地铁宽基坑围护结构变形规律研究

以长春地铁车站工程项目为研究对象,通过数值模拟对地铁基坑的围护结构进行建模,预测变形结果。结合预测结果对实际工况进行分析,并在此基础上分析围护结构的变形概率分布特征。研究表明：围护结构的支撑和主体结构对模型水平位移变形影响较大,尤其当支撑和主体结构被移除后,基坑围护结构易变形,因此在拆除支撑时应立即开始主体结构施工;围护结构水平位移会随开挖深度增加而增加,结构外偏移也越明显,其中围护结构水平位移大小经验分布与δ_hm/H_e呈负相关,累计密度与δ_hm/H_e呈正相关,而围护结构水平位移深度位置经验分布随δ_hm/H_e先增大后减小,累计密度与δ_hm/H_e呈正相关。由此可估算基坑结构变形情况,并得出风险概率。     

基坑开挖方式对基坑变形特性的影响分析

为了研究在基坑开挖时不同开挖方式对基坑及周边环境的影响,以雄安新区某大型基坑为研究背景,通过三维有限元计算,对比分析了采用整体开挖和分区阶梯式开挖时基坑周围地表沉降变形、围护结构变形以及基坑坑底竖向隆起变形。结果表明：分区阶梯式开挖与整体式开挖相比而言,能够适当减小基坑周围地表沉降;越靠近坑角的位置,分区阶梯式开挖越能有效地减小围护结构变形;分区阶梯式开挖在减小基坑坑底竖向隆起变形的优势比较明显。研究结果可以为实际施工提供借鉴。     

地铁车站基坑施工对周边管线的影响

基于合肥市临近地下管线的地铁车站施工的工程背景,通过对施工过程的现场监测和有限元模拟,得到了不同管线在地铁车站施工下的沉降规律。研究表明,车站基坑开挖准备期间,管线沉降速率及沉降量均较小;车站基坑开挖至底板施工完毕期间,管线的沉降值和沉降速率均最大;车站地下主体结构完工阶段,管线沉降量变化不大。在地下管线在一定埋深下,地下管线的沉降量随h/d的增大而增大;地下管线的沉降量随着管线材质的弹性模量的增大而减小。不同管线沉降量的数值模拟结果与现场监测结果的变化趋势均基本一致,验证了有限元模型的正确性。且所研究的地下管线沉降均在警报值内,均处于安全状态。     

基坑开挖对邻近既有下穿顶管隧道的变形影响分析

深基坑开挖引起的应力变化将不可避免地导致土体位移,进而对邻近隧道产生诸多的不利影响。采用有限差分软件ＦＬＡＣ3Ｄ对基坑的开挖支护过程进行了三维动态模拟分析,在不影响顶管隧道安全使用的前提下,验证了基坑开挖采用桩锚支护结构的可行性,同时,基坑施工对顶管隧道的水平位移不均匀变形影响要强于竖向位移不均匀变形的影响,易使得顶管隧道在水平方向出现拉弯破坏,采取对基坑被动区土体进行旋喷桩加固的措施,可以减弱其对顶管隧道的影响。     

复杂基坑开挖对鸡鸣寺地铁站及区间隧道的变形影响分析

为分析复杂基坑开挖对南京地铁3、4号线换乘站鸡鸣寺车站及区间隧道的影响,使用Abaqus软件建立了地铁结构-基坑-围护-周围土体耦合的三维有限元分析模型,分析了基坑开挖时周边土体及地铁结构产生的位移,结果表明:基坑三个方向的变形在各个施工阶段均在控制标准控制范围内;区间隧道的变形曲率半径和相对变曲、车站结构变形、车站与隧道连接处差异变形、车站主体与附属变形缝处差异沉降也均符合要求;整个地铁结构各个方向的位移最大处在不断变换位置,两条地铁区间、车站均出现过,因此监测点布置的位置应随施工流程逐渐变换;使用有限元软件进行预测性评估分析很有必要,确保使用有限的传感器能监测到必要的部位,消除安全隐患。     

基坑施工对紧邻地铁结构安全性的影响分析

既有地铁结构会因邻侧的基坑开挖卸荷而产生变形,影响地铁结构的正常使用和安全性能。因此,评估基坑工程对邻近地铁结构安全性的影响尤为重要。基于该基坑的施工过程,使用有限元软件PLAXIS 3D进行数值模拟,评估该项目基坑工程对地铁结构安全性的影响。结果表明,基坑周围地铁结构的位移随着土体开挖过程进行而增大。此外,地铁结构的竖向位移受基坑降水影响较小,其轴力和弯矩在施工过程中保持稳定。研究成果可以为该项目工程影响评估提供有效的参考依据。     

基坑开挖对基坑及围护结构稳定性影响分析

在基坑工程建设中,土体的变形会给周围环境及建筑物造成严重破坏,甚至还会直接或间接的给人类生活和生存环境带来不利影响.本文通过Plaxis 2 d建立基坑平面应变模型,利用有限元极限平衡法来计算基坑开挖过程中土体的变形,并对变形过程中土体的总主应力、垂直位移和水平位移以及围护结构的变形进行分析,评价基坑和围护结构的稳定性.计算结果表明,土体竖直位移值在-1.25～14.74 mm范围内,水平位移值在-2.65～2.84 mm范围内,围护结构水平位移变化在1～3 mm范围内,基坑是稳定的.     

