杭州深厚软 黏 土中某深大基坑的性状研究

介绍了杭州深厚软黏土中深度为14.85～17.35 m、采用密排连续排桩作为围护墙的大型多层支撑基坑工程监测实例。实测内容包括基坑施工过程中围护墙与土体水平位移、周围地面沉降、内支撑轴力、土压力和孔隙水压力等。研究表明：软黏土中大型基坑的水平位移明显大于狭窄基坑,基础底板施工期间基坑的“蠕变”现象明显,开挖深度、空间效应、隔断墙的设置、坑壁临近既有地下室等均是影响基坑水平位移的重要因素;坑外横向地表沉降呈抛物线型分布,沉降影响范围约为开挖深度的2.5倍, 最大沉降位于坑外约0.67倍挖深处,最大沉降与最大水平位移关系约为 ,坑外纵向沉降大致呈马鞍形,沉降最大值位于基坑中部附近,纵向沉降影响范围大于基坑开挖范围;多层支撑支护结构中各层支撑的轴力随开挖和拆撑工况的变化而动态调整,第2层支撑轴力明显大于其它2层支撑;深厚软黏土中多支撑支护结构的土压力分布在支撑深度范围表现出“土拱”效应;随开挖的进行坑外土体的孔压逐渐减小,由于开挖卸荷产生了负超静孔压。     

圆环支撑在高灵敏度软土地区深基坑中的应用实例

通过高灵敏度软土地区两层地下室基坑采用圆环形内支撑的设计工程实例,对比分析了深层土体位移、坑外路面沉降和圆环形支撑轴力的实测结果与计算值的差异。通过实测数据可知,第一道圆环梁轴力的实测值远大于设计值,尤其是挖土无法做到均匀开挖时更应提高支撑梁的设计余量;由于土体高灵敏度、受扰动后时空效应显著,基坑开挖对周边环境的影响范围可达5倍开挖深度;坑边深层土体位移最大值可达设计值的1.8倍。     

上海陆家嘴地区超深大基坑邻近地层变形的实测分析

结合上海国际金融中心超大体量卸载、超深开挖深度、超长降水周期的基坑工程实践,通过对邻近地层变形的信息化监测,研究上海陆家嘴地区超深大基坑在顺逆作同步交叉实施条件下邻近地层的时空位移特征,初步探讨其变形机理和影响因素。研究表明:重车动载对坑外地表沉降影响较大,地墙隆起对0.1H范围内的地表土体拖带上抬;地表沉降主要受软弱土开挖和承压井降水影响凹槽分布,纵向地表沉降空间效应明显,受顺逆作同步交叉实施影响差异沉降突出;坑外地层侧移角部效应明显,形成水平方向的土拱作用,并与系统刚度和土体硬度呈正比;坑内土体强隆起范围远超开挖面下1倍挖深,立柱隆起在第三和第五层土方开挖时发展速率明显较快;坑外设计挖深上部地层以斜向下位移为主,下部地层以斜向上位移为主;基坑土方开挖阶段,坑内地层卸荷隆起为主流动补偿为辅,坑外设计挖深以上地层土体流动补偿和承压井降水固结沉降均显著,而设计挖深以下地层以卸荷隆起为主兼有少量流动补偿。     

软土某深基坑开挖的实测性状和环境效应分析

介绍杭州某深大基坑工程的支护设计、施工和监测方案,并对主要监测结果作了分析。实测结果表明:深厚软土地基大型基坑的水平位移偏大,基坑开挖引起的围护结构变形及对周边环境的影响具有明显的三维空间效应,基础底板施工期间基坑的"蠕变"现象明显;坑外地表沉降呈抛物线型分布,沉降影响范围大于开挖深度的1.5倍,最大沉降位于坑外约0.62倍挖深处,最大沉降值约0.37倍挖深,最大沉降约为最大水平位移的0.3倍。     

基坑开挖引起紧邻建筑物沉降的简化计算方法

提出了一种基坑施工引起紧邻建筑物沉降的简化计算方法,可根据基本工程信息快速推求建构筑物基础沉降。与之前的方法相比,既考虑了基础刚度对沉降的影响,又避免了繁杂的有限元计算。在总结分析地表沉降特征和分布模式的基础上,结合工程经验和数值分析探讨了坑外土体沉降随深度变化规律。根据规律总结出基坑开挖对周边环境影响的分区特征,提出了坑外开挖面深度以上土体沉降分布曲线的简化计算公式。由于建筑物基础刚度远大于周围土体,假设其沉降主要来源于下卧土层变形,即建筑沉降等同于基底埋深处的土体沉降,从而得到了根据土体沉降分布曲线来描述建筑物沉降的简化计算方法。算例分析表明,其计算值与实测值有较好的一致性,可为预测、分析紧邻基坑施工的建筑物沉降提供参考。     

