基坑开挖对邻近建筑桩基影响的有限元分析

随着城市地下空间的开发利用和高层建筑的大量建设,产生了大量深基坑工程。许多深基坑工程位于密集的建筑群中,紧邻已有建筑物或构筑物的基础,基坑的开挖与支护不仅关系到基坑本身的安全,也对相邻建筑物产生影响。采用PLAXIS有限元计算程序,模拟武汉某基坑开挖过程中,对其邻近既有建筑物基础的影响进行了有限元分析,得出了分步开挖各个阶段,基坑及既有承台和桩基的位移变形规律。结果表明:有限元模拟能够对基坑工程起到一定的指导作用;HSS模型在描述土体剪切硬化、压缩硬化、加卸载、小应变等方面的优势,较常用本构模型而言更适合于模拟基坑开挖问题;PLAXIS能有效模拟基坑开挖对邻近已有建筑物或构筑物的影响,对于实际工程应通过数值计算,确保其影响程度在现行规范要求范围内。     

考虑蠕变的邻近地铁隧道深基坑开挖工序优化

研究目的:针对现有软土地层邻近地铁深基坑开挖工序研究没有考虑软土的流变特性且缺乏系统性的情况,以深圳地铁11号线前海湾车站为工程背景,通过考虑淤泥地层的蠕变特性,模拟研究基坑不同横向、纵向分块和竖向分层开挖对基坑和邻近地铁隧道的变形影响,以期为前海湾站基坑的开挖工序选择提供理论依据。研究结论:(1)当基坑水平向只横向分块时,应先开挖远离隧道一侧的基坑土体;(2)基坑竖向分层开挖、只纵向或横向分块开挖时,桩最大水平位移与分块数呈指数关系;水平方向不分块时,竖向分层开挖厚度控制在1.5~2 m之间可使基坑靠近隧道一侧桩体最终变形值减小9%;(3)在分块数相同且不改变支撑架设的条件下,基坑横向分块且远离隧道一侧先开挖的效果最好,其次为横向和竖向都分块,最后为纵向分块;(4)研究结果对前海湾车站基坑以及类似深基坑工程的施工具有指导意义。     

地铁车站深基坑开挖对邻近建筑物的影响分析

深基坑开挖会引起基坑周边土体应力场变化和土体位移,对邻近建筑物造成影响。本文以杭州市地铁汽车城站深基坑为例,分析了基坑开挖对邻近建筑物沉降的影响,研究结果表明基坑开挖使邻近建筑物地基土体沉降量超出规定,采用高压旋喷桩止水帷幕及对建筑物基础注浆加固的方法,有效控制了邻近建筑物的沉降变形。     

严寒地区深基坑土体温度场动态变化研究

对冬季期间呼和浩特地铁车站主体深基坑进行现场土体温度测试,分析测试孔温度变化规律,得出基坑截面冻结范围;同时,提出水热力耦合模型,拟合实测气温数据得出基坑表层土体温度曲线,通过建立数值模型对基坑土体温度场进行模拟。并比对现场试验数据对模型进行验证,研究严寒条件下深基坑土体温度场动态变化规律。结果表明:基于水热力耦合模型基坑温度场模拟仿真,与现场检测试验数据变化规律基本相同,可作为基坑温度场模拟计算有效手段,为进一步分析研究土体冻胀应力提供基础支撑。     

地铁深基坑开挖对下部既有公路隧道的影响分析

以昆明地铁3号线西山公园站深基坑工程骑跨既有公路隧道为工程背景,利用Midas-GTS建立二维数值模拟深基坑全过程,研究基坑开挖对下方既有隧道的变形影响规律。分析坑内加固和基坑时空效应施工措施对控制隧道上抬变形的影响,结合现场实际监测数据和有限元分析表明:(1)基坑开挖对下部岩体具有显著的垂直方向卸荷作用,其受力状态和形状的改变程度受限于上部土体性质、土体开挖量、开挖方式及隧道围岩性质;(2)坑内加固后可明显降低隧道衬砌的隆起变形,降幅约为18%;(3)实际监测数据略小于计算结果,但变形趋势二者较为吻合。     

温州市域铁路明挖深基坑施工变形规律实测研究

软土城市地区,轨道交通明挖深基坑开挖引起的变形效应是工程建设过程中的一项重要控制内容。本文依托温州市域铁路某标段明挖深基坑工程,基于现场实测,分析了深基坑施工影响效应的地表沉降、立柱轴力、土体和墙体水平位移等因素。分析结果表明:地表沉降变形在深基坑开挖后开始加速,至底板混凝土浇筑完成后,地表沉降速率开始减缓,但累计沉降依然在增大。在深基坑开始开挖的一个月之内,土体深层水平位移变化非常明显,随开挖深度逐渐增大,在深度为13 m附近达到最大值,随后土体深层水平位移随深度的增加而减小;连续墙墙体的水平位移变化趋势基本上与土体深层水平位移一致;深基坑周边建筑物在基坑施工初期沉降较小,后期距离深基坑位置越近,建筑物累计沉降越大。     

