基坑开挖引起邻近既有地铁隧道位移计算的研究

文章考虑基坑坑底和侧壁的开挖卸荷应力以及坑底围护结构的遮拦效应,基于Mindlin位移解公式,提出了一种半解析半经验解方法,推导得到了基坑开挖引起邻近既有隧道位移的计算公式,分析了基坑尺寸、与隧道相对位置的改变以及加固控制措施对既有地铁隧道位移的影响。研究结果表明:隧道的水平和竖向位移随着隧道埋深的加大而有所增加;随着基坑与隧道净距的减小,隧道位移则明显增大;基坑开挖长度的增加对隧道位移影响较小,而基坑开挖宽度和开挖深度会对隧道位移产生明显影响;该方法可以考虑加固控制措施的效果,随着基坑围护结构应力损失率的减小,隧道最大水平位移呈线性减小,但隧道竖向位移变化不大。     

深厚软土地层长大深基坑开挖施工的实测与分析

深基坑施工会对周围土体、围护结构及周围环境的安全造成极其不利影响。文章依托佛莞城际铁路长大深基坑工程,针对基坑开挖过程中地表沉降、建筑物沉降、墙体深层水平位移、墙顶水平位移及竖向位移和支撑轴力实施监控量测,并对监测结果进行深入的分析。结果表明:在基坑开挖初期,墙体侧移表现出悬臂弯曲状,水平位移最大值点在墙顶附近处。随着开挖深度的增大,其最大值点位置逐渐向下移动,最终出现在坑底处;基坑开挖60～120 d内,墙顶竖向位移发展非常迅速,墙顶水平位移达到位移总量的65%左右。基坑开挖120 d后,其位移量变化越来越慢;随着基坑开挖深度增大,支撑轴力越来越大,基坑开挖完成后各道支撑轴力均达到最大值。     

预应力锚杆在深基坑支护中的应用及锚杆参数影响分析

文章以某建筑深基坑工程开挖支护为研究对象,分析了该深基坑采用预应力锚杆支护的效果,并着重对锚杆参数进行了分析,得到以下结论：采用有限元软件PLAXIS和岩土理正软件计算得到的基坑边坡安全系数相近,说明了有限元模型的准确性;随着基坑开挖深度的不断增大,基坑边坡安全系数逐渐降低,且降低速率逐渐放缓,基坑开挖支护完成后的边坡安全系数为1.502,大于规定的最小值1.30,说明该工程基坑开挖支护完成后的安全系数满足要求;增大锚杆锚固段长度和增大锚杆预应力值均可以在一定程度上减小基坑侧壁水平位移和基坑周围地表沉降,从而提高基坑稳定性,且采用增大锚杆预应力值的方式要比增大锚杆锚固段长度更有效。     

基坑开挖对下卧既有隧道变形影响数值分析

文章以粉土中既有隧道上部基坑开挖为例,采用ABAQUS有限元软件建立模型,在考虑了四种工况的基础上,分析基坑开挖对隧道顶部和底部位移、隧道水平位移、基坑底部位移以及桩墙位移的影响。结果表明:基坑开挖会引起隧道向上隆起,且隧道顶部隆起值大于底部隆起值,隧道底部隆起值大约为隧道顶部的60%～70%,隧道向上隆起速率与基坑开挖深度基本呈线性增长关系;随着基坑的开挖,隧道两拱腰向内部收敛,最大水平位移发生在隧道拱腰位置;随着基坑开挖深度的增加,基坑底部隆起增大,且隧道的存在对基坑底部的竖向变形影响较小,基坑中部隆起值略大于两侧;桩墙顶部水平位移最大,随着土体深度的增加,桩墙的水平位移逐渐减小。     

