软土层对地铁狭长深基坑地表沉降的影响研究

随着我国城市轨道交通的快速发展,地铁地下车站狭长深基坑工程越来越多,尤其是长江中下游和沿海地区城市的狭长深基坑大多开挖于深厚软土场地,对该类深基坑的施工安全造成了严重的威胁和工程事故。鉴于此,本文基于Midas商用软件,建立了土体-围护结构相互作用体系的三维有限元分析模型,通过现场实测与数值计算结果的对比分析,验证了数值分析模型的可行性。通过改变软土层厚度、埋深和开挖深度等不同组合的108个计算工况,系统分析了软土层厚度和埋深变化对地铁狭长深基坑周围地表沉降的影响规律。结果表明:当软土层主要位于基坑底面以上侧向地基中时,软土层厚度变化对基坑周围地表沉降影响较大;地铁狭长深基坑侧向地基中软土层埋深增大时基坑周围地表沉降先变大后变小,且变化转折点为软土层顶层埋深高于基坑底面以上的一定范围内;当软土层埋深较大且较厚时,开挖深度对地表沉降的影响有增速的趋势,即当基坑开挖深度较深时软土层的影响更为明显。同时,根据数值计算结果,给出了软土层厚度和埋深等与地表沉降的统计关系。     

桩锚支护土岩深基坑地表沉降特征分析

为探讨微型钢管桩和锚索联合支护的土岩复合地层深基坑开挖诱发周边地表的沉降特征，文中以山东大学齐鲁医院深基坑工程为依托，通过数值模拟和现场监测结合的方法展开研究。对比分析基坑开挖过程中的实测数据和模拟数据，验证模型合理性，研究在不同开挖深度时周边的地表沉降规律，得出地表沉降对开挖深度敏感并且在开挖初期变化速率大，变形主要发生在开挖前中期的土层及强风化花岗岩地层当中；在基坑开挖过程中周边地表沉降呈现出不规则的双峰偏态分布，在距离基坑边线6m的位置沉降值最大,最大沉降为6.65mm。研究成果可为类似土岩结合地区深基坑支护设计提供参考。     

圆形深基坑中人工冻土帷幕力学性能研究

采用理论分析、数值模拟和物理模拟试验相结合的综合研究方法,对圆形深基坑中人工冻土帷幕的力学性能进行研究和探讨,为冻结法应用于深基坑支护工程提供理论依据。通过理论分析,证实圆形冻土帷幕嵌固深度和帷幕厚度的综合确定方法在大直径深基坑工程力学设计中是适用的。 首先通过基坑抗隆起稳定计算确定冻土帷幕最小嵌固深度;然后通过抗滑动稳定、整体稳定和管涌等稳定性验算,作为帷幕嵌固深度的最终设计值;最后考虑冻土帷幕受均匀外载和不均匀外载,经过基坑整体稳定性验算,根据强度条件计算出的帷幕厚度作为帷幕厚度的最终设计值。利用理论分析和数值模拟计算,对深大圆形基坑非嵌岩条件下的冻土帷幕水平变形、坑底隆起变形和基坑周围地表沉降等基坑变形问题进行研究,提出了帷幕水平位移、坑底隆起变形和地表沉降的计算方法和计算公式,获得坑底最大隆起量、地表最大沉降量与冻土帷幕水平位移极值之间的近似比例关系,并且分析基坑周围各种建（构）筑物的安全范围,提出控制坑底隆起和周围地表沉降的安全技术措施。 研究结果表明： （1）基坑底部土体的隆起变形特征受冻土帷幕强度、厚度、基坑开挖半径和开挖深度的影响不明显,只是在量值上有所变化,在相同条件下,帷幕最大隆起量约为帷幕最大水平位移的5.2～7.8倍。 （2）基坑周围地表沉降量随基坑开挖半径和开挖深度的增大而增大,随冻土帷幕平均温度的降低而减小。 （3）基坑周围地表最大沉降量约在相同条件下冻土帷幕最大水平位移量24%～30%。利用自行设计加工的大型深基坑冻结模拟试验台,进行大直径圆形冻土帷幕受力与变形的物理模拟试验,获得深基坑开挖过程中圆形冻土帷幕水平位移随基坑开挖深度、开挖半径和冻土平均温度等影响因素的变化规律和冻土的蠕变规律。 试验结果同时表明： （1）冻土帷幕水平位移随基坑开挖深度和开挖半径的增大而增大,随冻土的平均温度降低而减小; （2）冻土帷幕最大水平位移位置均出现在开挖面以下,一般出现在帷幕全深的0.7～0.8倍深度范围内; （3）基坑开挖结束时,冻土帷幕内靠近冻结管断面的水平位移与内侧面水平位移之差仅有10.6%,明显不同于矿山凿井工程中的冻结壁变形规律。     