考虑渗流作用时深基坑开挖坑底隆起变形分析

对于软土地区的深基坑工程,坑底隆起变形往往在基坑变形失稳中占有重要位置,而影响深基坑坑底隆起的因素很多,找到它们之间相互影响的规律性,对指导实际深基坑工程中的设计及施工有很大意义。本文通过理论分析及数值模拟方法,同时考虑渗流作用时,对影响深基坑开挖过程中坑底隆起变形的因素进行分析,得出渗透系数增加,会使得坑底隆起变形显著增大等结论。     

深基坑开挖对邻近既有高铁桩基影响研究

研究目的:大中型城市的市政工程建设高速发展,其中深基坑工程越来越多,由于土地资源稀缺,其不可避免地会近接既有建筑或结构。本文针对深基坑开挖邻近既有高速铁路桥基的少见工况,结合有限元数值模拟进行研究,对基坑围护结构与桩基受深基坑开挖影响的规律进行分析,并结合现场实测数据进行对比验证,以期为今后类似的深基坑近接工程提供参考与指导意义。研究结论:(1)深基坑开挖的卸荷效应使得坑周岩土体平衡状态遭到破坏,进而发生应力重分布;(2)深基坑开挖导致基坑底部隆起,围护结构向坑内发生移动;(3)岩土体应力场改变带来位移场改变,赋存于岩土体中的结构物(如桩基)由于岩土体的运动而发生变形,基本均向坑内移动,桩基上部变形较大,下部变形较小;(4)数值模拟数据与现场实测数据对比基本吻合,基坑开挖完成后产生的变形均处于安全范围,证明了设计的围护与支撑方案对深基坑安全起到有效作用,该支护方案设计以及桩基变形规律研究可应用于今后类似工程中。     

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。     

深基坑工程开挖与支护结构空间数值模拟

运用有限元软件MIDAS/GTS对某深基坑的开挖及支护体系进行数值模拟,针对开挖过程中维护结构、土体的变形规律以及深基坑支护结构的设计能否按二维问题处理进行了分析.结构表明:基坑外地表的竖向沉降量呈双曲线分布,且随开挖深度的增加呈非线形增加;基坑土体的隆起量随开挖深度的增大呈非线性增大,且基坑中心线处最大;基坑开挖过程中,空间维护结构沿基坑方向的水平位移很小,对于基坑维护结构的设计按平面问题处理具有合理性.上述计算结果对设计、施工具有较高的参考价值.     

Deep foundation pit excavation procedure optimization considering creep deformation on nearby metro tunnelEI北大核心

Research purposes: The existing researches about excavating procedures of deep foundation pit on nearby metro tunnel in soft formation are lack of systematicness, and creep characteristics of soft clay are not usually taken into consideration. This paper takes Qianhaiwan station of Metro Line 11 in Shengzhen as engineering background and considers creep characteristics in sludge formation. The influence of step excavation in the transversal, longitudinal and vertical directions on the deformation of foundation pit and nearby subway tunnel are simulated, which may be expected to provide theoretical basis for choosing foundation pit excavation procedure of Qianhaiwan station. Research conclusions: (1) The segment far away from tunnel should be excavated firstly when only transversal step excavation was undertaken along the horizontal direction of foundation pit. (2) The maximum horizontal displacement of the piles show exponential relations with the number of segments when step excavation of foundation pit was undertaken in vertical and transversal or longitudinal. If thickness of every step excavation was limited in 1.5~2 m, the horizontal displacement of the pile near tunnel can be reduced about 9 percent when there is no horizontal step excavation. (3) Transversal step excavation with segments far from tunnel excavated firstly was found to be the best step excavation method under the same condition of step number and support, and longitudinal and transversal step excavation followed while longitudinal step excavation was the last. (4) The research results have guiding significance for foundation pit of Qianhaiwan station and similar projects.     

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、...     

软土地区基坑回弹对工程桩的影响分析研究

研究目的:软土地区深基坑中的工程桩,如在设计中没有充分考虑基坑卸载回弹引起的桩身拉力影响时可能会导致桩身断裂的严重事故。通过本文的研究,认真分析深基坑开挖对桩身内力、变形及极限承载力的影响,提出软土地区考虑基坑回弹影响的桩基的设计方法,确保工程安全。研究结论:本文采用MIDAS/GTS软件对虹桥综合交通枢纽工程的试桩及深基坑中的工程桩进行了有限元模拟分析,并与试桩结果及工程桩回弹监测结果进行了对比分析。提出了在分析基坑回弹对深基坑中桩基的影响时桩土摩擦界面参数的确定方法;提出了在软土地区的深基坑中桩设计时考虑基坑回弹影响的设计原则、方法与相关建议;探讨了基坑回弹对桩抗拔承载力的影响。     

