复杂填海地层中地铁基坑开挖变形实测分析

为探究复杂填海地层中深基坑的变形规律,对深圳地铁13号线深登明挖区间开挖过程中围护桩水平位移和地表沉降的现场监测数据进行了分析。结果表明：开挖过程中围护桩最大水平位移均小于开挖深度的0.13%,最大水平位移出现在开挖面3 m以下与4 m以上之间,围护桩水平位移沿桩身呈现两头小中间大的“鼓胀”形分布;地表沉降的增长与围护桩水平位移的增加同步发生,地表沉降形态为“凹槽”形,最大地表沉降发生在距坑边0.45倍基坑深度的位置。本研究为了解深圳地区复杂填海地层的基坑变形规律提供了参考依据。     

软土基坑开挖深度与空间效应实测研究

为了给软土基坑工程开挖的支护设计与施工提供参考,针对软土基坑开挖中普遍存在的开挖深度以及空间效应,考虑分区开挖与挡墙加固等有利因素的影响,以上海市五坊园基坑工程为背景,进行开挖过程中基坑及周围环境动态响应的追踪研究。采用现场设点实测的方法对施工过程中围护结构位移、支撑轴力、立柱隆沉及邻近管线位移的变化规律进行监测,并将实测数据与类似条件的软土基坑开挖工程进行对比,分析施工过程中软土基坑自身结构及周边管线的变形特性,探究开挖深度与空间效应对不同位置基坑结构的影响。研究结果表明：基坑施工对围护墙体及周边环境的影响具有明显的空间效应和深度效应;浅层土体开挖时（2 m深度范围内）,基坑侧移空间分布主要受开挖顺序、土层性质和基坑阳角等因素影响;深层开挖时,基坑侧移体现出明显的空间效应;第1道支撑主要受土层流变影响,轴力在第2道支撑拆除阶段达到最大;由于底板硬化作用,第2道支撑轴力在底板浇筑阶段先增大后减小;基坑开挖卸荷会导致围护墙和立柱桩产生向上的位移,由于更加靠近基坑中心,立柱隆起值大于围护墙隆起值;基坑开挖深度越深,附近地下管线的沉降速率越大。     

加卸载工况下的车站深基坑开挖变形性状研究

某地铁车站深基坑北侧邻近新建住宅高楼,南侧毗邻另一个在挖基坑。以该车站基坑开挖为背景,通过分析基坑的实测数据,重点研究基坑在此特殊工况下其南北两侧围护墙水平位移和地表沉降的差异以及建筑物沉降和立柱沉降。分析实测数据可得:北侧围护墙水平位移和地表沉降均大于南侧,且常常超过变形报警值;北侧坑壁上的主动土压力大于南侧坑壁所受主动土压力,又由于周边卸载导致南侧墙底产生被动土压力,使得其向坑外偏移;北侧坑壁土体最大水平蠕变率和最大地表沉降蠕变率均略大于南侧;周边高楼沉降以及立柱沉降均在报警值以内,其中高楼沉降均匀,而由于南侧的开挖卸载,立柱的隆起也不明显。     

泥炭土深基坑支护设计和位移监测

结合昆明地区某泥炭土深基坑工程实例,先介绍基坑支护结构设计,在此基础上重点介绍基坑的现场监测成果,并依据监测数据分析了泥炭土深基坑施工的基坑变形规律,并评估其对周边环境的影响。研究表明:桩顶水平位移随开挖深度增加而增大,围护结构分别为单排桩+3道锚索与双排桩时,其出现的最大水平位移分别为0.15%h_1、0.33%h_2;围护桩水平位移随开挖深度增加而增大,施工第一阶段时其变形增长较大,随着后续锚索施工,桩身变形速率从0.28%h_1减少到0.13%h_1;坑外地表沉降变形曲线呈凹槽型分布,沉降值在距离基坑30 m处基本趋于零。     

