深大异形基坑支撑施作与拆除技术研究

为了研究深大异形基坑支撑施作与拆除中的技术难点,运用数值分析软件Midas GTS模拟基坑开挖过程中地连墙、立柱、围岩的位移和应力分布情况,研究表明:第一步开挖对整个结构的受力及变形的影响最小;第二步开挖对围岩变形影响较大;第三步开挖对地连墙变形及应力影响最明显,地连墙位移最大为9.1 mm,应力最大为4 312 kN/m~2,且均发生在拐角位置。此外,还分析对比了深大异形基坑的支撑拆除方案,并对爆破法的工艺流程进行了研究。工程实践证明,采用爆破法拆除深大异形基坑支撑效果良好。     

环形支撑体系在超大异形深基坑中的应用研究

研究目的:随着轨道交通线网的发展,出现很多体量庞大的多线换乘车站,其基坑一般呈超大、异形的特点,如何选择一种安全经济合理的围护形式至关重要。本文以广州天河公园地铁站基坑工程为例,开展超大异形深基坑工程支护设计方案研究,根据工期要求,提出变形控制措施及优化方案。研究结论:(1)环形支撑与传统对撑方案比较,能显著减少支撑数量,支撑平面布置灵活,经济合理;(2)基坑分区设计可降低支护设计难度,改善围护结构受力,但导致工期增加,在基坑安全及施工进度两方面因素综合评估下,必要的基坑分期选择显得尤为重要,本项目大基坑支护方案相比较原方案总工期节约8个月;(3)环形支撑体系在异形基坑支护中发挥了较大优势,偏压受力工况下亦可满足支护结构受力要求,确保基坑安全;(4)本研究成果可为异形深基坑工程提供一定的理论参考和工程借鉴。     

兴业路地铁车站开挖支护技术研究

地铁车站合理的开挖方案和支护措施是保证安全施工的前提。根据兴业路地铁车站的地质情况、基坑开挖尺寸和周边建筑物情况,制定了相应的开挖和支护方案,进一步应用仿真软件模拟了基坑的开挖支护过程,分析了基坑和支护结构变形受力情况。结果表明:基坑变形和支护结构受力均能满足要求,所采取的措施是合理的。     

深大基坑近临既有酒店高层建筑施工扰动分析

为研究深大基坑施工近临既有建筑结构的扰动效应，以某综合枢纽深大基坑工程为例，采用数值仿真和实测分析相结合的方法，研究了桩锚支护体系基坑开挖引起的周边环境扰动问题，分析了基坑桩锚结构、近临机场酒店结构及场区地层的受力特性和变形特征。研究结果表明：(1)地层最大剪应力区与塑性区分布一致，较大剪应力区较易引发土体的剪切破坏，在变形中存在不可逆的塑性变形。(2)机场酒店靠近基坑一侧的沉降程度大于其远离基坑一侧的沉降程度，且随着基坑开挖的进程，这种差距进一步加大；酒店结构倾斜率符合规范的安全要求。(3)在基坑开挖过程中，靠近机场酒店的基坑围护结构发生上浮并发生向坑内的变形。     

大型圆环支撑深基坑三维模拟分析

以武汉一大型圆环支撑深基坑为背景,结合其工程特点,运用Midas/GTS有限元软件建立三维模型进行深基坑施工的动态模拟分析,研究深基坑支护结构的受力与变形规律。研究结果表明:大型圆环支撑支护结构有效均衡了基坑周边围护结构的抗侧移刚度,大大加强了整体支护结构的抗侧移刚度,有效地限制了围护结构的侧移,进而减小了基坑施工对周边环境的影响;在一定条件下,改变圆环支撑宽度比改变连续墙厚度能起到更好的支护效果。     

富水半成岩砂岩地层地铁车站深基坑变形监测与数值模拟分析

以兰州市某地铁车站深基坑为例,研究第三系富水半成岩砂岩地层条件下桩撑支护结构深基坑的变形规律。通过对围护桩体水平位移、钢支撑轴力、地表沉降等实测结果进行分析,对基坑开挖过程进行数值模拟,将数值计算结果与实测结果进行对比研究基坑的变形规律。监测结果与数值分析表明:桩体变形呈现出两头小中间大的"弓型"变形特征,围护桩水平位移最大值发生在开挖面附近;正常施工下地表沉降形态为凹槽形,若围护桩间出现明显漏水、漏砂现象时为三角形;钢支撑轴力跳跃上升并在其下一道支撑架设后受力达到最大;深大基坑工程采用钻孔咬合灌注桩作为围护及止水结构时,必须确保桩体垂直度,保证桩体施工质量达到设计要求;数值计算结果与实测结果基本一致,数值模拟可为基坑的设计和施工提供依据。     