软土地区狭长型深基坑开挖引起深层土体变形分析

在深厚软土地层中开挖狭长型深基坑将对周边环境产生较大影响。文章通过建立三维有限元模型,采用HS-Small小应变本构模型模拟狭长基坑开挖过程软土变形特性,分析在狭长基坑开挖过程紧邻土体深层位移发展规律。结果表明:邻近土体竖向及水平位移对基坑开挖深度敏感,随着基坑开挖深度的增加而增大;水平位移发展曲线呈V形或弓形形态,最大水平位移基本与开挖深度一致;开挖深度以上土体发生沉降变形,而开挖深度以下土体由于基坑卸荷发生隆起变形;当拆除支撑而不及时施作新梁板结构时,将减弱整体支护刚度,引起地层水平位移与沉降。由于基坑空间效应影响,基坑长边测点水平及竖向位移最大,短边测点次之,坑角最小。     

轨道交通地铁车站基坑开挖对临近建筑物的影响分析

地铁深基坑开挖卸荷导致两侧建筑物产生附加变形和内力,会影响建筑物的结构安全及使用寿命。文章基于某地铁车站实例,采用Midas GTS NS有限元软件对深基坑开挖过程进行了数值模拟,分析深基坑开挖卸载对临近建筑物的影响,为地铁基坑工程的设计和施工提供参考。     

连续墙支挡结构的深基坑开挖过程有限元分析

各类深基坑的破坏大都是在基坑开挖过程中出现的支护结构的破坏,已经成为引起基坑失稳的主要原因。本文以某地铁车站深基坑为研究对象,利用PLSXIS有限元分析软件,对基坑开挖和支护的过程进行模拟分析,探讨了基坑开挖深度、支护结构位移、土体位移等问题,提出控制基坑失稳的方法和建议,为类似的深基坑工程的施工提供参考。     

基坑围护结构变形及其对临近道路沉降的影响分析

文章以某地区基坑开挖工程为研究对象,分析了基坑开挖对坑底隆起的影响,并研究了基坑开挖中支护结构的变形以及基坑开挖对临近路面沉降的影响,得到以下结论:基坑底部隆起的现场实测和数值模拟值误差在8%～15%范围内,由于工程建设过程的复杂性,这种误差被认为是合理的;初次、第二次和第三次开挖围护桩的最大水平位移分别发生在0、-3m和-6m左右深度处,数值模拟得到的最大水平位移值比现场监测值略大,但相差不超过20%,被认为是合理的,同时数值模拟也可以较好地反映整个围护结构在施工中的水平位移变化规律;相比于混凝土路面,基坑开挖对沥青路面的影响更大。     

邻近既有深基坑的盾构法隧道施工地层变位分析

文章针对盾构隧道邻近深基坑推进的工况,进行室内缩尺模型试验,并建立了对应工况下的盾构隧道-土体-基坑围护结构三部分共同作用的三维有限元计算模型。通过对比同一工况下的室内模型试验和数值计算结果,验证了三维数值分析的可行性和可靠性;得到了邻近既有深基坑的盾构法隧道施工引起周边地表沉降的分布特点及其变化规律;分析了盾构隧道开挖引起的横断面不同深度处地层位移的特点;分析了隧道上方的地表沉降分布受邻近既有基坑的影响及沉降值随盾构隧道推进进度的变化规律,得到了盾构隧道对基坑围护结构的位移影响情况;并提出了盾构隧道施工过程中对周边地表沉降、地层变位及基坑围护结构位移与变形进行实时监测的建议。     

基坑开挖对近接地铁车站的影响规律研究

文章依托广州地区某邻近运营地铁车站的基坑工程,使用数值分析方法,建立了考虑车站结构-土体-基坑围护结构共同作用的二维非线性数值计算模型,研究了基坑与车站间隔距离、基坑开挖深度等参数变化情况下,地铁车站结构的变形规律及振动响应特性。计算结果表明,基坑开挖明显改变了邻近地铁车站的变形场。基坑开挖越深,距离车站越近,影响越加明显。基坑开挖引起地铁车站的变形表现为竖向隆起和向基坑内侧移动;随着基坑开挖深度的增加,车站结构水平位移变化较为明显,最大竖向位移变化不大,但竖向位移差变化明显,对结构影响较大;在列车动载作用下,随着基坑开挖深度增加和间隔距离的减小,对基坑围护结构本身和邻近车站结构的振动响应特征都将产生影响,而且这种影响均是加剧结构的振动。文章进一步提出了控制车站结构变形的技术措施,为类似地铁车站设计和施工提供了参考。     

