开挖尺寸效应对基坑稳定性的影响分析

国内规范最主要的基坑抗隆起稳定性计算方法为圆弧滑动法,其假定滑动圆弧的圆心位于最下道支撑与围护墙的交点,但未考虑基坑开挖的尺寸效应,导致窄基坑设计偏于保守。为综合分析各种基坑抗隆起稳定性计算方法的差异性,研制基坑稳定性分析软件,并利用有限元强度折减法对各种计算方法进行对比分析。结果表明:基坑开挖尺寸对基坑抗隆起具有一定影响,相同条件下,开挖尺寸越小,其抗隆起安全系数越大,影响也更为显著,规范设计就越偏于保守;当增大开挖尺寸时,其对抗隆起安全系数的影响逐渐减小。     

既有盾构隧道上方基坑群开挖顺序优化研究

以珠海市海琴桥承台基坑群工程为背景,利用MIDAS/GTS有限元软件建立该基坑群工程的三维数值模型并优化基坑开挖顺序,分析4种不同开挖顺序引起的下卧盾构隧道竖向位移与地表沉降。结果表明:最优开挖顺序为3组对称间隔式开挖,能最大程度减小盾构隧道的竖向位移及地表沉降,即第一步开挖面积较大的1#基坑。     

侧方基坑开挖对盾构隧道的影响研究

为了研究侧上方基坑放坡开挖对盾构隧道的影响,利用FLAC3D建立三维数值模型,模拟轨道交通侧方基坑开挖的施工全过程,从盾构管片内力及模型位移等角度分析基坑开挖对盾构隧道的影响,并将数值计算结果与现场观测数据进行对比。结果表明,随基坑开挖深度的不断增加,盾构管片及基坑边坡水平位移不断增大,当基坑开挖至坑底时,基坑中部位置处盾构管片变形最大,管片拱肩位置处水平位移最大(为5. 24 mm),拱顶最大竖向隆起为1. 01 mm,拱腰最小曲率半径达482 690 m,管片拱肩位置处存在压应力集中(最大压力为3. 58 MPa)。当基坑内部结构施工完成后,管片水平位移量减小。为减小基坑开挖对盾构隧道的影响,基坑开挖至坑底后应尽快施作内部结构,有利于控制盾构管片变形。     

基坑开挖对既有盾构隧道的影响研究

为分析基坑开挖对既有盾构隧道的影响,通过数值计算软件模拟盾构隧道施工过程,得到基坑开挖前盾构隧道的应力状态;并以此为基础,进行基坑开挖对盾构管片变形与应力影响的全过程研究。结果表明,双排桩支护方式下,基坑开挖至坑底时,区间隧道距坑底最近的拱肩位置处变形最大,以水平位移为主,最大达6. 77 mm;管片竖向隆起量较小,最大值为1. 31 mm,管片拱肩部位存在一定的应力集中,最大应力达3. 52 MPa;管片拱腰部位X向应力较小,最大值为0. 3 MPa。随基坑内部结构的施工,盾构管片变形逐渐减小。依据变形、应力等控制指标,对最不利条件下管片位移、应力及曲率半径等参数进行安全影响评估,认为该工程条件下,基坑开挖对区间隧道影响较小。     

基坑开挖对既有地铁结构变形影响的研究

深圳市曦湾名苑基坑工程西侧紧邻已运营的地铁2号线车站和区间隧道,采用 MIDAS-GTS 有限元软件建立三维数值分析模型,对基坑施工的全过程进行动态模拟,研究了基坑采用咬合桩、支护桩和止水帷幕结构施工时基坑围护结构与地铁结构变形的相互关系.研究表明:基坑采用钻孔咬合桩,围护结构的选型合理;采用钢筋混凝土支撑体系受力明确,基坑护壁的变形小于一级基坑限定的数值;土体变形与卸荷引起既有地铁车站与隧道的变形未超出安全限值;施工过程中应加强基坑监管和控制.     

宽大基坑开挖围护结构方案研究

针对乌鲁木齐市某交通枢纽车站宽大基坑开挖的地质特殊情况及周边环境的复杂情况,分析了高压旋喷桩不能成桩的原因,并对比分析了高压旋喷桩与咬合桩围护方案的优劣,经现场试验,最终提出采用咬合桩对基坑进行围护的方案。     

基坑开挖对已建地铁站结构的安全性影响研究

研究目的:已建地铁站后续物业开发时,超大基坑施工过程对地铁车站结构的影响较大,为了保证地铁运营的安全性,本文运用数值仿真分析模型,研究了基坑施工过程土体应力、应变特征,分析了基坑开挖对地铁车站结构的影响,评估了地铁车站结构的安全性,对项目进行可行性分析,并给出建议措施。研究结论:(1)地铁车站后续物业开发会对车站结构及轨道产生不利的变形影响;(2)基坑开挖过程中,地层的变形主要出现在基坑底部,施工时,应制定合理的施工方案,遵循时空效应原则,避免大块土体开挖;(3)模拟过程中,基坑沉降对地铁车站的影响主要表现在引起局部应力集中,需要对施工过程的关键点进行合理的简化,以保证模拟的准确性和计算的完备性;(4)施工过程中需加强对近邻地铁车站结构的变形监控工作,以保证线路安全营运和施工的顺利进行;(5)本文根据实际工程进行分析研究,其成果可应用于地铁后续物业开发对已建地铁结构影响问题的处理。     

