葫芦形锚碇基坑开挖中地下连续墙施工监控关键节点研究

葫芦形地下连续墙作为一种新型基坑支护结构,没有相关理论及实际经验可供借鉴。文中利用有限元软件对葫芦形基坑开挖过程进行仿真模拟,由计算分析结果指导现场监控测点布置,通过现场实测数据与理论计算结果对比,分析锚碇基坑开挖中地下连续墙位移、应力和内衬应力监控关键节点。     

圆形深基坑围护结构优化设计研究

为深入研究圆筒状地下连续墙的内力和变形特征,建立实际风井工程的三维有限元力学模型,重点分析不同地下连续墙接头刚度、分幅形式以及坑底加固混凝土标号等因素对施工期整个围护结构内力和变形的影响。研究成果表明:1)地下连续墙接头刚度的变化对圆形围护结构的受力和变形的影响不甚明显,接头刚度越小,地下连续墙位移稍许增大,内力变化很小;2)地下连续墙分幅数的影响较为明显,槽段设置24幅与15幅相比,围护结构产生的变形和内力较小;3)工作井底板下部混凝土标号越高,墙体所受的内力和变形越小,并由此提出合理的支护技术参数和措施。所得结论表明,风井基坑在土体开挖及盾构破井过程中的稳定性符合安全要求。     

鸿福路站深大基坑施工力学特性研究

运用FLAC3D对东莞市快速轨道交通R2线鸿福路站工程的开挖支护进行数值模拟,分析地下连续墙周围土体的沉降和水平变形,以及内支撑的轴力情况。同时,结合现场实际的施工情况以及监测结果,进行模拟结果验证。结果表明:运用FLAC3D模拟分析的结果与现场施工情况基本一致,可以很好地再现实际施工情况。     

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。     

泥质粉砂岩地层基坑桩锚支护数值模拟分析

针对特定的泥质粉砂岩地层,以某地下二层双岛四线换乘地铁车站为依托,运用midas GTS软件对支护体系进行模拟分析,并将模拟结果与实测结果进行对比。结果表明:基坑开挖后,表层土体以拉应力为主,深层岩土体以压应力为主,在坑脚位置出现应力集中现象,其应力是周围岩土体应力的3倍;围护桩+预应力锚索复合式支护体系中,变形最大的位置是围护结构顶部,与实测结果吻合度较高,第二层锚索比第一层锚索锚固效果好,实测锚索受力与模拟锚索受力一致。模拟结果显示,围护桩自身内力较小,因此,在复合式支护体系中,围护桩骨架作用较为明显,受力机理主要通过锚索拉力提供力矩保持边坡稳定。     

深基坑在组合支护下的三维模拟及监测分析

深圳汉国深基坑工程,为确保安全,采用了桩撑(包括圆形内支撑)和桩锚的组合支护结构.通过三维数值模拟,同时结合在施工开挖过程中的监测数据,对桩锚撑组合支护结构的内力以及变形规律进行分析和总结.结果表明:灌注桩桩顶位移及内力计算值与模拟值差距较小,其发展趋势基本一致,三维有限元计算结果可信.三维有限元模型可以较好地考虑地下空间效应对支护结构内力及位移的影响.监测结果表明:组合支护结构能够确保深基坑工程的安全.     

圆形地下连续墙支护深基坑结构受力特点及对比分析

结合外径73m、壁厚1.5m、深61.5m、开挖深度45.5m的圆形地下连续墙支护基坑工程实例,介绍了圆形基坑支护结构的受力特点,对比分析了影响结构受力的诸因素及其敏感程度。所得结论为此类型基坑支护结构设计和施工提供了理论依据和实践参考。     

基于冻结法的复合围护墙温度及受力变形特征分析

随着城市地下空间大力发展,既有隧道与新基坑的交叉位置通常会造成地下连续墙的不连续,引起地下水渗流、挡土能力不足等问题.以上海某地铁车站深基坑开挖工程为例,基于人工冻结法构造复合围护墙,实现加固土体和防水密封的双重效果.结合有限元分析方法模拟得到隧道周边土体温度分布情况,开展现场监测研究"冻结法+地下连续墙"复合围护墙的受力和变形特征.通过计算弯矩来评价冻胀对地下连续墙的不利影响,并提出墙体抵抗负弯矩的加固要求.     

