基于流固耦合作用的富水砂卵石地层深基坑变形特性分析

深基坑事故大多是由于地下水控制失效造成。长沙地区砂卵石地层透水性好、富水性强、水源补给充沛,地下水的影响更为明显。研究在富水砂卵石地层中深基坑开挖和水位下降引起的地面沉降、基底渗透稳定等影响与变化规律,具有十分重要的现实意义。对长沙富水砂卵石地层地铁深基坑降水与开挖施工过程进行流固耦合数值模拟,计算结果表明,砂卵石地层中基坑开挖引起的地表沉降值与沉降影响范围更大;最大沉降位置更靠近围护结构,沉降曲线表现为较陡;地表沉降速度初期较快,后期较慢;最大渗流力主要分布在连续墙嵌固深度范围内偏下处。针对长沙富水砂卵石地层深基坑特点,提出注浆封底加固,与地连墙防渗帷幕形成封闭截水的风险控制措施与建议。     

渗流-应力耦合作用下基坑开挖变形性状分析

大量的基坑事故表明,地下水控制失效是引起事故的重要原因之一。以某基坑开挖为工程背景,借助大型有限元软件Midas-GTS,研究了基坑降水和开挖施工过程中其变形性状,主要分析了基坑周围渗流场的分布、基坑周围地面的沉降、围护桩的挠曲变形和基坑底部隆起。计算结果表明,与未考虑渗流应力耦合作用相比较,在考虑渗流应力耦合作用下设计的基坑更偏于安全。     

宁波南站深基坑承压水抽水试验及数值分析

为降低深基坑工程设计与施工风险,对现场实际水文地质情况进行抽水试验,取得准确水文地质参数(承压含水层),建立深基坑降水三维渗流与沉降的数学模型,利用抽水试验期间监测数据对水文地质计算参数进行反演,进而对降水运行期间引起的渗流与地面沉降进行趋势预测。该抽水试验指导进行了基坑突涌性评价和实际工况运行控制,为降水运行提供依据,对类似工程的设计、施工及风险控制具有借鉴意义。     

复杂施工空间条件下砂卵石地层联合降水控制

以成都地铁5号线中医大地铁站为切入点,地质情况复杂、异形深基坑开挖施工困难情况下,如何保证深基坑在干燥环境下施工和车站结构不发生渗漏是本工程的重点。通过理论分析和数值模拟方法,作出深基坑开挖前降水周边建筑的沉降云图,研究成都地铁中医大车站深基坑降水对周围环境的影响程度。针对性进行了复杂施工条件下深基坑降水对线路的影响分析及降水控制计算,得出了复杂施工空间条件下工程降水引起底面沉降的原因及联合降水控制方法,可为今后类似工程的施工提供借鉴。     

基于流固耦合的深基坑开挖对邻近地铁站影响研究

依托天津市太阳城商业地块基坑工程项目，采用MIDAS/GTS数值模拟软件针对不同建模方案及不同降水方式建立三维有限元数值模型。通过对比数值模拟结果与实际监测结果发现，基于流固耦合的数值模型计算结果与实测值吻合度较好，非流固耦合模型计算结果与实测值相差较大；不同降水方式对基坑周边地表竖向变形影响要大于水平变形，基坑工程降水开挖应考虑流固耦合影响；在考虑流固耦合情况下进一步分析基坑降水开挖对邻近地铁车站影响，地铁车站最大水平位移3.36 mm,最大竖向位移7.76 mm,基坑开挖过程对邻近的2号线地铁车站及其附属结构造成的扰动相对较大。     

富水流塑软硬复合地层下地铁盾构隧道施工稳定性分析

以长沙轨道交通3号线一期工程地铁盾构隧道侧穿浏阳河大堤为工程背景,研究渗流作用下盾构隧道开挖对地表、地层及河堤变形的影响,进而提出变形控制方案,并通过实测数据对模拟结果进行验证。研究结果表明:由地下水上浮作用产生的隧道洞周围岩的竖向位移值占总位移值的20%～30%,在实际工程中该因素对隧道洞周围岩位移的影响不可忽略;未采取加固措施时,流固耦合效应下地表沉降不符合规范要求,提出三重管旋喷桩加固地层方案;采取加固措施后,通过对比发现未考虑流固耦合时隧道各关键部位的沉降值误差比考虑流固耦合时要大,这说明将考虑流固耦合效应的数值模拟作为隧道正式施工前的稳定性分析依据更加合理。     

武汉长江隧道盾构始发井深基坑施工技术

武汉长江隧道工程盾构始发井为深基坑工程,在长江附近、地质条件复杂、地下水位较高的武昌地区修建大跨、长距离的深基坑难度极大。结合工程实践,详细阐述了武汉深基坑施工技术,包括连续墙的施工、基坑降水、基坑开挖、主体结构施工以及监控量测等施工技术,对今后类似工程的修建有一定的指导意义。     