沈阳快速干线隧道深基坑施工监测与分析

以正在施工中的沈阳市南北快速干线隧道17.5 m深的基坑工程为研究对象,采用埋设传感器元件进行实时监测的方法来研究基坑围护结构变形规律。对施工期间围护桩体水平位移、围护桩钢筋内力、钢支撑轴力和周边地表沉降的监测数据开展重点研究分析。监测结果表明:基坑围护桩体的水平位移随基坑开挖深度的加深而发生非线性增大,桩体最大变形的部位也在逐渐下移;钢支撑的架设能够控制围护桩体的侧向变形和桩内钢筋轴力的持续增大,下层钢支撑的架设能够有效减缓上层钢支撑所受的水平轴力;距离基坑越近的地表监测点,其沉降值越大,在底板浇筑完成后,基坑变形趋于稳定。该工程选用钻孔灌注桩加内支撑与基础底板所组成的支护体系,能很好地完成基坑围护工作。     

浅析深基坑分坑开挖对临近地铁附属结构的影响

以上海漕河泾开发区赵巷园区二期深基坑支护实例为背景,分析了邻近地铁深基坑工程的实际应用特点,介绍了基坑围护设计方案选型、分坑平面布置,以及考虑临近地铁的保护措施,基于有限元数值模拟归纳,分析了分坑的空间平面尺寸对临近地铁附属结构变形的影响,并通过有限元分析结果与基坑实际设计方案进行对比。结果表明,控制临近地铁基坑的分坑宽度在2倍的基坑挖深左右,可以有效控制基坑开挖对邻近建筑的变形速率和总变形影响。     

临近铁路坑中坑偏载基坑开挖支护结构受力与变形规律研究

为了研究坑中坑偏载基坑开挖支护结构性状,以某临近铁路的坑中坑基坑工程为依托,基于实测数据分析基坑的变形规律,并运用有限元软件对不同的设计方法进行计算分析。实测表明,坑中坑偏载基坑的超载侧墙体变形呈悬臂形,而欠载侧墙体上部为朝向坑外的逆向位移,下部朝向坑内位移。有限元分析表明： 忽略边坡开挖过程将边坡等效为分布荷载进行计算,将高估超载侧墙体内力,低估欠载侧墙体内力和第1道支撑轴力;按超载侧荷载进行对称计算将高估欠载侧围护结构内力;建议坑中坑偏载基坑支护结构设计考虑基坑整体性状和外坑开挖对内坑围护结构内力的影响,对两侧围护结构区别设计。     

预应力锚索咬合桩深基坑支护设计与施工三维数值模拟分析

以天水市成纪地下污水处理厂基坑支护工程为背景,采用三维有限元方法对预应力锚索咬合桩支护结构及施工过程进行了三维数值模拟分析。首先,考虑各种工况及复杂环境,建立三维有限元计算模型,建模时可以依据等效刚度原则将咬合桩加组合型钢腰梁共同受力围护体系用地下连续墙替代;其次,分别设置与实际情况相符的有超挖工况和正常施工的无超挖工况进行对比,分析了超挖对围护结构侧移、基坑变形及锚索拉力变化带来的不利影响。研究结果得到了基坑开挖过程中围护结构变形、弯矩及锚索拉力等数据的变化规律,对该围护型式下的基坑设计和施工具有一定的参考意义。     

竖向加卸载下邻近双端约束倾斜桩侧移规律试验研究

深厚软基上修建高路堤时,路基经常发生不均匀沉降、滑移甚至垮塌,必须探索有效控制措施。基于倾斜桩和竖直桩工程特性,提出在坡脚设置倾斜桩、桩顶部设置连梁方案。采用室内模型试验,对承压板进行3次循环加卸载,测试承压板侧面处顶端设置连梁、底端约束的倾斜双排桩的水平位移,研究高路堤荷载作用下坡脚倾斜桩水平位移变化规律。结果表明:加载过程中,桩顶和桩身水平位移均随地基侧向荷载增加而增长,增长率随加载次数增加而降低;第2次加载超过首次加载最大压力时,加载曲线沿第1次加载曲线的延长线发展,水平位移随着荷载的增大继续增加;卸载的初、中期,桩身的回弹变形均不敏感,卸载到0时才产生明显的回弹变形,说明加载所产生的变形均主要为塑性变形;桩顶与桩底回弹量均小于桩身中部,说明桩顶连梁、桩底约束嵌固约束了水平位移;地基侧向荷载一定时,在0°～9°范围内,桩顶和桩身水平位移均随倾斜角增加而减小;相同荷载作用下,负斜桩顶侧移小于竖直桩,与负斜桩主动承受桩顶水平荷载作用下桩顶水平位移大于直桩相反;实际工程中,坡脚桩采用底部嵌岩、顶部设置连梁的倾斜桩,更有利于抵抗滑移。     

