深基坑开挖对邻近边坡稳定性影响与控制

长沙地铁4号线黄土岭地铁站基坑南侧12m位置有一高8m的原状土边坡,且距坡顶11m位置有一栋7层砖混结构建筑物,为增加施工空间,将对坡脚位置进行削坡处理,削坡后边坡坡角高达75.0°,边坡削坡、基坑开挖对边坡稳定性和既有建筑物的影响不容忽视。该文以黄土岭车站基坑工程为依托,采用有限差分软件FLAC3D对削坡及基坑开挖支护进行数值模拟,分析削坡、基坑开挖对邻近边坡的影响,并提出保证边坡稳定的技术措施,通过数值模拟对控制措施可行性进行分析,最后通过实测结果分析边坡的加固效果。     

锚碇深基坑开挖过程边坡动态变形及稳定性演化规律研究

结合白洋长江公路大桥北岸锚碇深基坑边坡工程实际,利用理论分析和FLAC3D有限差分法基本原理,建立了有限差分程序FLAC3D数值计算模型,并通过实测数据对数值模型进行验证;通过数值计算应力场及变形场分析,得到了深基坑边坡工程岩体动态变形及稳定性演化规律;结合相关设计规范要求,对锚碇基坑边坡的稳定性进行评价。研究结果表明:锚碇基坑的放坡开挖方式以及支护措施有效地抑制了边坡的变形,且边坡的竖向位移主要集中在边坡坡顶和边坡的坡脚处,水平位移主要集中在边坡中下部的坡脚处;受基坑左右岸边坡放坡角度不同的影响,基坑开挖后不同方向的位移场变形并不对称,同时基坑两侧边坡坡脚处的变形值均较大,因此应加强坡脚处的稳定措施,同时应尽快回填边坡,完成锚碇的浇筑;结合极限平衡理论和强度折减法,研究了基坑边坡在有无支护两种工况下稳定性系数的变化规律,得到了支护后边坡安全稳定性有明显的提高,确定了边坡支护措施的合理性。     

基坑开挖对既有桥梁岸坡稳定性影响研究

公路既有桥梁附近基坑开挖可能对桥梁岸坡稳定性产生影响。结合工程实例,查明场区的工程地质条件;建立稳定性计算模型,采用刚体极限平衡法计算基坑开挖前后岸坡的稳定性;基于快速拉格朗日有限差分法(FLAC3D),建立数值模拟模型,模拟各种情况下边坡的应力场、位移及塑性区分布情况。根据上述方法计算分析结果,综合分析基坑开挖对既有桥梁岸坡稳定性的影响。结果表明,基坑开挖后,最不稳定部位均扩展至基坑脚,各断面的稳定性系数均有所降低,但在基坑开挖前后稳定性系数均大于1.3,边坡稳定;基坑开挖仅对桥墩边坡基坑外20m左右范围(2-4号桩8m位置)存在一定的影响,表现为应力重新调整、位移量较小;调节池基坑开挖对边坡整体稳定性及桥梁基础无影响,可不进行特殊处治。     

既有粉土质道路路基旁基坑开挖变形规律研究

平原水网区既有粉土质铁路路基旁进行基坑开挖将受到填方路基的超载、列车动载、高地下水位等因素的综合影响,极易发生基坑失稳。针对基坑不同开挖深度、距路基不同距离、不同列车行驶速度等参数进行了数值模拟,比较分析了不同工况下孔压、位移的变化规律以及影响范围,揭示了基坑侧向变形机理,为粉土路基旁基坑开挖支护设计提供参考。     

山区陡坡高填路基变形及稳定性研究

依托十堰某高等级公路高填方路基工程,采用数值模拟结合现场监测对三种施工方案的陡坡路基变形及稳定性进行研究。结果表明：陡坡高填路基沉降曲线呈“勺型”,路基各点沉降差异较大,采用开挖台阶和路基内部加铺土工格栅的措施对路基沉降量和沉降规律影响微弱;陡坡路基边坡水平位移先增加后减小,水平位移最大值出现在第二级边坡处,开挖台阶对路基边坡水平位移影响较小,采用路基内部加铺土工格栅的措施不仅有效减少路基边坡水平位移,还可增加路基整体稳定性。     