考虑渗流固结耦合作用的软土深基坑降水施工的三维数值模拟

在广泛研究前人关于本课题研究资料的基础上,基于三维比奥固结理论和修正剑桥模型,对三维渗流固结耦合模型在复杂地质条件下软土深基坑降水计算中的应用进行了研究,并以上海某一实际基坑降水工程为例,对其降水过程进行了三维有限元计算。通过对该工程的三维有限元分析表明,考虑渗流固结耦合作用的三维数值模拟方法能够很好地模拟基坑降水引起的基坑及土体变形特征。因此,在深基坑降水及其引起周边土体变形的计算中,运用该数值模拟方法具有重要的现实意义。研究成果可为日后类似工程的设计、施工和研究提供有益的借鉴和参考。     

浅埋微距双线土压平衡盾构水下始发分析

为了研究双线土压平衡盾构水下始发时的施工扰动行为,以广佛环线城际铁路沙堤隧道工程为背景,采用流固耦合分析方法,系统分析有无渗流作用下土压平衡盾构于河道中进行始发的施工响应和地层加固问题,并基于开挖面稳定系数的概念和方法对盾构始发过程中开挖面的稳定性进行分析与评价。研究结果表明,地下水渗流作用会大大增加开挖面失稳风险,引起地表发生较大沉降;始发加固作用可以有效减小地表沉降值,且可以减弱盾构掘进对加固区域外地层的超前扰动;基于开挖面稳定性系数的开挖面稳定性等级分析方法得到的开挖面稳定性分析结果与数值模拟结果基本一致,可以用于盾构隧道开挖面稳定性的分析和评估。     

基于流固耦合的强度折减法研究地下水渗流对隧道稳定性的影响

为研究地下水渗流对隧道稳定性的影响,将基于流固耦合的强度折减法用于求解隧道安全系数。通过建立3种计算工况,分析地下水渗流、流固耦合计算模式对隧道安全系数的影响。利用流固间接耦合计算模式研究地下水水位对隧道安全系数和拱顶沉降的影响。结果表明:地下水渗流情况下隧道安全系数较不考虑地下水时降低20%左右,地下水渗流对隧道安全系数的影响不可忽略。流固间接耦合和完全耦合模式计算得到的隧道安全系数基本相同,而流固间接耦合模式所消耗的计算时间远小于完全耦合模式,建议采用流固间接耦合模式计算地下水渗流时隧道的安全系数。隧道安全系数随地下水水位升高有所降低,二者呈线性相关;地下水水位每升高10 m,隧道安全系数降低0.26。相同折减系数时,隧道拱顶沉降随地下水水位升高而增大。     

黄土地区深基坑降水引起的地面沉降规律研究

在典型的黄土地层条件下,以地铁车站深基坑降水引起的地面沉降为主要研究对象,发现现场实测值与理论计算值之间存在明显的差异,从黄土地层的特异性方面解释了差异的主要原因,并从地层变形机理层面阐述了降水对黄土地层沉降的具体影响,明确了现行规范中关于地层沉降计算公式的局限性,最后从实测数据出发,基于最小二乘法,得出了黄土地层由降水导致的地层沉降的经验公式。     

岩溶地区某浅埋箱型隧道沉降成因及控制

研究目的:岩溶地区侧方基坑桩基施工及土方开挖过程中,浅埋明挖箱型地铁隧道结构出现突发沉降,尤其是变形缝部位沉降显著,本文通过箱型地铁隧道沿线及变形缝两侧的位移监测数据,分析隧道结构突发沉降产生的原因,并研究了浅层回灌水、深层回灌水和注浆加固等沉降控制措施的效果。研究结论:(1)支护桩施工诱发浅埋箱型隧道最大累计沉降为3. 3 mm,应重视其在岩溶地区的施工影响;(2)嵌岩工程桩施工揭露溶洞,承压岩溶水突涌桩孔,是侧方浅埋箱型地铁隧道结构突发沉降的主要原因;(3)浅层回灌水可短时间内使地层补水,抬升隧道,抑制隧道急剧沉降;长期实施深层回灌、桩基泥浆护壁施工,可维持地下水位,控制侧方隧道沉降,但存在深层回灌水可能通过岩溶裂隙或通道进入溶洞,降低回灌水补充效率的问题;(4)"双排桩+对拉钢绞线+对称开挖"有效控制隧道的最大水平位移为3. 0 mm;(5)箱型地铁隧道周围进行垂直和斜向钻孔注浆可起到加固和止水的效果,考虑到变形缝的敏感性,应实时控制注浆压力;(6)该研究成果可供类似岩溶地区浅埋箱型地铁隧道侧方基坑工程参考。     

