软土地区狭长深基坑分区开挖对邻近建筑物沉降影响研究

为研究狭长型的地铁车站深基坑分区开挖是否能作为邻近建筑物沉降变形的有效控制措施，以佛山地铁3号线叠滘站深基坑工程为依托，收集整理其分区开挖时周边建筑物沉降变形的监测数据，同时建立车站深基坑分区开挖和整体开挖时的三维有限元模型，对比分析分区开挖对控制周边建筑物沉降变形的影响。研究结果表明： 狭长型基坑开挖对邻近基坑长边中间处的建筑物沉降变形影响显著；通过设隔断墙分区开挖，能充分发挥基坑的空间效应，减小“长边效应”对建筑物沉降变形的影响。     

基坑开挖对邻近框架建筑物沉降的影响分析

以深圳地铁9号线上梅林车站基坑工程为研究对象,通过数值模拟分析,研究了基坑施工阶段围护结构变形与邻近框架建筑物沉降规律,并结合现场实测数据进行对比分析。结果表明:随着基坑开挖深度的增加,围护结构最大水平位移不断增大,其出现位置不断降低,同时邻近建筑物沉降逐渐增大;在开挖基坑第四层土方之前,建筑物沉降增加缓慢,第四层土方开挖后,建筑物沉降显著增大;在计算模型及参数合理的前提下,通过数值模拟方法可以超前预测围护结构变形及邻近框架建筑物沉降规律。     

基坑开挖对既有隧道和邻近建筑的影响性分析

随着城市地下空间建设的日益密集和复杂,为保证其结构的稳定性和安全性,评估地下空间与邻近建(构)筑物之间的相互影响,是建设初期非常重要的安全指标之一。以广东省某地下室基坑工程为背景,运用Midas GTS NX数值模拟软件,分析在该基坑开挖过程中周边土体、地铁区间隧道和邻近建筑物的变形规律。结果表明:基坑开挖引起周围土体向上隆起,隆起值随基坑开挖深度的增加而增大;既有隧道越靠近基坑中部的区域变形越大,且隧道拱顶中部的弯矩随基坑开挖深度的增加而减小;建筑物桩基在基坑开挖影响下亦会发生侧向位移和上浮。     

莞惠城际轨道交通工程深基坑施工对邻近建筑物的影响及控制分析

在城际轨道建设中,将深基坑周边邻近建筑物影响降到最低,是设计及施工必须研究的课题。为了解决深基坑开挖过程中邻近建筑物的安全问题,结合莞惠城际轨道GZH-5标工程实例,采用有限元模拟分析方法及该工程大量监测数据,通过建筑物加固前后变形情况对比,深入地研究超深基坑开挖对其邻近建筑物的影响及控制。主要得出以下结论： 1）与基坑的距离关系,是影响开挖期间建筑物变形规律的主要因素; 2）模型能有效预测莞惠城际GZH-5标施工过程中10层居民楼变形终值超过控制值,可为制定加固措施提供参考; 3）该施工加固方案能有效控制10层建筑物的变形与沉降,合理可行。     

基坑开挖地表沉陷分析方法

提出了用有限元－无界元耦合的方法进行基坑开挖时地表沉陷变形分析，为了模拟实际受力状态，在挡土结构与土相接触的界面上设置了一种有厚度的接触面单元，它可以与土体的弹塑性模型相衔接，能合理地反映接触面及其邻近区域剪切破坏带中的变形性状，结合工程实例，计算结果表明，本文方法能反映实际情况。     

考虑Pasternak地基模型的基坑开挖诱发既有隧道纵向变形理论分析

邻近隧道进行基坑开挖会破坏周围土体平衡状态，引起既有隧道结构不均匀沉降，最终将对隧道安全运营产生不利影响。为控制基坑开挖所导致的既有隧道纵向变形，基于Pasternak地基模型提出双基坑开挖引起邻近既有隧道纵向变形影响的两阶段简化分析方法，分析软土中双基坑开挖对隧道竖向沉降的影响。对比简化理论计算与三维有限元数值模拟，结果吻合较好，由此可得： 该简化解析法精度较高并且计算简便。此外，针对基坑侧壁与隧道轴线距离、基坑开挖深度和基坑间距等不同工况，分析双基坑平行隧道、双基坑垂直隧道、双基坑斜交隧道3种布置情况下双基坑开挖对邻近隧道竖向变形的影响，分析结果反映了隧道变形的规律。     

