深基坑工程周边建筑物沉降变形及控制探讨

深基坑在开挖过程中易引起周边建筑物的沉降和位移。如基坑开挖施工周期长且周边环境复杂,对周边建筑物沉降变形监测及控制则显得至关重要。结合实际工程,对基坑监测资料进行了分析,并探讨了控制深基坑工程中的基坑变形、预警等问题。     

盖挖逆作法基坑开挖对地表沉降的影响及控制措施研究

深圳地铁七号线福民站工程采用盖挖逆作法进行基坑开挖,依托该工程研究新建福民车站 施工对基坑周边地表沉降的影响并提出控制地表沉降措施。采用ABAQUS有限元计算软件对基 坑开挖过程中周边土体地表沉降变形进行精细化数值模拟,结合施工过程中实时动态监测资料, 总结采用盖挖逆作法施工对地表沉降的影响规律,为施工过程中结构变形发展预测和设计方案实 时调整提供理论支撑。结果表明,在福民站基坑盖挖逆作施工过程中,地表最大沉降值随基坑开 挖第一、二次卸、加载的进行而增大,后随第三、四次卸、加载的进行逐步趋于稳定。新建地铁 周边土体地表变形较小,距离基坑从近到远,沉降值逐渐减小直至趋于零,数值模拟及现场监测 的最大沉降值均在预警值10mm之内,保证了周边建筑物的安全性和稳定性,验证了当前设计方 案的可行性。     

临近高层建筑群桩基础隧道开挖围岩变形特性

依托某市地铁工程实例,借助ABAQUS建立数值模型,对临近高层建筑群桩基础隧道开挖围岩变形特性进行研究。研究结果表明:围岩变形随隧道开挖面应力释放逐渐增大,具体表现为"快速-缓慢-稳定"3种类型;相比未考虑临近高层建筑群桩基础荷载时,考虑建筑群桩基础附加荷载后隧道拱顶位移、围岩收敛和地表沉降分别增加了6.8%、8.6%和9.8%;最终稳定时拱顶位移和围岩收敛控制在5 mm以内,地表沉降控制在7 mm以内,距离群桩基础一侧横向地表沉降主要影响区域约为3.5倍隧道开挖洞口直径。围岩变形整体较小说明群桩基础荷载对其影响相对较小,同时亦可反向推断隧道施工对高层建筑影响较弱。研究成果能够为类似工程实践及进一步探究围岩变形特性提供重要理论参考。     

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。     

土岩深基坑开挖诱发周边地表沉降规律研究

依托青岛地铁8号线鞍山路基坑工程,通过有限元软件研究土岩深基坑开挖卸荷作用下周边地表沉降变形规律,利用数值模拟和现场监测相结合的方法,验证模型的合理性。结合模拟计算,分析不同施工阶段下周围竖向变形特征。研究结果表明,地表竖向位移与基坑开挖深度及土岩的性质有关,开挖初期变形最大,大部分的累积沉降发生在素填土和强风化花岗岩中,而岩性较好的中风化花岗岩和微风化花岗岩中竖向位移逐渐趋于平稳;最大竖向变形量为13.39mm,未超过控制值25mm;地表竖向位移最大值出现在离基坑开挖面一定距离处。研究结果可为青岛地区类似深基坑工程提供参考。     

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。     

邻近既有建筑的超深基坑开挖变形控制研究

在地铁工程建设中,深基坑工程往往会不可避免地规划并建设于城市交通干道和建筑密集区。成都地区具有砂卵石地层条件,基坑降水、开挖易导致土体发生压密作用,引起地面、周边建筑物产生差异沉降及变形。以成都轨道交通17号线城隍庙站超深基坑工程为背景,应用有限元分析软件ABAQUS,结合监测数据,对车辆荷载下半盖挖超深基坑在开挖卸荷过程中的地表沉降、围护结构变形、邻近建筑基础沉降数据进行优化分析,得到结论:注浆加固深度控制在稍密卵石上层以下时,对地表沉降及围护结构侧移控制效果最佳;适当改变围护桩的插入比、提高围护结构的刚度,可减少基坑变形,但插入比应控制在72.7% 以内。此外,对加固区合理深度、围护结构参数等进行优化,并列举了部分控制基坑变形的有效措施,以期为降低砂卵石地层条件下的深基坑开挖工程对邻近建筑的影响提供借鉴。     

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.     

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。     

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。     

桩-土相互作用支护桩受力变形计算方法

为研究桩-土非线性相互作用对深基坑支护结构内力与位移的影响,提出了一种桩-土相互作用支护桩受力变形计算的方法.该方法将基坑开挖面以上的桩体视为有限数量的弹性体,开挖面以下的桩体视为Winker地基梁,支撑结构为二力杆弹簧,并考虑支护桩和内支撑的变形协调,基于桩结构分段分坐标法和弹性地基梁法,推导出了考虑桩-土-内支撑共同作用的支护桩体挠曲微分方程.结合理论土压力,采用该方程计算获得了不同开挖深度的桩体水平位移和桩体弯矩,并与规范法、实测值进行比较.结果表明:本文方法计算得到的支护桩最大水平位移比规范法小15.2%,最大弯矩较规范法小26.6%,均与实测值更为相近.      

复杂断面地铁隧道开挖优化及对建筑物的影响

基于FLAC3D,建立了复杂断面隧道和建筑物的三维数值模型,以沉降量和结构应力最小为优化目标, 对5种工法方案进行了优化,以确定最优工法.用最优工法开挖隧道,预测开挖引起的塑性破坏区,并提出有针 对性的预加固措施.在对塑性破坏区进行预加固的条件下,预测各开挖段地表和建筑物基础的沉降特征及最大 沉降量,对比分析地表沉降曲面与建筑物基础沉降曲面的差异,评价整个开挖过程中建筑物和隧道关键结构的 安全性.数值模拟结果与实测数据规律一致,为复杂断面地铁隧道开挖的环境控制提供了重要的技术支持.      

