基坑开挖对既有桥梁岸坡稳定性影响研究

公路既有桥梁附近基坑开挖可能对桥梁岸坡稳定性产生影响。结合工程实例,查明场区的工程地质条件;建立稳定性计算模型,采用刚体极限平衡法计算基坑开挖前后岸坡的稳定性;基于快速拉格朗日有限差分法(FLAC3D),建立数值模拟模型,模拟各种情况下边坡的应力场、位移及塑性区分布情况。根据上述方法计算分析结果,综合分析基坑开挖对既有桥梁岸坡稳定性的影响。结果表明,基坑开挖后,最不稳定部位均扩展至基坑脚,各断面的稳定性系数均有所降低,但在基坑开挖前后稳定性系数均大于1.3,边坡稳定;基坑开挖仅对桥墩边坡基坑外20m左右范围(2-4号桩8m位置)存在一定的影响,表现为应力重新调整、位移量较小;调节池基坑开挖对边坡整体稳定性及桥梁基础无影响,可不进行特殊处治。     

邻近既有桥墩处隧道基坑开挖变形控制方案探讨

新建明挖隧道从既有高架桥墩之间穿过,基坑边距离桥墩较近时,基坑开挖对桥墩的变形及受力产生一定影响,影响程度受多种因素制约,基坑开挖过程中保证既有桥墩的运营安全是项目成败的关键。基于一典型案例,建立整体有限元模型,验算基坑开挖对桥墩的变形影响规律,提出了四条减小基坑开挖对桥墩变形影响的方法:从总体方案入手,尽量减小桥墩处基坑开挖深度;合理增加基坑围护结构刚度;做好止水设计,严格控制基坑内外水土流失;合理设计基坑开挖方案。     

受偏压隧道影响边坡加固的数值分析

针对隧道工程建设中切坡引起边坡及隧道的变形,其稳定性受到不同程度的影响,采用三维有限差分计算程序FLAC30分析挖方边坡和坡顶隧道联合稳定性.通过对未开挖、未加固边坡进行数值模拟计算,得到水平位移和最大、最小主应力分布特征,分析其潜在滑动面和隧道围岩受拉影响区,确定其加固范围.根据抗滑桩受力特点,经比选,采用单排抗滑桩加固隧道边坡.数值计算结果表明:有限差分法能获得单排抗滑桩的合理设计和边坡坡脚及坡面受力情况,同时还能得到隧道围岩拉压应力的分布及优化覆盖层厚度,数值计算与工程监测数据吻合.     

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。     

考虑土体应力路径及非线性影响的基坑支护结构受力与变形分析

基坑开挖将导致周边土体应力状态发生变化，忽略开挖过程中土体应力路径及应力-应变关系非线性影响的仿真计算将影响预测精度。通过与实际监测值进行对比，验证了考虑土体应力路径与非线性影响的数值仿真模型合理性，并且分析了桩长、锚索预应力、土钉长度对支护桩受力与变形的影响。结果表明：忽略土体应力路径与非线性的影响将低估地表沉降、高估支护桩底部变形；与桩长、锚索预应力相比，土钉长度对支护桩受力与变形的影响较小；支护桩反弯点出现在距离桩端约（0.4～0.6）H处；锚索预应力超过110 kN后对降低工点基坑支护桩变形的效果减弱。     

路堑顺层边坡稳定性分析及支挡防护数值模拟研究

为研究含泥岩夹层顺层白云岩边坡的变形特征、稳定性及支挡防护,以某路堑边坡为例,基于midas GTS有限元软件进行了数值仿真计算,并结合现场观测分析边坡开挖及支挡防护后的坡体变形特征、应力状态、塑性区分布、抗滑桩受力特性,以及边坡加固后的稳定性状态。结果表明,研究边坡开挖至路基标高后,泥岩夹层出露,其破坏模式为平面滑动,稳定性系数为0.92,边坡不稳定,需做进一步支挡;边坡开挖后预应力锚索在坡体表面发生应力集中,且产生了良好的反向约束力,改善了坡体内部的应力分布;坡脚施加抗滑桩后与预应力锚索共同约束坡体,防止其沿泥岩夹层滑动,起到了良好的阻隔作用,且二者相结合后固脚强腰效果良好,确保了边坡整体稳定与局部稳定;经长期观测,边坡采用抗滑桩+框架锚索等多种结构综合治理具有良好的支护效果。     

某临近高压电塔路堑边坡加固设计方案研究

以某临近高压电塔路堑边坡工程为背景,介绍了在临近重要结构物路段采用预应力锚索抗滑桩加固的设计及计算方法.利用理正岩土计算软件和Geo-Studio有限元岩土工程分析软件,采用极限平衡法及有限元数值模拟方法对边坡稳定性及位移进行分析.结果 表明:采用预应力锚索抗滑桩边坡加固设计方案,边坡在天然工况及暴雨或连续降雨工况下的稳定安全系数均满足规范要求;边坡在开挖施工的各个阶段,土体内部最大水平位移为0.0263 m,桩顶最大位移为0.0206 m;锚索抗滑桩方案可确保边坡在开挖和运营中的稳定,且有效预估了边坡开挖对现有电塔塔基的影响.     

