被动区土体加固对深基坑变形影响的研究

被动区土体加固能有效地控制基坑开挖引起的变形、保护基坑周边环境,在实际工程中得到广泛的应用。对上海软土地区某地铁车站深基坑工程进行数值模拟,系统地研究了不同土体加固形式对基坑变形的影响。研究结果表明该工程采取的坑底加固措施使得基坑变形满足变形控制标准;增大土体加固的深度能显著地减小围护结构侧向位移、地表沉降和坑底隆起;而过度地增大加固土体的割线模量E₅₀^ref对控制基坑变形的效果甚微;在同等条件下,满堂加固控制基坑变形的能力明显优于裙边加固。     

坑中坑开挖影响下的基坑稳定性研究

坑中坑开挖对于悬臂式支护结构基坑稳定系统有诸多影响，内坑的开挖会引起基坑被动区土体抗力损失，增大坑外土体的剪切变形趋势，降低基坑整体稳定性。采用强度折减有限元法，对坑中坑的三个主要影响因素:坑址系数、深度比、面积比进行了控制变量研究，研究表明:对比三种失稳判据下的稳定安全系数，基坑整体稳定安全系数与坑趾系数呈正相关关系，与深度比和面积比呈负相关关系，据此建议在内坑开挖过程中，要尽量避免内坑紧邻外坑坑壁开挖、内坑过度深挖、内坑面积过大开挖。     

大尺度坑中坑对基坑稳定性的影响分析

为了分析坑中坑对基坑稳定性的影响,以工程实例为依托建立了数值模型,分析了坑中坑开挖深度、坡度、平台宽度对支护桩顶位移的影响。分析结果显示:随着开挖深度及坡度的增加及平台宽度的减小,支护桩顶位移呈增大趋势;在不同的平台宽度及开挖坡度下,坑中坑开挖存在临界深度,在确定了开挖深度后又存在临界平台宽度;随着面积比的增大,支护桩顶位移逐渐减小,面积比达一定数值时,支护桩顶位移不再减小,即只要预留足够的平台宽度,坑中坑对基坑稳定性几乎无影响。分析成果可为坑中坑的稳定性设计提供参考。     

外坑支护结构转动时坑间被动区土拱效应分析

为研究支护结构受力与变形特点,分析了坑中坑式基坑坑间区土体的成拱作用。当外坑支护结构绕底端转动时,利用土拱效应分析方法,推导了被动土压力表达式;定义了内外坑支护结构相对位移比,以此描述内坑支护结构位移对外坑支护结构被动土压力的影响,得到土压力呈非线性分布。工程算例对比分析表明土压力分析方法能更好地反映土拱效应及坑间距对作用在外坑支护结构上土压力的影响,以此土压力值用于基坑支护结构设计相比采用库仑理论计算值偏于安全;当内坑支护结构不发生位移时,坑间距越小、支护结构相对位移比越大,外坑支护结构所受到的被动土压力愈大,说明提高内坑支护结构支撑刚度有利于控制外坑支护结构的变形。研究成果对分析基抗支护结构安全问题,具有一定的参考价值。     

基坑坑壁支撑中临时挡土墙的应用

在水利工程建设中,基坑开挖完毕时,坑壁的稳定将直接影响工程的顺利进行。造成基坑坑壁坍塌的原因主要是基坑放坡不足,土体的自重应力的影响;或是地下水的渗流破坏所致。因此如果基坑开挖深度较大时应及时进行     

软土基坑被动区土体不同加固宽度的m值计算方法研究

为减少软土基坑支护的位移和受力,通常采用坑内被动区加固的处理方法,被动加固区的范围多大较合适呢?目前工程中尚缺乏有效的计算方法。为了定量分析基坑工程中被动区土体加固的效果,以及为有限加固宽度情况下m值的取值提供计算方法,该文取加固体为研究对象,分析加固体的受力状态,建立静力平衡方程,得到全层加固体的最优有效加固宽度值。当为有限加固宽度时,m值取值可以近似按加固宽度相对于最优有效加固宽度的线性插值进行计算。采用有限元数值模拟验证了方法的可行性。研究表明,采用该方法计算被动区土体有限加固宽度时的m值是可行的,该法计算得到的支护结构位移是偏安全的。该方法简单适用,可操作性强,容易实现,在工程设计中具有很好的推广应用意义。     

