深基坑桩锚支护变形有限元分析

桩锚支护具有一系列优点,已成为基坑支护中最常用的方法之一。通过深圳某深基坑开挖过程的有限元数值模拟,得出了桩体水平位移、桩后土体沉降的变化规律,并将计算位移值与实际监测结果相比较,验证了有限元数值模拟的合理性,为深圳某深基坑支护提供了重要依据。     

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。     

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.     

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。     

偏压荷载下深基坑支护结构非对称变形与控制技术研究

该文以某偏压深基坑支护结构非对称变形为例进行研究。通过采用现场监测与Plaxis 2D方法,分析非对称地表荷载对基坑支撑结构的变形影响,并进一步对其控制技术进行探讨。监测结果表明:支护结构在开挖过程中偏离偏压一侧,呈现扭转变形模式。基坑围护结构变形对路面沉降影响较大,特别是当其最大位移超过21 mm时,地表沉降随着围护结构变形的增大而迅速增大。Plaxis 2D模拟分析了5种优化设计方案,结果表明:基坑内土体加固较其他方案对围护结构变形控制效果最佳。     

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。     

新建市政立交施工对既有铁路路基稳定性影响分析

为研究新建市政立交邻近铁路施工对既有铁路路基稳定性的影响规律,以S43呼和浩特机场高速公路什不更互通工程为例,对邻近铁路桩基开挖过程中的基坑支护结构位移、周围地表沉降、铁路路基沉降等通过有限元模拟进行了系统分析。结果表明：支护结构产生的最大水平位移为3.6 mm,距离支护结构5.34 m位置处的地表沉降量最大,其值为5.6 mm;新建市政立交施工引发的铁路路基最大累计变形均发生在靠近主线主墩位置附近,竖向沉降最大值为-3.07 mm,各测点的最大变形量均小于路基变形预警值。基坑支护结构强度较大时会使既有铁路路基发生轻微隆起,但随着支护结构的拆除,基坑周围土体向内部卸荷,路基仍以沉降为主。研究成果可为同类工程的施工提供参考。     

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。     

软土地基基坑工程中双排拉森桩土压力计算方式与参数取值分析

针对城市建成区内小型泵闸基坑工程工期较短、深度较大、变形控制严格的特点,双排拉森桩围护结构因其工序简单、挡土高度大、变形控制好等特点而得到了一定的应用。根据实际工程案例,采用理正深基坑软件双排桩支护模块进行基坑安全分析,选取不同杂填土的土层参数预测桩顶最大位移值与地表沉降值,将预测值与监测值对比分析,检验在上海软土地区中双排拉森支护的计算方法和计算参数的合理性。当杂填土厚度较厚且以黏性土为主时,采用水土合算及其对应的土层参数进行模拟,桩顶最大位移和地表沉降更符合监测结果。     

基坑开挖对邻近建筑物影响的数值模拟研究

为分析某城际铁路深基坑开挖过程中对邻近建筑物的影响,结合工程实例,采用midas GTS有限元软件对拟开挖基坑及周围建筑进行数值建模,模拟分析了支护方案条件下基坑开挖对邻近建筑物分布区域地表土体位移和沉降的影响。分析结果表明,对已有的旋挖孔灌注桩、旋喷桩和挂网喷混凝土支护结构,采用角撑或楼板加固后,基坑开挖过程对楼梯建筑物不造成安全影响。     

基于修正剑桥本构模型的盾构隧道开挖对邻近桩基影响分析

为了保证在我国黄土地区城市地铁盾构开挖在靠近桩基础时的安全性,降低盾构开挖对桩基础的扰动影响,基于ABAQUS数值模拟有限元分析软件,采用土体的修正剑桥本构关系,建立地铁盾构法开挖施工的三维有限元分析模型。对隧道盾构开挖过程中邻近桩基础的变形和地表沉降规律进行了计算分析。研究结果表明:隧道盾构对邻近桩基础的影响主要表现在桩基础的隧道埋深位置处,垂直隧道纵轴的水平方向(X方向)位移量上;在盾构开挖过程中,随着开挖面与桩之间距离d缩小,桩的水平方向位移逐渐增大;在d大致为[-0.5D,+0.5D]范围内时,变形最大;当d继续增大时,水平方向位移也继续增大,最终趋于稳定值。通过综合分析数值模拟计算和施工现场监测得到的地表位移变形曲线,可以发现在隧道轴线正上方位置地面的沉降最大,向隧道轴线两侧沉降逐渐减小,但在桩基附近的地表沉降相对较小,而桩顶承台也受到不均与沉降的影响产生偏移。在该隧道工程实际开挖中,需要加强承台不均匀沉降监测,以便及时采取控制措施。     