基于正交设计的多级边坡开挖方式优化

以湖南省武冈至靖州高速公路工程为依托,针对高速公路路堑边坡开挖方案的边坡开挖参数进行数值模拟,分析各个参数对边坡稳定性影响的规律,并运用正交法得到最优边坡开挖设计方案。结果表明:在一定范围内适当降低平台高度对边坡的安全系数的影响存在3个不同阶段;适当增加边坡平台个数和坡脚处平台宽度能提高边坡的稳定性;并通过正交法解决了实际边坡的边坡开挖优化设计问题。     

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。     

深基坑开挖后桩锚支护结构相互作用分析

在基坑开挖过程中,除了要保证基坑自身的稳定性,还要保证相邻建筑物和地下管线等设施的安全,因此,研究深基坑开挖后的变形及土体与支护结构稳定性至关重要。对此,以杭州市某深基坑工程为依托,采用现场监测和数值模拟的方法进行分析,得到基坑开挖后地表沉降、围护结构位移及锚索轴力变化和分布规律,并通过数值模拟对比,得到基坑开挖会对距坑边缘2到3倍开挖深度范围内的地表沉降产生影响,对1倍开挖深度范围内地表沉降影响较大。     

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。     

基坑开挖对紧邻既有铁路路基的影响分析

采用数值模拟的方法,分析了桥梁承台基坑在施工过程中对紧邻既有铁路路基稳定性的影响,指出铁路路基沉降主要集中在铁路路基下方及靠近开挖面一侧,靠近基坑中部的路基沉降量要大于一侧的沉降量,并提出紧邻铁路基坑的路基防治措施。其结论可为类似工程提供借鉴与参考。     

竖井开挖对路基变形影响的数值分析

该文通过数值模拟,分析了某竖井开挖对既有路基变形性能的影响。为了预测竖井开挖对路基变形的影响,分别计算了竖井开挖过程中和竖井开挖后移动荷载作用时路基的变形。分析结果表明,竖井开挖时引起路基变形较大,路基开挖后移动荷载作用时对路基的变形影响较小。根据计算结果,结合工程经验,路基开挖对路基的变形和列车的运行影响很小。     

软土地区顶管基坑开挖对高速路堤的影响分析

借助上海某顶管工程下穿高速公路项目,通过建立有限元模型分析基坑开挖对高速路堤的影响,通过数值模型与实测数据对比,变形规律基本相似,最大数值偏差在13%以内,模型具有一定的参考价值。工作坑距离路堤坡脚大于3倍开挖深度,路堤的变形非常微弱,可忽略。接收坑距离路堤坡脚2.6倍开挖深度,路堤有了明显的变形。建设条件允许时,基坑距离高速坡脚的距离宜控制在3倍开挖深度以上。当基坑距离路堤小于3倍开挖深度时,建议硬路肩做适当坡面防护等加强措施。     

临近既有公路深基坑边坡的稳定性分析与处置措施研究

依托四川南江县某临近既有公路深基坑边坡的失稳事故,利用有限差分法模拟地下水渗流情况下基坑开挖过程中位移与剪应变的变化,并与无地下水的情况作对比。研究结果表明:无论是否存在地下水,基坑边坡的最大竖向位移都出现在坡顶,水平位移随着开挖深度的增加而增大;地下水渗流情况下,水平与竖向位移均明显增加,基坑边坡滑移现象比无地下水时出现得早;考虑地下水渗流情况下的数值模拟结果与实际工程失稳破坏的现象几乎吻合,理论上证明了地下水渗流是基坑边坡事故发生的主要原因。在边坡失稳分析的基础上提出了边坡加固整治措施,确保了基坑的顺利开挖。     

富水砂卵石层深基坑近接建筑物安全施工控制技术研究

依托某一典型富水砂卵石基坑工程,通过数值计算对近接建筑物地铁基坑开挖过程中基坑渗流及建筑物沉降进行了分析,并基于现场注浆试验得到合理的基坑基底注浆加固方案,最后通过基坑施工现场实测分析了加固措施的有效性。研究结果表明:富水砂卵石地层深基坑施工会导致在基坑开挖深度范围内及基底一定区域内形成明显的降水漏斗,造成基坑外水位大幅下降且在坑角处渗流最为显著,极易影响基坑边坡稳定性;基坑施工引起的建筑物沉降大,极易导致建筑物发生不均匀沉降破坏;富水砂卵石地层注浆孔距应控制在1.8 m左右,以保证孔间土体能够加固密实;基坑底部采取注浆加固措施能有效地减小基坑施工对建筑物的影响,基坑开挖结束时建筑物最大沉降值为-8.56 mm,工程顺利完成;研究成果可为类似基坑工程施工提供一定依据。     

