基于渗流应力耦合的基坑降水及开挖对邻近桥桩的影响分析

城市涵洞建设下穿高架桥区域时,涵洞深基坑施工会对周边土体和临近桥梁下部结构产生影响。以福州某下穿高架桥涵洞深基坑工程为背景,基于渗流应力耦合理论和修正摩尔库伦三维模型,借助有限元软件对降水条件下的深基坑开挖过程进行模拟,结合现场监测信息反馈进行分析。分析了基坑降水及开挖过程地表沉降及邻近高架桥桩水平位移和竖直沉降分布规律。为探索基坑施工降水最佳模式,减少降水带来的影响,模拟过程对比了一次降水和分次降水条件下的最终地表沉降和高架桥桩的变形。结果表明:基坑降水开挖过程地表沉降沿基坑开挖垂直方向呈"勺形"分布,呈现出两头小中间大的趋势;邻近基坑的桥墩桩身水平位移随深度的增加而减小,远离基坑的桥墩桩身水平位移随深度的增加先增大后减小,且距离基坑较近的桩体水平位移较大。且每一次开挖后地表沉降和桩身水平位移都增加,增加的幅度随着开挖深度变小;现场监测数据略大于有限元结果,但变化趋势基本一致,表明数值模拟具有良好的适应性;基坑降水对坑外地表沉降及桥桩变形影响显著,分次降水方案可一定程度上减少基坑降水引起的地表沉降和桩身水平位移,类似基坑降水施工可通过分次降水方案控制沉降影响。     

基于PLAXIS的复合土钉支护变形及内力分析

为了研究复合土钉支护基坑变形规律以及结构内力变化,以长沙高新区公安分局办公楼深基坑工程为基础,运用PLAXIS有限元程序对基坑开挖支护过程进行数值模拟分析,并与实测数据相对比,结果表明:1PLAXIS有限元程序能有效模拟基坑开挖支护过程,可用于对实际工程的基坑变形和结构内力变化的预测;2坑壁位移的曲线分布大致呈"鼓肚子"状,基坑周围地表最大沉降发生在距坑壁一定距离处,而不是坑壁附近。基坑底的隆起量在坑壁处最小,在基坑中心处最大;3锚杆锚固段轴力随开挖深度的增大而增大,沿长度方向减小,土钉轴力分布呈现"中间大,两头小"的特征。     

基坑开挖对邻近地铁区间隧道的影响分析

在深基坑工程施工中,基坑降水开挖会使得周围土体产生沉降。特别是当基坑邻近既有地铁区间隧道时,其开挖过程对隧道变形的影响更应得到重视。以沈阳地铁二号线邻近的恒隆广场深基坑工程为背景,通过有限差分软件FLAC3D进行数值模拟。结果表明:富水砂层地质条件下,降水开挖后地表沉降整体值并不是很大;通过不考虑流固耦合和考虑流固耦合的对比分析,得出不能忽视降水对周围土体扰动及区间隧道变形的作用;区间隧道主要以水平位移为主;在施工中,要着重对与基坑距离最近的右线隧道进行监测。     

堆载对明挖隧道基坑围护结构的影响

依托郑州市冀州路明挖隧道基坑施工,采用有限元分析软件建立三维数值模型,研究堆载对基坑周围土体沉降、坑底隆起及桩身水平位移的影响,结果表明：基坑周围土体沉降、坑底隆起变形及桩身水平位移均随基坑开挖而逐渐增大;基坑围护结构的变形量均在设计控制范围内,在该施工条件下,基坑结构整体安全。     

深基坑桩锚支护体系桩身内力及变形监测分析

依据西安市高新区某桩锚支护式深基坑支护桩内力和侧向位移的监测数据,对支护桩桩身内力与变形的变化规律进行了对比分析,得到了桩身弯矩和位移沿深度方向的分布。分析结果表明:随着基坑开挖深度的增加,支护桩的桩身弯矩值以及桩身向基坑内侧方向的位移不断增加,桩身弯矩最大值出现在基坑开挖底面以下,反弯点沿桩身向下移动。锚索锁定后对桩身内力与位移的作用显著,减小了桩身弯矩,限制了桩身位移的增加;空间效应在基坑开挖过程中,对桩身内力与位移产生影响,基坑中间支护位置桩身的最大弯矩值与位移值明显大于其他支护位置,分析结果可对基坑的进一步施工提供参考。     

基坑开挖对周边建筑物的影响研究

在基坑开挖中,对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的构筑物及周边环境进行综合、系统的监测分析,才能对工程情况有深入的了解,确保工程顺利进行。结合五邑大学北区教学主楼的工程实际,对基坑周边建筑物、建筑物裂缝及坑外地下水监测的结果进行整理并分析,研究表明:基坑开挖对周围建筑物的影响较小,均在控制范围以内。     

