基于弹性抗力法的基坑支护结构三维变形分析

对比了目前已有的基坑支护结构内力及变形分析方法,提出了空间弹性抗力法的概念。对该方法的计算模型、原理及公式进行了简述,并编制了相应分析计算程序。结合基本算例,分析了不同支撑情况下支护结构的内力及变形情况,并总结出角部支撑的合理布置方式,同时分析了超载不均匀情况下支护结构的内力与变形情况,研究了平面小尺寸基坑是否需要布置支撑的问题,对基坑支护结构设计具有一定的参考价值。     

高边坡下综合管廊深基坑内支撑优化分析

为研究高边坡偏压作用对综合管廊深基坑的影响规律,合理设计基坑支护结构,基于平潭综合管廊项目,针对原设计中钢筋混凝土撑拆除工序繁琐等问题,将其优化成钢管撑。采用有限元软件模拟地下综合管廊内支撑优化前后的基坑变形特征。结果表明:基坑支护结构及周边地表变形受高边坡偏载效应影响显著;相较于原设计,优化后的围护墙侧移、周边地表沉降和支撑内力的变化量较小。现场监测表明,优化后的内支撑能满足基坑变形及稳定性的要求,不仅节约了造价,也加快了工程进度。     

深圳地铁罗湖站安全线深基坑围护结构设计

根据深圳地铁罗湖站安全线深基坑围护结构周围地理环境、水文地质与工程地质条件和地下结构特点等特征,选择了人工挖孔灌注桩加支撑的基坑支护方案。采用等值梁法,分别计算了5种工况条件下支护桩所受的内力(剪力和弯矩);综合各种工况下内力大小与分布,设计了支护桩的截面、桩长、桩间距和配筋设计计算;对支撑的布置、尺寸进行了设计,对支撑构件的强度和基坑支护体系的整体稳定性进行了检算,包括抗倾覆、抗管涌等。施工实践证明,各支护结构的位移、变形、支撑轴力,周边地面沉降等实测数据都在规范要求之内。     

柔性基坑支护体系的局限性与应对措施研究

研究目的:本文以重庆市土岩组合地层中某地铁车站深基坑工程变形控制为例,对基坑变形原因进行分析,提出变形控制措施,进一步通过计算分析,得出基坑桩锚柔性支护体系在控制基坑大变形时的缺点,并明确桩锚撑组合支护体系的优势。研究结论:(1)基坑变形过大的原因可分为内因与外因两大类,其中地层软弱分界面倾向基坑侧、降雨导致分界面地层强度参数降低以及锚杆柔性支护体系控制变形能力较弱是基坑变形超限的内因,施工爆破、地表塔吊超载是基坑变形超限的外因;(2)基坑失稳在很大程度上取决于变形超限,而非围护结构强度破坏,实际工程中应加强变形监测与动态反馈;(3)桩锚体系下,锚杆作为一种柔性支撑结构对控制变形的继续发展作用有限,桩锚撑组合支护体系可有效地将原锚杆承担的荷载转移至内支撑,从而减小锚杆的拉力与变形,达到控制基坑稳定的目的;(4)该研究结论可为类似工程提供理论支撑与应用参考。     

半逆筑法施工超大地铁深基坑工程设计方法

针对某超大地铁深基坑工程,提出一种适合大型地铁基坑工程的新型支撑体系——“半逆作”环板形支撑体系的设计理念.以增量法对基坑施工进行全过程模拟,计论支撑刚度对基坑水平变形及围护结构内力的影响,并对差异沉降引起结构的附加应力进行分析,为工程顺利施工提供了理论依据.     

软弱地层基坑开挖支护方案比选研究

针对软弱地层基坑开挖稳定性问题，结合实际软弱地基基坑开挖实例，以不同开挖步骤为基础，分析了软弱地层基坑在开挖过程支护结构内力变化，并依据软弱地层土体性质对其稳定性进行校核。通过对不同支护方案下结构内力和安全系数对比分析，明确了软弱地层基坑支护最佳支护方案。结果表明：软弱地层基坑开挖可分为“浅部开挖和支护”“深部开挖和支护”“拆除支护”三个步骤进行，“PC工法桩+钢筋混凝土支撑”的方式可以有效抑制软弱地层边坡变形，增加基坑稳定性。本工程中基坑开挖的深度影响范围约为5～10 m,且基坑边坡土体最大位移出现在基坑顶部；竖向支护结构的弯矩和剪力在基坑开挖底部附近会出现极值，并呈现正负交替现象。     

基坑工程开挖支护的数值计算分析

在详细分析地质条件及支护设计的基础上,运用ABAQUS软件,建立非对称分布土层的计算模型,采用Mohr-Coulomb弹塑性本构模型,对基坑开挖支护过程中土体变形和支护应力进行数值仿真。结果表明,基坑四周土体变形和围护结构内力均随开挖深度的增加而增大,当基坑两侧土层呈非对称分布时,基坑开挖过程中土层较薄一侧的土体将向远离基坑方向变形,施工过程中及时设置支护结构能有效地减少土体变形及上部支撑的内力。     

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。     

基于PLAXIS软件的深基坑变形与内力分析

深基坑变形和内力的发展变化是深基坑设计和施工中需要考虑的最为主要的一个因素,在以往的基坑设计中,往往采用较为简单的极限平衡法或者弹性抗力法来估测深基坑的变形和内力。但极限平衡法难以计算支护结构的变形,弹性抗力法又不能计算支护结构周围土体的变形。本文通过有限元方法分析支护结构和土体共同作用时对基坑变形的影响。分析结果证明:有限元方法可以通过将基坑开挖分解为若干工况,使内力和变形分析成为一个连续变化的过程,能够更好地模拟深基坑实际的应力变化状态,可为基坑设计和施工提供更加准确的参考数据。     

