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。     

地铁隧道施工竖井降水开挖引起的地表沉降分析

为评估城市地铁隧道竖井施工产生的地表沉降,结合深圳地铁5号线某暗挖区间竖井施工,采用有限元和流固耦合方法对该竖井的降水及开挖施工进行三维数值模拟分析,得到竖井降水和开挖引起地表沉降的变化和分布。根据地表沉降计算结果可得到如下结论:1)竖井单纯进行开挖而不降水引起的地表沉降远小于开挖和降水耦合作用引起的总沉降;2)距竖井越近,开挖引起的沉降占总沉降比例越大;距竖井越远,降水引起的沉降占总沉降的比例越大;3)在地表最大沉降处降水产生的沉降占到了总沉降的65%。     

江漫滩悬挂式止水帷幕基坑地表沉降变形研究

为研究江漫滩特殊地质条件下悬挂式止水帷幕地铁深基坑施工引起的周边地表沉降规律,以7个江漫滩基坑工程的实测地表沉降数据为基础,采用理论分析、经验公式和有限元数值模拟的方法,总结了基坑开挖和坑内降水二者耦合作用引起的周边地表沉降变形规律。结果表明： 1）地表沉降范围可以划分为主要影响区、次要影响区和弱影响区3个区,主要影响区地表沉降主要由开挖和降水共同引起,次要影响区主要由降水引起。2）地表沉降曲线可根据划分的影响分区选用不同的函数表达式。3）基坑地表最大沉降点位置与坑边的距离xm为12.0～15.0 m,xm与基坑开挖深度h的比值约为0.7。4）在最大沉降点处,由开挖引起的地表沉降量占比为0.21~0.49,由降水引起的地表沉降量占比为0.51~0.79。     

基坑开挖对邻近地铁区间隧道的影响分析

在深基坑工程施工中,基坑降水开挖会使得周围土体产生沉降。特别是当基坑邻近既有地铁区间隧道时,其开挖过程对隧道变形的影响更应得到重视。以沈阳地铁二号线邻近的恒隆广场深基坑工程为背景,通过有限差分软件FLAC3D进行数值模拟。结果表明:富水砂层地质条件下,降水开挖后地表沉降整体值并不是很大;通过不考虑流固耦合和考虑流固耦合的对比分析,得出不能忽视降水对周围土体扰动及区间隧道变形的作用;区间隧道主要以水平位移为主;在施工中,要着重对与基坑距离最近的右线隧道进行监测。     

地铁盾构隧道施工引起地表沉降机制及数值分析

针对黄土地层中盾构施工引起地表沉降问题,通过理论分析和数值模拟方法,探讨了盾构隧道地表沉降机制,分析了盾构隧道地表沉降预测解析方法,研究了等代层模量与土舱压力对地表沉降槽宽度和最大沉降量的影响。研究表明:盾构隧道施工工艺中,土舱压力和等代层是主要影响地表沉降的因素,然而,盾构施工地表沉降预测方法中未考虑这两个因素的影响。土舱压力与等代层模量对地表最大沉降量影响较大,对地表沉降槽宽度和范围影响较小。在实际盾构隧道开挖施工过程中土舱压力应在0.8~1.2倍静止土压力之间,对地表最大沉降影响较小。研究成果对完善盾构施工地表沉降预测方法和施工工艺具有一定的理论价值。     

深圳地铁近接隧道暗挖施工地表沉降控制

为研究变净距近接隧道暗挖施工中开挖工序对地表沉降的影响,以期得到最优开挖工序,以深圳地铁近接隧道施工为工程背景,运用理论分析、FLAC3D数值模拟和现场实测数据反馈等多种手段,对比了4种不同开挖工序引起的地表沉降,并对围岩支护后隧道施工在纵横方向上的地表沉降规律进行了研究。得到:1)若先行隧道开挖采用上下台阶法,后行隧道采用CRD法,那么后行隧道采用上下断面法开挖优于左右断面法,且先开挖靠近先行隧道的部分要优于先开挖远离先行隧道的部分;2)随着近接隧道净距的减小,开挖工序对地表沉降的影响减弱;3)加固圈对抑制变净距隧道的不均匀沉降有着明显的效果;4)采用上下断面法开挖的近接隧道,上半部分开挖是控制地表沉降的关键,最大地表沉降值发生在靠近后行大跨度隧道中轴线一侧。     

超大埋深基坑降水开挖结构安全性分析及对地表沉降影响

依托广西南宁轨道3号线埋深超过60 m的青秀山明暗挖地铁车站工程,进行了降水对地表沉降影响以及基坑开挖对围护结构安全性分析。结果表明:随着降水深度的增加,地表沉降增大,与基坑距离越近,地表沉降量越大;深基坑采用分层开挖,分层支护,围护结构的位移及横支撑的轴力均满足规范限值要求,施工安全。     

浅埋连拱隧道施工变形与受力特征模拟分析

对V级浅埋连拱隧道进行三维数值模拟分析,建立了详尽的接近实际的计算模型,按等效原则确定支护结构计算参数,并得出结论:开挖卸载对沉降和围岩应力重分布有较大影响,初期支护和临时支护对沉降的控制效果明显,而受开挖卸载的影响主要集中在1/3倍洞径范围内,连拱隧道的中墙在施工中会有很小角度的整体偏转,产生较大压应力。     