基坑开挖对邻近地下室影响的数值分析

在城市轨道交通建设过程中,基坑紧邻周边建构筑物的情况频现,为基坑开挖带来了很大困难,尤其是邻近地下室的存在,更对两侧土体的变形和沉降提出了严格要求,因此对开挖过程中地下室的变形及受力分析显得尤为重要。传统的基坑计算只能考虑周边为完整土体的情况,无法对存在地下室的情况进行全面分析。结合实际工程,采用有限元软件对邻近地下室的基坑开挖进行数值模拟,并结合数值计算结果提出针对性的保护措施,确保邻近地下室的安全。     

开挖卸载对相邻基坑围护结构内力的影响

上海铁路南站南广场内的35 kV地下变电所基坑紧邻已建成的轨道交通u线盾构工作井.为对这两基坑相互影响规律进行研究,选取相同尺寸、间距20 m的两基坑断面进行了有限元模拟,并与现场实测结果进行了对比,得到了土体开挖卸载对拟建基坑的影响比对已建成基坑的影响要大,且开挖卸载对内侧围护墙体的受力较为有利,对外侧围护墙体的受力较为不利的结论.     

南京粉土地区深大基坑开挖施工时空效应实测分析

以南京地铁5号线和10号线换乘车站深大基坑开挖工程为背景,对粉土地区基坑开挖时空效应展开研究。结果表明,与一般基坑工程相比,粉土地区深大基坑开挖对周围环境影响明显,表现出显著的时空分布特性：坑外地表沉降随时间表现为多阶段变化规律,在各阶段第二层土方开挖时沉降速率最大,总体沉降为长边沉降大、短边沉降小;受基坑开挖效应影响,地表沉降传递范围远高于2.2H(H为开挖深度);土体深层水平位移沿深度方向表现为类“抛物型”,侧移量表现为西侧变形大、东侧变形小,墙体最大侧移量控制在0.24%H以内;管廊沉降长边方向差异明显,在靠近基坑侧的测线存在显著的沉降差异,该种差异会使结构产生一定大小的剪切力和扭矩,造成结构、防水失效。     

基于自稳式钢支撑基坑支护结构的基坑开挖研究

建筑基坑开挖对周边地表及建筑物影响较大,且其稳定性难以控制。为此,本文提出基于自稳式钢支撑基坑支护结构的建筑基坑开挖方法。以某地铁车站基坑工程为研究对象,采用自稳式钢支撑基坑支护结构——双排围护桩与双排注浆钢管支撑相结合的支护模式,并布设针对建筑物、钢支撑和地表观测点,实时监测基坑开挖后邻近区域地表及建筑物沉降情况。结果表明:三个钢支撑极限承载力均达到1100 kN;采用自稳式钢支撑基坑支护结构邻近建筑物测点地表下沉幅度较小;基坑开挖对周边区域地表沉降影响存在时空效应,在地下水位较高条件下距离较近的周边建筑物受基坑开挖影响沉降显著。     

地铁基坑信息化开挖工法

深基坑工程中,事故时有发生,主要是因为对基坑开挖过程中的变形控制研究不足,对险情不能及时预报和采取相应的措施。北京市公路桥梁建设公司依托北京地铁10号线安贞门站—惠新西街南口站明挖区间工程实体,开展科技创新工作,并形成了"地铁基坑信息化开挖工法"。该工法对处理地层与基坑开挖,隧道施工与既有建筑物相互作用方面效果明显。能够有效地控制基坑变形及地表沉降,并能保证工期进度,有较强的社会效益和经济效益,对于今后类似工程施工有较强的指导意义。     

基坑开挖对邻近高铁路基变形影响的预测方法研究

依托软土地区某典型基坑工程,研究基坑开挖对邻近高铁路基变形影响的预测方法。结合该工程土体修正摩尔–库伦模型参数,建立96个不同工况下的有限元模型。通过对有限元计算结果的分析和拟合,推导能够综合考虑基坑开挖深度、支撑系统刚度和基坑距路基坡脚距离3个因素的高铁路基最大水平位移和最大沉降的简化计算公式,提出受基坑开挖影响的路基水平位移、沉降的预测曲线,并给出相应的预测流程。结果表明:在双对数坐标中,当基坑距路基坡脚距离相同时,路基最大水平位移与开挖深度的比值(δhmax/H)、路基最大沉降与开挖深度的比值(δvmax/H)均与支撑系统刚度ρ基本呈线性关系;可用图10中的折线ABC、图13中的折线DEFG分别预测路基水平位移、路基沉降;简化分析方法能较好地预测软土地区类似依托工程土层条件下受基坑开挖影响的高铁路基变形。     

