狭长深基坑支护结构设计的有限元分析

以南京某地铁车站深基坑工程为研究对象,介绍该工程场区的地质条件,支护形式及施工工序;分析该基坑在开挖过程中围护结构的位移、支撑轴力及基坑周围土体地表沉降的变化,通过有限元软件Plaxis对基坑开挖进行数值模拟,并将计算结果与实测结果进行比较分析,二者结果基本吻合,并且通过进一步研究得到了支护结构抗弯刚度EI、坑边超载及开挖对基坑变形规律的影响结果。增加支护结构的抗弯刚度能一定程度减小地连墙的水平位移,随着坑边超载P的不断增大墙顶水平位移不断加大,当P=50 k Pa时,围护结构墙顶范围内发生明显屈服。而随着开挖深度的不断增大,超载对地连墙水平位移的影响系数不断减小。基坑开挖时。地下连续墙最大侧移位置大致位于开挖面附近,且随着开挖深度的增大而逐渐下移。当土体开挖至坑底且未施工底板和垫层时,此时基坑处于最危险状态。     

不同开挖顺序对基坑围护结构变形影响分析

基坑开挖顺序对围护结构的变形影响较为明显。结合杭州某地铁车站基坑工程项目，基于考虑土体小应变特性的硬化模型，采用三维有限元软件（PLAXIS 3D）进行了数值模拟，详细分析了施工过程中不同基坑开挖工况对围护结构变形、支撑轴力、地表沉降等变化的影响。结果表明：同一基坑的围护结构左右两侧变形差异显著，分析时不能简单将土层视为水平均布土层，需对变形较大的一侧土体减少基坑堆载，尽可能将荷载分布在围护结构变形较小一侧；地连墙水平位移、地表沉降均随基坑开挖及车站的建造逐渐增大；地连墙变形受基坑开挖顺序的影响较为显著，从中间往两侧开挖对地连墙的变形影响最小，仅为18.35 mm，相较于原工况减少约25%，对工程产生最有利的影响。     

地铁车站偏压基坑围护结构变形影响因素研究

为了研究地铁车站偏压基坑围护结构侧向变形特征,以某地铁车站基坑为工程依托,采用FLAC3D建立三维数值计算模型,探讨了基坑至建筑物距离e、建筑物荷载q及基坑开挖深度h对地铁车站偏压基坑围护结构两侧最大侧移之比的影响,并建立各因素下偏移程度划分标准,提出相应的变形控制措施,同时基于灰色关联理论对各因素的敏感性进行分析,找出最不利影响因素。研究表明:邻建筑物偏压荷载会大幅度增大围护结构侧向位移,不利于基坑安全;围护结构两侧最大侧移之比与距离e呈一次函数关系,与深度h呈分段线性函数关系,与建筑物荷载q呈三次函数关系;邻建筑物偏压基坑围护结构非对称变形的影响因素敏感性排序为基坑至建筑物的距离e建筑物荷载q开挖深度h。研究结果对基坑设计和施工等有参考价值。     

邻近边坡偏压深基坑开挖效应分析

依托长沙地铁6号线望岳路站深基坑工程,探究了邻近边坡偏压地铁车站基坑开挖的变形特性与受力特点,采用Midas/GTS对基坑分层开挖与支护进行了数值模拟,分析了地连墙位移、内支撑轴力、地表沉降等,并将数值模拟值与工程实际监测数据进行对比,分析了支护结构变形特性的影响因素.研究结果表明:偏压作用下,基坑两侧围护结构变形明显...     