砂土地层深基坑开挖引起下卧隧道变形机理研究

深基坑开挖引起的应力释放将不可避免地引起邻近隧道的附加应力和变形。通过开展三维有限元数值分析,研究了深基坑开挖尺寸和管片接头刚度对下卧隧道三维变形的影响。利用土工离心模型试验验证了有限元计算模型和结果的合理性。在基坑中心线下,隧道隆起和横向弯曲应变随基坑开挖长度的增大而增大。当基坑开挖长度为基坑开挖深度的9倍时,隧道隆起和横向弯曲应变达到峰值;隧道纵向弯曲应变几乎接近于零。当基坑开挖长度大于9倍的开挖深度时,基坑—土—隧道的相互作用可简化为平面应变问题。若不考虑短基坑的三维效应,基坑—土—隧道的平面应变简化将严重高估隧道隆起和横向弯曲应变。隧道隆起随接头刚度的增加而逐步降低,然而隧道横向和纵向弯曲应变随接头刚度的增加而增加。因此,带接头的非连续隧道假设为连续性结构,隧道隆起会被大大低估,而隧道弯曲应变则被高估很多。     

轨道交通换乘站分期施工对已建成车站结构安全影响的分析

轨道交通地下换乘站大多属于交叉异形深基坑,具有明显的三维空间效应,应力应变状态非常复杂。结合成都某轨道交通换乘站分期实施工程,采用三维有限元软件对交叉异形深基坑施工过程进行动态模拟,分析先期施工的结构在后期基坑施工过程中的位移、变形和结构主应力的变化规律,评估后期基坑开挖对既有结构的影响,可为类似工程提供参考和建议。     

南京软土地区超长异形深基坑地连墙变形性状分析

为研究南京软土地区基坑围护结构的变形性状,文章通过对南京超长超深异形基坑的现场实测数据进行分析,探讨了深基坑围护结构变形的原因。结果表明:基坑地连墙的侧向位移均呈向坑内的凸鼓型,钢筋混凝土支撑和钢支撑在控制地连墙变形上的差异不大;地连墙侧向位移最大值在开挖深度的1%以下,最大位移发生的位置一般位于开挖点以下4 m至开挖点附近;无量纲化的地连墙的最大侧移随墙底以上软土层厚度的增大而减小,无量纲化的地连墙最大侧移的深度位置随着墙底以上软土层厚度的增大而略微上移;基坑坑底抗隆起系数相较其它基坑数据更高,地连墙的最大侧移也更小;地连墙插入比、水平支撑间距与地连墙变形的关系不大。     

富水砂层影响下隧道开挖失稳破坏机理研究

为研究富水砂层影响下隧道开挖失稳破坏机理,文章依托某隧道实际工程,通过FLAC 3D软件进行建模与计算,考虑富水砂层厚度、隔水层厚度、粘聚力和内摩擦角等因素影响,分析各因素对围岩变形破坏的影响规律。结果表明:隧道拱顶对应位置的地表沉降值明显大于其他位置的地表沉降值,拱顶正上方的围岩内部位移随着深度的增加而逐渐增大,隧道拱顶位置的沉降达到最大值;随着富水砂层厚度的逐渐减小以及隔水层厚度的逐渐增大,地表沉降值和拱顶正上方的围岩内部位移不断减小;富水砂层和隔水层的厚度对隧道围岩变形存在较大影响,在隧道的选线过程中,应保证隧道拱顶与富水砂层之间存在足够的安全距离;随着隔水层粘聚力和内摩擦角的逐渐增大,地表沉降值和拱顶正上方的围岩内部位移不断减小:在隧道施工过程中,可考虑通过超前加固措施或者向隔水层进行注浆加固以提高隔水层粘聚力和内摩擦角,降低隔水层的渗透性。     

基坑施工对下方既有盾构隧道结构变形影响分析

文章针对骑跨于既有盾构隧道之上的基坑工程,按实际工况进行了开挖支护的平面应变有限元模拟,其中土体采用修正剑桥弹塑性模型.计算结果表明:隧道开挖致使周边土体呈X形的塑性区,且地下连续墙对于该塑性区开展有遮挡效应;当隧道位于基坑开挖中心线正下方时,隧道几乎不发生水平位移,且基坑开挖对位于其下方的已建隧道的竖向位移的影响较水平位移大,故当地下连续墙端部与隧道竖向间距足够大,隧道拱底与拱顶水平位移逐渐趋于相同.     

