结论:随着基坑深度的增大,由于支撑系统的相对刚度迅速增长,使得最大相对侧移值并没有增大,最大侧移位置一般发生在开挖面附近,随基坑深度的增加有向上移动的趋势,抗隆起稳定安全度的提高对减小基坑的变形具有重要的作用,随着基坑深度的增加,基坑的变形在超出当前规范的控制标准时亦可实现基坑自身和周围环境的安全。     

土压平衡盾构掘进对上软下硬地层扰动研究

 采用Ф800 mm模型盾构开展室内掘进试验以研究土压盾构掘进对上软下硬地层的扰动特征,试验充分考虑土压盾构动态施工全过程的影响。建立与室内掘进试验对应的离散元模型定量分析软土超挖现象并挖掘其他地层扰动信息。研究结果表明：土压盾构在硬岩地层中掘进时地表沉降曲面呈现向软土侧展开的“扇面”状;进入上软下硬地层后地表沉降值与范围均急剧增加,沉降曲面呈现自上而下逐渐收缩的“漏斗”状,硬岩侧收缩速度快于软土侧;上软下硬地层地表位移小于均质软土地层,而地中沉降显著大于后者;上软下硬地层地中沉降槽宽度参数沿深度方向呈指数增加,硬岩占断面比例越小,地中沉降槽宽度参数越大。相同埋深条件下,上软下硬地层地中沉降槽宽度参数小于均质软土地层。硬岩占断面比例越大,渣土中砂土所占比例与相应理论值差异越明显。地表水平位移在竖向沉降槽曲线反弯点处最大。研究可为土压盾构在上软下硬地层施工提供参考。     

软土层对地铁狭长深基坑地表沉降的影响研究

随着我国城市轨道交通的快速发展,地铁地下车站狭长深基坑工程越来越多,尤其是长江中下游和沿海地区城市的狭长深基坑大多开挖于深厚软土场地,对该类深基坑的施工安全造成了严重的威胁和工程事故。鉴于此,本文基于Midas商用软件,建立了土体-围护结构相互作用体系的三维有限元分析模型,通过现场实测与数值计算结果的对比分析,验证了数值分析模型的可行性。通过改变软土层厚度、埋深和开挖深度等不同组合的108个计算工况,系统分析了软土层厚度和埋深变化对地铁狭长深基坑周围地表沉降的影响规律。结果表明:当软土层主要位于基坑底面以上侧向地基中时,软土层厚度变化对基坑周围地表沉降影响较大;地铁狭长深基坑侧向地基中软土层埋深增大时基坑周围地表沉降先变大后变小,且变化转折点为软土层顶层埋深高于基坑底面以上的一定范围内;当软土层埋深较大且较厚时,开挖深度对地表沉降的影响有增速的趋势,即当基坑开挖深度较深时软土层的影响更为明显。同时,根据数值计算结果,给出了软土层厚度和埋深等与地表沉降的统计关系。     

软土深基坑变形与安全度分析

对上海及台北的数十个深基坑工程实测进行总结分析,探讨墙体的最大水平位移、墙后地表沉降的变化范围、发生位置及二者之间的数值关系,应用各向异性理论分析深基坑抗隆起稳定;根据工程实测结果,探讨各向异性抗隆起稳定安全系数与墙体最大水平位移之间的变化关系,并依照深基坑变形控制标准,制定抗隆起稳定安全系数取值标准.     

软弱地层联络通道冻结法施工温度及位移场全程实测研究

研究软弱地层联络通道冻结法施工的冻结温度场、解冻温度场、冻胀融沉发展规律,是解决其冻胀及工后融沉预测与控制的前提。以软土隧道联络通道冻结法工程为背景,对冻结温度场、解冻温度场、地表变形、深层土体冻胀融沉及温度变化规律等进行了全程实测,对冻结壁的形成及解冻全过程进行了分析。结果表明:冻结过程温度变化规律可分为温度快速下降、降温减慢、降温速度加快、土体温度稳定、维护冻结等5个阶段。解冻期间,土体温度经历快速回升、0℃附近稳定、温度持续回升3个阶段。冻结圆柱交圈是产生迅速冻胀的临界时间点,冻胀主要发生在冻结18~45 d;联络通道解冻15 d,部分土体温度达到0℃附近,冻土进入相变阶段,因此应在15 d后开始融沉跟踪注浆;入土深度越大土体相变阶段持续时间越长,粉土融沉主要发生在解冻前2个月,其完全解冻需要100 d左右,此为跟踪注浆至少应持续时间。深部土体温度、冻胀融沉位移均随深度增大呈线性递增。实测拱顶冻结壁处最大冻胀及融沉位移分别是对应地表冻胀、融沉量的3.6倍、4.9倍。地表冻胀融沉槽为联络通道中线两侧符合拟正态分布规律,其影响范围约为隧道底部埋深的1.2倍。     

Analysis of ground surface settlement in anisotropic clays using extreme gradient boosting and random forest regression models

Excessive ground surface settlement induced by pit excavation (i.e. braced excavation) can potentially result in damage to the nearby buildings and facilities. In this paper, extensive finite element analyses have been carried out to evaluate the effects of various structural, soil and geometric properties on the maximum ground surface settlement induced by braced excavation in anisotropic clays. The anisotropic soil properties considered include the plane strain shear strength ratio (i.e. the ratio of the passive undrained shear strength to the active one) and the unloading shear modulus ratio. Other parameters considered include the support system stiffness, the excavation width to excavation depth ratio, and the wall penetration depth to excavation depth ratio. Subsequently, the maximum ground surface settlement of a total of 1479 hypothetical cases were analyzed by various machine learning algorithms including the ensemble learning methods (extreme gradient boosting (XGBoost) and random forest regression (RFR) algorithms). The prediction models developed by the XGBoost and RFR are compared with that of two conventional regression methods, and the predictive accuracy of these models are assessed. This study aims to highlight the technical feasibility and applicability of advanced ensemble learning methods in geotechnical engineering practice.