宁波软土地区相连深基坑开挖施工时空效应实测分析

软土深基坑施工期变形具有明显的时空效应,以宁波软土地区相连深基坑为工程背景,对软土地区相连深基坑开挖的时空效应开展研究。基于基坑施工过程中地表沉降、地连墙水平位移、支撑轴力的监测数据,分析施工工序、开挖深度等因素对不同位置处基坑结构与土体的变形影响,并通过有限元软件对2基坑同时开挖的情况进行计算讨论。研究结果表明:采用2个基坑单独开挖的顺序,在一个基坑开挖时,已完成的地连墙或已封顶的车站结构将对这一侧的地表沉降和地连墙水平位移有较好的约束作用;地表沉降与地连墙水平位移在基坑长边上的值大于端头部分,且这2个变形值具有明显的深度效应,即随着开挖深度的增加,变形值增加更快;支撑轴力的变化主要受开挖土体的位置影响,越近的土体开挖,支撑轴力增加越大;若采用2基坑同时开挖的方式,控制中间部分地连墙的变形将是重点,施工安全也面临较大挑战。     

SMW工法桩与锚索支护体系地表沉降变形分析

研究目的:基坑开挖引起的土体移动会使得周边建(构)筑物发生不同程度的附加变形,并对环境造成影响.本文通过杭州火车东站通道基坑现场实测数据与理论计算数据的对比,分析了SMW工法桩加预应力锚索的支护体系引起远坑壁处产生过大竖向沉降的原因,希望能为类似支护设计选型、施工提供指导意见.研究结论:基坑隆起、围护墙位移、锚索施工、...     

大直径超深工作井施工对周边环境影响分析

基坑降水对周边环境影响是基坑开挖普遍存在的问题,特别是在复杂地质环境下的超深基坑开挖工程更为突出。本文结合珠江三角洲水资源配置项目,结合其工程水文地质条件,通过现场监测和理论分析手段,对工作井施工过程中和施工完成后周边地下水位、周边建筑物沉降进行监测,基于监测数据揭示工作井施工过程中水位变化、周边地表沉降规律,并对导致周边土体沉降突发的主要因素进行判别分析,最后给出降水引起周边建筑物沉降值的计算方法,以期为类似工程提供技术和经验参考。     

高灵敏性软土深基坑变形影响因素分析及控制措施

本文依托宁波地铁3号线仇毕车站高灵敏性软土地铁深基坑施工成功案例,对车站基坑在施工过程中的监控量测数据进行探讨分析,从围护结构墙体变形、基底土体隆起、基坑周围地表沉降三个方面进行研究得出影响基坑变形的因素,并详细阐述宁波地铁3号线在地基加固、内支撑竖向间距、钢支撑预加轴力、基坑开挖空间效应、基坑降水等方面所采取的针对性措施,以期为类似工程提供借鉴。     

圆砾地层深大基坑施工降水设计及应用研究

在深大基坑施工过程中,地下水是影响深大基坑稳定性较为关键的因素,若处理不当极易引发深大基坑施工安全事故。目前,富水地质的大型基坑工程的降水设计及工艺要求严格,应用较少,因此需进行深入研究。依托昆明轨道交通4号线火车北站深大基坑的工程实例,结合车站周边水文地质特征,设计坑内降水井降水、坑外布置备用井的降水方案,并采用VisualModflow数值模拟软件对基坑降水方案进行模拟验算。计算结果表明：该降水方案能够满足基坑降水要求,同时基坑降水引起周边地表沉降在允许安全范围以内。同时,经现场监测数据进一步验证,火车北站基坑开挖期间,地下水位变化较为稳定,周边地表沉降符合规范要求。该降水方案对类似深大基坑降水设计具有借鉴指导意义。     

加强地下水控制 确保地铁施工安全

为适应城市发展需要,武汉迎来地铁建设的高峰。武汉地处长江、汉江两江交汇处,地基承载力差,地下水丰富,承压水位高,深基坑施工风险大。通过对武汉地铁典型深基坑案例介绍,分析了武汉地铁施工的主要方法及存在的重大安全风险,提出了地下水控制的若干重要措施。     

宁波轨道交通车站基坑变形特征统计分析

重点对宁波轨道交通1号线一期工程13座地下2层车站基坑的墙体最大水平位移及墙后最大地表沉降进行研究,分析基坑墙体水平位移、墙后地表沉降的变化规律以及墙后地表沉降与墙体水平位移的关系。结果表明:受宁波软土流变特性影响,基坑墙体水平位移及墙后地表沉降均较大,其中墙体水平位移平均达0.46%H,墙后地表最大沉降平均值达0.7%H;墙后地表沉降呈现为"凹槽形",地表最大沉降位于(0.5~1.0)H范围内;墙后最大地表沉降与墙体最大水平位移比值的平均值为1.71。根据数据分析,提出坑底加固、基坑开挖重视"时空效应"、尽快施作垫层封闭基坑等建议。