考虑工程桩效应的滨海深基坑变形特性分析

为探究基坑底部工程桩(抗拔桩和立柱桩)的作用效应,基于实测数据分析珠海某深基坑的变形特性,并通过三维有限元仿真计算,研究坑底工程桩直径、长度和纵向间距对基坑变形和地连墙内力的影响机制。研究结果表明：1)受滨海深厚软弱淤泥质地层影响,该深基坑变形相较上海、苏州和我国台湾地区的典型基坑偏大,且基坑封底后变形仍有较大增长,地下连续墙水平位移和周边地表沉降最大增量可达30%～40%。2)工程桩可有效抑制基坑变形,相较无桩工况,直径0.4 m的工程桩可使地下连续墙最大水平位移减少18%,坑底最大隆起量减少20%。3)工程桩长度对基坑变形的影响存在明显的边际效应,当桩长大于1.4He时(He为基坑开挖深度),增加桩长对地下连续墙水平位移的抑制作用不再明显,而当桩长超过2He后,增加桩长并不能有效减小坑底的隆起变形。4)工程桩纵向桩间距对基坑变形的抑制效应存在有效域,约为10D～6D(D为桩径),其中尤以桩间距由7D减小至6D时的效果最为显著。5)与变形影响机制类似,工程桩可减小地下连续墙的弯矩,最大弯矩随桩径增大而持续减小,桩长对弯矩的影响存在边际效应,桩间距对弯矩的影响存在有效域。研究成果可为基...     

武汉市姑嫂树路跨铁路立交桥高位转体施工技术

武汉市姑嫂树路跨铁路立交桥为(70+116+70)m变截面预应力混凝土连续箱梁桥,桥梁位于姑嫂树路上方,同时主跨还上跨京广、沪蓉、汉孝等11条铁路。为保证施工期间铁路和城市道路运营安全并尽量减少对其干扰,采用在M形主墩墩顶平台上设置高空单球铰进行转体施工。根据上跨既有铁路及城市道路桥梁结构特点,将M形主墩三维模型数值分析与现场施工控制、异位现浇、大吨位曲线梁大角度高位转体、全封闭刚性防护等技术措施相结合,实现了桥梁的安全、快速施工。     

墩台基坑开挖过程中列车动载对路堤的动变形分析

大量新建桥梁桥墩基坑工程位于铁路路基保护范围以内,使得铁路不可避免地受到基坑开挖的影响,既有铁路的列车动载加剧这种不良影响。在基坑开挖过程中,为了确保邻近铁路的安全,以孙渡特大桥上跨丰洛铁路桥墩施工为背景,通过建立三维有限元数值模型,分析在客车和货车不同速度下邻近既有线的基坑开挖过程中路堤的动变形规律:随着基坑不断向下开挖,路基中心处的竖向动位移和水平向动位移均增大,且水平动位移增长率大于竖向动位移增长率。60 km/h客车和40 km/h货车动荷载下路基中心的竖向最大动位移分别为3.32 mm和3.42 mm,其他情况均大于3.5 mm。最后基于铁路路基动变形3.5 mm的控制标准,提出在基坑开挖过程中客车限速60 km/h和货车限速40 km/h的控制措施可行。     

某城市道路上跨城际铁路安全性影响分析

以城市道路采用连续刚构上跨城际铁路为研究对象,拟采用城际铁路路基变形控制指标为评价标准,定性分析净高、基坑开挖对城际铁路安全性的影响;采用Midas GTS NX建立三维有限元计算模型,计算得出90+170+90m转体刚构各施工阶段城际铁路路基横向与竖向位移累积变形曲线,定量分析转体墩各施工阶段对城际铁路变形的影响。结果分析表明,转体刚构各施工阶段对城际铁路路基工后沉降及轨道平顺性影响较小,满足城际铁路变形控制指标要求。研究成果可为城市道路上跨高铁工程安全性影响提供借鉴,为类似工程施工提供参考和建议。     