邹城市30m桥上跨铁路立交桥工程基坑防护

邹城市30m桥上跨铁路立交桥主桥18号墩临近既有京沪铁路线,基坑开挖前必须对基坑进行支护。针对基坑为圆形这一"特殊"条件,基坑防护设计为圆筒形地下连续墙。圆筒形地下连续墙具有空间"拱效应",以环向受压为主,结构受力合理;相比原方案设计的钻孔桩方案结构的整体性更好,入土深度浅、施工快速,应用在此项工程中降低了工程造价,节约了工期,为工程的顺利实施创造了效益。     

上海某泵房基坑“两墙合一”地下连续墙设计

详细阐述了上海市杨浦区民星南排水系统工程中主体泵站地下连续墙基坑设计,介绍了异形平面地下连续墙布置、钢筋混凝土支护结构与泵房主体结构一体化设计,采用启明星软件对地下连续墙的内力进行了计算分析、对深基坑的变形进行了验算、对深基坑施工对周边环境的影响进行了分析。理论计算分析和施工监测结果表明,设计的基坑安全可靠,施工对周边影响得到了有效的控制,为深基坑地下连续墙的设计和施工提供参考和实践经验。     

矿山法隧道与车站小角度斜接施工研究

为验证以色列红线轻轨东标段8号线矿山法隧道与Em Hamshavot车站12°斜接施工方案的可行性和安全性,利用三维有限元软件和刚度等效理论对车站接口、地下连续墙、不规则C型断面以及邻近4号路挡土墙的稳定性进行研究和分析,同时辅以监测数据进行校核。研究结果表明:有限元位移计算值小于实际监测值,实际监测值小于结构允许值;隧道开挖对挡土墙前排桩基影响较大,但其最大拉应力值仍小于其自身混凝土的抗拉强度;土体对墙梁的最大压应力为0.84 MPa,土体与墙梁间的剪应力最大值为0.29 MPa,超出二者粘结参数40 k Pa,其相互作用不能简单的由墙体或者土体自身来平衡,而是需要横支撑对其进行平衡;隧道开挖过程中,洞口处地下连续墙的压应力增值较大,但仍在混凝土自身抗压强度范围之内。墙梁的拉应力超出混凝土自身抗拉强度,但提供拉应力所需的钢筋量远小于墙梁实际配筋量。     

明挖公路隧道基坑钢支撑轴力监测与数值模拟分析

为研究深基坑开挖过程中钢支撑轴力的变化情况,以沈阳市南北快速干线隧道深17.8 m基坑工程支护体系中横向钢支撑为研究对象,对基坑开挖过程中的轴力变化值进行现场实时监测,并采用有限元软件MIDAS/GTS对不同工况下的钢支撑轴力进行模拟研究,得出各道钢支撑的轴力云图及变化规律。结果表明： 1）随着基坑开挖深度的增加,坑壁主动土压力逐渐增大,使得每道钢支撑轴力在短期内均呈线性增长趋势; 2）同一断面钢支撑全部架设完成后轴力有所衰减,其原因之一是连续墙后的土体发生了流变现象,使得土体应力重新分配并达到新的平衡。     

数值模拟在土钉支护公路边坡工程设计的应用

采用岩土工程分析软件,结合某公路边坡开挖的具体实例,对土钉支护进行数值模拟,对边坡开挖和土钉支护过程中的土体位移场、应力场及土钉的受力变化等进行了模拟与分析.结果表明计算值与实测值较为接近,建立的计算模型对土钉支护的受力变形分析是适用的.同时,在改变模型参数的基础上初步探讨了土钉长度、土钉倾角对边坡位移与土钉最大轴力的影响,得出了一些在土钉支护工程中可资应用的结论.     

基于AM桩盖挖逆作地铁车站施工力学有限元分析

盖挖逆作地下结构施工过程中，地下连续墙水平位移及各围护结构之间差异沉降过大，均会对结构造成不利影响。为解决围护结构之间差异沉降的控制难题，探索施工过程中结构的受力规律，以某采用盖挖逆作法施工的大型地铁换乘车站为研究背景，采用通用有限元软件ABAQUS进行数值模拟，研究盖挖逆作地下结构施工过程中结构受力及变形规律，计算分析施工过程中地下连续墙的变形、地下连续墙与相邻立柱桩的差异沉降、AM桩轴力分布情况，探讨运用AM桩对控制结构隆起和差异沉降的优势。结果表明： 1）楼板在施工过程中起到了良好的支撑作用，有效限制了地下连续墙的变形； 2）差异沉降随施工进行逐渐增大，在开挖底层土体时达到最大值，此为最不利工况，应及时进行封底； 3）在桩长和桩径参数相同的情况下，与等直径桩相比，采用AM桩能够有效减小结构的隆起以及差异沉降。     

