基坑施工对近邻既有铁路线的影响研究

针对和融地块基坑工程施工，运用有限元软件Plaxis 3D对施工过程进行模拟，分析开挖过程对近邻天津地下直径线、京津城际铁路及津山线的影响。结果表明:对于土体位移，地表沉降随着基坑开挖深度的增大而逐渐增大，当开挖至坑底时达到最大，坑外土体变形随着与地连墙距离的增加而逐步增大，达到最大值之后，随距离的增加呈减小趋势；对于既有铁路线结构，变形主要由基坑方向水平位移与竖向位移控制，二者均随着基坑开挖深度的增加呈增大趋势，在靠近侧基坑开挖阶段，位移增幅最大；当基坑开挖至坑底时，既有铁路线结构位移达到最大，且均小于控制值，满足规范要求。     

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PLAXIS 3D技术的深基坑开挖对既有地铁结构影响分析

运用PLAXIS 3D有限元分析软件,对邻近既有地铁结构的某工程基坑开挖过程进行了模拟,分析了在开挖过程中地连墙位移的变化规律及开挖对既有地铁结构变形的影响。结果表明:基坑开挖会引起基坑长边中间部位的坑外地表发生沉降;基坑开挖至坑底后,围护结构的变形模式为“内凸型”,最大水平变形发生在基坑长边中间部位的坑底附近。     

某基坑工程分步开挖竖向位移数值模拟分析

结合某基坑工程实例,基于有限元软件对开挖过程中的基坑竖向位移进行数值模拟计算分析。结果表明,在基坑分步开挖的过程中,基坑竖向位移的最大值出现在基坑坑底中心位置；基坑竖向位移随开挖深度逐渐增大,最大值为60.1 mm,为基坑深度的4.32‰,符合规范要求（3‰~5‰）,能满足基坑竖向位移在施工过程中的需要。     

软土地区坑中坑对悬臂式支护结构的影响研究

在软土地区,坑中坑对基坑工程的安全性影响较大。结合某基坑工程实例,分析了坑中坑对悬臂式支护结构水平位移的影响。计算结果表明:对于软土地区的悬臂式支护结构,当内坑与支护结构的距离在一倍的基坑开挖深度范围内时,内坑对支护结构的水平位移影响较大,且内坑离支护结构越近,影响越显著。增大支护结构的刚度,对支护结构水平位移的影响并不明显。     

交通枢纽换乘站深基坑开挖对近邻高架桥安全敏感度分析

以洛阳龙门—换乘站基坑工程为依托，运用Midas-GTS/NX有限元软件建立地层—高架桥三维实体模型，提出桥桩变形理论计算公式，对近邻桥桩和支护桩水平位移及基坑自身位移变形特性进行分析。结果表明：理论计算预测开挖前桥桩最大变形为5.47 mm,与模拟值5.86 mm相比，较为相近；在桥桩约为8 m处，变形达到最大，其值为5.86 mm,小于控制标准值(10 mm);在基坑施工时两侧支护桩向基坑内侧弯曲，位移峰值逐渐下移，开挖结束后位移变形达到8.41 mm和8.5 mm;基坑变形以竖向隆起变形为主，开挖结束后隆起量达到67.92 mm,是最大水平位移变形的5.96倍；结合数值模拟与现场实测对比，验证了“钻土灌注桩+内支撑”支护方案在交通枢纽换乘站基坑施工的适用性。     

苏州软土地区地铁基坑墙顶竖向位移变形特性分析

软土地区地铁车站深基坑开挖卸载,坑底土体回弹对地连墙产生向上的侧摩阻力,使地连墙产生竖向位移。在不考虑墙体自重和下卧层起伏的条件下,依据残余应力法和Boussinesq解,推导出地连墙竖向位移的计算公式。结合苏州地铁3号线星港街站基坑开挖的土层参数与监测数据,利用Midas GTS有限元软件建立三维数值模型对比分析,探究深基坑开挖卸荷作用对围护结构变形特性的影响规律。研究发现:理论计算公式符合工程实际情况,具有应用价值;地连墙竖向位移量随着基坑开挖深度的增大而增大,最大隆起(0.06%～0.09%)H,其中开挖第4层土体时,地连墙隆起速度最大;建议在软土地区深基坑支护结构设计时考虑到卸荷效应。     

新建基坑对邻近在建地铁车站结构的影响研究

以南京地铁7号线在建永初路站旁某新建基坑开挖为工程背景,根据该工程的施工方案和地质情况,采用MIDAS GTS-NX软件构建三维有限元模型,通过对基坑开挖过程中在建地铁车站变形的模拟,得到车站水平位移、竖向位移、侧墙弯矩和周边地层竖向位移的分布规律;通过将基坑开挖过程中控制点的变形值与实际监测数据进行对比,得出采用现有施工方案,基坑开挖过程中在建地铁车站关键控制点的变形均满足规范要求,并在此基础上提出了减小基坑开挖和地铁施工之间交互干扰的措施。     

桩撑支护软土深基坑大变形固结有限元分析

结合广州某桩撑深基坑支护工程,运用ABAQUS有限元软件,对基坑进行考虑渗流作用的大变形固结研究,分析了基坑开挖过程中,支护桩桩身和坑后土体的水平位移、坑底隆起量、周边地表沉降量、支撑轴力及支护桩弯矩等的变化规律.结果表明:大变形固结有限元分析得到的桩身水平位移等变形值与实测结果吻合较好,由于考虑了渗流作用模拟值略大于实测值;大、小变形分析得到的支护桩桩身弯矩结果比较接近,二者相差0.1 %左右;支撑轴力的大变形模拟结果与实测结果相差不大,轴力的变化规律和开挖过程相吻合.大变形固结分析,能很好地模拟基坑开挖过程中土体和支护结构的真实性状.     

