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COMSOL Multiphysics深基坑挡土墙开挖数值模拟

针对内支撑式挡土墙深基坑开挖与支护过程中地表沉降和挡土墙变形的稳定性问题,应用COMSOL软件对上海某地铁深基坑开挖工程进行仿真模拟,并结合现场实际监测进行对比分析。结果表明,COMSOL软件模拟分析开挖后地表沉降的最大位移值为18 mm,这与现场监测结果十分吻合。挡土墙的侧向最大水平位移的模拟值为34 mm,实际监测的最大水平位移为36 mm,这主要是由于模拟过程没有考虑土体中水的影响,然而土体中有含有少量水,因此出现微小的误差。但是COMSOL模拟挡土墙的水平位移变化趋势与实际监测结果是一致的。在深基坑开挖过程中,COMSOL能精确的模拟深基坑的开挖与支护过程,这对工程实际具有重要的指导意义。     

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。     

基于PLAXIS深基坑支护设计仿真数值分析

采用PLAXIS大型有限元计算程序,对成都某高楼深基坑分步开挖过程中支护结构的变形、受力及周边地表的沉降进行了有限元分析,得出了分步开挖各个阶段围护桩的变形、预应力锚索的锚固力及周边地表沉降的变化规律。结果表明:有限元计算结果与监测数据较为吻合;有限元分析能较好地预测基坑开挖过程中支护结构的变形规律和周边地表沉降的分布规律。     

超宽深基坑开挖对邻近既有地铁隧道安全影响研究

为研究超宽深基坑开挖对邻近既有地铁隧道安全的影响,文中依托武汉市邻近既有地铁隧道的某地产项目超宽深基坑工程,对邻近隧道侧基坑支护方案进行设计优化,采用midas GTS NX三维有限元软件分析基坑开挖对隧道的安全影响。计算结果表明,超宽深基坑采用“灌注桩+斜抛撑”支护体系,可有效控制围护变形,降低对既有地铁隧道的影响。     

苏州软土地区地铁基坑墙顶竖向位移变形特性分析

软土地区地铁车站深基坑开挖卸载,坑底土体回弹对地连墙产生向上的侧摩阻力,使地连墙产生竖向位移。在不考虑墙体自重和下卧层起伏的条件下,依据残余应力法和Boussinesq解,推导出地连墙竖向位移的计算公式。结合苏州地铁3号线星港街站基坑开挖的土层参数与监测数据,利用Midas GTS有限元软件建立三维数值模型对比分析,探究深基坑开挖卸荷作用对围护结构变形特性的影响规律。研究发现:理论计算公式符合工程实际情况,具有应用价值;地连墙竖向位移量随着基坑开挖深度的增大而增大,最大隆起(0.06%～0.09%)H,其中开挖第4层土体时,地连墙隆起速度最大;建议在软土地区深基坑支护结构设计时考虑到卸荷效应。     

深基坑在组合支护下的三维模拟及监测分析

深圳汉国深基坑工程,为确保安全,采用了桩撑(包括圆形内支撑)和桩锚的组合支护结构.通过三维数值模拟,同时结合在施工开挖过程中的监测数据,对桩锚撑组合支护结构的内力以及变形规律进行分析和总结.结果表明:灌注桩桩顶位移及内力计算值与模拟值差距较小,其发展趋势基本一致,三维有限元计算结果可信.三维有限元模型可以较好地考虑地下空间效应对支护结构内力及位移的影响.监测结果表明:组合支护结构能够确保深基坑工程的安全.     

新建贵广铁路佛山隧道基坑超挖施工数值模拟分析

以新建贵广铁路佛山隧道基坑开挖为背景,结合现场实测数据,借助有限元计算软件Midas GTS分析该隧道桩撑支护段典型断面在正常开挖施工及超挖施工下基坑支护结构内力、水平位移、支撑轴力及地表沉降的差异。分析结果表明,超挖施工将显著地改变支护结构的受力状态及变形情况,增大坑周地表沉降,对基坑变形控制及坑周邻近建筑物产生不利影响。     

地铁车站端头盾构井深基坑地表沉降分析与预测

为探究乌鲁木齐地区复杂地层深基坑施工对周边环境的影响,依托地铁1号线某盾构井深基坑工程实例,结合工程结构特点、地质条件,在施工过程中选取地表变形实际监测数据,综合分析基坑周边地表变形特性,同时采用灰色Verhulst模型对地表沉降进行预测。研究结果表明:基坑周边地表沉降主要集中在开挖和拆支两个阶段,拆支对地表沉降的影响应引起重视,特别是拆除中板支撑时的地表沉降可能比开挖阶段还要显著,必要时应采取防范措施,避免安全事故的发生;采用灰色Verhulst模型可以预测开挖和拆支两个阶段的地表沉降,且精度较高。     

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。     

上海某基坑超深地墙变形与接缝张开分析

超深地下连续墙变形所导致的接缝渗漏问题是上海软土地区超深基坑施工所遇到的典型难题之一。本课题结合上海北横通道某深基坑工程，运用Plaxis 3D 有限元软件通过计算分析基坑开挖过程不同工况下的地下连续墙的变形规律，以及基坑开挖过程中地墙变形与地下墙接缝张开渗漏的关系。结果表明：（1）当基坑开挖深度大于12m或20m两个临界点时侧向位移增长速度显著。地下连续墙的最大水平位移发生在基坑边的中点附近，向两侧逐步减小，这主要是基坑角部空间效应引起的。（2）地下墙接缝张开渗漏的危险点并不是发生在基坑中点最大侧向变形处，而是基坑边中部与角部之间、靠角部较近的位置。（3）即使对于较小尺寸的超深基坑，当开挖深度较大时，长边位移仍较短边位移有明显增大。本文结论对超深基坑开挖地墙变形与地墙渗漏控制具有指导意义。     