软土基坑被动区加固对邻近地铁隧道的变形控制效果分析

针对武汉市某全地埋式污水处理厂深基坑工程,采用三维有限元建立包含基坑支护结构、地下箱体结构、坑内工程桩以及邻近隧道的整体模型,模拟分析实际施工工况下基坑开挖对邻近隧道的影响,对比分析被动区加固空桩部分、实桩部分以及工程桩的作用对地铁隧道变形的控制效果。结果表明：被动区加固实桩、空桩及工程桩对地连墙的水平位移以及邻近隧道水平位移均有一定的控制效果,其中工程桩的影响最为显著;被动区加固空桩部分对地连墙及邻近隧道的竖向位移影响较小,而被动区加固实桩和工程桩虽抑制了坑底土体的隆起,却增大了地连墙及邻近隧道的竖向隆起。围护结构施工及基坑开挖引起隧道产生朝向基坑方向的水平位移及竖向隆起变形,主体结构施工对既有隧道的隆起具有明显的抑制作用,基坑施工全过程隧道变形量均能满足变形控制要求,表明基坑设计所采取的位移控制措施是切实有效的。     

基坑被动区阶梯式加固尺寸对桩位移影响分析

为研究深基坑被动区阶梯式加固尺寸对桩位移的影响,在提出被动区阶梯式加固概念的基础上,以某大楼基坑工程为背景,以现场试验数据为基础,针对加固形状及阶梯式加固尺寸等对桩位移的影响因素,建立数值模型并进行模拟。结果表明:数值模拟可以较好地分析桩支护体系的实际变形规律;被动区加固对支护桩位移影响是非常显著的;阶梯型加固尺寸存在最优参数比,即当各阶加固宽度与深度相当时,加固效果最理想;被动区阶梯式加固相比其他加固形式有明显的优势,具有较强的适用性。     

圆砾-泥岩组合地层坑中坑开挖对双排桩的影响

为研究双排桩在南宁圆砾-泥岩组合地层中的支护特性,以南宁地铁4号线某深基坑工程为依托,运用ABAQUS有限元软件和现场监测数据进行分析,得出双排桩在该地层有较好适用性的结论.然后在此基础上,进一步探讨坑趾系数、深度比在影响阈值左右范围变化以及不同土体强度弱化百分比的工况下,坑中坑开挖对双排桩的影响.结果表明各因素对双排...     

深大坑中坑基坑围护结构离心模型试验研究

圆形地下连续墙作为一种受力合理的围护结构,由于空间"拱效应"的存在,作用在拱圈上的土压力主要在地下连续墙内自身平衡,地下连续墙的水平位移相对较小。基于某深大圆形基坑工程实际,采用离心模拟技术研究基坑开挖过程中基坑围护结构的水平位移和弯矩分布规律。分析表明,基坑地下连续墙最大水平位移为11.6mm,位于上部基坑的中下部,并且随着开挖深度增大,墙体位移逐渐增大且最大位移点不断下移。研究成果可为圆形基坑开挖和支护过程中围护结构的变形规律分析提供参考。     

圬工与加筋土组合式挡墙数值模拟

基于圬工与加筋土组合式挡墙的土工离心模型试验结果,建立了ABAQUS数值模型,从而进一步研究了加筋间距和筋材模量对这种结构变形特性及内部土压力分布规律的影响。结果表明:在本文所考虑的参数情况下,从控制挡墙变形的角度来看,密间距加筋效果好于疏间距加筋,高模量筋材效果好于低模量筋材;由于下部圬工挡墙填土区域土拱效应的存在,使得上部加筋土挡墙的土压力分布有别于常规加筋土挡墙。在上部加筋土挡墙具有足够高度的情况下,可将圬工挡墙视为加筋土挡墙的稳固地基;组合式挡墙的变形主要发生在施工期,因此应加强施工质量控制。     

