基于ANSYS的地铁车站深基坑支护设计

针对广州地铁三号线永泰站深基坑平面尺寸较长,地下溶洞较多,地质条件较差的特点,制定了地连墙和内支撑相结合的基坑支护方案,以确保基坑和周围建筑物的安全。通过ANSYS建立三维有限元模型,分析了地连墙厚度、内支撑刚度和预加轴力等主要因素对于基坑变形的影响,并根据地连墙厚度和内支撑刚度与墙体最大位移的关系曲线,确定了地连墙厚度和内支撑刚度的合理取值,同时调整钢支撑的预加轴力值,使地连墙的最大侧移值控制在允许的范围内。从施工监测结果可以看出,地连墙侧移和基坑周边沉降基本都在30mm左右,表明本基坑支护方案合理可行,可为同类工程提供参考。     

基于ANSYS的地铁车站深基坑支护设计

针对广州地铁三号线永泰站深基坑平面尺寸较长,地下溶洞较多,地质条件较差的特点,制定了地连墙和内支撑相结合的基坑支护方案,以确保基坑和周围建筑物的安全。通过ANSYS建立三维有限元模型,分析了地连墙厚度、内支撑刚度和预加轴力等主要因素对于基坑变形的影响,并根据地连墙厚度和内支撑刚度与墙体最大位移的关系曲线,确定了地连墙厚度和内支撑刚度的合理取值,同时调整钢支撑的预加轴力值,使地连墙的最大侧移值控制在允许的范围内。从施工监测结果可以看出,地连墙侧移和基坑周边沉降基本都在30mm左右,表明本基坑支护方案合理可行。     

南沙港区软土狭长深基坑围护体系性状

为了阐明南沙港区软土狭长深基坑围护体系性状,对广州深厚软土地层采用地连墙加内支撑作为围护体系的狭长深基坑实测分析. 研究结果表明,1) 墙体最大侧移量δ_m的变化范围为0.07%H~0.38%H（H为开挖深度）,平均值为0.22%H,最大侧移位置深度H_δm为H－6~H＋3,且大多数位于开挖面以上. 2) 墙体变形主要发生在第2、3层土体开挖阶段,其变形量分别占累积变形的32.6%、40.1%,基坑开挖具有深度效应,深基坑分层开挖对墙体变形控制非常重要,墙体变形主要影响深度约为基坑开挖深度的2倍,空间效应显著. 3) 墙体竖向钢筋应力与侧斜位移变化特性基本相似,随着基坑深度开挖,最大值位置逐渐下移,揭露了墙体变形与应力动态调节过程. 4) 支撑轴力在支撑架设后历时2周左右即达到最大值,随基坑开挖表现出即时性,多层支撑结构的各支撑轴力大小随着基坑开挖支护过程动态调整以协调变形发展,当基坑开挖完成,最终趋于稳定的钢筋混凝土支撑轴力约为设计值的0.73倍,第1、2道钢支撑轴力分别为其设计值的0.40、0.31倍,钢支撑设计偏保守,在保证基坑稳定的前提下,可以考虑支撑方案优化设计. 研究成果对后续该地区同类基坑安全预判以及指导类似工程设计和施工参数优化具有重要的现实意义.     

狭长土岩组合基坑支护结构变形与受力变化规律的现场测试

以武汉某地铁车站土岩组合的狭长形超大深基坑为依托,结合现场工程测试,对支护结构支撑轴力和桩身位移进行了分析,总结了该类基坑支护结构变形与受力变化规律:由于基坑狭长型的特点,相对于基坑端头井部分,基坑标准段受荷载影响大,由于其地层为土岩组合地层,基坑的变形和轴力在上部土层部分均较大.并在此基础上对该类基坑支护结构的设计和施工提供了有用的建议.     

软土地基深基坑支护工程监测及变形特性分析

软土地基的复杂性及不定性是影响深基坑支护工程的重要因素.结合珠江三角洲某基坑地质条件较差的工程实例布置详细监测方案,并对基坑支护结构的水平位移、基坑地下水位、支撑轴力、基坑周边地表沉降的监测数据进行了综合分析,获得一些有价值的基坑变形规律.通过分析基坑支护结构及周边变形的因素,确保了基坑工程的施工质量以及周边建筑的安全.     

深基坑桩锚支护结构变形分析和数值模拟

以赣州市红旗村改造项目的深基坑工程为依托,利用有限元软件Midas对深基坑桩锚支护结构进行了数值模拟研究.通过对比基坑土体变形值和实际监测变形值,验证了此模型的准确性和可行性,得出锚杆轴应力在自由段分布均匀,在锚固段逐渐减小的变化规律.此外,深入分析了深基坑桩锚支护结构变形的影响因素,结果表明:增加支护桩的桩长、缩小桩间距可以很好的抑制基坑土体位移,但是增加到一定程度后,这种抑制基坑土体变形的效果十分有限;优化锚杆锚固位置,可以有效提高锚杆利用率,当第三层锚杆锚固深度在6.5~7 m时,两层锚杆的轴力大小相近,为最佳锚固位置.     