深大基坑降水开挖施工对结构及周边环境影响有限元分析

为分析深大基坑降水开挖施工对结构受力变形规律和周边环境的影响,采用有限元分析方法,分析基坑在不同连续墙厚度、入土深度和弹性模量条件下围护结构在各个开挖阶段的受力变形特征,发现土体压缩模量是连续墙受力变形的主要影响因素。文中分析基坑降水引起周围土体的固结沉降和水平变形规律,给出了基坑开挖和降水所引起沉降在总沉降中比重,为类似工程提供一定的借鉴。     

城市下穿隧道深基坑稳定性研究

以城市下穿隧道深基坑为研究对象,运用FLAC3D软件对基坑开挖和支护结构与周围土体的共同作用进行数值模拟试验,研究了基坑围护结构和内外土体的受力变形特征。研究结果表明:基坑外地表最大沉降量发生在距离基坑一定距离处,且随开挖深度的增加最大沉降位置远离基坑处,沉降量明显加大;基坑开挖期间地下连续墙竖向位移变化不大,主要为侧向变形;坑底土体的隆起值随开挖深度的增加呈非线性增长,但回弹增量有减小的趋势;随着开挖深度的增加,在靠近基坑越近的地方深部土体水平位移越大。     

基坑对既有地铁隧道衬砌的影响及变形控制

基坑工程位于地铁隧道之侧,基坑开挖卸荷导致地铁隧道衬砌产生位移,水平位移朝向基坑内侧,而竖向位移主要表现为隆起,地铁隧道衬砌竖向隆起量要大于水平位移;地铁隧道衬砌位移随着基坑开挖逐渐增大。地铁隧道离基坑越远且地铁隧道埋深越深,地铁衬砌竖向隆起量及水平位移就越小。以枫亭隧道明挖基坑为工程实例,采用地连墙+4道横撑+2道竖向支撑的支护方式、盆式开挖方法、合理的地连墙嵌固深度等方式来控制地铁隧道衬砌的变形,并以"地铁隧道结构的绝对竖向位移及水平位移要≤20 mm"为控制标准,对基坑开挖进行了数值模拟,结果显示控制措施能保证地铁隧道正常运营安全。     

长江漫滩地区复杂地质基坑施工监测技术

介绍长江漫滩地区厚层淤泥质软土和下伏富含承压水的复杂岩土条件下,采用SMW桩和钢板桩围护结构,基坑开挖进行了地表沉降变形、桩顶水平位移、深层水平位移和钢支撑轴力监测,监测数据与现场检测数据吻合较好,并将数据及时反馈,指导基坑开挖,以确保施工安全。     

大型基坑坑外降水对邻近隧道的变形特性影响研究

以典型工程实例为背景,考虑土层与衬砌的相互作用,探讨了基坑开挖过程中对邻近隧道的影响,且着重对既有地铁隧道位移受坑外水位下降的敏感性进行分析。研究结果表明:基于流固耦合作用,基坑开挖对临近隧道产生了一定的影响,既有地铁四号线最大水平与竖向位移分别为-1.26 mm与-0.63 mm,均出现在靠近基坑一侧,但影响程度较小,在安全控制范围之内;坑外水位下降2 m对既有隧道变形产生了显著的影响,较坑外水位下降0 m隧道水平位移增加了34.3%,竖向位移增加了近3倍。地铁隧道位移受坑外水位下降影响显著,水平位移、竖向位移随着坑外水位下降深度的增加而增长,近似呈线性关系。     

基坑开挖对既有道路路基变形的影响分析

为了探究基坑开挖对邻近道路路基变形的影响,依托软土地区某典型基坑工程,采用大型通用有限元数值分析软件ABAQUS对此开挖工程进行建模,研究基坑开挖时的不同开挖深度和不同支护系统对路基变形的影响,并对比不同工况下路基表面的沉降量和水平位移值。分析结果表明:随着开挖深度的增加,路基顶面竖向变形量和路基边坡水平变形量都随之增加;同一开挖深度、同一支护系统下路面的水平位移受与基坑水平距离的影响相对较小。因此基坑开挖过程中应减少每次开挖的深度,避免对路基影响过大。研究成果可为类似基坑开挖工程设计提供计算依据,推进基坑开挖对道路影响的研究。     