地铁基坑下穿铁路桥的桥墩保护设计方案合理性研究

以深圳地铁12号线和平站下穿穗莞深城际铁路特大桥工程为依托,通过数值模拟和理论分析,对地铁基坑下穿段实施的桥墩保护措施的合理性展开了深入研究。研究结果发现：针对桥墩水平位移,若仅采用隔离桩和采用土体加固两个措施,对两侧桥墩产生的影响差别较小;设置隔离桩可有效控制桥墩的竖向位移;在地下连续墙能保证基坑稳定的前提下,改变其墙厚和嵌固深度,对桥墩位移的变化影响较小;分区开挖可有效控制基坑变形及临近桥梁区域土体的变形。     

隔离桩对隧道侧穿邻近建筑物的沉降影响分析

地铁隧道开挖会引起周边建构筑物的沉降及变形,影响建构筑物的安全与正常使用。基于某地铁新建盾构隧道侧穿邻近浅基建筑物工程,介绍了隔离桩的减沉机理,并通过三维数值模拟分析,研究了有隔离桩和无隔离桩两种工况下隧道周边土体的竖向沉降及水平位移分布情况。数值模拟结果表明:采用隔离桩能有效降低隧道周边土体的竖向沉降及水平位移;土体的沉降在隔离桩附近有突变,土体竖向沉降被限制在隔离桩内侧,但地表土体在隔离桩内侧附近有所增大;增加隔离桩能有效阻隔土体向隧道内的滑动趋势,保护隧道周边建构筑物的安全。     

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。     

地铁车站基坑开挖对燃气管线影响分析及控制措施

依托成都轨道交通8号线基坑开挖工程,采用有限元计算软件建立地铁基坑开挖与燃气管线三维实体模型,对基坑动态开挖过程中平行燃气管线与交叉管线拉压应力变化与位移曲线进行分析,得到燃气管道位移和应力包络图,并据此提出保护措施。研究结果表明:基坑开挖卸荷会导致周边土体向基坑内部位移,平行方位的燃气管线距离基坑较近,引起管线整体向基坑内部位移并伴随沉降,以朝向基坑内部(Y方向)的位移为主;而垂直于基坑的燃气管线由于处于悬空状态,位移主要由竖向控制,燃气管线在水平方向上位移较小,呈现出两端向基坑内部位移的规律。平行方位的燃气管线轴向正应力SXX既有压应力也有拉应力,但主要以拉应力为主;燃气管线轴向正应力SYY全为拉应力;垂直方位的燃气管线轴向正应力既有压应力也有拉应力,最大压应力为21.7 MPa。为减少对燃气管线的变形和受力影响,提出了围护桩、冠梁和管线迁改等保护措施。     

基于现场监测的地铁车站深基坑安全控制研究

针对厦门地铁2号线吕厝站车站深基坑出现的地下连续墙及周边地表变形超限问题,结合现场监测及基坑加固手段,提出了相应处理措施并取得了较显著效果。结果表明,吕厝站基坑变形过大主要由于基坑深度大,支撑体系变形后应力损失、地下水变化明显、受施工场地及周边活动荷载影响,致使地下连续墙局部位置变形量及变形速率均超出限值,同时地表竖向位移变形速率也超出规定要求。通过加强基坑支护结构,优化基坑内施工方法,并置换坑底软弱土体和加快封底速度,有效减缓了地下连续墙及周边地层变形,其中地下连续墙最大变形速率由9.83 mm/d减小至1 mm/d左右;地表竖向位移最大变形速率由4 mm/d减小至1 mm/d以下,确保了变形超标深基坑的施工安全。     

深水基础大规模超长钢板桩围堰施工过程安全性分析

以阜阳至六安铁路颍河特大桥主墩深水基础超长钢板桩围堰施工为例,考虑钢板桩、内支撑和周围土体相互作用,运用ANSYS软件,建立其三维整体有限元模型,分别对静水和流水条件下超长钢板桩围堰施工过程进行力学行为及安全性分析.结果表明:钢板桩桩身水平位移随着工序的推进不断增大,最大水平位移位于基坑开挖面附近;每道内支撑最大轴向应力出现在该道内支撑施工完成以后的第1个抽水吸泥工序,并随工序的推进而波动变化;施工过程中应该特别注意最后2个工序的施工安全;流水压力对钢板桩围堰的影响主要体现在迎水面的钢板桩桩身水平位移有所增大;基底抗隆起和围堰整体抗倾覆安全系数均满足相关规范要求,施工过程结构是安全的.     

