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.     

双孔平行地铁顺穿桥梁对桥梁桩基础影响研究

利用有限元分析软件建立桥梁基础及双孔地铁的模型,模拟地铁盾构的施工工况。研究盾构施工前后地铁隧道、周边土体变形趋势及其对地铁顺穿桥梁的桩基础轴力、弯矩、水平变形及沉降的影响。分析结果表明:隧道施工造成隧道上部土体沉降,下部土体隆起,隧道呈现椭圆形;其顺穿桥梁桩基轴力、弯矩增加幅度较大,桩基在地铁隧道深度以上竖向沉降,在隧道深度下局部桩体隆起,桩身位移呈现“3”字形,最大位移位于隧道中心标高与隧道底标高之间。     

基于渗流应力耦合的基坑降水及开挖对邻近桥桩的影响分析

城市涵洞建设下穿高架桥区域时,涵洞深基坑施工会对周边土体和临近桥梁下部结构产生影响。以福州某下穿高架桥涵洞深基坑工程为背景,基于渗流应力耦合理论和修正摩尔库伦三维模型,借助有限元软件对降水条件下的深基坑开挖过程进行模拟,结合现场监测信息反馈进行分析。分析了基坑降水及开挖过程地表沉降及邻近高架桥桩水平位移和竖直沉降分布规律。为探索基坑施工降水最佳模式,减少降水带来的影响,模拟过程对比了一次降水和分次降水条件下的最终地表沉降和高架桥桩的变形。结果表明:基坑降水开挖过程地表沉降沿基坑开挖垂直方向呈"勺形"分布,呈现出两头小中间大的趋势;邻近基坑的桥墩桩身水平位移随深度的增加而减小,远离基坑的桥墩桩身水平位移随深度的增加先增大后减小,且距离基坑较近的桩体水平位移较大。且每一次开挖后地表沉降和桩身水平位移都增加,增加的幅度随着开挖深度变小;现场监测数据略大于有限元结果,但变化趋势基本一致,表明数值模拟具有良好的适应性;基坑降水对坑外地表沉降及桥桩变形影响显著,分次降水方案可一定程度上减少基坑降水引起的地表沉降和桩身水平位移,类似基坑降水施工可通过分次降水方案控制沉降影响。     

基坑施工对近邻既有铁路线的影响研究

针对和融地块基坑工程施工,运用有限元软件Plaxis 3D对施工过程进行模拟,分析开挖过程对近邻天津地下直径线、京津城际铁路及津山线的影响。结果表明:对于土体位移,地表沉降随着基坑开挖深度的增大而逐渐增大,当开挖至坑底时达到最大,坑外土体变形随着与地连墙距离的增加而逐步增大,达到最大值之后,随距离的增加呈减小趋势;对于既有铁路线结构,变形主要由基坑方向水平位移与竖向位移控制,二者均随着基坑开挖深度的增加呈增大趋势,在靠近侧基坑开挖阶段,位移增幅最大;当基坑开挖至坑底时,既有铁路线结构位移达到最大,且均小于控制值,满足规范要求。     

基于流固耦合效应的深基坑降水开挖变形规律研究

以武汉时代广场深基坑项目为依托,运用ABAQUS有限元数值软件建立仿真模型,对比分析了基坑开挖流固耦合模型与非流固耦合模型基坑外地表沉降、基坑内土体隆起、双排桩水平位移和孔隙水压力规律。结果表明:(1)流固耦合模型与非流固耦合模型基坑外地表沉降规律大致相同,但是流固耦合模型的沉降位移量要大于非流固耦合模型的沉降量;(2)基坑开挖阶段考虑地下水影响的基坑底部土体隆起量要小于不考虑地下水影响的基底隆起量;(3)由于地下水的影响,流固耦合模型的双排桩水平位移值明显大于非流固耦合模型中双排桩的水平位移值;(4)由于支护结构的止水作用使得基坑内部土体的孔隙水压力变化较大,而基坑外部土体孔隙水压力变化则相对不明显。     