无内衬地下连续墙的变形影响及控制

以上海市延长路地铁车站为依托工程,选取典型的无内衬地下连续墙水平位移监测点、轴力监测点和地表沉降监测点,根据其在车站内部结构施工不同阶段的最大位移时程曲线、轴力变化情况及地表沉降曲线等,分析了无内衬墙结构的变形特征,即基坑开挖阶段变形最大,中板施工完毕后,变形逐渐稳定.根据周围管线和建筑物的沉降、倾斜时程曲线,分析了无内衬墙变形对周围环境的影响,即基坑开挖阶段,管线沉降速率最大,建筑物倾斜明显,结构施工阶段,管线沉降速率、建筑物倾斜逐渐减缓至稳定,这与无内衬墙结构的变形规律相吻合.     

深基坑钢支撑预加力对围护墙变形影响

深基坑工程的钢支撑轴力初始实测值时常小于设计预加力。预加力的不足严重影响钢支撑的支撑效果,是造成深基坑围护墙出现较大变形的一个重要因素。以南京某地铁车站深基坑工程为例,运用Midas GTS软件建立二维数值计算模型。基于现场监测数据与数值计算结果,验证了计算模型与参数的合理性;分析不同预加力值对围护墙水平位移值、钢支撑最终轴力值的影响。研究表明：预加力是克服钢支撑的理论抗压刚度小的有效方法,是提高钢支撑的实际抗压刚度的手段;以钢支撑轴力设计值为参考,预加力比值与围护墙深层水平位移最大值具有负线性关系,对支撑轴力最终值的影响不显著;从施加的预加力效果看,预加力比值为40%时,经济性最佳。最后提出了低、高双向预警和对应的预加力取值方法。     

黄土地区某深基坑变形数值模拟分析

为了研究黄土深基坑在开挖进程的地表变形和支护结构水平位移变化规律,对咸阳地区某深基坑变形进行了监测,并运用有限元软件plaxis进行了分析计算.现场实测结果与计算结果吻合较好.在此基础上,分析了采用锚拉排桩支护的黄土深基坑在逐步开挖过程中支护结构的水平变形及地表变形规律.结果表明:随基坑逐步开挖及锚杆逐层施加,支护桩桩身水平位移增长趋势由线性变为非线性,水平位移最大点逐渐下移,曲线渐变近似呈"弓形";地表土体水平位移、竖向位移及影响范围均随开挖深度的增大而增大,与竖向位移相比,水平位移值大,影响半径大,沿地表衰减速度慢.     

规范法土钉轴力计算对比分析

土钉墙支护结构在目前具有很强的现实意义,由于工程设计人员对土钉受力机理的不同理解,从而选择不同的设计规范,得出不同的计算结果.本文以包头某深基坑工程为实例,使用建筑工程现行的3种规范对上部土钉墙支护结构的土钉轴力计算,对比分析这3种规范法计算结果的差异性,并讨论产生差异性的原因,为以后本地区类似工程提供一些计算参考.     

偏压异型深基坑支护结构内力和变形分析

以合肥地铁1号线、2号线换乘站大东门地铁偏压异型深基坑工程为背景,采用FLAC3D建立数值计算模型模拟开挖施工过程,考虑支护结构与土体的相互作用,计算和对比分析偏压异型深基坑地下连续墙的内力和变形,得到其分布规律。结果表明:深基坑支护结构异型点的主应力比直臂部分的主应力大,而且应力集中现象也较为明显,水平方向的变形比同等条件下直臂部分也要大,异型部分的受力和变形都是深基坑的最不利情况。     

深基坑围护混合支撑体系内力与变形监测分析

以混合支撑体系内力与变形的变化规律为研究目标,以某明挖隧道深基坑为例,采用现场监测方法,对基坑开挖引起的围护结构位移、锚索应力、支撑轴力的变化规律及施工中遇到的一些问题进行了分析.试验表明:开挖至基底标高时,桩顶和桩身位移达到最大值,桩身最大位移发生在基坑中上部6 m处;随着基坑的开挖,锚索应力呈波浪上升状变化,温度和施工荷载是造成波浪状变化的原因;围护结构位移、锚索应力、支撑轴力与开挖深度具有同步性.监测数据整体稳定,基坑采用的混合支撑方案安全可靠.     