深基坑开挖后桩锚支护结构相互作用分析

在基坑开挖过程中，除了要保证基坑自身的稳定性，还要保证相邻建筑物和地下管线等设施的安全，因此，研究深基坑开挖后的变形及土体与支护结构稳定性至关重要。对此，以杭州市某深基坑工程为依托，采用现场监测和数值模拟的方法进行分析，得到基坑开挖后地表沉降、围护结构位移及锚索轴力变化和分布规律，并通过数值模拟对比，得到基坑开挖会对距坑边缘2到3倍开挖深度范围内的地表沉降产生影响，对1倍开挖深度范围内地表沉降影响较大。     

富水砂卵石层深基坑近接建筑物安全施工控制技术研究

依托某一典型富水砂卵石基坑工程,通过数值计算对近接建筑物地铁基坑开挖过程中基坑渗流及建筑物沉降进行了分析,并基于现场注浆试验得到合理的基坑基底注浆加固方案,最后通过基坑施工现场实测分析了加固措施的有效性。研究结果表明:富水砂卵石地层深基坑施工会导致在基坑开挖深度范围内及基底一定区域内形成明显的降水漏斗,造成基坑外水位大幅下降且在坑角处渗流最为显著,极易影响基坑边坡稳定性;基坑施工引起的建筑物沉降大,极易导致建筑物发生不均匀沉降破坏;富水砂卵石地层注浆孔距应控制在1.8 m左右,以保证孔间土体能够加固密实;基坑底部采取注浆加固措施能有效地减小基坑施工对建筑物的影响,基坑开挖结束时建筑物最大沉降值为-8.56 mm,工程顺利完成;研究成果可为类似基坑工程施工提供一定依据。     

深基坑开挖降水对邻近地铁隧道的影响

深基坑开挖降水引起周围土体沉降变形问题是基坑工程的重要研究内容。基于比奥固结理论,以邻近长沙地铁5号线区间隧道的某在建基坑为工程实例,采用修正摩尔库伦本构关系,利用有限元分析软件Midas GTS NX建立三维数值分析模型,进行基坑降水速度对邻近地铁区间隧道影响的敏感性分析、不同工况的施工阶段分析、应力渗流单向耦合分析、完全应力渗流耦合分析与实际监测结果的对比分析。研究结果表明:基坑降水速度增加引起基坑支护结构内力非线性增长;完全应力渗流耦合作用下基坑开挖引起周边地层的位移比应力渗流单向耦合分析结果更符合实际监测结果,该地铁隧道最大变形控制结果满足相关规范要求,分析结果可为类似工程提供参考。     

基坑开挖对邻近建筑物影响的数值模拟研究

为分析某城际铁路深基坑开挖过程中对邻近建筑物的影响,结合工程实例,采用midas GTS有限元软件对拟开挖基坑及周围建筑进行数值建模,模拟分析了支护方案条件下基坑开挖对邻近建筑物分布区域地表土体位移和沉降的影响。分析结果表明,对已有的旋挖孔灌注桩、旋喷桩和挂网喷混凝土支护结构,采用角撑或楼板加固后,基坑开挖过程对楼梯建筑物不造成安全影响。     

超深圆形基坑施工过程的力学特性研究

依托德阳某超深圆形基坑项目,结合流固耦合理论,采用三维有限差分法对超深圆形基坑的施工过程进行动态数值模拟,对设计与施工方案进行了评估和优化。结果表明:由于支护桩间的高压旋喷桩的作用,圆形基坑开挖引起的排桩水平位移明显减小,而桩周的土层强度显著增大;降低圆形基坑周边土层中的地下水位,不仅可避免在施工过程中发生流土和管涌事故,还可在一定程度上降低工程开挖对土体的扰动。排桩的中下部弯矩比其他区域更大,因此,土体开挖至基坑的中下部位置时应特别注意。     

上海软土条形市政深基坑变形性状的实测研究

对一个挖深17.5 m的多道支撑上海软土条形市政深基坑的变形进行实测分析,研究发现其围护墙侧向位移沿深度方向呈典型弓形分布,并存在一定踢脚变形,对在影响范围内“坑中坑”,深坑对浅坑围护墙侧向位移影响明显,在设计上增加匝道外侧围护插入比以及在匝道外侧围护与深坑第一道围檩之间设置混凝土传力带,可有效减小匝道外侧开挖变形;同时抗隆起安全系数与最大侧移关系之值处于经典的统计范围之内,围护墙最大侧移与挖深之比值基本介于0.30%～0.77%,处于二、三级变形控制线之间;墙后地表沉降分布曲线与上海基坑标准预测曲线更为契合,其与墙体侧移比值基本介于0.4～2.0,其均值为0.80,无匝道区域平均值相对偏大;立柱桩回弹具有明显的空间反应特征,基坑中间位置的回弹量约为均值的1.3~1.45倍和基坑边侧立柱桩回弹量的2倍,空间反应特征较为明显。     