多期次复合滑坡抗滑桩防治设计技术

以云南省文山至麻栗坡高速公路K39+400路段滑坡为典型的工程研究案例,分析坡体物质组成结构及滑带特征,研究复合滑坡的多期次演化机制,开展复杂滑坡的稳定性计算和剩余推力计算;利用有限差分软件FLAC3D进行防治效果分析和治理方案优化设计,探讨抗滑桩桩位、桩长对边坡稳定性和多期次复合滑坡变形特征的影响。结果表明：抗滑桩+挡土墙组合防治能有效加固K39滑坡,抗滑桩应位于挡土墙后方8～16 m,同时嵌固段桩长应不小于抗滑桩总长的1/3。     

基坑开挖过程中支护结构应力变化研究

开挖过程是基坑支护结构的应力不断变化的过程。为确保支护结构稳定和开挖的顺利进行,文章采用边坡稳定理论分析法,通过Midas-GTS数值模拟计算,对锚索轴力和抗滑桩弯矩在开挖过程中应力变化全过程进行了详细分析,得出锚索轴力及抗滑桩弯矩的突变点均发生在外倾结构面和岩层层面开挖出露的荷载步中、锚索轴力在开挖完成以后即突然增大,而抗滑桩弯矩的最大值,则是在结构物建成之后才增大到最大等结论,确保了开挖工作的顺利进行,并积累了相关工程经验。     

抗滑桩设计中的两个问题

文章针对抗滑桩加固边坡设计中抗滑桩内力计算、合理桩长的选择这两个问题,运用有限元强度折减法直接计算抗滑桩所受的滑坡推力、桩身内力、滑面形式,优化锚索的锚固力,使锚索与抗滑桩协调作用。研究不同桩长的抗滑桩加固效果,发现沉埋桩不仅可使边坡达到足够的稳定性,而且沉埋桩所受的滑坡推力降低、桩身内力比全长桩更为合理,在条件许可的情况下沉埋桩可更为有效地加固边坡,这为抗滑桩设计中选择合理桩长的这个问题提供了一个很好的解决方法。     

路基开挖对高铁高架桥桥墩和基础的影响

拟建公路下穿高铁高架桥,在开挖基坑的施工过程中会对临近桥梁下部结构和周边土体产生影响。该文依据某实际公路下穿高铁高架桥工程,利用Midas-GTS有限元软件模拟基坑开挖过程,分析在高铁高架桥正常运营情况下,基坑开挖不同深度对桥梁墩顶、桩基础和周围土体的影响,以确保铁路桥梁的安全运营。分析表明:基坑开挖方案在各施工阶段对高铁高架桥桥墩及基础的变位和内力影响均在规范限值内;在基坑开挖至1.0 m时,基坑边坡开始塌陷,在施工阶段应采取可靠的支护措施,避免基坑边坡塌陷,造成对桩基础和周边土体的扰动。     

预应力锚索框架梁在某多级边坡治理工程中的数值模拟

以贵州某高速公路多级边坡为例,采用FLAC3D软件构建三维计算模型,分析预应力锚索框架梁对多级边坡的支护效果及开挖对框架梁的受力影响。研究结果表明:当采用预应力锚索框架梁+抗滑桩对边坡进行防护后,边坡变形得到有效控制;坡面框架梁所承担的荷载随坡体开挖逐渐增加;第二级坡面框架梁较第三级、第四级坡面框架梁所受荷载大;边坡水平位移最大值出现在边坡的中下部,在开挖过程中应防范该处发生"鼓胀"破坏。     

临河深基坑对堤防稳定性的影响分析

针对分析堤防受邻近基坑开挖影响所产生变形的局限性,以同济大学初雨调蓄池基坑开挖为例,结合有限元强度折减法,扩展研究了临河深基坑对堤防边坡稳定性的影响;同时为堤防边坡稳定性的定量判别提供了新思路,使评判结果比现行规范要求更为全面合理。     