不同筋材刚度下加筋土挡墙离心模型试验

加筋土挡墙由于优良的力学性能、低廉的造价、更好的地形适应性,已经越来越广泛地被应用于各种工程。但其在正常工作状态下的真正工作机理尚不完全清楚,目前的规范设计指南并不能反映加筋土挡墙内部应力真实分布情况。为了研究不同筋材刚度对加筋土挡墙性能的影响,通过土工离心试验监测了土工格栅应变、面板水平位移和土压力。试验结果表明:采用小刚度筋材时,筋材的变形更加显著,但对竖向土压力的分布基本没有影响;靠近面板区域的土压力都远小于理论值,格栅最大应变出现在墙的中下部;对于面板连接处的筋材应变不能简单地用传统土压力理论解释,还需考虑填土不均匀沉降引起的面板对加筋土拉拽作用等其他影响因素。试验结果可为正常工况下加筋土挡墙工作性能与筋-土相互作用机理的研究提供参考。     

软土基坑双排桩支护结构优化分析

为分析优化软土基坑双排桩支护结构参数,以广州市某软土基坑为背景,采用ＦＬＡＣ３Ｄ对其开挖施工过程进行了数值模拟分析,研究了围护桩排数、排距、桩长、桩刚度等对基坑桩体变形以及地表沉降的影响。数值计算结果表明:当基坑开挖深度较小时,基坑的开挖对软土基坑周边土体位移影响不大,但当基坑开挖深度由５．０ｍ增至７．５ｍ时,基坑围护桩位移则由５ｍｍ快速增长至２４ｍｍ,且其变形模型由“弓形”转换为“前倾形”;随着桩排数、排距、桩长以及桩刚度的增大,桩体位移和地表沉降将逐渐减小,但其减小的幅度会越来越小;当桩排距设置为２ｄ～４ｄ、桩长设置为２４ｍ～３２ｍ、桩刚度设置为０．５ＥＩ～１．０ＥＩ时,双排桩支护结构的性价比最高。     

基坑被动区拱形加固布置的拓扑优化及数值分析

在采用水泥搅拌桩加固被动区土体的工程实践中，常见的加固形式有实腹式和格构式，而拱形布置作为一种新型的加固形式，其合理性及优势有待验证。首先采用ANSYS软件对加固布置形式进行了拓扑优化，发现拱形为受力最优形式。进一步的二维有限元计算表明，在桩体位移相同情况下，拱形比格构式能节省更多材料。以某基坑工程为例开展了实例研究，数值模拟及监测结果证实，相较于传统实腹式布置，多拱结构在控制桩体位移的同时，能大幅减少材料用量。     

岩溶及断层破碎带地层基坑设计与坑底突涌治理

在南京某地铁站岩溶及断层破碎带地层开挖深基坑时,由于断层破碎带和地连墙局部嵌固深度不足引起坑底突涌水事故,进而导致基坑变形,对周边环境产生一定影响。在综合分析施工风险和突涌水事故原因的基础上开展围护结构优化设计和突涌水治理。将原设计方案中的第4、第6道钢支撑变更为钢筋混凝土支撑,在有问题的格构柱基础桩外围施打微型钢管桩进行补强;选用凝固时间更快、抗水分散性更好的新型注浆材料GT-1,采用前进式分段注浆和模袋封孔注浆新工艺。通过后期检验,证明围护结构优化设计和坑底突涌水治理效果显著。     

基于砂箱模型试验的加筋土挡墙合理布筋方式探讨

针对加筋土挡墙中拉筋水平和垂直间距、筋带宽度和拉筋长度的合理布设问题,根据拉筋所受土压力相等的等土压应力面积法,提出了拉筋水平等间距、垂向沿埋深逐层加密的布置方式及相应的计算式;采用砂箱模型试验,以墙体处于极限稳定状态下的最少用筋面积为条件,探讨了加筋土挡墙的合理布筋方式。试验分析表明:采用与土压力沿深度逐渐增大相适应的拉筋“上疏下密”布置形式可实现筋带均衡受力,在“窄筋密布”的条件下具有更好的稳定性且用筋量更少;与墙后填土潜在破裂楔体呈上宽下窄形状相适应的筋带“上长下短”布置方式稳定性优于“上下等长”布置;采用“窄筋长布”的方式较“宽筋短布”能增加筋带有效锚固面积,提高挡墙稳定性。