某城市道路地下通道基坑分步开挖竖向位移数值模拟分析

基于有限元软件对某城市道路地下通道基坑工程开挖过程中的竖向位移进行数值模拟计算。分析结果表明：在基坑分步开挖的过程中,竖向位移最大值出现在基坑坑底中心;在拟定的基坑分步开挖方案中,坑外土体的沉降量最大值为41．3 mm,为基坑开挖深度的2．95‰,竖向位移最大值为60．1 mm,为基坑深度的4．32‰,均符合规范所建议值（3‰～5‰）,能满足基坑竖向位移在施工过程中的需要。     

弹性地基有限元法在基坑工程中的应用

基于弹性地基有限元法,利用等效文克尔弹性地基梁模型,采用模块化处理方式模拟基坑开挖的各种影响因素,编制C语言有限元分析程序对围护结构进行分析计算.程序结合采用弹性法,考虑其中的不足,在迭代计算中对围护结构变形和支撑轴力进行修正,以模拟围护结构随开挖过程变形对内力的影响,简单方便的解决实际工程中围护结构受力分析.结合上海地铁M8线嫩江路车站工程深基坑工程进行实例分析,发现程序计算结果能够较好的与实测值吻合.说明该法能够很好的应用于支挡结构内力变形计算,并可以给三维通用有限元分析以借鉴.     

相邻双基坑同步开挖相互影响

以福州君临盛世茶亭基坑和世茂国际中心基坑为研究对象,建立相邻基坑开挖的二维模型,土体应力应变本构关系采用HS本构模型模拟,详细研究相邻双基坑同步开挖情况下的土体位移、支护结构位移和内力响应。考虑不同间距对相邻基坑开挖性状的影响,得到相邻基坑开挖的影响范围。研究表明,相邻基坑开挖对远端围护结构和坑底隆起影响很小,基坑间距对围护结构变形影响大于基底隆起。     

红砂岩地层大型车站深基坑桩锚支护结构变形分析

结合江西省赣州市赣州西站预留地铁车站深基坑工程,对红砂岩地层深基坑桩锚支护的桩顶水平位移、深层水平位移、锚索轴力和地表沉降进行现场监测分析。结果表明:桩顶水平位移、深层水平位移、锚索轴力和地表沉降时空效应显著,基坑中部变形大于坑角,长边大于短边,且从中部向坑角逐渐减小;桩体水平位移曲线呈两头小、中间大的“弓”形,最大位移出现在桩体埋深1/2 ~ 2/3 处,与锚索最大轴力所在位置的深度一致;锚索轴力随基坑深度变化呈类抛物线形分布,轴力损失和增长主要发生在基坑开挖阶段;坑外的地表沉降主要呈凹槽形分布,最大沉降发生在距坑边8． 5 m 左右处;基坑周围地表最大沉降值与深层最大水平位移之间存在着较为明显的线性关系。     

砂卵石地层半盖挖地铁车站深基坑变形特性

采用半盖挖法施工的地铁车站深基坑工程往往具有施工规模大、支护结构复杂、开挖深度大、施工场地狭小等特点,而砂卵石地层稳定性差,受荷载易变形,导致基坑安全事故时有发生。以成都地铁某半盖挖车站为例,采用有限元分析软件PLAXIS 3D,对基坑开挖过程中地表沉降及隆起、围护结构侧移、立柱变形情况进行数值模拟分析。受到基坑不对称开挖影响,基坑两侧结构及地表沉降变形略有差异：明挖侧顶部出现了朝坑外的位移,盖挖侧围护桩深层水平位移比明挖侧大;明挖侧累计地表沉降值比盖挖侧小;立柱在开挖过程中的竖向位移会受到上部荷载、坑内土体沉降及坑底隆起的共同作用,立柱上部结构会出现朝向明挖侧的弓形水平变形。     

