某深基坑开挖数值模拟与实测对比分析

通过FLAC3D对现场工况进行了开挖模拟,与实测结果进行了对比分析。围护结构型式采用单排桩+锚索和双排桩,开挖到坑底时,计算的桩身水平位移最大值分别为8.73 mm和10.19 mm,实测值分别为10.57 mm和12.05 mm,实测值稍大于计算值,桩身整体侧向变形规律一致。围护结构型式采用单排桩+锚索,不同开挖阶段坑外地表沉降的计算值与实测值对比,整体沉降均随着开挖深度增加而增大;沿基坑方向的分布规律也大致相同,都是呈凹槽型分布,最大沉降值出现在距桩后3~4 m范围内。     

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。     

支护结构桩变形监测的研究

结合某城市地铁车站深基坑围护结构桩变形监测,研究了基坑开挖围护结构桩位移变形规律。用实测数据对结构桩的沉降位移、桩体水平位移及桩顶水平位移变化值进行了统计分析,得出了在不同开挖时期结构桩变形规律,具有一定的实用价值。     

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。     

城市地铁隧道施工对古建筑沉降的影响研究

采用大型有限元软件ABAQUS模拟城市地铁隧道盾构开挖诱发地表沉降规律,并针对开挖推进距离、开挖面支护以及地表建筑物刚度条件对古建筑物地表沉降影响进行了详细分析,得到以下结论:拱顶沉降、上测点周边收敛位移和下测点周边收敛位移,实测数据分别比数值模拟数据大5.41%、13.21%和10.15%,这与现场施工条件比数值模拟更为复杂有关,也说明数值模拟比较可靠。增大盾构推进距离会加大古建筑物地表最大沉降值,但是增大幅度有限,当推进距离增大为原来的3倍时,古建筑物地表最大沉降增大幅度低于10%;增大盾构开挖面支护力会明显减小古建筑物地表最大沉降值,施工过程中可以适当采取增大开挖面支护力的方法来减小古建筑物地表沉降。盾构上方地表存在古建筑物能明显减小地表最大沉降值,但地表沉降槽宽度也相应增加,因此施工过程中若盾构上方存在古建筑物,应进行特殊考虑。     

斜向双线隧道近距离开挖诱发土体位移研究

为研究斜向双线隧道近距离开挖对周围土工环境的影响,依托上海市轨道交通11号线徐家汇站-上海体育馆站区间隧道盾构开挖工程,基于Mohr-Coulomb弹塑性土体模型,采用有限元数值计算软件,模拟斜向双线隧道盾构施工相互影响工况。以隧道相对位置为变量,对隧道施工引起的周边地层变形进行模拟,分析双线隧道斜向3种工况下隧道施工对周围土体变形的影响,得到以下结论： 1）地表沉降曲线在双线隧道水平距离较小时,主要呈单峰状态,且两隧道竖直距离越大,单峰效果越明显; 随着其水平距离增大,逐渐出现双峰效果。2）埋深较浅的隧道施工对地表沉降的影响较大,且隧道中心线以上的土体受扰动程度较大。3）3种斜向工况均在土体表面及较浅隧道附近出现较大的水平位移。     

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。     

MJS水平旋喷桩施工过程中的地表沉降分析

基于实际工程中出现的MJS水平旋喷桩施工过程中出现的地表沉降过大的现象,运用FLAC3D软件,分析水平旋喷桩在不同注浆置换率条件下加固地层所产生的地表沉降值,探求在水平旋喷桩施工过程中地表的沉降规律。同时,计算了不同注浆置换率条件下盾构开挖过程中的地表沉降,总结出不同置换率条件下地表沉降变化规律。     

紫金港隧道SMW工法桩数值模拟及现场实测分析

SMW工法桩采用三轴水泥搅拌桩,内插型钢劲性材料成型,在地铁的围护结构中广泛采用。规划杭州地铁5号线与在建紫金港隧道斜交,考虑到未来地铁盾构机的施工而在相交区段采用了SMW工法桩。本文通过对比分析在一个开挖断面上的SMW工法桩与地连墙在基坑工程施工过程中水平位移的理论计算值与实测值的变化规律,分析墙后不同距离内沉降量变化值,以及对比施工过程中内支撑轴力的理论值与实测值的变化情况,研究采用SMW工法桩与地连墙的协同变形能力,为相似工程提供参考。     