邻近高铁深基坑开挖坑外变形规律研究

上海市轨道交通机场联络线 1 号风井深基坑边缘距沪杭高铁路基坡脚最近仅为10.6 m,如何保证基坑本体变形及坑外沪杭高铁变形在控制标准范围内,属于工程的技术难点和关键。文章采用三维有限元软件及现场监测对 1 号风井基坑开挖和回筑施工过程进行数值计算、监测分析,得出基坑开挖引起邻近沪杭高铁变形计算值和监测值,并将计算值与监测值进行对比,分析计算值与监测值存在差异原因。结合施工工况将基坑地连墙顶部水平位移和深层水平位移、墙外土体深层水平位移、隔离桩顶位移、隔离桩外土体深层水平位移、沪杭高铁路基和支承层水平位移值进行对比分析,研究基坑开挖引起的坑外土体位移变化及传递规律,以便为类似工程提供借鉴。     

西安地铁车站深基坑变形规律的有限差分法模拟

采用数值模拟与现场实测相结合的方法研究西安地铁车站深基坑变形规律。计算结果表明,桩身水平位移能够直接反映围护结构变形特性,围护桩水平位移最大的地方发生在基坑中部到三分之二基坑深度处,基坑周边地表沉降槽中心距坑壁8 m。将数值计算值与现场实测值对比分析发现,各个工况下桩身水平位移、内支撑轴力以及基坑周围地表沉降的实测值和模拟值趋势基本一致,表明FLAC(有限差分法)数值模拟可为施工前深基坑围护结构设计方案的可行性做出合理评价。     

软土地区CFG桩群孔效应引发周边土体变形机理研究

软土地区CFG桩施工,桩顶以上部分空桩孔不及时回填会造成群孔效应。通过单孔和群孔效应数值模拟,并加以工程实测分析,初步得到了群孔效应引发周边土体变形机理。土体变形由空桩孔孔壁内缩引起,并在竖向和水平向应力拱的作用下达到稳定状态。单孔孔壁变形最大值和最大值位置主要受孔深影响。多孔共存孔心距较小时,周边土体水平和竖向应力拱相互影响削弱导致每个空孔的内缩变形均大于单孔时的变形值,这是群孔效应引发周边土体变形严重的主要原因。随孔数增多,周边土体的竖向和水平向变形均增大,最大变形值位置与地表间距离减小。孔数超过400后,最大值位置位于地表。孔底标高以上且距群孔边界2倍孔深以内的区域为群孔效应的主要影响区。     

SMW工法桩与锚索支护体系地表沉降变形分析

研究目的:基坑开挖引起的土体移动会使得周边建(构)筑物发生不同程度的附加变形,并对环境造成影响.本文通过杭州火车东站通道基坑现场实测数据与理论计算数据的对比,分析了SMW工法桩加预应力锚索的支护体系引起远坑壁处产生过大竖向沉降的原因,希望能为类似支护设计选型、施工提供指导意见.研究结论:基坑隆起、围护墙位移、锚索施工、...     

基坑开挖对既有盾构隧道的影响研究

为分析基坑开挖对既有盾构隧道的影响,通过数值计算软件模拟盾构隧道施工过程,得到基坑开挖前盾构隧道的应力状态;并以此为基础,进行基坑开挖对盾构管片变形与应力影响的全过程研究。结果表明,双排桩支护方式下,基坑开挖至坑底时,区间隧道距坑底最近的拱肩位置处变形最大,以水平位移为主,最大达6. 77 mm;管片竖向隆起量较小,最大值为1. 31 mm,管片拱肩部位存在一定的应力集中,最大应力达3. 52 MPa;管片拱腰部位X向应力较小,最大值为0. 3 MPa。随基坑内部结构的施工,盾构管片变形逐渐减小。依据变形、应力等控制指标,对最不利条件下管片位移、应力及曲率半径等参数进行安全影响评估,认为该工程条件下,基坑开挖对区间隧道影响较小。     

某基坑桩锚支护结构监测分析

根据长沙市某深基坑桩锚支护结构的特点及其周边环境,制定了有针对性的监测方案.重点对基坑深部水平位移、周边建筑沉降进行了跟踪监测.结果表明,深部水平位移随开挖深度表现出2种不同特性:浅部开挖时变形曲线近似呈直线形,最大位移在桩项.深部开挖时变形曲线近似呈抛物线形,最大位移在距桩顶5～7m处,变形还受锚索张拉情况等因素影响;建筑物的沉降表现出明显的时效性和空间效应,还与基坑开挖速度以及锚索设置时间等因素有关.监测信息为优化施工方案和合理组织施工提供了可靠的依据,确保了基坑工程的施工质量以及施工期间周边建筑的安全,对类似工程有一定的参考价值.     