上海某基坑超深地墙变形与接缝张开分析

超深地下连续墙变形所导致的接缝渗漏问题是上海软土地区超深基坑施工所遇到的典型难题之一。本课题结合上海北横通道某深基坑工程，运用Plaxis 3D 有限元软件通过计算分析基坑开挖过程不同工况下的地下连续墙的变形规律，以及基坑开挖过程中地墙变形与地下墙接缝张开渗漏的关系。结果表明：（1）当基坑开挖深度大于12m或20m两个临界点时侧向位移增长速度显著。地下连续墙的最大水平位移发生在基坑边的中点附近，向两侧逐步减小，这主要是基坑角部空间效应引起的。（2）地下墙接缝张开渗漏的危险点并不是发生在基坑中点最大侧向变形处，而是基坑边中部与角部之间、靠角部较近的位置。（3）即使对于较小尺寸的超深基坑，当开挖深度较大时，长边位移仍较短边位移有明显增大。本文结论对超深基坑开挖地墙变形与地墙渗漏控制具有指导意义。     

土岩复合地层吊脚桩支护结构力学分析与优化设计

为了更加安全经济地进行土岩复合地层中基坑工程设计,针对上土下岩复合地层中吊脚桩基坑支护结构的受力及变形特性进行研究。采用二维数值分析方法,建立土岩复合地层条件下吊脚桩支护基坑开挖模型,分别分析基坑开挖过程中吊脚桩支护结构内力、变形的发展过程,以及土岩弹性模量比RE、吊脚桩嵌岩深度t、岩肩宽度b与桩体受力、变形之间的相关关系。结果表明： 1）随着基坑开挖深度逐渐增大,桩身侧移增大且桩身最大侧移发生位置逐渐下移,最大下移幅度为土层厚度的17.5%; 2）当基坑开挖至土岩交界面时,吊脚桩桩身内力达到最大值,下部岩层的开挖使得桩身最大负弯矩减小27.5%; 3）当岩层弹性模量介于600 MPa和4 800 MPa之间时,最优设计嵌岩深度为1.5 m,最优设计岩肩宽度为1.5~2.0 m。     

渗流作用下花岗岩残积土地层深基坑变形研究

以广州新建珠三角城际轨道交通马头庄站基坑工程为依托,运用ABAQUS数值模型模拟降水变形与开挖变形从降水开挖引发的耦合变形中分离出来,研究该类特殊地质条件下地下水渗流对深基坑的作用机理及其影响因素。研究结果表明:各阶段降水对围护桩的影响方式有所区别,且第一步降水对桩顶位置的影响更大;当距围护结构1.95He范围以外时,降水期间沉降几乎占据了地表总沉降的80 %以上,其数值不可忽略;坑外土体最大竖向变形位于地表以下,部分土层存在着拉伸变形;止水帷幕深度的加深会引起围护桩侧移与地表沉降增大,需合理选取止水帷幕参数。     

地铁深基坑变形监测分析

以某地铁深基坑围护结构为背景，采用现场监测数据与Origin数据分析软件相结合的方法，对灌注桩桩体水平位移、地表沉降量的变化规律进行了研究。发现灌注桩桩体水平位移变形曲线由“悬臂型”向“抛物线型”发展，且桩体最大水平位移的位置随基坑开挖深度增大而下移；地表沉降变形曲线呈“凹槽型”分布，沉降最大值发生在临近基坑土方开挖完成阶段，且最大沉降点位于坑壁外12 m处，工况Ⅱ，工况Ⅲ，工况Ⅴ的开挖对地表沉降影响较大。     

基于CFD-DEM耦合分析暴雨作用下砂土深基坑灾变研究

基于CFD-DEM耦合数值模拟方法，结合工程实例，通过变参数分析手段研究了暴雨作用下砂土深基坑的灾变模式，并归纳了基坑底部隆起量、围护结构变形量等变化规律。研究结果表明:暴雨最大渗流速度发生在挡墙墙底处；暴雨渗流作用下，基坑内侧靠近支护结构的土体发生隆起，范围逐渐向横向和竖向发展，挡墙产生侧向位移，最终发生踢脚破坏；深基坑挡墙侧向变形和坑内土体的隆起变形均随降雨量和雨量标准差增加而呈增大趋势；暴雨渗流造成的坑底隆起主要发生在挡墙至坑内0.5倍开挖深度范围内。     