软土地区坑靠坑开挖耦合效应分析

坑靠坑开挖耦合效应影响范围的研究是群坑工程中围护支撑体系设计和对周围环境保护的重点。根据上海软土地区采用地下连续墙支护的深基坑工程案例,基于土体修正剑桥模型,对地下连续墙基坑建立了不同开挖深度和不同基坑间距的坑靠坑有限元平面应变模型。研究分析了单一基坑开挖后,地表沉降和地下连续墙水平位移计算值与实测值的关系。并通过对不同基坑间距和不同开挖深度基坑模型计算值的研究,得到了坑靠坑开挖耦合效应的规律。结果表明:所建模型、土体本构模型以及土体参数具有较好的准确性;坑靠坑开挖产生的耦合效应随着基坑间距的增大而逐渐减小,且减小幅度变缓,确定了产生坑靠坑开挖耦合效应基坑间距的下限值为10倍开挖深度。     

桩锚支护深基坑开挖引起紧邻建筑物变形特征分析

依托工程实例,探讨桩锚支护深基坑开挖对紧邻建筑物变形影响。建立深基坑支护体系与紧邻建筑物三维计算模型,分析深基坑开挖引起紧邻建筑物变形特征。由分析结果可知:基坑开挖对紧邻建筑物的变形影响,竖向沉降大于水平位移,且接近2倍的关系。主要影响敏感因素有建筑物与基坑距离、建筑物外荷载。对于地下建筑物,基坑深度为总深度的1/3时,水平位移变形速率大于竖向沉降,随着基坑开挖深度增加,水平位移变形速率小于竖向沉降,且水平位移趋于稳定,竖向沉降变形趋势加大。     

相邻双基坑开挖相互影响三维性状分析

相邻基坑开挖引起围护结构和周围土体变形与基坑单独开挖存在较大的差异,目前较缺乏考虑相邻基坑开挖产生的相互影响及其空间效应的研究。以实际相邻双基坑工程为分析原型,建立其开挖的三维有限元模型,研究双基坑开挖的空间效应。分析了相邻基坑同步开挖和不同基坑间距对基坑间土体沉降、支护结构内力、支护结构位移、坑底隆起、坑外地表沉降等的影响,探讨基坑开挖角部刚度效应。结果表明:相邻基坑开挖影响支护结构的内力和位移分布;基坑间土体沉降产生叠加影响,沉降量大于基坑两侧地面;近端支护结构变形和坑底隆起小于远端。基坑角部刚度效应在一定范围内会较明显地限制土体变形和支护结构的位移,且角部刚度效应随开挖深度增大而增大。基坑间距对相邻基坑产生相互影响的范围为2.5~3倍基坑开挖深度。     

城市隧道小间距相邻深基坑施工监测分析

结合某小间距相邻基坑开挖施工监测数据,分析了杭州深厚软土层紧邻基坑施工过程相邻位置地表沉降、立柱沉降、坑外水位、支撑轴力和深层土体水平位移的影响,结果表明:先行施工基坑受后继施工基坑的影响较小,后继施工基坑受先行施工基坑影响大,两基坑相邻侧土体的竖向位移与水平位移都较非相邻侧土体小,后继基坑开挖使得先行开挖基坑支撑轴力明显减小;先行施工基坑深层土体最大水平位移在最终开挖面附近,后继开挖基坑深层土体最大水平位移下移最终开挖面以下。     

某坑中坑基坑动态施工的数值模拟研究

结合上海西藏南路越江隧道浦东接线段基坑工程,对某一工况下的坑中坑基坑进行动态施工模拟得出:内坑开挖对左侧地表沉降影响明显,且后一开挖步最大沉降量约为前一步骤的2倍.当开挖至内坑底部后,右侧最大沉降为左侧的1.8倍.土体发生较大侧移处位于内坑坑底0～8m范围内.内坑开挖造成左墙墙前被动土压力减小,底部往坑内发生侧向位移.中墙顶部发生坑外位移,墙底发生了坑内侧移.随开挖步,右墙中底部侧移加大,且最大侧移处位于开挖面以下2m.     