地铁基坑下穿城际铁路高架加固措施研究

以深圳地铁 12 号线和平站主体基坑下穿穗莞深城际铁路高架为项目依托,通过 midas GTS NX 建模计算,分别对无加固措施、30# 与 31# 桥墩处设置隔离桩措施、桥墩与车站主体围护结构之间采用旋喷桩土体加固措施,以及结合隔离桩与旋喷桩土体加固措施等 4 种工况下地连墙与基坑两侧桥墩的水平位移进行研究。经施工现场反馈,钢支撑伺服系统控制基坑地连墙水平位移与桥墩水平位移效果明显。研究表明,采取隔离桩与旋喷桩土体改良加固措施,地连墙与两桥墩最大水平位移均最小,满足规范要求;旋喷桩加固土体对控制两桥墩水平位移效果显著,在各工况下两桥墩侧地连墙与桥墩水平位移基本一致;结合隔离桩与旋喷桩土体加固更适用于已运营的城际铁路高架下基坑开挖。     

盾构近距离下穿铁路桥墩的加固措施研究

地铁盾构隧道下穿既有铁路桥梁桥墩施工不可避免地会对周边岩层产生一定的扰动,导致铁路线路的不平稳,进而危及行车安全。以济南地铁9号线工程下穿济莱正线及济南东站铁路枢纽为例,通过Abaqus软件建立数值模型,模拟在不加固、钢管桩加固、钻孔桩加固3种工况下,盾构隧道下穿高速铁路桥梁桥墩引起的变形情况。结果表明：(1)无加固措施情况下地铁右线盾构施工引起的济莱59#墩的水平位移3.6mm不满足设计要求;(2)考虑隔离桩及加固措施后,墩顶变形进一步减小;(3)钻孔桩隔离与钢管桩隔离方案对墩顶的变形控制效果接近,根据工程经济性及现场地质条件,采用钢管柱加固措施较为合适。研究成果可为同类型工程施工设计提供参考。     

桩筏U形结构在新建铁路路基并行既有高铁桥梁时的应用

某铁路枢纽内新建铁路工程,由于平面条件受限,以路堤形式并行既有高速铁路桥梁通过。为减小新建路基工程建设引起既有客运专线桥梁沉降变形,保证运营安全,经技术比较,采用桩筏U形结构。运用Plaxis软件建立数值分析模型,对基坑开挖、桩筏U形结构的施工过程进行数值模拟分析:基坑开挖及桩筏U形结构施工引起桥梁的隆起和下沉变形分别为1 mm、3 mm,两项变形叠加累计沉降2 mm,满足规范要求。     

浅埋暗挖地铁区间下穿高铁特大桥风险分析

为研究浅埋暗挖隧道近距离下穿对邻近高铁特大桥的影响,以北京某地铁暗挖区间线路,与桥桩夹角为40°,净距仅2.1 m为工程背景,建立三维数值模型,模拟地铁左、右线暗挖区间侧穿高铁桥桩的施工过程,揭示既有高铁桥墩的变形特性。研究表明,未施加防护措施下,暗挖施工使高铁特大桥墩顶产生的最大竖向位移为5.03 mm,最大横向位移为3.23 mm,最大纵向位移为3.96 mm,不满足控制标准;在采取隔离桩及注浆加固措施的工况下,桥墩顶最大竖向位移为2.91 mm、最大横向位移为1.71 mm;最大纵向位移为1.13 mm,满足控制标准。结果表明,暗挖隧道小角度近距离下穿高铁特大桥方案可行,施作隔离桩及地表注浆加固措施可有效降低隧道施工对桥梁的影响。