地下连续墙开挖过程中力学性能分析

以实际工程为例,利用通用有限元软件建立地下连续墙与作用土体的三维实体模型。考虑支护结构与土体之间的协调变形和相互作用,对基坑分步开挖过程中基坑角部位移、墙体土压力、坑底隆起回弹、墙后地表土体沉降变化、地下水位变化及墙体应力分布等进行分析,可为同类工程施工提供参考。     

车辆动荷载下偏压深基坑支护结构受力变形分析

依托杭州某地铁车站偏压深基坑工程,基于PLAXIS有限元软件建立三维数值计算模型,分析车辆动荷载对基坑开挖变形影响。结果表明:随基坑开挖深度增加,基坑内竖向位移和墙体水平位移均呈现先增大后减小趋势;工程施工时,在开挖至第三层土体时需加大注意坑底竖向位移变化,防止基坑隆起过大影响施工;车辆动荷载对基坑影响深度有限,基坑开挖深度小于15 m时,车辆动荷载对基坑影响较大,应注意车辆荷载对土体稳定性和地连墙水平位移问题,宜采取相关保护措施。     

新建市政立交施工对既有铁路路基稳定性影响分析

为研究新建市政立交邻近铁路施工对既有铁路路基稳定性的影响规律,以S43呼和浩特机场高速公路什不更互通工程为例,对邻近铁路桩基开挖过程中的基坑支护结构位移、周围地表沉降、铁路路基沉降等通过有限元模拟进行了系统分析。结果表明：支护结构产生的最大水平位移为3.6 mm,距离支护结构5.34 m位置处的地表沉降量最大,其值为5.6 mm;新建市政立交施工引发的铁路路基最大累计变形均发生在靠近主线主墩位置附近,竖向沉降最大值为-3.07 mm,各测点的最大变形量均小于路基变形预警值。基坑支护结构强度较大时会使既有铁路路基发生轻微隆起,但随着支护结构的拆除,基坑周围土体向内部卸荷,路基仍以沉降为主。研究成果可为同类工程的施工提供参考。     

斜抛撑与水平撑在深基坑支护中控制变形的对比分析

在目前的实际工程应用中,深大基坑的开挖支护内支撑体系主要有水平撑和斜抛撑两种形式。为此,对支撑桩加承台的斜抛撑形式通过大型通用有限元软件ABAQUS对其在深大基坑中的应用进行模拟,并与水平撑在深大基坑中的数值模拟结果进行对比分析。通过比较两种不同的内支撑体系对开挖深大基坑的基坑外地表面土体沉降、基坑底部土体隆起及围护桩的水平位移不同变化情况,得出支撑桩加承台的斜抛撑支护体系在控制围护桩水平位移和基坑外地表面土体沉降的优点及控制效果。     

地面超载对双排桩基坑稳定性影响的有限元分析

随着城市化进程的加快,深大基坑的应用及用地红线的限制,双排桩支护越来越受到工程技术人员的重视,国内外学者对双排桩的间距、排距、布桩方式、土体加固及土拱效应等做了较多研究,但地面超载对双排桩影响的研究较为少见。该文基于有限元软件MIDAS GTS NX,分析了地面超载对双排桩基坑桩顶水平位移、桩身位移及弯矩、基底隆起和土体塑性区的影响,得出如下结论:桩顶水平位移随着地面超载的增大而呈非线性增大;地面超载对桩身上部(埋深12m以上)位移有明显影响,对于埋深大于12m的桩身位移,地面超载的影响较小;前后排桩桩身任一点弯矩均随着地面超载的增加而增大;地面超载对基底隆起影响较小;随着超载的增大,塑性区范围逐渐增大,基坑边沿土体塑性区应控制在一定范围且不宜扩展到地面,因此超载不宜大于40kPa,严格限制超载大于60kPa的情况,因此时各独立塑性区扩展连通。     

桥梁桩基础施工对既有明挖隧道变形影响研究

以某桥梁跨越隧道工程为研究背景,运用有限元软件模拟桥桩基础施工过程,并针对桩基础不同开挖深度对地铁隧道的影响展开对比分析,研究表明:在桥梁桩基础施工过程中,东西双向隧道拱底、隧道左、右拱腰以及桩基础周边土体变形规律均呈对称分布;靠近隧道附近施工对隧道拱底和拱腰的变形影响最大;桩基础开挖深度未超过隧道时,地表沉降与桩周土体水平位移均随着开挖深度的增大而变大,当开挖深度超过隧道位置后,地表沉降与桩周土体位移将不再受开挖深度的影响,其结论可为类似桥梁跨越隧道工程研究提供参考与借鉴。     