建筑物下地铁车站穿越施工数值模拟方法分析

随着城市地下空间的开发利用,浅埋隧道穿越地面建筑物施工问题引起了越来越多的关注。以北京某地铁车站为例,采用3类数值模拟方法对建筑物下地铁车站动态施工全过程进行了模拟计算,对比分析了不同模拟方法对地表、围岩及支护结构受力变形的影响。结果表明:在不考虑建筑物及其荷载情况下地表、围岩及支护结构的应力、变形最小;在考虑建筑物存在情况下地表沉降量、基础沉降差及地表水平位移量较小,但沉降槽宽度较大;将建筑物上部结构简化成均布荷载时,基础存在与否对地表沉降曲线影响不大,但基础的存在可以减小地表水平位移、车站拱顶下沉、支护结构变形及立柱轴力。文章最后将计算沉降值与实测值进行了对比,考虑建筑物存在情况下的计算沉降值与实测值最为接近。     

某城市地铁车站基坑地表沉降变形研究

通过对北方某城市地铁1号线一期工程地铁深基坑地表沉降监测数据进行统计分析，讨论地表沉降与基坑支护类型、开挖深度的关系。结果表明:地铁车站基坑开挖引起的地表变形最终表现为“凹槽形”；地铁车站基坑地表最大沉降变形量为0.01% H~0.05% H，平均值为0.03% H；地铁车站基坑开挖引起的地表沉降值大多位于0~5 mm，小于控制值；在其他条件（基坑长度、宽度、周边环境）大致相同的前提下，地表沉降值随开挖深度的增大而增大，随支撑刚度的加大而减小。     

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.     

地铁深基坑变形监测分析

以某地铁深基坑围护结构为背景,采用现场监测数据与Origin数据分析软件相结合的方法,对灌注桩桩体水平位移、地表沉降量的变化规律进行了研究。发现灌注桩桩体水平位移变形曲线由“悬臂型”向“抛物线型”发展,且桩体最大水平位移的位置随基坑开挖深度增大而下移;地表沉降变形曲线呈“凹槽型”分布,沉降最大值发生在临近基坑土方开挖完成阶段,且最大沉降点位于坑壁外12 m处,工况Ⅱ,工况Ⅲ,工况Ⅴ的开挖对地表沉降影响较大。     

某市公路箱涵施工试验阶段周边地表变形监测与分析

针对某市区箱涵施工,采用现场监测的手段,跟踪监测公路箱涵施工试验段周边地表变形的发展过程。通过分析监测数据,得出施工试验段周边地表的沉降、水平位移变形,主要集中在开挖基坑、钢板桩施工、开挖至底部和拔除钢板桩四个施工阶段,且拔除钢板桩时变形最大。通过对检测数据的分析:试验段的累计地表沉降、累计水平位移和裂缝变形等几个主要控制指标,均超过设计预警值,故原设计方案需进一步改进。     

大型深基坑逆作法施工对围护桩的影响研究

为了分析开挖工法对支护结构的影响,得到深基坑围护桩在不同开挖步序下的变形规律与受力特性,运用数值分析手段模拟重庆市轨道交通六号线一期工程江北城站的基坑开挖过程,此基坑开挖为大型深基坑逆作法开挖。得到的计算值与工程实测值基本吻合,验证了数值方法的正确性,评估了深基坑支护结构设计和施工方案的可行性。此研究结论可为类似工程的施工与设计提供参考和指导。     