基坑开挖对既有隧道的影响与支护方案对比研究

为研究基坑开挖时不同支护方案对既有铁路隧道的影响,本文通过MIDAS-GTS有限元软件进行分析建模,模拟在基坑开挖的过程中,地下连续墙支护方案与钻孔灌注桩支护方案下对既有铁路隧道的影响。计算结果表明,随着开挖的进行,地下连续墙方案中,隧道衬砌上的最大主应力值、最小主应力值和剪力值均小于钻孔灌注桩方案下的应力值;同时,地下连续墙支护方案中的隧道沉降量也明显小于钻孔灌注桩支护方案下的沉降量。可以得出结论,在基坑开挖过程中,地下连续墙支护方案更加稳定,要优于钻孔灌注桩支护方案。研究成果可为相似的工程施工提供参考。     

近轨基坑开挖对地铁隧道影响分析

以苏州某邻近运营地铁隧道的深基坑工程为背景,通过实测的轨道保护和基坑监测数据分析基坑不同分区施工对邻近隧道的影响。结果表明：①基坑施工影响范围内的隧道会向着卸载的方向移动,且位移量随着开挖深度的加大而增加,在基坑开挖结束一段时间达到峰值;②三维模拟计算的结果同实测数据较为吻合,数值模型的建立、岩土参数及计算方法的选取都较为合理,能够有效地反应基坑开挖施工对自身围护结构及周边环境产生的影响,进而指导现场施工;③模拟计算结果及实际的监测数据均表明基坑施工会对临近的地铁隧道在水平向及竖向的位移产生一定影响,但在施工方案和现场施工组织均正常合理的情况下,整体安全可控,影响有限。     

既有地铁隧道上方基坑开挖特性研究

基于长沙轨道1号线隧道上方的某地下空间开发工程案例,通过Plaxis 3D有限元软件对基坑开挖引起下方隧道结构变形以及管片内力进行数值模拟分析,研究每一开挖工况下隧道结构的变形以及管片结构的内力,并据此提出合理的分仓开挖宽度等施工措施。得出在此类基坑中,减小基坑一次性开挖暴露的隧道长度对减小下卧隧道的隆起量至关重要,并详述分仓开挖后基坑以及盾构区间的变形形态。     

基坑开挖方式对轨道交通结构变形影响分析

研究目的:随着城市的不断发展,城市内地铁线路的建设越来越多,不可避免地会有大量基坑建设紧邻已建或在建的地铁车站或区间隧道,地铁深基坑的开挖工程对周边已有地铁建筑的相互影响也日益突出。本文以苏州轨道交通1号线星海街站为例,通过对车站两侧基坑的两种不同开挖工况进行数值计算,分析基坑对称开挖与非对称开挖对已有轨道交通的变形影响,拟获取不同开挖方式工况下对既有地铁车站结构变形影响的基本规律。研究结论:(1)基坑开挖对地铁车站结构变形的影响主要体现在垂直地铁轴线方向的变形及竖向沉降;(2)相对于非对称开挖,基坑对称开挖对地铁车站结构的变形影响较小;(3)从对地铁车站结构变形影响最小化的角度来看,当具备对称开挖基坑条件时,建议采取两侧基坑同时开挖的方法;(4)本研究成果可为今后地铁安全评估提供参考。     

基坑开挖对下方地铁隧道影响数值分析

研究目的:与既有地铁隧道上下重叠建设的基坑工程日益增多,基坑开挖卸荷对下方既有地铁隧道的影响是该类工程中不可忽视的问题。本文结合工程实例,采用有限元软件进行数值模拟,分析基坑开挖深度、土层特性等方面对下卧隧道的影响,并总结基坑开挖卸荷对下方隧道在结构变形、内力等方面的发展态势和变化规律。研究结论:(1)当基坑开挖深度与下卧隧道覆土厚度之比大于0.5时,下卧隧道结构变形和内力增幅显著,下方隧道竖向位移与上方基坑开挖深度近似于呈线性变化;(2)土层弹性模量越小,隧道隆起量变化增幅越大;(3)隧道内力随着基坑开挖深度的增加呈现减小趋势,当基坑深度开挖至7 m后,由于隧道偏压作用逐渐显著,隧道结构内力呈现增长趋势;(4)本研究结果可为类似工程设计、风险评估与施工提供借鉴和参考。     

邻近既有边坡对基坑开挖影响的有限元分析

深基坑开挖和支护是岩土工程领域研究的热点和难点,如何有效控制基坑变形使工程既安全又经济,是近年来不断探索的重点。本文采用PLAXIS有限元计算程序,对厦门某地铁车站基坑开挖过程中,邻近既有边坡对车站基坑的影响进行了有限元分析,得出了分步开挖各个阶段基坑的位移变形规律。结果表明:有限元模拟能够对工程实际起到一定的指导作用;当基坑一侧存在既有边坡时,基坑开挖会产生一定的偏载效应,基坑可能会整体向既有边坡侧整体滑移;基坑支护过程中采取一定的工程措施后,能够有效的控制基坑的变形。