某地铁站深基坑开挖监测分析

文章介绍了广东佛山市某地铁站深基坑的支护形式及监测点布设。通过对深基坑开挖过程动态实时监测,得出了围护结构地下连续墙的墙体水平位移、周边地表沉降以及地下水位的变化规律。监测数据分析表明:围护结构和多层内支撑对开挖变形有明显限制作用,地表沉降最大位移发生在0.6倍开挖深度处,最大沉降的位置不随施工进行发生改变;墙体水平位移随开挖深度变化曲线呈两头小、中间大的抛物线形;地下水位变化幅度不大且小于控制报警值。     

深基坑开挖和降水对地表沉降的影响研究

在城市地下水位下进行深基坑开挖时,准确预测地表沉降是保障施工安全的关键。深基坑开挖和降水是发生沉降变形的两个耦合因素。文中旨在揭示两个因素的耦合响应,建立预估地表变形的经验方法,并以某超高层建筑基坑为例,采用解析法和数值法,计算地表沉降值,将开挖和降水耦合下的解析法计算结果添加到总沉降中,建立三维耦合数值模型。与监测数据相比,数值模拟结果与监测数据较吻合。此外,通过多项式拟合,建立了经验地表沉降的方程,说明地基开挖和降水对地表总沉降影响的贡献度。     

深基坑桩锚支护渗流数值分析与监测研究

以兰州市某深基坑为例,根据动态监测数据分析其支护结构水平位移、地表沉降、地下水位等因素随时间和开挖深度的变化规律;并基于深基坑降水三维渗流数值模拟的理论与方法,建立了深基坑降水三维渗流数学模型。研究结果表明:有限元数值模拟结果与现场监测结果较为接近,桩锚支挡结构这一支护形式能够有效地控制基坑变形,在兰州地区地铁深基坑支护中具有一定的适用性。     

黄河冲积平原地区超大型深基坑开挖现场监测分析

介绍了黄河冲积平原地区某开挖范围为271 m×192 m,开挖深度为18.7～19.5 m,采用土钉、预应力锚索加钻孔灌注桩作为支护结构的超大型深基坑开挖现场监测实例,研究了超大型深基坑开挖过程中围护结构变形、地表沉降、锚索轴力的变化规律。研究表明：围护桩水平位移随开挖深度的增加而增大,围护桩最大水平位移随开挖深度的增加逐渐向深部发展。基坑外纵向地表沉降大致呈马鞍形分布,地表沉降最大值位于基坑中部附近,基坑角部沉降约为基坑中部沉降的33.9%,纵向沉降影响范围大于基坑开挖范围。基坑分层开挖过程中锚索轴力随开挖深度的变化而动态调整,下层锚索施工完成后,上层锚索的锚固力先减小后缓慢增长并最终趋于稳定。锚索钻孔和高压注浆施工过程中对周围已有锚索的扰动影响不容忽视。     

深基坑土钉墙与桩锚联合支护结构数值模拟与优化

为解决现有基坑开挖施工中存在支护桩设置不合理,造成地表沉降过大,影响施工质量的问题,开展深基坑土钉墙与桩锚联合支护结构数值模拟与优化研究。结合深基坑土钉墙与桩锚联合支护结构数值模拟得到的结果,对支护桩间隔距离、支护桩嵌固深度进行优化。采用优化后的施工方案可以实现对基坑地表沉降量的有效控制,提升工程整体施工质量。     

兰州地铁某车站深基坑开挖变形特性分析

对兰州市某地铁站深基坑桩顶水平位移、桩体水平位移和地表沉降变形进行跟踪监测,分析其变化规律。监测结果表明:桩顶水平位移随基坑开挖逐渐增大,靠近内支撑的桩顶水平位移变化较平缓;桩体水平位移随着深度增加呈现先快后慢、先陡后缓的变化趋势,距桩顶2/3处会出现水平位移最大值;距离基坑越近地表沉降量越大,变化速率越快。最后借助有限元软件Geostudio对基坑开挖进行了模拟,并将数值模拟结果与监测结果进行了对比分析,结果表明,数值模拟和监测结果较为接近,变化规律基本一致,证明了设计方案和有限元模型的可靠性,可为今后类似工程的设计和施工提供很好的借鉴意义。     

深基坑开挖对邻近地铁隧道影响数值计算分析

基于招商银行深圳分行大厦深基坑开挖工程,考虑隧道衬砌与土的相互作用,采用ABAQUS数值模拟研究了基坑开挖对邻近地铁隧道的影响。计算分析结果表明：基坑开挖对邻近地铁盾构区间产生一定影响,但影响程度较小,沉降与位移值均在规范要求范围之内;地表沉降、隧道衬砌位移随基坑开挖深度加深逐渐变大,在内支撑间距离较大时,沉降与位移增加速率较大;考虑衬砌与土的相互作用,隧道的水平位移值明显低于支护桩,基坑开挖对大直径管道影响计算分析中,应考虑管-土的相互作用。