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。     

复杂环境下深基坑的变形控制

复杂环境下的基坑以控制基坑变形为设计和施工的关键。以杭州市彩虹大道市心路地道基坑工程为例,紧临已建地铁和高层住宅,而且有相邻基坑的土钉侵入其基坑范围内形成地下障碍物,建设环境较为复杂。针对土钉障碍物,先通过槽壁加固将土钉有效地固定住,成槽施工时利用抓斗的抓力直接切断土钉。实践表明上述清障方案效果很好。为控制基坑变形、减小基坑开挖对地铁和高层住宅的影响,采用了划分小基坑、坑内土体加固、对称开挖、设置隔离桩、设置应急降水井等多项保护措施。数值模拟分析与施工监测均表明,上述措施有效地控制了基坑变形,保护了周边环境的安全。其经验总结对类似深基坑工程具有参考价值。     

软土地层邻近隧道深基坑变形控制设计分析与实践

结合近年来在软土深基坑领域的工程实践和研究,阐述邻近隧道深基坑变形控制设计方法,主要包括基于微小变形控制分区设计、轴力自动补偿钢支撑、坑内土体加固、坑外隔断以及承压水控制设计方法等,通过实际工程案例分析不同设计方法在控制基坑与隧道变形方面的效果。同时,针对基坑开挖对邻近隧道影响评估难的问题,结合上海软土地层工程实践,介绍小应变本构模型（HS-Small）全套参数的确定方法以及基于小应变本构模型的基坑对隧道影响的数值分析方法。大量的工程实践表明,综合采取上述设计和分析方法能够有效评估基坑开挖对隧道的影响,并达到良好的变形控制效果,能满足地铁及隧道变形控制和结构安全的要求。     

主动区加固控制邻近基坑桩基础变形分析

在目前的基坑设计中,往往不考虑基坑开挖对邻近桩基础的影响。但随着基坑工程往大、深方向发展,尤其在建筑密集城市中新建工程往往与周边建筑非常近,基坑开挖对邻近桩基础的影响不容忽视。除加强围护结构刚度、坑内被动区加固外,坑外主动区加固由于切断或减小了基坑开挖引起的土体位移传播,因而可以有效地控制基坑开挖对邻近桩基础的影响。通过有限元弹塑性分析,讨论了加固范围、加固程度等对桩基侧向变形的影响,对坑外主动区加固效果进行了理论分析,可为基坑变形控制及地基处理提供一定的理论指导。     

软土基坑开挖对邻近既有隧道影响研究及展望

随着城市地铁建设的飞速发展，邻近已运营地铁线路的基坑工程大量涌现。基坑开挖必然会改变土体的原始应力场和位移场，继而引起邻近既有地铁隧道附加变形和内力。为了全面了解软土基坑开挖对既有隧道影响的研究进展，从理论研究、模型试验、数值模拟和实测分析4个方面分别阐述了软土基坑邻近施工问题的研究现状。结果表明：现阶段的理论研究主要从两阶段法入手，考虑了不同的侧重研究因素和简化条件；模型试验包括离心模型试验与常重力模型试验，可作为一种辅助研究手段与其他研究方法相互验证；数值模拟分析问题全面，结果直观，已广泛应用于工程项目的设计评估；根据基坑与隧道的相对位置关系，分别对不同工程的实测数据进行整理分析，提出考虑基坑卸荷量、形状因子、隧道埋深和水平净距等多因素的三维卸荷系数，可以较好呈现基坑开挖引起邻近隧道变形的规律性特征；基坑周围土体深层位移、围护结构变形与邻近地铁隧道变形之间存在一定联动关系；同时，总结分析了风险评价与影响分区体系以及施工控制防护技术和监控手段的探索与应用实例，为现场工程安全风险控制提供了施工经验和实践依据；最后，指出现有研究中存在的不足和尚需讨论的方面，建议深入开展邻近既有隧道设施的多维度基坑开挖时空效应研究、本构模型适用性探究、结构多元化与精细化建模、基坑降水与地下水渗流影响研究；进一步推进动态施工安全风险评价与影响分区研究，发展创新控制防护技术以及建立联动共享的新型监控成套技术体系。     