基坑开挖引起超近距地铁隧道变形的实测分析

文章以深圳市某地铁车站上盖物业深基坑工程为背景,在基坑开挖前采用Midas有限元软件建立三维模型,分析深基坑施工过程地铁车站及区间隧道的变形发展过程,以及深基坑施工对地铁区间隧道结构变形的不利影响,并通过实测数据验证了采用数值模拟方法确定变形监测重点区域的正确性。     

锚杆加固路堑高边坡开挖过程稳定性分析

为研究路堑高边坡施工阶段开挖过程及锚杆加固对边坡稳定性的影响,文章以广西某高速公路90 m高路堑边坡工程为例,采用Midas GTS软件建立边坡三维模型,分析了开挖过程中锚杆加固前后边坡位移场及稳定性的演化规律。结果表明：随着边坡自上而下开挖,各特征点的水平位移和竖向沉降逐渐增大,且竖向沉降整体上高于水平位移。无支护状态下,边坡开挖稳定性系数由1.59逐渐下降至1.24;锚杆支护状态下,随边坡开挖步数增加,潜在滑动面由局部浅层破坏转化为整体性深层失稳,边坡稳定性呈先下降后回升、随后逐渐降低的趋势,最终安全系数为1.39。采用锚固加固措施可有效抑制边坡变形,提高边坡的整体稳定性。     

既有建筑对地铁车站中洞法施工中支护结构内力影响的有限元分析

中洞法是地铁车站施工中常用的施工方法,可以有效地提高开挖期间围岩的稳定性.拟建车站旁侧既有建筑可引起车站开挖导致的原场地应力不均衡,对支护结构内力形成不良影响.文章通过对某旁侧有建筑物的拟建车站中洞法施工进行了有限元数值模拟,计算分析了既有建筑对车站支护结构受力的影响,以及车站支护结构的内力特点与变化规律.结果表明,既有建筑会引起车站开挖过程中支护结构的受力偏转,进而引起局部不均匀沉降.     

软土地区深基坑工程施工对邻近风貌建筑群的保护技术

为有效控制环境敏感区域和软土地区中深基坑的开挖变形及其对周边建筑的影响,在上海外滩通道紧邻风貌建筑群的长大深基坑工程中采用了地下连续墙围护体系、地墙两侧土体三轴搅拌桩预加固、加大地下连续墙插入比、坑内加固和降水,以及通过封堵墙和加固墙将长大基坑分隔成较短的基坑等措施,有效地控制了基坑变形,减少了地面沉降和周边建筑的变形.通过对保护建筑的专业检测、评估,确定了基坑施工的保护标准;通过信息化施工,对施工全过程进行监测及数据分析,为制定和实施深基坑周边风貌建筑群保护措施提供了科学依据.     

深基坑开挖支护结构水平变形对地表沉降影响的数值模拟

文章通过有限差分软件FLAC3D对深基坑开挖支护结构水平变形和地表沉降进行了数值模拟,并与实测值进行了对比分析.研究结果表明:地下连续墙最大水平位移出现在墙顶,且地下连续墙墙体水平位移曲线呈现一个存在多个拐点的“半杯型”复合形态;墙后地表沉降曲线呈现一个非对称的“凹槽型”形态,这与监测得出的规律是一致的.Ad/Aq因工况不同,其比值也不同,并且随着开挖深度的增加,比值是减小的,同时也反映周围地表沉降具有滞后性;通过各工况定量分析,Ad/Aq大致位于0.4到0.6之间.基坑开挖对墙后地表沉降的的影响范围主要分布在距基坑边沿的1.5倍最终开挖深度,主要影响区在d/H为0～1.0之间,次要影响区在d/H为1.0～1.5之间;沉降最大值出现在d/H比值为0.5区域.