穿越运营地铁车站的基坑开挖及对周边环境影响的安全分析

以上海轨道交通9号线宜山路站换乘通道下穿轻轨3号线车站的基坑工程为背景,建立三维数值分析模型,对基坑施工进行全过程动态模拟。分析结果表明,计算结果与工程监测数据基本吻合,下穿轻轨车站的基坑开挖可引起上部车站结构的不均匀沉降。为保护上部车站结构,采用了全方位旋喷加固（MJS）的施工新工艺,首次在相对于桩基如此近距离的范围内把MJS法应用在既有地铁车站正下方进行施工,指出了地基加固体对基坑开挖产生的位移传递具有阻断作用。结合规范要求,在对基坑施工进行全过程动态模拟条件下,通过预测地表和基坑自身变形特征及最大值来分析和评价整个基坑开挖过程中基坑自身结构的安全性;同时为了评价基坑开挖对周边环境的影响,还对上部车站结构进行承载能力极限状态验算和正常使用极限状态验算,得出在相应位移约束条件下的安全状态。对比分析表明,在紧贴基坑地下连续墙的土体中进行二次加固及结构逆筑施工,可有效控制上部车站结构变形。     

上海某商办楼基坑开挖施工监控量测分析

以上海市某商办楼基坑项目为背景,针对基坑开挖过程中对周围地表沉降、地连墙、水位、围护结构的影响,进行开挖过程中全程监控量测并分析其规律.研究结果表明:周围地表沉降随基坑开挖深度不同沉降增加的速率不同,开挖基坑上半部分沉降较慢,开挖到中下层沉降速率加快;基坑开挖造成地连墙呈两头小,中间大的变形形态,且最大变形处位于基坑最...     

车辆动荷载下偏压深基坑支护结构受力变形分析

依托杭州某地铁车站偏压深基坑工程,基于PLAXIS有限元软件建立三维数值计算模型,分析车辆动荷载对基坑开挖变形影响。结果表明:随基坑开挖深度增加,基坑内竖向位移和墙体水平位移均呈现先增大后减小趋势;工程施工时,在开挖至第三层土体时需加大注意坑底竖向位移变化,防止基坑隆起过大影响施工;车辆动荷载对基坑影响深度有限,基坑开挖深度小于15 m时,车辆动荷载对基坑影响较大,应注意车辆荷载对土体稳定性和地连墙水平位移问题,宜采取相关保护措施。     

考虑工程桩有利作用情况下的某基坑支护有限元分析

当基坑周边有工程桩时，基坑支护可考虑利用工程桩-承台-地基梁体系，此时工程桩兼作支护桩，即“一桩两用”。当工程桩数量较多，间距较密，基坑开挖面以下有一定厚度的较好土层时，可在最外排工程桩的外侧设置水泥土挡墙，利用工程桩限制水泥土挡墙的位移。通过某工程的应用，验证了此类支护体系具有安全性和经济性等特点。     

深厚软土地基条件下基坑围护结构设计优化方案

针对佛山地区的深厚软土地基,以荔村站地段基坑开挖为例,分析了基坑围护结构计算模式,根据基坑开挖工况和施工顺序,按作用在弹性地基上的竖向弹性地基梁模型逐阶段计算其内力及变形。对深厚软土地基条件下基坑围护结构选型进行了分析,基坑采用地下连续墙加内支撑的支护形式和明挖法施工。拟设了基坑围护结构尺寸,运用理正深基坑支护结构设计软件进行计算,分析了基底加固深度、连续墙嵌固深度和支撑间距条件对基坑整体抗滑动稳定性、抗倾覆稳定性和抗隆起稳定性、围护结构水平位移和内力的影响,优化了满足地质条件和设计要求的围护结构设计方案。     

列车振动荷载作用下明挖隧道施工过程中支护结构的动力响应分析

为了研究既有铁路沿线附近明挖隧道施工过程中支护结构的动力稳定性,结合FLAC3D软件分别采用列车静载和动载模型研究车致振动对周围自由场以及隧道基坑开挖施工的影响。主要结论如下:1)采用列车静载模型所得结果小于动载模型的结果;2)车致振动以竖向分量为主,振动幅度沿水平向衰减很快,在距既有线6 m范围内衰减剧烈,之后趋于稳定;3)沿竖向衰减较慢,在20 m深度范围内,沉降量基本与深度呈二次曲线关系,之后趋于稳定;4)在既有线列车荷载作用下,不同施工阶段基坑底部总体有反拱趋势,为5~8 mm;5)采用锚索支护体系可以明显减小基坑侧壁的内倾变形。研究表明,既有线的列车荷载作用在水平方向上对于拟开挖隧道无明显振动影响,在竖向上当采用围护桩和锚索支护体系后可确保明挖隧道施工过程的整体稳定性。