明挖隧道深基坑施工对近邻高速公路桥梁桩基的影响研究

以明挖隧道深基坑施工与近邻高速公路桥梁桩基的深(圳)中(山)通道工程为研究对象,采用有限元方法建立三维有限元模型,分析隧道基坑施工对近邻桥梁桩基的影响.结果 表明:现有基坑围护结构设计方案和施工工况,其筑岛施工和暗埋段施工过程对既有沿江高速桥梁桩基的影响较小;水平附加位移(朝基坑侧位移)和竖向附加位移(沉降)均在规范允...     

筒式基坑开挖变形特性及稳定性分析

为研究井筒式基坑开挖变形特性和坑中坑开挖对基坑整体稳定性的影响，以哈尔滨省委广场井筒式地下停车场为工程背景展开分析。首先，对井筒式基坑的变形监测方案及结果进行评述。然后，采用有限元软件MIDAS/GTS建立井筒式基坑的有限元计算模型，与监测结果对比验证计算模型的准确性； 在此基础上，探讨井筒式基坑施工过程中的环向拱效应演变规律，并对基坑直径和围护桩桩径等影响因素进行参数化分析。最后，基于强度折减法对井筒式基坑坑内的二次开挖进行分析，研究内坑的平台宽度和深度对基坑稳定性的影响。结果表明： 1）现场实测的桩体水平位移最大为3.5 mm，最大沉降量为11.6 mm； 2）圆形基坑的环向拱效应可以采用土体的中主应力矢量图进行表达，随着基坑开挖深度的逐步增大，其环向拱效应作用的土体范围也逐步扩大； 3）当内外坑开挖深度比为0.44时，需考虑内坑开挖对基坑稳定性的影响。     

基于AM桩盖挖逆作地铁车站施工力学有限元分析

盖挖逆作地下结构施工过程中,地下连续墙水平位移及各围护结构之间差异沉降过大,均会对结构造成不利影响。为解决围护结构之间差异沉降的控制难题,探索施工过程中结构的受力规律,以某采用盖挖逆作法施工的大型地铁换乘车站为研究背景,采用通用有限元软件ABAQUS进行数值模拟,研究盖挖逆作地下结构施工过程中结构受力及变形规律,计算分析施工过程中地下连续墙的变形、地下连续墙与相邻立柱桩的差异沉降、AM桩轴力分布情况,探讨运用AM桩对控制结构隆起和差异沉降的优势。结果表明： 1）楼板在施工过程中起到了良好的支撑作用,有效限制了地下连续墙的变形; 2）差异沉降随施工进行逐渐增大,在开挖底层土体时达到最大值,此为最不利工况,应及时进行封底; 3）在桩长和桩径参数相同的情况下,与等直径桩相比,采用AM桩能够有效减小结构的隆起以及差异沉降。     

深基坑桩锚支护变形有限元分析

桩锚支护具有一系列优点,已成为基坑支护中最常用的方法之一。通过深圳某深基坑开挖过程的有限元数值模拟,得出了桩体水平位移、桩后土体沉降的变化规律,并将计算位移值与实际监测结果相比较,验证了有限元数值模拟的合理性,为深圳某深基坑支护提供了重要依据。     

软土地基上长管砂袋围堰变形与稳定性研究分析——以广州南沙明珠湾区跨江通道工程施工围堰为例

围堰施工是跨江通道工程水域侧基坑实施的前提条件和关键环节，天然软土地基淤泥质软土层厚度大、承载力低，采用长管模袋砂围堰能较好地适应软土地基的变形和抵抗水流的冲刷。以广州南沙明珠湾区跨江通道工程施工围堰为实例，采用数值分析模拟长管砂袋围堰的施工全过程，计算产生的沉降变形及基坑开挖对围堰的影响。结果表明，围堰施工时堰底内侧沉降明显，外侧坡脚处水平外移及隆起，基坑开挖引起围堰内侧变形明显大于外侧。