钢支撑轴力伺服系统在车站深基坑支护的应用

深圳地铁12号线和平站下穿穗莞深城际高速铁路桥梁,地处填海区软弱淤泥地层,为减少地铁车站深基坑施工对城际铁路桥梁结构的影响,采取对桥梁基础进行隔离桩保护、支护结构加强等辅助措施,并利用钢支撑轴力伺服系统实时控制地铁基坑变形。目前地铁主体工程已完成,结果表明,在采取以上措施后,满足车站基坑施工与高架桥变形的安全性要求。     

附属结构施工对装配式车站结构的影响分析

为确保附属结构施工过程中装配式车站主体的安全与稳定,需要了解附属结构施工过程中装配式车站主体结构的力学规律。以深圳地铁装配式车站13号线市中医院站为工程背景,通过有限元数值计算,对附属结构的施工过程中装配式车站主体的内力和变形进行分析。计算表明：①附属结构基坑开挖导致主体结构整体有向附属开挖一侧变形的趋势,结构内力出现重分布,附属结构施工开挖过程中主体拱顶弯矩最大增幅在开挖1阶段;②在附属结构施工过程中可以采取主体顶板上方设置临时支撑、主体拱顶对拉连接、加强支护刚度等措施对装配式车站主体的内力及变形进行控制,其中主体顶板上方设置临时支撑措施的效果显著。结合设计措施的计算及实施情况对控制措施的设计应用进行研究,为装配式地铁车站的设计提供借鉴。     

深基坑支护设计和施工中的变形控制

以天津地铁1号线小白楼站的基坑设计为例，从围护结构及撑锚刚度，内支撑和锚杆的竖向间距，对支撑施加预应力，支护嵌固深度及施工工序等方面，阐述了地层变形的影响因素，提出了减小基坑和周围地层变形的具体措施。     

基坑降水对滨海软土地区基坑施工的影响分析

为讨论滨海软土高水位地区基坑降水对施工的影响,采用Midas GTS NX数值模拟软件依据广州某淤泥质软土场地基坑建立了3D分析模型。分别对未进行降水处理、一次性降水、分次降水三种不同工况下的基坑模型进行讨论,对基坑开挖后整体变形、内外部的土体变形、围护桩变形、锚索应力等力学参数进行了分析。结果表明,降水对基坑的变形控制有利,在条件允许时采用分次降水效果最佳。不降水工况与降水工况对比,土体与支护结构的最大变形位置会产生变化,基坑边角位置采用排桩+内支撑被动支护形式支护,位移控制效果比锚索主动支护效果略逊一筹。     

河漫滩地区地铁车站深基坑变形规律

针对太原市汾河地区河漫滩地层,以双塔西街站深基坑为研究对象,利用有限差分软件FLAC 3D对开挖过程中基坑的变形规律进行了研究。结果表明:地表沉降整体呈凹槽型,最大沉降发生在距离基坑边缘0.5~0.6倍基坑深度处,影响范围为3倍基坑深度;河漫滩地区适于将插入比控制在0.9左右。根据正交试验,双塔西街站施工时支护参数宜采用插入比1.0,地下连续墙厚度1 000 mm,内支撑纵向间距6 m。     

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。     

深基坑混合支撑体系设计改进

通过美兰机场隧道加宽段和车站深基坑的工程实践,研究应用了上部钢筋混凝土支撑、中部锚索支撑、下部钢支撑的混合支撑体系。采用FLAC软件,对基坑的开挖过程进行模拟,研究车站深基坑混合支撑围护结构的内力与变形规律,分析影响基坑稳定的主要因素,完善和丰富该类围护结构内力与变形的计算理论,验证本工程施工方案的安全及经济可行性,为今后类似基坑的施工设计提供借鉴。     

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。     

利用既有车站作为重力式挡墙的换乘车站深基坑支护设计方案

宁波轨道交通1号线T形换乘大卿桥车站同步施工了换乘节点,1号线已建车站为地下二层,后建4号线换乘车站为地下三层,后建车站深基坑施工需对既有的车站进行保护。采用三维有限元分析比选了不同基坑支护设计方案对既有车站变形和内力的影响,从而确定合理的支护方案,并将计算结果与监测数据进行了对比分析。结果表明:已建车站整体纵向刚度大,能够有效减少基坑开挖引起的变形,在基坑开挖过程中可以对既有车站结构不设置斜支撑。利用既有车站结构作为重力式挡墙有利于减少施工工序,缩短施工周期。     

邻近高架桥桩基的地铁深基坑变形控制研究

上海地铁 14 号线歇浦路站横穿杨浦大桥引桥,为国内首座已实施的采用超高压喷射搅拌成桩(N-Jet 工法) 技术进行基坑封底止水的地下车站。采用数值模拟软件,建立考虑土体、支护结构和桥桩间变形相互耦合作用的三 维实体模型,模拟车站基坑开挖的全过程,分析不同变形控制措施下深基坑开挖对邻近高架桥桩基的变形影响,将 数值分析与实际监测结果进行对比分析,结果表明：在基坑分次开挖、减小支撑竖向间距、坑底土体加固、N-Jet 工法封底等变形控制措施的条件下,高架桥桩基的变形满足控制指标的要求,可保证高架桥的正常通行。     

不同间距情况下相邻基坑施工的相互影响

相邻基坑开挖卸载会影响基坑围护墙体所受土的压力，进而影响其变形及内力，处理不当，则会造成工程事故。结合一工程实例，对不同间距情况下，基坑开挖卸载对相邻基坑变形的影响进行有限元模拟分析，为解决实际工程问题提供理论依据。