软弱地层深基坑地基加固措施对比分析研究

研究目的：通过工程实践，进一步完善深基坑工程设计、施工和对周围环境影响控制等方面的技术和相关参数。 研究方法：结合上海地铁M8线Ⅲ标延吉中路车站和黄兴路车站深基坑地基加固的施工实践，采用方案设计→现场试验→监控量测→对比分析的方法，对软弱地层注浆加固和深层搅拌桩加固两种加固措施进行研究。 研究结果：在淤泥质软粘土中，双液注浆地基加固为劈裂效果，浆液成层状分布，在地下走向无规律，形成的加固体不均匀，均匀性较差，加固区对基坑连续墙变形未产生明显的抑制作用；水泥搅拌桩地基加固施工范围可控，水泥土较均匀，加固措施作用明显，有效约束了基坑的变形。 研究结论：双液注浆工艺控制及实施效果均不如水泥搅拌桩，但具有施工简便、造价低廉的优点。施工过程中，双液注浆工艺有待改善，应改一次注浆为二次注浆，同时提高二次注浆的注浆压力，提高加固土体的均匀性。     

组合支护形式在地铁车站围护中的应用

研究目的:通过介绍近年来对地铁车站围护结构组合的应用研究与实际应用经验,探讨和创新设计理念,以期达到安全经济的目的。研究方法:通过工程实践,结合工程周边环境、地质水文情况,对地铁车站围护结构形式和施工技术进行深入的阐述,并将单一的围护桩支护形式和土钉墙与围护桩组合形式进行了对比分析。研究结果:在基坑开挖过程及车站主体施工阶段,基坑围护经历了时间和恶劣天气的考验。通过对基坑的监控量测,基坑位移及地面沉降等各项数据都在控制值范围之内,充分验证了基坑的安全性。研究结论:在地质及周边环境允许的情况下,基坑围护采用上部放坡土钉支护、下部排桩 内支撑或预应力锚索支护方案,有利于土方挖运,提高了机械利用率,施工进度快,且节约了成本;设计时应根据地质勘察报告,分析场地土的性质,根据理论分析、类似工程的经验和监控量测结果,及时修正设计参数。     

软土地区临近运营高铁路基建筑基坑防护方案研究

高速铁路运营速度快、轨道平顺性要求高;对于临近运营高铁路基的基坑开挖,尤其在软土地区,合理的基坑防护可以有效降低基坑开挖对高速铁路路基的影响,具有重要的现实意义。结合某城市工程实际,研究某高速铁路附近锚桩防护方案基坑开挖对高速铁路路基的影响。分别采用ABAQUD软件进行数值模拟和对各施工阶段进行现场监测,对比分析锚桩防护方案基坑开挖引起的高速铁路的附加沉降量与横向水平位移。结果表明,高速铁路的附加沉降量与横向水平位移符合规范要求,锚桩防护方案切实可行,数值模拟结果与实测数据对应较好,可以较好的反映高速铁路的位移情况。     

深软场地地铁车站深基坑开挖变形实测分析

研究目的:对某大型地铁车站深基坑开挖过程中的软弱场地变形监测结果进行了统计分析,对基坑开挖引起的地面沉降、墙体水平位移和立柱桩体沉降的时空变化规律进行了整体分析,尤其是对不同基坑开挖深度对基坑变形速度的影响规律进行了总结。相关的结论和建议对城市软弱地基内地铁车站深基坑的变形监测方案设计、施工组织设计和施工安全控制等都具有一定的参考价值和指导意义。研究结论:(1)在深软场地深基坑开挖完成后地铁车站主体结构施工过程中拆撑可能造成地面的沉降比基坑开挖过程中产生的累积沉降还要大,应加强地铁主体结构施工过程中地面的沉降观测;(2)基坑侧壁水平累积位移与每次开挖土层厚度及其土层性质关系密切,随着开挖土层埋深的增大,基坑侧壁水平累积位移累积速度明显加快;(3)当基坑开挖深度有较大差异和基坑底部土层厚度分布极不均匀时,应考虑验算立柱桩的差异沉降;(4)软弱场地深基坑工程开挖引起的场地变形时空效应非常明显,随着开挖的进行,应沿纵向按限定长度逐段开挖,在每个开挖段分层、分小段开挖。     

杭州地铁基坑承压水的设计施工

承压水对软土基坑的稳定性有十分重要的影响,论述杭州地铁深基坑承压水的设计施工经验.杭州地铁基坑采取的方法主要有降低承压水位、隔断承压水和坑底地基加固3大类,可为软土地区存在承压水问题的基坑设计提供参考.     

桩+喷锚支护在某新建站房土岩结合深基坑中的应用

在分析土岩结合深基坑特点的基础上,针对周边环境复杂、下部岩体为中硬质岩或硬质岩的土岩深基坑,建议采用上部桩(撑或锚)+下部喷锚支护的支护方法,并提出采用三阶段计算法进行设计计算。针对某新建站房土岩结合深基坑,采用三阶段计算法进行桩+喷锚支护设计,并对其进行数值模拟分析,结果表明:桩+喷锚支护能够较好地控制基坑变形,能够保证基坑的整体稳定,从而验证了桩+喷锚支护适用于土岩结合深基坑支护,按三阶段法进行设计计算是安全可靠的。