某超深圆形基坑受力变形的尺寸效应分析

以佛山市某超深工作井基坑为依托,采用数值模拟方法,分析不同基坑尺寸对地下连续墙水平位移、弯矩、墙后地表沉降、坑底隆起的影响,并通过现场监测结果验证了数值分析的可靠度。基于此,进一步研究了尺寸效应对圆形基坑拱效应特点的影响。研究表明:地下连续墙水平位移、弯矩、墙后地表沉降、坑底隆起均表现随基坑尺寸增大而增大的整体趋势,当基坑直径小于65.9 m时,对各参数影响较大,反之较小。且当基坑直径约为0.6～0.9倍基坑开挖深度时,围护结构环向应力大于径向应力,具有较好的"拱效应";当基坑直径超出该范围,环向应力小于径向应力,"拱效应"减弱。通过对某超深圆形基坑尺寸的研究,以期为相关工程提供参考。     

既有建筑与基坑相互影响的有限元分析

针对基坑开挖影响周边环境,周边环境也会对基坑产生影响这一问题,将基坑对建筑物的影响分为3个区域,分析了不同区域内建筑物的高度、基础埋深对地面沉降及围护结构最大水平位移的影响.分析表明:随建筑物层高的增加,地表最大沉降加大,围护结构水平位移增大,但在不同区域影响程度不同;随基础埋深的增加,地表沉降及围护结构水平位移均会减小,不同区域影响程度亦不同.建筑物倾斜方向与天然地面一致,倾角也与天然地面基本一致;地表最大沉降增量与围护结构最大水平位移增量之比随层高增加趋于一致,随埋深增加而减小.     

地铁深基坑逆作施工的数值模拟与实测分析

针对上海市某地铁深基坑,基于FLAC3D,软件,采用摩尔一库伦弹塑性模型,时既有建筑物旁盖挖逆作法施工的深基坑进行了分步开挖数值模拟;并将计算得到的围护结构水平位移和基坑周围地表沉降与实际监测结果进行对比分析,验证了计算模型和计算参数的合理性,最后分析了基坑开挖对临近建筑物桩基的影响,为基坑工程的设计与施工提供参考.     

考虑地层空间变异性的综合管廊开挖变形预测研究

为了揭示地层空间变异性对管廊开挖稳定性的影响,结合宿迁综合管廊实际工程,通过对主要软土层厚度的统计分析,采用截断式正态分布拟合地层底标高的随机分布规律,结合三维随机有限元数值模拟技术,构建了能考虑地层厚度空间随机分布的基坑开挖稳定性可靠度预测方法,研究结论显示：考虑地层厚度随机分布时,支护墙最大等效应力为3.006 3～4.285 7 MPa,概率密度分布函数呈双峰状;若以支护墙最大等效应力作为控制指标,可靠度为1.0、0.9、0.8时,分布对应的最大等效应力分别为4.266 1、4.088 7、3.946 8 MPa,对应的最大水平位移分别为10.300 0、9.670 8、9.312 1 mm;采用地层平均厚度计算的管廊开挖后,支护结构最大等效应力3.33 MPa,最大水平位移8 mm,可靠度并不高,具有一定风险;可见软土层的不均匀分布对支护结构的内力有一定影响,采用可靠度的设计方法更科学。     

高架桥桥基与地下车站深基坑近距离施工相互影响分析

基于某地下车站深基坑与高架桥桥基近距离施工难题,利用Midas GTS NX软件,土体采用修正摩尔库伦本构模型,对基坑开挖、桥基施工、支撑拆除以及车站主体结构回筑进行施工全过程数值模拟,分析施工全过程基坑和桥基的相互影响规律,并结合现场实测数据对数值模拟结果进行对比验证。研究发现,基坑开挖阶段,由于土体水平卸荷,基坑变形不断增大,基坑地表最大沉降发生在距基坑边缘约0.4倍基坑宽度处,地连墙最大侧移发生靠近基底处;桥基施工后,基坑地表沉降和地下连续墙侧向位移进一步增加,桥基本身也产生了一定沉降;基坑支撑拆除和车站主体结构回筑阶段,由于围护结构的作用,基坑和桥基的变形增长并不明显。