基坑开挖深度对支护结构变形影响研究

为研究基坑开挖深度对支护结构及基坑地表变形的影响,基于数值模拟研究不同基坑开挖深度下钢板桩和支撑杆的受力特性。结果表明：（1）桩的水平位移随基坑开挖深度的增大而先增大随后保持平稳。桩的负轴力随基坑深度增大而先快速增大,随后缓慢增大,最后保持稳定;（2）地表最大正位移（隆起）和最大负位移（沉降）随基坑深度的增大而缓慢增大,地表隆起影响范围约为0～16 m范围内,而地表沉降的影响范围为6.0 m范围内;（3）根据桩的位移分布规律,在基坑较深的位置处,桩承受的土压力迅速增大,实际工程中应增大支护结构刚度。当桩位于软弱地层中,桩的位移过大对支护结构稳定性不利,在该深度范围内也需增强支护结构刚度或增大截面尺寸。     

武汉地铁名都车站基坑开挖监测与数值分析

运用国际岩土数值软件FLAC^3D建立武汉地铁二号线名都车站基坑模型,并对比现场监测数据,研究该地铁基坑开挖引起的变形规律。结果表明:数值分析结果与现场监测成果吻合;高楼层的保利华都因其基础为桩基础,故地铁基坑开挖后沉降位移较小,其侧基坑地表沉降曲线呈“三角形”;低矮楼层的西藏中学因其基础为条形浅基础,故地铁基坑开挖后沉降位移较大,其侧基坑地表沉降曲线呈“阶梯状”。对比现场监测成果与数值模拟分析结果,数值模拟可较好地分析了解基坑开挖引起的变形规律,从而为信息化施工、基坑支护方案的修正提供有效合理的依据。     

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。     

周边建筑对深基坑支护结构的影响分析

为研究城市高大建筑和市政设施等对深基坑支护结构的影响,以沈阳金融中心大厦深基坑工程为研究对象,研究了周边建筑荷载对在建深基坑支护结构稳定性的影响。通过现场监测,研究基坑水平和竖直位移变化规律,验证支护结构的有效性;利用大型有限元分析软件MIDAS/GTS为计算工具对基坑进行多次数值模拟,得到建筑物作用力、建筑距离等作用的改变与支护结构变形之间的关系。研究结果表明:当基坑周边存在建筑物时,基坑变形量明显加大;随着基坑周边建筑物作用力的增大,基坑变形量呈线性增加;在2倍基坑开挖深度范围内,建筑距离对基坑的影响呈幂级数增加,建筑物"细高"时对基坑的影响较大,"矮胖"时较小。上述研究成果对基坑支护结构方案的优化有一定的指导意义。     

基于FLAC~(3D)的近海淤泥质地层基坑工程变形研究

针对深厚淤泥质软土基坑变形过大的问题,采用了水泥土搅拌桩与地下连续墙组合支护方案,为了解该支护方案中地下连续墙的变形特征,利用FLAC~(3D)数值模拟软件对深圳地铁十号线地铁停车场深基坑进行分析。结果表明:模拟结果与实测数据拟合较好,预测开挖完成后基坑周围土体最终沉降为22.91 mm,小于警戒值。在水泥土搅拌桩支护条件下,除按原工况1 200 mm厚地连墙条件外,分别模拟了1 100 mm、1 000 mm、900 mm、800 mm、700 mm不同地下连续墙厚度条件下的变形情况,第一层开挖时各条件下土体沉降相差不大。随着开挖的进行,沉降值开始发生变化,土体沉降值最小为47.33 mm,发生在1 100 mm厚条件下,最大为93.85 mm发生在700 mm厚条件下。地下连续墙水平变形最大值均发生在距墙顶15 m处左右。在700 mm条件下变形值最大达到了42.58 mm,1 100 mm条件下最小,其值为25.71 mm。因此,该深基坑工程在水泥土搅拌桩支护成槽条件下,可适当减少地连墙厚度,采用1 100 mm厚地连墙能保证基坑安全的前提下降低造价。     

既有施工基坑加深开挖下复合桩锚支护结构分析

介绍了一种用于加固既有施工基坑加深开挖的复合桩锚支护结构,并使用有限元方法对复合桩锚支护结构变形与基坑整体稳定性进行了深入研究。研究结果表明:随着新旧支护桩间距增大,新桩与旧桩最大水平位移均减小;随着新桩支护高度增加,新桩最大水平位移增大,而旧桩最大水平位移基本不变。基坑整体稳定性安全系数随着新旧支护桩间距增大而增大,而与新桩支护高度基本无关,新旧支护桩间距对基坑滑裂面形式起控制作用。既有施工基坑加深开挖采用复合桩锚支护结构加固时,可通过增大新旧支护桩间距和减小新桩支护高度来控制基坑变形和提高基坑整体稳定性。监测数据表明该基坑支护结构加固设计方法是可行的,具有一定的参考价值。     