复合土钉支护转角有利影响范围

基坑复合土钉墙转角处有明显的空间效应,受力变形较小,对支护结构有利,但不清楚转角定量的有利影响范围,目前设计中仍按照与基坑中部一样保守设计,为在此范围内降低土钉用量,避免保守设计,对水泥土搅拌桩复合土钉支护结构建立了全尺寸整体三维有限元模型,这种模型包含基坑的转角,能考虑基坑的空间效应,通过建立接触面单元,能考虑土体和搅拌桩、土体和土钉的相互作用,量化分析了基坑转角对支护结构受力和变形的有利影响范围,计算结果表明,基坑转角对开挖面水平位移、地表沉降、坑底隆起、土钉轴力的有利影响范围分别约为1.3、1、1、1.2倍的开挖深度。经与实际工程现场实测值对比,验证了该模型分析结果的可靠性,同时分析结果优于平面二维和局部三维有限元模型,结论为复合土钉支护结构的优化设计和安全施工提供了理论依据和研究方法。     

地连墙变形影响因素分析及支撑设计研究

结合工程实例,利用有限元分析软件PLAXIS模拟地下连续墙设计参数,探讨不同设计对地连墙变形影响大小及差异,并根据分析结果对支撑设计方法进行优化。结果表明:适当增加墙体刚度,可以有效减小地连墙侧移;如满足地连墙最小入土深度,再增加入土深度意义不大;用混凝土支撑替换钢支撑、增加支撑刚度、减小支撑水平间距以及必要时在竖直方向上增加一道支撑对减小墙体变形具有较好的作用;同时对基坑周围软弱土体及结构薄弱区域进行土体加固对控制基坑变形效果明显。     

超深基坑内支撑拆除过程中基坑变形律研究

针对超深基坑工程内支撑拆除过程中基坑变形的问题。以深圳福田区1号地工程为研究背景,介绍了超深基坑监测方案,对支护桩体深层水平位移,周围地表沉降,立柱沉降及支撑轴力等项目进行了现场监测,分析了内支撑拆除过程对支护桩体深层水平位移,周围地表沉降及支撑轴力的影响。分析结果表明:基坑周围的地表沉降随着支撑的不断拆除表现出明显的时间性和空间性;支护桩体深层水平位移近似于最大值点随拆撑过程不断上移的抛物线型分布;支撑分担的土压力随拆撑过程也在发生不断变化,并且横向支撑分担的土压力呈不断增大的趋势。由监测结果可知,该工程拆除方案合理,效果较好,满足设计和环境的要求。     

煤矿储煤仓非典型状况下基坑变形研究

以煤矿储煤仓基坑工程为对象,结合工程现场实际,模拟储煤仓基坑工程施工过程中可能发生的非正常情况下的施工现象,借助有限元分析方法模拟基坑土体及支护结构在非正常状况下的受力与变形特性.结果表明:钢支撑没有预加轴力对围护桩的受力和变形影响较大;桩体嵌固深度不足对位移影响不明显,但对桩体应力增大明显.     

基于FLAC~(3D)的深基坑开挖与支护数值模拟应用

针对内撑式排桩深基坑支护开挖过程中地表和围护结构变形的安全性问题,为基坑工程设计与计算提供参考依据,运用FLAC~(3D)软件对营口市某深基坑工程采用内撑式排桩支护进行了开挖模拟,结合理正软件设计计算值和现场实际监测值进行对比分析.结果表明,FLAC~(3D)数值模拟得到的地表和围护结构最大位移值分别为22、25 mm,而理正软件得到的最大位移值分别为22、20 mm,现场实际监测地表和围护结构最大位移值为26和30 mm,在深基坑工程开挖与支护过程中,FLAC~(3D)不仅能够较好地模拟不同工况下的地表沉降和围护结构的水平位移,而且模拟围护结构水平位移效果更好.     

地铁车站深基坑动态施工过程变形规律与数值仿真分析

以南京地铁虹桥站深基坑工程为依托,结合土体开挖过程中基坑各项监控量测数据,利用FLAC 3D软件建立车站深基坑的三维数值仿真模型,对基坑的开挖和支护动态施工过程进行模拟,对比研究数值仿真的变形计算结果与监控量测数据,研究结果表明:(1)地连墙水平位移在墙身范围内,大致呈"弓"形,随着基坑的开挖而呈非线性增加,位移峰值出现在基坑开挖工作面附近。(2)地表土体受基坑开挖的影响范围主要在基坑边1H(H为基坑深度)范围内,不同工况下沉降曲线大致呈抛物线形,且沉降峰值呈线性增加,峰值沉降发生在0. 5H附近;在同一工况条件下,随着时间的推移,不同距离位置处的土体位移呈现不断重分布的过程,但整体曲线仍呈"凹"形。(3)基坑隆起量也与基坑开挖过程有关,土体的最大隆起量发生在基坑中轴线附近,随着开挖深度的增加隆起量呈非线性增加。(4)支撑的架设对围护结构的变形和土体的沉降控制能起到良好的正面作用,延迟支撑架设对变形的发展极为不利。