拱盖法地铁车站施工沉降规律及控制对策研究

为得出适用于上软下硬特殊地质条件下青岛地铁安全开挖方法及地表沉降规律,总结出相应的控制对策,通过数值模拟结合现场实测数据,分别对上断面以左中右导洞均错开12 m平行施工、柔性支撑换作拱盖二次衬砌及下断面开挖3个阶段进行分析。总结出导洞开挖的先后顺序对地表横向、纵向沉降曲线影响的规律,得到了掌子面超前变形范围为12 m、上断面开挖横向影响半径为1.5倍洞径,及上断面开挖和拱盖与柔性支撑的换作是导致沉降的主要原因等结论;根据导致沉降的主要施工步序提出了关键加固对策,并得出了青岛特殊复合地层条件的支护方法和地表沉降经验公式。     

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。     

池塘抽水对临近软土路基变形影响分析

以某高速公路工程为例,运用有限元分析方法,考虑无加固以及“高压旋喷桩+钻孔桩”联合加固两种工况,研究深水池塘抽水对已有高速公路路基变形的影响规律。分析结果显示:路基沉降随着抽水深度成非线性增长,其增长速率随着抽水深度增大而减小;抽水造成临近路基不均匀沉降,靠近池塘一侧的路基沉降较大;采取加固措施对路基水平位移以及沉降有很好的控制效果。     

西安地铁左右线交叠转换盾构施工变形规律研究

交叠隧道在施工过程中对周围地层存在反复扰动,针对其力学行为和变形规律的研究十分有必要。以西安地铁临潼线左右线交叉叠落盾构隧道施工为背景,研究线路左右线隧道空间交叉转换施工下周围地层的变形规律及后施工隧道(左线)对已完成隧道(右线)的扰动情况。研究表明:隧道施工完成后,地表沉降槽整体呈条带状且沿区间走向分布;地表沉降随隧道垂直交叠程度的增加而增加,地表沉降最大值为9.79 mm,位于左右线完全垂直交叠位置处;左线隧道对先施工完成的右线隧道的影响主要表现为侧向推挤和增大地层附加应力的作用,但在垂直交叠位置扰动影响较小;施工扰动引起右线隧道最大水平位移为1.75 mm,最大沉降为1.97 mm。     

某排水明渠边坡稳定性监测与分析

针对某排水明渠施工,采用现场监测的手段,跟踪监测其两侧边坡分层沉降、位移的变化过程.通过分析监测数据,得出整个施工期间分层沉降值未发生变化;分层位移值发生变化,其中钢板桩围堰作业、土方开挖施工对边坡位移影响较大,而基槽降水、地基处理、混凝土护砌结构施工期间对边坡位移影响较小.整个施工期间分层沉降、位移监测数据及累计监测数据均未超出预警值,排水明渠两侧边坡变形处于正常稳定,证实设计和施工方案安全合理.     

芦台地道桥施工降水对既有铁路路基沉降的影响研究

结合拟建津榆公路芦台地道桥下穿津山铁路桥段施工降水工程实例,根据不同的U型槽修建长度,研究该中心位置地下水位降低对正在运营的铁路路基沉降的影响。借助FLAC3D软件,根据比奥固结理论,构造三维沉降模型,对六种工况进行数值模拟分析,研究了不同工况下降水对铁路路基的影响。结合相关规范要求,针对模拟分析的总体结果,得出U型槽的修建长度控制在距离既有铁路路基两侧各100 m左右较为合理的结论。     

道路和河渠工程施工对轨道交通高架桥桩基的影响分析

随着现代社会城市建设的迅猛发展,城市轨道交通高架桥桩基周围建设项目越来越复杂,因此周围施工对高架桥桩基的影响分析越来越重要。以义乌市柯村至国贸大道道路改造工程和柯村渠系连通工程施工对金义东市域轨道交通工程官塘停车场出入线的影响工程实例。采用MIDAS GTS进行有限元数值分析,以研究河渠工程施工前、中、后期轨道交通高架桥的桩基及位移和沉降变化。模型计算结果表明,道路和河渠工程施工会造成周围桩基产生位移和沉降,且影响结果随着二者水平投影增大而减小。可为义乌地区其他临近轨道交通高架桥桩基建设项目提供有益的参考。     

“轻井塑排加固法”加固靖江码头软基的效果评价

软弱地基轻型井点结合塑料排水板复合加固法是将深层处理塑料排水板和轻型井点降水结合起来对软基进行加固的方法。结合靖江新港作业区公用码头软基加固,介绍了该法的施工工艺和优点。并通过现场监测分层沉降、现场标贯试验和室内土工参数试验,验证该法加固效果。结果表明,该法加固深度深,效果好。     

粘质粉土地层基坑的降水实践

该文介绍一个基坑工程的降水实例,分析了上海地区浅层的粘质粉土层潜水对基坑施工的影响。工程实践证明,尽管基坑挖深较浅,在地层情况变化较大时,采用轻型井点是存在局限性的,会造成基坑的降水达不到开挖要求,这是在粘质粉土地层基坑降水设计施工时应该注意的。该文给出了粘质粉土地层基坑降水异常时的系统处理方法,可作为同类基坑工程施工的借鉴。     

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。