砂卵石地层基坑开挖对侧方地铁交叉隧道和车站的影响分析

以成都某近邻运营地铁结构的基坑工程为背景,运用有限元法分析研究基坑大范围开挖卸载期间支护结构,尤其是斜撑加基底支挡桩支护形式的变形及受力特性,且重点分析基坑侧方地铁交叉隧道及车站的变形特性及受力变化。研究结果表明:(1)斜撑加基底支挡桩支护体系构造简单、受力明确;(2)基坑开挖卸荷使地铁隧道整体变形趋势表现为偏向基坑一侧,且变形分布形态呈"鸭蛋"状;(3)基坑开挖卸荷使侧方交叉隧道内力增大,且内力分布形态发生一定程度的偏转(偏向基坑侧),呈现出偏压状态,故实际工程中应加强动态监测;(4)基坑开挖期间近基坑侧车站端头发生整体上浮,而远离基坑侧发生下沉,即地铁车站发生一定程度的倾斜,因此基坑大范围开挖过程中应予以重点关注。     

大断面黄土隧道洞口段施工数值模拟分析

依托平阳高速某黄土公路隧道,采用三维数值模型对隧道洞口段不同施工工法施工过程中围岩变形和支护结构的受力规律进行研究。研究结果表明:(1)各工法下施工阶段最不利状态:台阶法为上台阶施工,CRD法为先行洞上导坑施工,双侧壁导坑法为中上导坑施工,当进行到上述工序时应加强监控量测,开挖后及时施作初期支护。(2)黄土隧道洞口段优先采用双侧壁导坑工法以防止围岩产生过大变形。     

可回收式钢管护坡桩受力性能及拔桩对新建基础影响

深大基坑的发展趋势愈发明显,对于大尺寸基坑,肥槽回填后,可回收再重复使用的护坡桩构件能够带来显著的经济效益。本文通过有限元软件Midas/GTS对某市某地块基坑支护设计项目进行了数值模拟,分析研究了基坑开挖过程周围土体的变形响应,钢管护坡桩桩身受力及变形规律,以及拔桩过程对基坑内新建建筑物基础的影响。数值分析结果表明:该基坑开挖过程中基坑变形以坑底回弹为主,该钢管护坡桩构件水平刚度大,可承受桩后土体的水平作用力,牢固可靠,可周转重复利用,有效降低了临时支护中钢筋和混凝土的浪费。实际施工中应在桩身1/2、1/3处设置加强措施,如在钢管内部设计钢节点或肋板以提高抗弯与抗剪刚度。拔桩过程无填充时,基坑内新建建筑物基础的附加变形响应较大,为保证基础底板不发生过大不均匀沉降,应进行回填处理。     

高地应力互层软岩隧道支护方案与支护时机优化

西部山区分布有大范围的层状地层,在地下洞室建设过程中大变形灾害问题突出,严重危及地下洞室的施工及运营安全。为探究高地应力作用下层状软岩隧道支护施工方案与合理支护时机,本文以甘肃尖山隧道为工程依托,设计了3种支护施工方案并考虑3种支护施作时机,运用FLAC3D软件计算分析各工况下隧道变形和支护结构受力并与实际监测结果进行对比。结果表明：(1)3种支护方案下,方案三对隧道变形控制效果最为明显且使得支护受力更为合理;(2)3种支护时机下,考虑到允许二衬承担一部分变形,故当隧道变形达到极限位移为90%时,隧道变形与支护受力最为合理;(3)数值结果均小于实际监测数据,两者差值在可接受范围之内。     