深厚软土地基条件下基坑围护结构设计优化方案

针对佛山地区的深厚软土地基,以荔村站地段基坑开挖为例,分析了基坑围护结构计算模式,根据基坑开挖工况和施工顺序,按作用在弹性地基上的竖向弹性地基梁模型逐阶段计算其内力及变形。对深厚软土地基条件下基坑围护结构选型进行了分析,基坑采用地下连续墙加内支撑的支护形式和明挖法施工。拟设了基坑围护结构尺寸,运用理正深基坑支护结构设计软件进行计算,分析了基底加固深度、连续墙嵌固深度和支撑间距条件对基坑整体抗滑动稳定性、抗倾覆稳定性和抗隆起稳定性、围护结构水平位移和内力的影响,优化了满足地质条件和设计要求的围护结构设计方案。     

路堑边坡桩锚支护施工过程数值分析

对长沙市某桩锚支护路堑边坡的施工过程进行数值模拟，分析研究边坡开挖对周围土体变形、支护结构变形及受力的影响。结果表明:桩顶的位移先向边坡土体变形，再向坡前临空面变形；边坡开挖后坡顶的小土坡在其坡面中点高度处产生的y向位移最大；边坡开挖对坡顶的6层建筑物无太大影响；边坡土体开挖后在开挖面的中部和边缘处会出现较大的地表隆起；开挖面以上桩后各点的土压力随着开挖高度的增加出现先增大后减小的现象；第1～3排预应力锚索自由段的轴力是随开挖高度增加先减小后增大，而第4～6排预应力锚索自由段的轴力仅有增长的趋势，最终锚索的最大轴力均小于初始预应力值。     

大断面古土壤隧道围岩压力分布规律及支护结构受力特征分析——以银西高铁早胜3号隧道为例

银西高铁早胜3号隧道位于甘肃省宁县境内，为国内首条穿越古土壤地层的隧道。为研究隧道穿越古土壤地层时围岩压力分布情况及支护结构受力变形特征，通过在隧道相同里程布设压力盒、表面应变计和钢筋应力计等传感器，对围岩压力、初期支护受力变形情况进行长期现场监测，并将监测结果得到的频率值换算为力值或应变，最后对数据进行分析。结果表明： 1）对于三台阶七步开挖法，围岩压力大致经历了急剧变化-缓慢变化-平稳变化3个阶段，三台阶七步开挖的施工工法决定了相同里程先开挖一侧围岩压力明显大于后开挖一侧； 2）钢拱架呈现三维受力状态，相邻2榀拱架间轴力以受压为主，支护结构的完整程度以及与混凝土的协作关系直接影响轴力变化情况； 3）拱脚应变的最大值主要集中在上台阶和仰拱底部附近。     

锚碇基坑嵌岩地下连续墙施工监测研究

该文介绍了某大型悬索桥的锚碇基坑的施工监测技术。在该项目施工时,对基坑开挖过程中的嵌岩地下连续墙变形发展和应力水平进行了实时控制,根据实测数据总结了嵌岩支护结构的受力机理并提出了合理的设计建议。     

基于里兹法的圆形地下连续墙受力分析

针对圆形地下连续墙基坑开挖受力过程复杂且采用有限元通用程序计算效率低的问题,分析了墙体承受的内衬环向支撑力、坑外水平土压力荷载、坑内水平地基反力计算方法,基于轴对称荷载作用下柱壳的三维弹性力学基本方程,建立了圆形地下连续墙墙体的形变势能、内衬弹性势能、水平土压力势能、水平地基反力弹性势能等的计算公式,从而得到了求解墙体位移问题的泛函;引入单傅里叶级数作为求解位移的试探函数,根据变分原理对试探函数的待定参数进行全微分,得到了待定参数的求解方程组;同时,给出了各种边界条件下的待定参数方程组,从而得到了圆形地下连续墙的里兹解法;最后采用里兹法和有限元法对外径73m的黄埔大桥北锚碇圆形地下连续墙进行了分析对比。结果表明:里兹法与三维弹性地基板法有限元计算的施工阶段最大位移仅相差0.49%,最大弯矩仅相差1.2%,计算结果几乎一致,尤其是位移曲线几乎完全重合,说明了里兹法方法的正确性,且其有很高的计算精度;算例中里兹法计算的未知数为17个,而有限元计算节点数为40 075个,未知数为240 450个,可见里兹法计算效率非常高,非常适合编制小型程序求解;研究结果为圆形地下连续墙受力研究提供了一种新方法,可广泛应用于工程设计。     

数值模拟在土钉支护公路边坡工程设计的应用

采用岩土工程分析软件，结合某公路边坡开挖的具体实例，对土钉支护进行数值模拟，对边坡开挖和土钉支护过程中的土体位移场、应力场及土钉的受力变化等进行了模拟与分析。结果表明计算值与实测值较为接近，建立的计算模型对土钉支护的受力变形分析是适用的。同时，在改变模型参数的基础上初步探讨了土钉长度、土钉倾角对边坡位移与土钉最大轴力的影响，得出了一些在土钉支护工程中可资应用的结论。