格形地连墙侧向变形特性的实测分析

以格形地连墙为研究对象,分析了其作为自立式挡墙结构的受力作用机理,设计了深水池基坑开挖阶段的监测方案,给出了针对性的监测频率与报警值,并且对基坑开挖过程的格形地连墙变形特性实测值进行了深入分析。研究表明:前、后墙的墙体侧向变形曲线趋势非常相似,最大变形值均在墙顶;随着开挖深度的增加,侧向变形量趋于收敛趋势;至基坑底部以下时,墙体侧向变形明显减小,地下墙底部的侧向变形为最小值。横隔墙较前、后墙长度较短,其墙底的变形收敛性较差,横隔墙的变形量稍高于后墙的变形量。     

珠海地铁横琴站软土深基坑的变形分析

以珠海城际轨道交通工程横琴站基坑施工为背景，对基坑开始开挖到顶板浇筑完成的整个过程进行实时监测，重点分析研究轨道交通车站深基坑的围护墙位移变形、支撑轴力等随基坑挖深和时间的变化规律，并对比了同一基坑，不同里程段，不同支护形式下的基坑变形特点，探讨了基坑变形过大的因素以及控制变形的措施和建议。     

深基坑桩锚支护体系桩身内力及变形监测分析

依据西安市高新区某桩锚支护式深基坑支护桩内力和侧向位移的监测数据,对支护桩桩身内力与变形的变化规律进行了对比分析,得到了桩身弯矩和位移沿深度方向的分布。分析结果表明:随着基坑开挖深度的增加,支护桩的桩身弯矩值以及桩身向基坑内侧方向的位移不断增加,桩身弯矩最大值出现在基坑开挖底面以下,反弯点沿桩身向下移动。锚索锁定后对桩身内力与位移的作用显著,减小了桩身弯矩,限制了桩身位移的增加;空间效应在基坑开挖过程中,对桩身内力与位移产生影响,基坑中间支护位置桩身的最大弯矩值与位移值明显大于其他支护位置,分析结果可对基坑的进一步施工提供参考。     

基坑分区开挖对邻近大直径越江隧道影响的数值模拟与现场实测分析

为研究基坑分区开挖对邻近越江隧道保护的有效性,以上海市西藏南路双线越江隧道附近绿谷一期基坑工程为依托,首先采用有限元法建立数值模型,分析基坑分区与不分区开挖对地下连续墙位移和既有越江隧道收敛变形的影响。然后根据现场监测数据,研究基坑分区开挖下既有越江隧道和地下连续墙的变形规律。结果表明： 1）采用分区开挖的方式,地下连续墙最大位移减小23.9%,邻近越江隧道最大竖向位移减小35.4%,分区开挖施工对距离较近隧道的保护效果更好; 2）对于面积较大的分区,其开挖导致的地下连续墙变形更大; 3）既有越江隧道在基坑施工过程中发生了斜向压扁的不规则收敛变形,地下连续墙最大水平位移对邻近隧道的收敛变形具有一定的预测作用。     

海域围堰复杂地质深基坑支护的变形规律分析

为有效控制上软下硬地质条件下海域围堰围护结构的变形，以汕头苏埃通道工程始发井及后配套基坑为依托，对基坑施工中围护结构水平位移、混凝土支撑轴力、地面沉降等项目进行全过程监测，分析围护体系的变形受力与开挖工序的对应关系。主要研究与结论如下： 1）围护结构的最大水平位移的发生位置随基坑开挖深度增加逐渐下移，围护结构水平位移与支撑轴力最大值都位于基坑中下部位置，且二者都表现了基坑西侧大于基坑东侧； 2）基坑周边未加固段地表持续沉降，加固段的地表沉降较小； 3）建立综合监测预警机制，对基坑施工薄弱部位提出预警，信息化指导施工，保证了基坑的施工安全，为后续类似地质条件下基坑支撑体系提出了优化建议。