穿越运营地铁车站的基坑开挖及对周边环境影响的安全分析

以上海轨道交通9号线宜山路站换乘通道下穿轻轨3号线车站的基坑工程为背景,建立三维数值分析模型,对基坑施工进行全过程动态模拟。分析结果表明,计算结果与工程监测数据基本吻合,下穿轻轨车站的基坑开挖可引起上部车站结构的不均匀沉降。为保护上部车站结构,采用了全方位旋喷加固（MJS）的施工新工艺,首次在相对于桩基如此近距离的范围内把MJS法应用在既有地铁车站正下方进行施工,指出了地基加固体对基坑开挖产生的位移传递具有阻断作用。结合规范要求,在对基坑施工进行全过程动态模拟条件下,通过预测地表和基坑自身变形特征及最大值来分析和评价整个基坑开挖过程中基坑自身结构的安全性;同时为了评价基坑开挖对周边环境的影响,还对上部车站结构进行承载能力极限状态验算和正常使用极限状态验算,得出在相应位移约束条件下的安全状态。对比分析表明,在紧贴基坑地下连续墙的土体中进行二次加固及结构逆筑施工,可有效控制上部车站结构变形。     

斜抛撑与水平撑在深基坑支护中控制变形的对比分析

在目前的实际工程应用中,深大基坑的开挖支护内支撑体系主要有水平撑和斜抛撑两种形式。为此,对支撑桩加承台的斜抛撑形式通过大型通用有限元软件ABAQUS对其在深大基坑中的应用进行模拟,并与水平撑在深大基坑中的数值模拟结果进行对比分析。通过比较两种不同的内支撑体系对开挖深大基坑的基坑外地表面土体沉降、基坑底部土体隆起及围护桩的水平位移不同变化情况,得出支撑桩加承台的斜抛撑支护体系在控制围护桩水平位移和基坑外地表面土体沉降的优点及控制效果。     

基于强度折减法的深基坑桩锚联合支护稳定性分析

运用FLAC软件为辅助平台,对深基坑整个开挖过程进行数值模拟。采用强度折减法分别计算出基坑在无支护、单独护坡桩和桩锚联合支护不同工序下基坑的安全系数。分析得出基坑施工过程中,护坡桩是控制土体位移、保证基坑临时稳定性的控制单元,预应力锚杆是控制基坑整体永久安全性的控制单元,进而对比得出强度折减法应用于分析基坑稳定性是可靠的,可为基坑设计、施工和验收提供参考。     

北京地铁深基坑支护结构设计优化与施工

北京地铁9号线军事博物馆站北换乘厅南侧紧邻复兴路和既有1号线,附近管线众多,周边环境复杂,对地层扰动影响较高,地层中下部以黏土岩、砾岩为主,整体稳定性较好,原设计方案采取咬合桩止水及基坑底部换撑等加强措施。在保证施工安全的前提下,为了合理缩短工期、减少造价,结合实际工程经验对原设计方案进行了优化。和原设计方案相比,优化设计方案取消了咬合桩及换撑,对第4道支撑位置进行了调整,并更换了防水材料。同时,采用北京理正深基坑分析软件对优化设计前后的基坑开挖情况进行了对比分析。最后,在按优化设计方案施工的过程中进行严密的监控量测,并对监测数据进行了分析。最终给出以下建议:1)深基坑支护尽量不采取换撑的方式;2)设计方案要结合实际情况进行动态设计,要以软件计算作为参考依据;3)在基坑开挖过程中要进行严密的监控量测,并重视数据反馈。     

多层桩锚支护深基坑开挖全过程数值模拟

为更直观地得到桩锚支护基坑在开挖过程中的变形和受力特征，并反馈于实际设计与施工，以珠海市某桩锚支护深基坑工程为例，基于有限差分软件FLAC3D建立精细化数值模型，计算分析各工况下基坑的变形和受力特性。分析结果表明：随着基坑开挖的进行，坑顶地表沉降量逐渐增大，最大地表沉降出现在距桩顶28 m的位置；坑顶地表沉降增速慢，表明预应力锚索的加入对于限制基坑变形具有较好的效果；锚索所需提供的抗拔力随开挖而逐渐增大，且第一级锚索所需提供的抗拔力最大，其次是第三级锚索；使用所建数值模型分析该基坑开挖过程是合理的，计算结果可为实际施工和设计提供参考。