宁波软土地区相连深基坑开挖施工时空效应实测分析

软土深基坑施工期变形具有明显的时空效应,以宁波软土地区相连深基坑为工程背景,对软土地区相连深基坑开挖的时空效应开展研究。基于基坑施工过程中地表沉降、地连墙水平位移、支撑轴力的监测数据,分析施工工序、开挖深度等因素对不同位置处基坑结构与土体的变形影响,并通过有限元软件对2基坑同时开挖的情况进行计算讨论。研究结果表明:采用2个基坑单独开挖的顺序,在一个基坑开挖时,已完成的地连墙或已封顶的车站结构将对这一侧的地表沉降和地连墙水平位移有较好的约束作用;地表沉降与地连墙水平位移在基坑长边上的值大于端头部分,且这2个变形值具有明显的深度效应,即随着开挖深度的增加,变形值增加更快;支撑轴力的变化主要受开挖土体的位置影响,越近的土体开挖,支撑轴力增加越大;若采用2基坑同时开挖的方式,控制中间部分地连墙的变形将是重点,施工安全也面临较大挑战。     

地铁车站基坑半幅盖挖法施工监测及分析

结合洛阳地铁1号线武汉路站深基坑半幅盖挖法施工过程,对支护结构和周边建筑变形进行监测分析,结果表明,半幅盖挖法所形成的不对称结构使基坑两侧地连墙水平变形和地面竖向变形特征均有不同;基坑明挖侧地连墙的水平位移较为一致,而盖挖侧的变化无一致规律性;地连墙水平位移最大值出现在基坑开挖底面以上0.22～0.42 H处,未出现在...     

深软场地地铁车站深基坑开挖变形实测分析

研究目的:对某大型地铁车站深基坑开挖过程中的软弱场地变形监测结果进行了统计分析,对基坑开挖引起的地面沉降、墙体水平位移和立柱桩体沉降的时空变化规律进行了整体分析,尤其是对不同基坑开挖深度对基坑变形速度的影响规律进行了总结。相关的结论和建议对城市软弱地基内地铁车站深基坑的变形监测方案设计、施工组织设计和施工安全控制等都具有一定的参考价值和指导意义。研究结论:(1)在深软场地深基坑开挖完成后地铁车站主体结构施工过程中拆撑可能造成地面的沉降比基坑开挖过程中产生的累积沉降还要大,应加强地铁主体结构施工过程中地面的沉降观测;(2)基坑侧壁水平累积位移与每次开挖土层厚度及其土层性质关系密切,随着开挖土层埋深的增大,基坑侧壁水平累积位移累积速度明显加快;(3)当基坑开挖深度有较大差异和基坑底部土层厚度分布极不均匀时,应考虑验算立柱桩的差异沉降;(4)软弱场地深基坑工程开挖引起的场地变形时空效应非常明显,随着开挖的进行,应沿纵向按限定长度逐段开挖,在每个开挖段分层、分小段开挖。     

京张高铁大型深基坑临近地铁设计施工管控技术

大型基坑开挖引起的卸载作用将导致基坑周边土层和建(构)筑物发生隆起变形,威胁周边建筑物的运营安全.针对京张高铁清华园隧道盾构工作井大型基坑临近地铁13号线面临的变形控制问题,从设计和施工2个方面提出管控技术要求.(1)工作井围护结构采用地下连续墙+混凝土支撑,将地表沉降和水平变形控制在0.15％基坑高度以内且小于30m...     

岩溶地区某浅埋箱型隧道沉降成因及控制

研究目的:岩溶地区侧方基坑桩基施工及土方开挖过程中,浅埋明挖箱型地铁隧道结构出现突发沉降,尤其是变形缝部位沉降显著,本文通过箱型地铁隧道沿线及变形缝两侧的位移监测数据,分析隧道结构突发沉降产生的原因,并研究了浅层回灌水、深层回灌水和注浆加固等沉降控制措施的效果。研究结论:(1)支护桩施工诱发浅埋箱型隧道最大累计沉降为3. 3 mm,应重视其在岩溶地区的施工影响;(2)嵌岩工程桩施工揭露溶洞,承压岩溶水突涌桩孔,是侧方浅埋箱型地铁隧道结构突发沉降的主要原因;(3)浅层回灌水可短时间内使地层补水,抬升隧道,抑制隧道急剧沉降;长期实施深层回灌、桩基泥浆护壁施工,可维持地下水位,控制侧方隧道沉降,但存在深层回灌水可能通过岩溶裂隙或通道进入溶洞,降低回灌水补充效率的问题;(4)"双排桩+对拉钢绞线+对称开挖"有效控制隧道的最大水平位移为3. 0 mm;(5)箱型地铁隧道周围进行垂直和斜向钻孔注浆可起到加固和止水的效果,考虑到变形缝的敏感性,应实时控制注浆压力;(6)该研究成果可供类似岩溶地区浅埋箱型地铁隧道侧方基坑工程参考。     