泵站深基坑变形影响因素及其规律的有限元研究

武汉市江南泵站深基坑工程因工期被压缩,需优化原支护结构以满足要求。为确定优化支护结构,以深基坑围护桩的桩径、插入比和内支撑截面尺寸为因素,选取围护桩水平位移和基坑外地表沉降为分析基坑变形的指标,利用有限元软件ABAQUS模拟了武汉江南泵站的开挖支护过程,分析了各因素对深基坑变形的影响机理及其规律。结果表明:围护结构水平位移和基坑外地表沉降的显著影响因素为桩径和插入比,增加桩径和插入比能有效降低围护桩水平位移和基坑外地表沉降,插入比超过限值后对变形的影响趋于稳定。     

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。     

深基坑扩大头锚杆支护体系数值模拟

为了研究广州某深基坑工程扩大头锚杆支护体系的工作性状,运用MIDAS/GTS软件对该支护体系进行了有限元数值模拟,并与相同情况下的普通锚杆支护体系的有限元模拟结果以及实际监测结果进行了对比分析。结果表明:与普通锚杆相比,扩大头锚杆的锚固效果较好,基坑支护桩桩顶的水平位移较小,支护桩附近的坑底土体隆起较小,坑外地表土体沉降较小。扩大头锚杆由于端部扩大而使锚固力增大,使得轴力在锚固段处最大值比较大,且在扩大头锚固段处能迅速减小。     

桥梁桩基础施工对既有明挖隧道变形影响研究

以某桥梁跨越隧道工程为研究背景,运用有限元软件模拟桥桩基础施工过程,并针对桩基础不同开挖深度对地铁隧道的影响展开对比分析,研究表明:在桥梁桩基础施工过程中,东西双向隧道拱底、隧道左、右拱腰以及桩基础周边土体变形规律均呈对称分布;靠近隧道附近施工对隧道拱底和拱腰的变形影响最大;桩基础开挖深度未超过隧道时,地表沉降与桩周土体水平位移均随着开挖深度的增大而变大,当开挖深度超过隧道位置后,地表沉降与桩周土体位移将不再受开挖深度的影响,其结论可为类似桥梁跨越隧道工程研究提供参考与借鉴。     

考虑实际地层分布软土深基坑施工过程力学行为研究

以典型工程为依托,运用surfer软件形成实际地层,借助有限元软件建立精细的计算模型,计算分析了软土深基坑开挖、支护及拆撑全过程围护结构和地表变形情况,并通过现场实测验证。研究结果表明:①软土深基坑开挖支护连续墙最大侧移Δh变化范围为(0.01%~0.08%)h;②开挖完地表最大沉降Δv为(0.03%~0.04%)h,出现在墙外0.56h位置并满足(0.38~0.57)Δh;③地下结构施作拆撑对基坑变形产生了明显的影响,拆撑使长、短边围护墙位移较开挖完分别增加16.0%和14.2%。     

复杂填海地层中地铁基坑开挖变形实测分析

为探究复杂填海地层中深基坑的变形规律,对深圳地铁13号线深登明挖区间开挖过程中围护桩水平位移和地表沉降的现场监测数据进行了分析。结果表明：开挖过程中围护桩最大水平位移均小于开挖深度的0.13%,最大水平位移出现在开挖面3 m以下与4 m以上之间,围护桩水平位移沿桩身呈现两头小中间大的“鼓胀”形分布;地表沉降的增长与围护桩水平位移的增加同步发生,地表沉降形态为“凹槽”形,最大地表沉降发生在距坑边0.45倍基坑深度的位置。本研究为了解深圳地区复杂填海地层的基坑变形规律提供了参考依据。     

大连地铁盾构施工穿越桥梁桩基监测分析及加固方法

以大连地铁202标段促进路到春光街地下隧道穿越华北路高架桥桩基础为背景,通过60d的穿越施工监测,利用现场实测数据分析了盾构施工对地面沉降、高架桥的变形影响。分析结果表明,隧道轴线监测点变化趋势都是先微微隆起,这是由于盾构机向前推进时对土体的挤压造成的,再逐渐沉降,最终趋于稳定;地表隧道中心线处沉降值及沉降速度大于中心线两侧地表沉降量及沉降速度;桥墩沉降位移随着掘进的不断推进沉降不断增大,最大沉降值为9mm并趋于稳定;拱顶沉降速度随着开挖的不断进行而逐渐增加,由于二期支护的施工,其沉降速度逐渐降低并趋于0,此时沉降达到最大值。针对沉降量过大问题,提出了增设二次支护,注浆加固等措施。本研究可为大连地区类似工程的建设提供有益借鉴和参考。     

桩-锚支护在某临水泵站深基坑工程中的应用与分析

通过结合实际,介绍了桩-锚支护在临水深基坑工程中的设计应用.通过结合现场实测数据、三维有限元计算与现行规范中的m值法,分析了基坑开挖过程中锚索轴力、地表沉降与桩身位移的变化.结果表明,在本工程中,m值法无法真实反映锚索张拉导致拉锚系统内力重分布的过程.m值法计算得到的桩身最大位移值与实测数据较为接近,而有限元法计算得到的地表沉降发展规律和桩身变形曲线形状与实测数据较为吻合.因此,实际基坑工程设计中,在采用现行规范中m值法进行设计的同时,宜辅以有限元计算分析,以便对基坑围护变形有较为准确的判断.     

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。