某紧临地铁车站土岩基坑设计与变形规律研究

广州某紧临地铁车站土岩组合深基坑,开挖深度大,周边环境复杂,变形控制要求非常严格。依据实际监测数据,详细分析了基坑施工各阶段的围护结构变形、土岩体侧移、支撑轴力、锚索拉力及周边环境沉降的变化规律。分析结果表明:围护墙与外侧土岩体最大水平位移均发生在土岩结合面附近;基坑开挖结束至底板施工期间,围护墙及外侧土岩体水平变形呈蠕变特点;地下室采用的“复合墙”及跳仓法施工技术,使施工完毕后的围护墙、土岩体水平位移均发生了明显回弹,最大水平位移约为开挖至基底时的40%~60%;开挖引起的周边地面沉降最大值发生在离坑边0.5倍开挖深度附近,沉降值约为邻近围护墙最大水平位移的0.47倍;条件允许时,土岩组合基坑可优先采用支撑+锚索组合支护方案。本工程的监测数据相互印证,揭示了该土岩深基坑在各种条件下的实际工作状况,可为类似情况深基坑的设计与施工提供参考。     

动荷载作用下软土地区基坑开挖周围土体位移研究

软土地区深大基坑开挖对周围土体及构筑物的位移有重要影响。以昆明市某软土区圆形基坑工程为背景,通过分析基坑支护结构、周围土体和动荷载作用下构筑物的位移监测数据,系统研究基坑开挖过程中位移变化的时空效应。结果表明:地表土体位移随着与基坑的横向距离不断增加而减小且基坑开挖对地表土体沉降量的影响范围大于对水平位移的影响范围;当有动荷载作用于软土区基坑周围构筑物时,基坑开挖对构筑物的位移有相对较大的影响;在基坑周围一定范围内,同一点处的水平位移和沉降量的变化具有相关性;基坑周围土体水平位移随深度增加而减小并逐渐趋于0。研究成果拟为类似工程提供借鉴。     

深厚淤泥土深长基坑开挖对邻近建筑的影响

沿海区域存在大量淤泥土层,其通常表现出高压缩性、流变性及触变性等不良工程地质性质。因此,深厚淤泥土深长基坑开挖面临着极高施工风险,对周边环境的影响显著。为进一步阐明深厚淤泥土深长基坑开挖施工力学效应,依托某深基坑工程,通过有限元三维数值模拟,揭示了淤泥土深长基坑开挖对邻近建筑的影响规律。结果表明:深厚淤泥土层的存在使基坑开挖影响区的水平影响区域明显增大,竖向影响区域所受影响较小,在水平距离150 m、深度85 m范围内土体皆受基坑开挖影响;基坑以及建筑轮廓凹凸部出现应力集中,在淤泥土层,地连墙以及既有隧道墙板应力集中处的水平位移存在明显突变;既有隧道水平位移和沉降曲线呈“中间大,两头小”的特征;大桥变形随开挖深度增加而变大,桥桩在淤泥土层的水平位移明显增大,最大水平位移达5.33 mm,最大沉降达9.92 mm。     

特大圆环支撑深基坑变形特性的三维数值分析

以某特大圆环支撑深基坑工程为背景,采用有限元分析软件MIDAS/GTS,对深基坑特大圆环支撑体系的变形特性进行了系统的三维数值分析。通过与地下连续墙的水平侧向变形和墙顶沉降实测数据进行对比分析,表明采用GTS软件进行特大圆环支撑深基坑工程的三维动态施工模拟分析是可行的;研究了不同土体开挖次序下、不同工程地质条件下特大圆环支撑深基坑地下连续墙的水平侧向变形特性,结果表明:土体开挖过程,地下连续墙的水平侧向位移存在显著的位移回弹效应,且随着基坑开挖深度的增大而增强,非对称开挖明显强于对称开挖,采用对称开挖比非对称开挖能显著减小软土地层地下连续墙的水平侧向位移。     