临近既有公路深基坑边坡的稳定性分析与处置措施研究

依托四川南江县某临近既有公路深基坑边坡的失稳事故,利用有限差分法模拟地下水渗流情况下基坑开挖过程中位移与剪应变的变化,并与无地下水的情况作对比。研究结果表明:无论是否存在地下水,基坑边坡的最大竖向位移都出现在坡顶,水平位移随着开挖深度的增加而增大;地下水渗流情况下,水平与竖向位移均明显增加,基坑边坡滑移现象比无地下水时出现得早;考虑地下水渗流情况下的数值模拟结果与实际工程失稳破坏的现象几乎吻合,理论上证明了地下水渗流是基坑边坡事故发生的主要原因。在边坡失稳分析的基础上提出了边坡加固整治措施,确保了基坑的顺利开挖。     

观音堂隧道高边坡抗滑桩现场监测分析

观音堂隧道是郑西客运专线的重要工程之一。文内以观音堂隧道右侧抗滑桩监测工程为依托,动态监测抗滑桩在边坡开挖、削方减载、降雨、回填等施工全过程中,边坡岩土体及抗滑桩支护结构的位移、应力、挠度、弯矩的变化,分析与评价高边坡的变形机理、边坡开挖方案的合理性及抗滑桩的工作状况。     

深基坑开挖对邻近边坡稳定性影响与控制

长沙地铁4号线黄土岭地铁站基坑南侧12m位置有一高8m的原状土边坡,且距坡顶11m位置有一栋7层砖混结构建筑物,为增加施工空间,将对坡脚位置进行削坡处理,削坡后边坡坡角高达75.0°,边坡削坡、基坑开挖对边坡稳定性和既有建筑物的影响不容忽视。该文以黄土岭车站基坑工程为依托,采用有限差分软件FLAC3D对削坡及基坑开挖支护进行数值模拟,分析削坡、基坑开挖对邻近边坡的影响,并提出保证边坡稳定的技术措施,通过数值模拟对控制措施可行性进行分析,最后通过实测结果分析边坡的加固效果。     

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。     

基于正交设计的多级边坡开挖方式优化

以湖南省武冈至靖州高速公路工程为依托,针对高速公路路堑边坡开挖方案的边坡开挖参数进行数值模拟,分析各个参数对边坡稳定性影响的规律,并运用正交法得到最优边坡开挖设计方案。结果表明:在一定范围内适当降低平台高度对边坡的安全系数的影响存在3个不同阶段;适当增加边坡平台个数和坡脚处平台宽度能提高边坡的稳定性;并通过正交法解决了实际边坡的边坡开挖优化设计问题。     

土石路堑高边坡开挖稳定性及支护设计的数值模拟分析

为提出土石路堑高边坡开挖稳定性及支护设计数值模拟分析方法,以某实际边坡为例,基于摩尔-库仑准则,采用GeoStudio模拟研究了边坡开挖过程及加固后应力场和位移场的变化特征,分析其稳定性和支护方案的效果。结果表明,第二级边坡位移最大,达10.8cm;边坡中部受拉,最大拉应力达56.8kPa;强-中风化岩层分界线应力集中,屈服破坏区主要沿此区域发展;稳定性随开挖进程逐渐降低,破坏趋势为圆弧滑动破坏;采用的"框架锚杆坡面防护+框架锚索锚固强腰+抗滑桩锁脚支挡"方案,加固效果良好。     

锚碇深基坑开挖过程边坡动态变形及稳定性演化规律研究

结合白洋长江公路大桥北岸锚碇深基坑边坡工程实际,利用理论分析和FLAC3D有限差分法基本原理,建立了有限差分程序FLAC3D数值计算模型,并通过实测数据对数值模型进行验证;通过数值计算应力场及变形场分析,得到了深基坑边坡工程岩体动态变形及稳定性演化规律;结合相关设计规范要求,对锚碇基坑边坡的稳定性进行评价。研究结果表明:锚碇基坑的放坡开挖方式以及支护措施有效地抑制了边坡的变形,且边坡的竖向位移主要集中在边坡坡顶和边坡的坡脚处,水平位移主要集中在边坡中下部的坡脚处;受基坑左右岸边坡放坡角度不同的影响,基坑开挖后不同方向的位移场变形并不对称,同时基坑两侧边坡坡脚处的变形值均较大,因此应加强坡脚处的稳定措施,同时应尽快回填边坡,完成锚碇的浇筑;结合极限平衡理论和强度折减法,研究了基坑边坡在有无支护两种工况下稳定性系数的变化规律,得到了支护后边坡安全稳定性有明显的提高,确定了边坡支护措施的合理性。