软土地铁深基坑开挖过程中围护侧向变形控制方法研究

在周边环境较为复杂的软土地区,基坑开挖变形稍大就会对临近建(构)筑物产生不利影响。影响基坑变形的因素众多,但诸如结构刚度、支撑布置(道数与间距)等因素在设计阶段已确定,施工过程中可调控的因素较少。从支撑轴力与软土流变的角度, 探讨基坑开挖过程中围护侧向变形的控制方法。从软土地铁深基坑支护体系的力学特点出发,系统研究该体系的力学状态和作用机制,针对基坑开挖过程中无支撑暴露/ 有支撑暴露不同情况提出围护结构侧向变形控制方法。同时,结合实际工程,对该控制方法进行具体的施工应用研究。实践结果表明,该方法对地铁深基坑围护侧向变形控制具有显著效果。     

管片钢模激光测量技术的应用

随着我国城市地下隧道建设的快速发展,盾构施工技术已占主导地位,隧道管片的制造精度日益提高,对铸造型钢模具的制造精度也提出了更高的要求。介绍了管片钢模激光测量技术及装置,对型钢模具制造过程的检测和控制进行了分析,针对现有试验装置存在的不足进行了优化研究,最后对一种新的管片钢模具激光快速测量工艺进行了总结。     

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。     

深厚淤泥区基坑开挖作用下临近地铁基坑的力学响应

为确保处于深厚淤泥区的临近地铁基坑在新建基坑开挖支护过程中的安全性.通过有限元软件建立精细的三维计算模型,计算分析地铁基坑对新建基坑开挖、支护的力学响应特征。研究结果表明:开挖完成后,地铁车站基坑位移呈现岀“鼓肚型”,符合连续墙加内支撑基坑支护型式一般的变形规律;新建基坑围护桩最大侧移为24.5 mm,竖向位移为6.54 mm,均小于围护桩位移控制值,说明新建基坑支护体系设计具备合理性;地铁车站基坑围护结构最大位移为12.16 mm,远小于一级基坑位移限值。同时发现其地下连续墙两侧的位移增量不同,右侧(靠近新建基坑一侧)地下连续墙位移增量较小。其原因是新建基坑开挖淤泥区使右侧地下连续墙所受的主动土压力减少。     

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。     

土岩复合地层吊脚桩支护结构力学分析与优化设计

为了更加安全经济地进行土岩复合地层中基坑工程设计,针对上土下岩复合地层中吊脚桩基坑支护结构的受力及变形特性进行研究。采用二维数值分析方法,建立土岩复合地层条件下吊脚桩支护基坑开挖模型,分别分析基坑开挖过程中吊脚桩支护结构内力、变形的发展过程,以及土岩弹性模量比RE、吊脚桩嵌岩深度t、岩肩宽度b与桩体受力、变形之间的相关关系。结果表明： 1）随着基坑开挖深度逐渐增大,桩身侧移增大且桩身最大侧移发生位置逐渐下移,最大下移幅度为土层厚度的17.5%; 2）当基坑开挖至土岩交界面时,吊脚桩桩身内力达到最大值,下部岩层的开挖使得桩身最大负弯矩减小27.5%; 3）当岩层弹性模量介于600 MPa和4 800 MPa之间时,最优设计嵌岩深度为1.5 m,最优设计岩肩宽度为1.5~2.0 m。     

邻近基坑卸荷-加载对既有软土盾构隧道影响分析

为了减少和避免地铁盾构隧道发生运营中断事故,提升地铁盾构隧道的防灾减灾能力,应用数值模拟的方法,以上海某典型工程为例,研究了软土地层中,邻近基坑卸荷-加载作用下,盾构隧道位于基坑拐角特殊位置的变形机制,并对地下连续墙支护方案的隔离效果和盾构隧道与基坑边缘净距l的影响进行了分析。研究结果表明： 1）当基坑位于盾构隧道侧方浅部时,基坑卸荷-加载诱发盾构隧道产生朝向基坑方向的位移,随着基坑加载的进行,竖向位移可得到适量恢复,水平位移恢复较少; 2）当盾构隧道位于基坑拐角特殊位置时,受基坑临空面范围和卸荷-加载作用共同影响,最大竖向位移出现在基坑拐角位置附近,最大水平位移出现在隧道轴线距离基坑边缘约1.5h（h为基坑深度）位置; 3）近地铁区域采用地下连续墙加固方案,可使盾构隧道水平位移减小50%,加固效果明显; 4）当盾构隧道与基坑边缘净距l大于1.5h时,邻近基坑卸荷-加载对既有盾构隧道影响较小。     

基于PLAXIS的复合土钉支护变形及内力分析

为了研究复合土钉支护基坑变形规律以及结构内力变化,以长沙高新区公安分局办公楼深基坑工程为基础,运用PLAXIS有限元程序对基坑开挖支护过程进行数值模拟分析,并与实测数据相对比,结果表明:1PLAXIS有限元程序能有效模拟基坑开挖支护过程,可用于对实际工程的基坑变形和结构内力变化的预测;2坑壁位移的曲线分布大致呈"鼓肚子"状,基坑周围地表最大沉降发生在距坑壁一定距离处,而不是坑壁附近。基坑底的隆起量在坑壁处最小,在基坑中心处最大;3锚杆锚固段轴力随开挖深度的增大而增大,沿长度方向减小,土钉轴力分布呈现"中间大,两头小"的特征。