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。     

基坑开挖对邻近建筑及既有地铁的影响分析

合理评估基坑开挖对邻近结构安全性尤为重要。以某基坑开挖为例，运用有限元分析软件GTS-NX模拟基坑开挖施工中地连墙、邻近建筑物及地铁结构的变形情况，研究相应的变形规律，评判结构变形是否满足规范的要求。结果表明:地连墙、桩基往基坑内倾斜，建筑物沉降，桩基侧移及隧道衬砌沉降均满足规范要求。     

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。     

基坑开挖对邻近桥梁承台影响的数值分析研究

本文针对软土地区的土质,采用整体有限元方法,研究了基坑开挖对邻近桥梁承台桩基的附加弯矩和变形。考虑土体的庇护效应,对比分析了基坑距离、群桩根数和承台轴力等主要因素对承台的影响,提出了控制深基坑开挖对邻近桥梁承台影响的有效工程措施。     

水利工程中双排钢板桩支护结构性状研究

某水闸基坑工程中采用带拉杆的双排钢板桩结构解决单排钢板桩支护位移过大问题。运用有限元软件模拟排间距及被动区土体加固长度对支护结构及周边管道位移的影响,结果表明,双排钢板桩支护结构前、后排桩及桩间管道水平位移均随排间距的增大而减小,桩间管道竖向位移随排间距的增大先增大、后减小,竖向位移最大时对应的排间距与桩间土体破坏面宽度有关。支护结构及管道位移均随土体加固长度的增大而减小。通过设置合适的排间距及土体加固长度,基坑开挖变形满足规范要求并可限制桩间管道位移,供类似工程设计参考。     

膨胀土地区深基坑开挖模型试验与数值计算研究

膨胀土具有胀缩性、超固结特性和裂隙性等特性,在该类土体内进行基坑开挖有很大的工程风险。为深入了解膨胀土中深基坑开挖过程中周边土体受力机理和变形规律,进行了室内模型试验和数值计算模拟研究。深基坑模型试验以相似比1∶100进行设计,按照基坑开挖与支护的实际步骤分步进行。数值模拟采用FLAC3D建立考虑支护结构与土体相互作用的基坑三维计算模型,实现基坑分步开挖及支护的三维全过程动态分析。通过模型试验结果和数值模拟结果,得出周边土体沉降、土压力变化、地下连续墙变形等的变化规律,为类似膨胀土地层中深基坑的设计和施工提供参考。     

砂土地层盾构隧道开挖面土体应力状态分析

结合南京某越江隧道工程,建立了模拟盾构隧道开挖面失稳过程的数值模型,研究了越江盾构隧道开挖面失稳过程中土体应力变化以及由土体应力重分布引发的土拱效应。研究表明： 沿埋深由下至上,土体竖向应力随开挖面位移的增大先减小后保持不变,水平应力先减小后略微增大; 土体侧压力系数沿埋深由下至上先增大后减小; 随开挖面位移增大,开挖面前方局部土体竖向应力和水平应力同时减小,形成失稳破坏区; 失稳破坏区上部土体竖向应力减小,水平应力增大,形成拱顶区; 失稳破坏区四周土体竖向应力增大,水平应力减小,形成拱脚区,土拱效应逐渐发挥。     

基坑开挖对邻近既有隧道结构影响及注浆加固措施分析

以某邻近隧道的基坑开挖工程为研究对象,采用数值模拟手段分析基坑开挖对隧道结构的影响,并对注浆加固隧道的效果进行了研究.结果 表明:基坑开挖对邻近隧道弯矩影响明显,开挖后隧道结构内侧最大应力明显增大,最大应力均超过了混凝土的最大抗拉强度,存在开裂的风险;采用注浆加固后,最大正、负弯矩分别减小了28.7％和30.2％,隧道...     

基坑三维弹性地基梁法中m值的确定方法

数值分析是预测基坑工程变形响应的重要手段,三维弹性地基梁法是一种简化的基坑工程开挖数值模拟方法,m值的确定是三维弹性地基梁法的关键。依托上海地区地铁车站基坑,提出了结合有限元的多目标反分析参数确定理论与算法,以不同开挖工况中基坑长边和短边的围护墙体水平位移作为目标,分析确定m值。对基坑开挖施工过程用ABAQUS进行有限元模拟,同时选取AMALGAM算法,利用MATLAB对基坑工程中的土体参数进行反分析。对比发现,根据基坑开挖前一步实测变形确定的计算参数能够有效预测下一步开挖变形,证实了多目标反分析对后续施工步预测的精确度,并且得到了长寿路车站基坑第二至第六步的m值的反分析结果,可作为基坑工程的借鉴。