地铁换乘车站深基坑支护体系测试研究

研究目的:城市地铁换乘车站基坑施工难度大,维护结构安全性和稳定性尤为重要。针对某换乘车站工程地质条件、周边建筑环境和工艺特点,选取合适的围护方案和水平支撑体系。采用现场测试方法,分析基坑围护桩水平位移和钢支撑轴力变化规律,得出城市地铁换乘车站基坑支护有益结论,为相类似工程提供借鉴。研究结论:基坑开挖过程中,围护桩的变形随着开挖深度的增加而增大,由于桩顶设置有冠梁,围护桩变形最大值出现在开挖深度的中下部,随着开挖深度的增加,最大位移值的位置也随之下移。支撑轴力值在开始时增加量很大,随着基坑的开挖和下一道支撑的安装,变化幅度不大;施工过程中各道支撑的实测轴力占设计值百分比均小于70%。     

温度变化对地铁深基坑支护体系的影响研究

济南地铁烈士陵园站深基坑支撑轴力监测数据表明,支撑轴力变化随大气温度变化十分明显。为深入研究温度变化对地铁深基坑支护体系的影响,运用有限元计算分析地下连续墙厚度、刚度及支撑刚度在不同温度应力下对地下连续墙水平位移和支撑轴力的影响规律。计算结果表明,连续墙墙顶水平位移和支撑轴力随温度变化呈线性变化,随着温度升高,第1道支撑轴力逐渐减小,第2道和第3道支撑逐渐增大,第3道支撑轴力增幅更大;支撑刚度对支撑轴力的影响最为显著,地下连续墙刚度对墙顶水平位移的影响最为显著,地下连续墙厚度对墙体最大水平位移影响最为显著;温度变化20℃支撑轴力的变化幅度为13%~26%。     

滨江软土地层逆作法深基坑变形及控制研究

以某滨江软土地层逆作法深基坑为依托,利用有限差分软件对该基坑进行了数值仿真,结合监测数据对不同开挖深度下地连墙、内支撑轴力及基坑外土体沉降的变化规律进行了较为系统的研究。逆作法基坑地连墙的水平变形随开挖深度近似呈"弧形"分布,水平位移最大值出现的位置在基坑开挖面底部,与顺作基坑的变形规律区别较大;基坑开挖影响范围较大,距离基坑开挖深度2倍的地表也能受到基坑开挖的影响,地表监测点的沉降趋势及沉降曲线形态类似;该模拟方法及变形监测所得规律可以为类似基坑工程提供科学指导和理论依据。     

考虑应力路径基坑变形计算及支护性能研究

基于半无限大弹性空间在条形荷载作用下应力的Melan解,首先根据基坑开挖过程应力状态的变化,建立基坑开挖问题的平面力学分析模型。利用Duncan-Chang曲线模型中的参数计算方法,推导加载和卸载模量公式,进而结合平面应变问题的物理方程和几何方程,建立平面应变问题的本构方程,得到基坑开挖后土体位移计算方法。然后建立土压力与支护结构位移的正弦和幂函数关系曲线,提出土压力计算方法。最后将理论成果应用于工程实践,将土体位移和土压力的理论值与实测数据进行对比分析。研究结果表明:该计算模型得到的基坑变形位移与实测结果吻合较好,验证了土压力与位移计算方法的合理性,同时由监测数据得到锚索预应力随时间的三阶段变化趋势,以及深层水平位移和坡顶竖向位移的匙形分布特点。     

“CSM+TRD”技术在全鑫园工程基坑支护中的应用

CSM及TRD施工技术均已在国内外基坑工程、防渗工程、地基处理等多个领域得到广泛应用,但单一技术在应对复杂地层时灵活性较差。本文以紧邻既有建筑物、高地下水位、大粒径卵石层深基坑支护工程实例为背景,综合考虑地质条件、基坑止水及周边环境因素,最终采用"CSM+TRD"地下连续墙技术进行本工程基坑支护施工。本文着重论述"CSM+TRD"地下连续墙综合施工技术并详细总结其技术特点及施工工艺流程,以期为今后类似工程提供参考。