深厚软弱土层地铁车站深基坑施工对既有建筑物影响分析

地铁车站深基坑施工常导致周边建筑物变形过大。基于现场监测数据，研究深厚软弱土层地铁车站深基坑施工对既有建筑物的影响，分析地下连续墙水平变形、土体水平位移和建筑物变形规律。结果表明，地下连续墙水平位移和土体深层水平位移变形曲线呈“鱼腹状”；端头井处墙体和土体水平位移大于标准段；地表变形曲线呈“漏斗状”；地下连续墙施工对建筑物竖向位移影响较小；距离基坑较近处，建筑物变形表现为沉降，距离基坑较远处，建筑物变形表现为隆起，既有建筑物主要表现为向基坑内侧倾斜。     

复合支护下深基坑的变形破坏和支护结构

以某深基坑工程为研究对象,利用岩土数值分析FLAC 3D软件,建立三维数值分析模型,模拟开挖和支护实际工况,分析了双排微型桩复合土钉支护下基坑开挖过程中的变形破坏和支护结构受力演化特征。结果表明:坑壁水平位移总体上呈现基坑顶部小、基坑中下部大的形式,位移等值线呈鼓肚状;基坑基底隆起量较大,随着距基坑壁距离的减小而减小;基坑边坡竖向沉降较小,最大沉降量出现在支护结构之后;土钉轴力分布呈中间大、两端小的形式,离基坑底部越近,土钉的最大轴力点越靠近基坑开挖面,且随着开挖深度增加,土钉轴力初始增长迅速而后发展较为缓慢;前排微型桩弯矩大于后排,微型桩最大弯矩随着开挖深度的增加不断增大且不断下移,开挖完成后弯矩最大值位于基坑底部以下2 m深度处;基坑开挖及支护过程中监测点的位移时程曲线和塑性区分布区域说明基坑整体稳定性较好,但在坡顶后缘出现拉张塑性区,基坑壁浅表层和基坑底角部位出现剪切破坏区,在施工中应对其采取针对性措施进行保护;该研究成果对深基坑开挖过程中动态演化过程认识和变形破坏防治具有一定参考意义。     

地铁深基坑开挖对紧邻建筑影响的有限元模拟与监测研究

以临近北京地铁朝阳门站深基坑某高层建筑为背景,采用有限元分析软件PLAXIS建立了考虑位移场、渗流场情况下的深基坑开挖对临近高层建筑影响的三维数值模型,对工程降水、基坑开挖引起的高层建筑变形与沉降进行了分析计算,并结合实测数据探讨了基坑和高层建筑相对位置与开挖深度对地基基础的卸载或加载作用。结果表明:数值计算结果与实测结果比较接近,可为深基坑开挖对周边环境的影响分析及类似工程提供参考。     

深基坑桩锚支护体系位移数值分析

利用大型有限元分析软件ADINA,考虑土的非线性和基坑分步开挖原则,以郑州楷林大厦深基坑为例,按照实际基坑开挖与支护的施工步骤,建立三维有限元模型进行数值分析,得到支护结构与土体随基坑开挖过程的变形规律及影响因素:支护桩水平位移最大点在基坑中上部,预应力锚杆对限制基坑壁的侧移起着至关重要的作用;基坑支护桩后主动区域受扰动最大的土层在桩体深度以下,支护结构入土深度加大,可有效控制土体向坑内流动;基坑外侧地表沉降呈现抛物线形状,在距离支护结构约1.5倍开挖深度处出现沉降最大值。     

邻近老旧住宅地铁深基坑施工规律分析

地铁深基坑周边环境较为复杂,控制既有建筑物及周边环境变形是基坑工程的重点。本文研究了杭州软弱地层地铁深基坑围护结构、周边建筑物变形规律,探讨了围护结构侧向位移与土体水平位移之间的关系。结果表明,围护结构侧向位移曲线呈S型,伺服钢支撑可减小围护结构侧向位移,但轴力过大会使围护结构向坑外方向变形;地下连续墙侧向变形和土体水平变形呈线性关系。     

测斜技术在基坑开挖中的应用

深层土体水平位移监测已成为基坑施工过程中必不可少的监测项目。结合具体工程实例,介绍了基坑的监测方案、监测方法以及测斜过程中应当注意的一些事项,并对监测数据进行分析。监测结果表明,基坑深层土体水平位移在支撑梁位置处其变化较为缓慢,其最大水平位移约发生在基坑开挖深度的3/4处,整体水平位移-深度曲线呈"弓形"发展,其结果可为同类工程提供借鉴。