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。     

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。     

筒式基坑开挖变形特性及稳定性分析

为研究井筒式基坑开挖变形特性和坑中坑开挖对基坑整体稳定性的影响，以哈尔滨省委广场井筒式地下停车场为工程背景展开分析。首先，对井筒式基坑的变形监测方案及结果进行评述。然后，采用有限元软件MIDAS/GTS建立井筒式基坑的有限元计算模型，与监测结果对比验证计算模型的准确性； 在此基础上，探讨井筒式基坑施工过程中的环向拱效应演变规律，并对基坑直径和围护桩桩径等影响因素进行参数化分析。最后，基于强度折减法对井筒式基坑坑内的二次开挖进行分析，研究内坑的平台宽度和深度对基坑稳定性的影响。结果表明： 1）现场实测的桩体水平位移最大为3.5 mm，最大沉降量为11.6 mm； 2）圆形基坑的环向拱效应可以采用土体的中主应力矢量图进行表达，随着基坑开挖深度的逐步增大，其环向拱效应作用的土体范围也逐步扩大； 3）当内外坑开挖深度比为0.44时，需考虑内坑开挖对基坑稳定性的影响。     

上跨城轨段基坑开挖安全性模拟及施工控制

随着我国基建规模扩大,大量明挖基坑上跨既有地铁线路,基坑卸荷势必对下方地铁线路及支挡结构造成不利影响,评估基坑安全是施工面临的重要难题。文中以十字门隧道为依托,采用数值模拟的方法建立隧道-支护有限元模型,模拟隧道上浮量、管片裂缝和围护结构位移变形规律。研究结果表明:(1)珠机城轨结构上浮量及H形桩墙各个方向位移随基坑开挖深度加大而增加,但隧道竖向和水平位移均小于规范限值20 mm,隧道管片接缝张开量小于控制值3 mm;(2)基坑开挖后及时施做底板可有效阻止隧道管片上浮,且对管片有50%的回压作用;(3)采用MJS工法对坑底进行门式加固且分两仓开挖可有效控制坑底隆起。     

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。     

堆载对明挖隧道基坑围护结构的影响

依托郑州市冀州路明挖隧道基坑施工,采用有限元分析软件建立三维数值模型,研究堆载对基坑周围土体沉降、坑底隆起及桩身水平位移的影响,结果表明：基坑周围土体沉降、坑底隆起变形及桩身水平位移均随基坑开挖而逐渐增大;基坑围护结构的变形量均在设计控制范围内,在该施工条件下,基坑结构整体安全。     

紧邻道路基坑土钉墙支护方案及施工过程地层变形分析

福州市某电力缆化工程位于二环路金鸡山隧道口的车道隔离绿化带上,基坑开挖的红线紧临市政干道,交通与基坑开挖过程的相互影响较大,变形要求较为严格。在介绍该基坑的支护设计方案的基础上,以二维有限元软件为工具,分析基坑施工过程中周边地层的变形规律。数值模拟结果显示,虽然坑顶最大的位移量达到了65.0 mm,超过了30 mm的变形控制标准,但距离坑顶2.4 m以外的道路路基沉降量则为29.0 mm,小于30.0 mm的沉降控制目标,可认为基坑开挖引起的地层变形不影响道路安全,基坑实际施工过程监测得到的沉降数据也与分析结果相吻合。数值分析结果指导了该基坑工程的设计和施工,同时也可为类似工程建设提供参考。     

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。     

邻近深基坑工程地铁结构位移现场监测与数值模拟分析

以天津市某工程为背景,采用有限元分析方法,对地铁隧道管片和车站结构的位移进行计算,并与现场实测结果进行对比,以此来研究基坑开挖施工对地铁结构的影响。研究结果表明:基坑开挖过程中地铁结构产生了一定的水平和竖向位移,其中,隧道管片的位移大于车站主体结构的位移;数值模拟结果与现场实测数据变化趋势基本一致,数值比较接近,二期基坑顶板施工完毕时,隧道管片水平位移最大实测值和模拟值分别为-3.91,-4.97 mm,竖向位移分别为-3.02,-3.41 mm,模拟结果与实测数据均在变形控制标准之内;基坑开挖过程中,隧道管片水平和竖向位移均呈现出两端小、中间大的抛物线变化趋势,最大值出现在邻近基坑开挖侧隧道管片位移监测区段的中点处。     

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。     

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。