不同开挖方式对软土区深基坑连续墙变形的影响分析

以上海地区某地下变电站深基坑工程为背景,根据工程实测数据分析基坑开挖对支护结构变形的影响规律。结果表明:基坑开挖过程中,连续墙的位移呈抛物线形,且位移值随着开挖深度增加而增加,但最大水平位移的位置始终保持在开挖面附近;基坑支护结构的变形受到明显的坑角效应影响。采用有限元软件Plaxis分别对该工程顺作法和逆作法施工过程进行数值模拟,通过分析比较得出不同施工方案对基坑变形的影响规律。将数值模拟结果与实测数据对比,分析逆作法施工方案的可行性与优势。     

深厚砂性土地基大型水闸闸基防渗设计研究

为研究某深厚砂性土地基大型水闸防渗设计方案,分别应用AutoBank 软件和MIDAS 有限元软件进行了渗流和应力变形计算分析。研究表明：不设防渗墙或设置悬挂式防渗墙时,闸基出口段最大坡降均小于出口段允许坡降值,而水平段最大坡降均大于水平段允许坡降值且渗漏量较大,设置防渗墙入基岩1m,满足渗流要求;防渗墙上部以拉应力为主,下部以压应力为主,最大压应力出现于地层分界位置,但均未超过混凝土设计抗拉抗压强度;在临近地层分界线的上部区域以及底部嵌固端,普通混凝土防渗墙与塑性混凝土防渗墙有较大的区别,普通混凝土防渗墙在地层分界线上部区域最大拉应力值为0.37MPa,底部嵌固端最大拉应力值为1.46MPa,后者超过了混凝土设计抗拉强度,塑性混凝土防渗墙在上述部位无拉应力;普通混凝土防渗墙及塑性混凝土防渗墙水平位移基本一致,塑性混凝土防渗墙竖向位移较普通混凝土防渗墙大。     

灰色模型在基坑支护变形预测中的有效应用

在采用GM(1,1)模型预测基坑支护变形,通过选取恰当的原始数据序列,并进行残差修正,能得到精度很高的预测结果。并对此进行了实际工程的算例分析,计算过程中采用了方便快捷的EXCEL方法。     

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...     

基于影响因素筛选的基坑变形组合预测研究

为实现天津地区基坑变形影响因素筛选及预测,以天津6号线地铁基坑为工程实例背景,先利用数量化理论Ⅲ筛选各因素对基坑变形的影响程度,再利用多种单项优化预测模型构建出基坑变形组合预测模型,以实现基坑变形的高精度预测.实例研究表明:基坑变形的重要因素是基坑宽度、支护刚度和插入比,次要因素是基坑长度、基坑深度、典型软弱层厚度和一...     

泵站深基坑支护结构的离心模型试验研究

由于2016年武汉市政排水出现问题,原定于2019年完工的江南泵站要求提前满足排水条件。为了满足工期要求必须对原定地下连续墙+3道内支撑的支护结构进行优化。为了明确优化后支护方案的可行性,进行了原定支护方案和优化支护方案的离心模型试验,分析了反映基坑稳定的关键变形量,即桩水平位移与弯矩、基坑周边土体沉降,结果发现支护结构变更为大直径钻孔灌注桩+1道内支撑后围护结构水平位移、弯矩以及基坑外地表沉降均有一定程度的增加但仍能确保基坑稳定。研究结果表明:减少内支撑数量及围护结构刚度会导致支护结构水平位移和地表沉降的最大值有一定程度的增长,水平位移最大值出现位置下移,但是对基坑外地表沉降规律影响较小。研究过程对类似的基坑工程具有借鉴意义。     

兰州某地铁车站深基坑开挖变形特性及环境影响分析

针对兰州城区工程地质水文条件复杂的问题,为了研究该地区地铁车站深基坑开挖过程中支护结构的变形受力特点和对周边环境的影响,以迎门滩站深基坑工程为典型案例进行分析。该车站基坑所在区段属黄河漫滩区,地铁穿过地层主要为卵石土,水位5～8 m。该基坑围护结构采用钻孔灌注桩+钢管内支撑体系。采用PLAXIS 3D有限元分析软件对该基坑建立三维有限元计算模型,土体本构模型采用土体硬化(HS)模型,依据工程实际开挖工况进行分部开挖计算,根据计算结果对桩撑式支护结构的变形和受力及基坑周边地表和地下管线的变形进行了分析。结果表明:围护桩的变形量、地表沉降量和管线位移量会随着基坑开挖深度的增加有逐渐累积的趋势,但在架设内支撑并施加预应力后,这些变形量的增速会减缓甚至变形量会减小。内支撑施加预应力之后自身轴力会有较大增加,之后基本保持不变,对其他内支撑轴力的影响较小。各变形量均在控制范围之内,满足设计和环境要求,表明该深基坑采用的钻孔灌注桩+钢管内支撑支护体系设计合理。研究成果可为后续黄土地区类似地铁车站深基坑工程建设提供一定的参考依据。