地铁盾构隧道下穿既有构筑物沉降分析及对策

以国内某盾构隧道下穿既有构筑物为工程依托,运用有限元分析软件Plaxis模拟盾构隧道开挖的全过程．对施工所引起的沉降进行数值模拟分析。研究结果表明：隧道下穿住宅楼时,桩基础会产生较大的不均匀沉降;隧道下穿锅炉房时,左右线开挖后引起的基础沉降都超出了可控范围;隧道在先后下穿住宅楼和锅炉房的施工过程中都存在较大风险。通过研究提出了盾构施工期间技术措施,有效地控制构筑物沉降,以达到相关安全性要求。     

基于熵值法的砂卵石地层深基坑开挖安全可拓评价

为客观评价富水砂卵石地层中深基坑开挖的安全稳定性,根据结构变形、受力、地下水以及周边环境等因素选取地面沉降、建筑物沉降、地下水位等8个评价指标进行开挖安全性评价,以成都某地铁车站深基坑工程为例,根据基坑开挖4个月内的实测数据,采用熵值法对所选评价指标进行赋权,基于物元理论与可拓集合的关联函数,建立深基坑开挖安全可拓评价模型,并将评价结果与模糊综合评判结果进行比较. 研究结果表明:熵值赋权计算中,混凝土支撑轴力、桩顶沉降和支护结构水平位移是本案例中最重要的三项指标,对安全评价影响最大;对地面沉降与管线沉降的可拓评价结果比模糊综合评判结果高一个等级,与实际监测数据的评判结果相符,有利于施工过程中对潜在风险的防控;基于熵值赋权的可拓评价模型能够对基坑开挖安全性进行单因素分析与综合分析,所构建的可拓评价模型可以在成都地区富水砂卵石地层基坑工程安全评价中推广使用.      

深基坑的开挖与排桩锚杆支护探析

随着建筑物高度的增加以及建设用地的日趋紧张,深基坑的需要越来越多,深基坑的开挖也面临越来越多的问题。在深基坑开挖的同时,深基坑的支护也愈显重要,在空间限制下只能采用支护结构保护下垂直开挖的设计和施工方法。以某工程为例,对深基坑的开挖以及支护结构进行详细分析。事实表明,排桩支护在深基坑支护中施工简便,经济效益较好,对周围环境影响较小。     

紧邻既有铁路深基坑开挖支护方案模拟分析与计算

采用模拟手段,对沪宁城际铁路紧邻既有铁路的新孟河特大桥的深基坑安全性问题进行了探讨,建立了基坑开挖、支护的有限元模型,全面分析了紧邻既有线深基坑在开挖过程中的地表沉降、钢板桩及各道支撑的变形及内力。通过计算认为:此桥采用的深基坑施工方案合理可行,能确保基坑支护体系和已有建筑物安全。随后的施工实践证明了计算的正确。     

深基坑锚拉护壁桩的受力特性和土压力

成都海外交流中心深基坑工程采用带拉锚和桩顶设置圈梁的桩排式支护结构,根据该工程护壁桩钢筋应力的实测值及用以求得的桩身弯矩,分析了护壁 桩的变化形状态２和坑底以上桩侧的土压力,结果表明,圈梁对桩顶有明显的约束作用,使桩的变形状态２不同于上端自由的直立杆件,在支护结构正常工作的情况下,坑底以上桩侧土压力的分布和大小都与经典土压力理论有显著差别。     

软土地区深基坑施工引起地表变形的原因及处置措施

许多城市建设经验表明,软土地区的工程建设在施工期和使用期都会产生较大的地层沉降变形,该变形的控制尚未有成功经验。文章以南京河西地区某市政工程为例,分析了深基坑开挖诱发的地层移动与地面沉降变形特征,并从基底加固范围的影响、基坑边超载的影响、围护结构质量的影响、施工降水的影响等几个方面进行了详细的分析,提出了相关施工建议。     

地铁车站深基坑变形规律的三维数值模拟分析

以西安地铁某大型车站深基坑工程为背景,采用现场监测与三维数值模拟相结合的方法,研究了开挖过程中地铁车站深基坑的变形规律。结果表明,围护桩的变形直接关系到基坑的稳定和安全;开挖使得基坑周围土体下沉,地表沉降呈抛物线型;计算结果与监测结果基本一致,运用FLAC3D数值计算方法研究深基坑的变形规律是可行的、可靠的。     

地铁车站大断面风道施工对地面建筑物的影响及控制

在城市隧道穿越工程施工前,应制定详细的建筑物安全性控制程序,其中包括建筑物安全现状评估、隧道施工对建筑物影响预测及施工过程控制、工后评估及结构状态恢复等.北京地铁5号线天坛东门站西北风道大断面风道施工需要在松散不良地质条件下穿越天坛公园＂青山居＂仿古建筑及旅游服务部等建筑,施工难度大,施工风险极高.根据建筑物安全性控制的要求,对地铁隧道施工的影响进行了数值模拟预测及对比分析,阐述地层变形模式和相应的控制措施.另外,为严格控制地面沉降及建筑物安全,在对该工程特点和控制方案系统分析的基础上,提出采用树根桩隔断墙和洞内超前注浆、掌子面注浆及控制开挖、墙基下方地层注浆加固等综合技术,有效控制了地面沉降和建筑物沉降,保证了隧道施工顺利完成.