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。     

基坑开挖对既有公路隧道的影响分析和保护措施

昆明轨道交通某地铁车站基坑开挖上跨某高速公路隧道,基坑坑底距隧道拱顶的最小距离为8.0 m,基坑南侧为高陡边坡,环境复杂,施工风险大。为研究基坑开挖对下卧大跨公路隧道结构的影响,提出了考虑土中残余应力和基坑支护结构影响的附加应力计算方法,建立了隧道隆起变形分析的解析计算模型和三维数值模拟验证模型,分别计算了无隧道保护措施、采取地层加固、同时采取地层加固和抗拔桩3种不同工况,研究不同保护措施下隧道附加变形和附加内力的大小、分布形态及其变形控制效果,并与实测结果进行了对比分析。结果表明:隧道附加变形的解析解和数值模拟结果接近,且与实测值吻合较好。基坑开挖对下方公路隧道的影响大,导致隧道出现不均匀纵向隆起变形并明显改变隧道结构受力大小和分布形态,影响范围约4～5倍基坑开挖宽度。注浆加固措施对控制隧道隆起变形和附加内力的效果明显,而设置抗拔桩的效果稍弱。隧道保护措施的改变对隧道结构内力分布形态的影响小。     

基坑开挖对周围建筑物位移的影响研究

基坑开挖会对周围建筑物结构稳定性产生影响,使周边建筑物产生纵向和横向的附加位移及塑性区。为了确保周边结构物的安全及运营,科学评估基坑开挖对周边建筑物位移的影响是非常重要的。文章采用Druker-Prager准则,用Midas较好的计算了基坑开挖对周围建筑物位移的影响,得出基坑开挖对周边剧院站纵向位移影响一般在-2.00mm左右,在不超过0.15mm范围内上下浮动和基坑开挖产生的塑性区分布范围有限,主要在基坑坡脚部位及岩层层面周围的结论,并丰富了相关工程经验。     

路堑顺层边坡稳定性分析及支挡防护数值模拟研究

为研究含泥岩夹层顺层白云岩边坡的变形特征、稳定性及支挡防护,以某路堑边坡为例,基于midas GTS有限元软件进行了数值仿真计算,并结合现场观测分析边坡开挖及支挡防护后的坡体变形特征、应力状态、塑性区分布、抗滑桩受力特性,以及边坡加固后的稳定性状态。结果表明,研究边坡开挖至路基标高后,泥岩夹层出露,其破坏模式为平面滑动,稳定性系数为0.92,边坡不稳定,需做进一步支挡;边坡开挖后预应力锚索在坡体表面发生应力集中,且产生了良好的反向约束力,改善了坡体内部的应力分布;坡脚施加抗滑桩后与预应力锚索共同约束坡体,防止其沿泥岩夹层滑动,起到了良好的阻隔作用,且二者相结合后固脚强腰效果良好,确保了边坡整体稳定与局部稳定;经长期观测,边坡采用抗滑桩+框架锚索等多种结构综合治理具有良好的支护效果。     

结构面特征对顺层边坡开挖卸荷影响分析

以四川省雅安市名山区某高速公路灌口组粉砂质泥岩顺层边坡为工程背景，利用现场大型直剪试验地质参数，建立了数值分析模型，以现场施工监测数据验证了模型的准确性，分析了顺层边坡结构面倾角、间距对边坡开挖卸荷及稳定性的影响。结果表明，顺层边坡卸荷区随开挖级数增加而不断扩展，呈现上宽下窄的分布特征，开挖卸荷深度随开挖级数增加迅速减小，深高比随顺层边坡开挖级数增加逐渐减小；顺层边坡安全系数随结构面倾角增大先减小后增大，开挖卸荷导致结构面最不利倾角由20°变化为30°,此时边坡卸荷深度及位移变形量最大；结构面间距对顺层边坡开挖安全系数及稳定性影响较小，但结构面密集边坡的位移变形量远大于结构面稀疏边坡，两者最大水平位移相差近5倍。研究结果可为该地区工程边坡防护设计提供有益的借鉴与参考。     

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。