对软土地区相邻基坑开挖的变形探讨

文章针对天津市滨海新区软土地区相邻深基坑开挖的工程实例,采用三维空间有限元分析的方法,研究基坑在同时开挖施工时相互作用下的变形机理,为相似地质条件下多个基坑围护结构开挖时优化设计提供参考依据。     

地铁车站深基坑施工有限元分析

地铁车站深基坑施工涉及复杂土体-结构相互作用问题，例如土体变形、应力分布、支撑结构稳定性等。文中以南方地区某地铁车站项目为依托，应用有限元软件，围绕围护结构水平位移、地表沉降、坑底隆起变形、降水对基坑变形的影响等展开研究。结果表明，开挖1工序下，围护结构水平位移与开挖深度成反比，地连墙顶部水平位移最大为3.1 m，底部水平位移最小。开挖2、3、4工序下，围护结构水平位移随深度的增加先增后减，在地连墙腹部处达到最大。地表沉降曲线呈V形，距基坑边缘约15 m左右处地表沉降量达到最大。     

临近地铁隧道的基坑施工方案对比分析

以广州市某深基坑工程为背景,采用三维有限元软件建立数值分析模型,对基坑施工的全过程进行了动态模拟。分别研究了基坑采用顺作法和逆作法两种施工方案时基坑围护结构和紧邻地铁隧道的位移特点及其相互关系,并将基坑围护结构水平侧向位移的有限元计算结果与实测数据进行了对比分析,研究表明:(1)基坑施工诱发紧邻地铁隧道产生了水平位移和竖向隆起,且以水平位移为主;(2)基坑施工引起隧道结构位移较大的范围主要发生在基坑开挖区域附近;(3)逆作法施工相对于顺作法施工会明显减小基坑围护结构的侧向位移;(4)限制地铁隧道侧基坑围护结构的侧向位移是控制地铁隧道水平位移的一个重要因素。     

邻水深基坑围护结构变形和桩体内力特性研究

邻湖近河深基坑围护结构的变形和内力特性对基坑工程的安全与稳定意义重大。文章基于有限差分法,研究了深基坑开挖过程中地下连续墙水平位移和弯矩、桩弯矩和轴力、地层水平位移的变化规律。通过与弹性地基梁法和现场监测数据的对比,证明地下连续墙最大弯矩的埋深与基坑最终开挖深度无关;随着基坑开挖的推进,桩最大轴力的埋深逐渐增大,研究成果有益于指导深基坑围护结构的优化设计。     

南宁地铁2号线车站深基坑开挖变形规律研究

以南宁地铁2号线车站某深基坑工程为背景,对基坑开挖过程中既有建筑物沉降、基坑周边土体沉降及桩身水平位移等监测数据进行分析,总结了深基坑开挖对围护结构及周边环境的影响;利用FLAC~(3D)对深基坑开挖过程进行了模拟,将结果与实测数据进行了对比分析。研究结果表明:基坑开挖对周围土体最大影响点距基坑边缘约为0.7H(H为基坑最大开挖深度);灌注桩的变形规律呈"弓"字形,顶部位移较小,最大位移出现在底板与第3道钢支撑之间。     

土岩组合地层地铁深基坑开挖性状分析及预测

通过对金华地区土岩组合地层地铁深基坑监测数据分析,总结了土岩组合地质条件下基坑水平位移曲线与周边沉降曲线的关系和特点,得到了基坑最大水平位移量、最大地表沉降量、基坑影响范围与基坑开挖等关系。研究结果表明,基坑最大水平位移量平均值为0.023%H(H为基坑开挖深度,下同);地表最大沉降量均值为0.035%H;最大水平位移深度出现在约为0.59H处;基坑影响范围约为1.5H;围护结构的最大水平位移与地表最大沉降大体呈线性关系,上限和下限差异值较小。该文结合基坑水平位移曲线特点,提出两种预测桩体水平位移的方法,为金华地区以及其它相似工程的设计和施工提供参考。     

基于HSS模型邻近建筑的深基坑数值分析

以某邻近既有建筑的深基坑工程为例,利用有限元软件PLAXIS 2D建立数值模型,研究了硬化土小应变模型（HSS模型）与摩尔库伦模型（MC模型）下基坑开挖过程中地连墙水平位移与地表沉降与实际监测数据的差异,并基于HSS模型分析了基坑开挖过程中围护结构水平位移与既有建筑的沉降,同时,本文分析了既有建筑与基坑之间距离以及既有建筑的层数对既有建筑倾斜率的影响。分析结果表明：HSS模型相对于MC模型可以更加精确的预测基坑开挖工程中的变形情况;采用HSS模型模拟时,围护结构的水平位移为“内凸形”,随基坑深度的增加,围护结构最大水平位置不断下移、最大水平位移逐渐增大,围护桩最大水平位移为24.2 mm,建筑物最大沉降为11.9 mm,均满足设计要求;基坑与建筑物之间距离越小,建筑物层数越高,邻近建筑物倾斜率越高,建筑物每增加一层,其倾斜度约增加0.58×10-4。     

高层建筑深基坑在长江沿岸不良地层施工中的监测分析与风险控制

以武汉长江沿岸某高层建筑深基坑工程为例,依据地勘报告进行基坑支护方案设计,并建立有限元模型进行模拟分析以优化设计方案;在施工过程中则将现场基坑变形监测数据与有限元模型理论值进行对比分析,研究软弱不良土层深基坑开挖过程中的支护结构和止水帷幕的变形、周边地表沉降和水平位移、深层土体水平位移等变化规律。最后,结合现场实际监测分析情况,提出风险控制措施,确保了基坑开挖安全,可为类似工程提供技术参考。     

上软下硬深基坑变形规律与空间效应分析

闽东南沿海广泛分布有滨海相、溺谷相沉积淤泥层,其一般下伏风化不均的花岗岩层,由此产生了大量的上软下硬的深基坑工程。但目前对上软下硬深基坑变形规律及其空间效应还缺乏系统深入的研究。以福建某医院综合楼上软下硬的深基坑支护工程为研究对象,通过追踪不同阶段不同测点的监测数据,对基坑开挖过程中的围护结构位移、支撑轴力、立柱隆沉、地表沉降进行了研究,并着重分析了其空间效应。研究结果表明:基坑浅层土体开挖时,对基坑围护结构及周边环境的影响较小,而当基坑中部淤泥软土层开挖时,则会引起基坑围护结构产生较大的侧移增量,其变形量约占最大侧移量的33%～60%;相较于常规软土基坑,上软下硬的深基坑最大侧移所处位置深度上移,最大侧移量减小,其更接近与常规基坑的下限值;基坑底板的及时施作能有效降低基坑的侧移变形、支撑的轴力、基坑底部的隆起以及对周边管线的影响;该类基坑亦存在显著的空间效应,表现为坑角附近围护结构的侧向位移、支撑轴力、周围管线及建筑沉降等显著小于基坑中部。     

软土地区异形盾构工作井深基坑监测数据分析

以杭州某供水管道异形盾构工作井深基坑工程为研究载体,对异形深基坑开挖过程中周围土体沉降及地下连续墙的水平位移规律进行了分析总结。分析表明:深基坑周边土体沉降规律基本一致,在深基坑周围均出现明显凹槽;地下连续墙变形则呈现两边小、中间大的规律,且最大变形值出现位置随开挖逐渐下移。研究成果可为软土地区类似基坑工程的监测方案提供参考,对基坑事故的有效预防及深基坑工程的优化设计亦具有重要意义。     

基坑单独开挖的数值分析

通过对宁波地区利时金融基坑深基坑支护结构的有限元分析,对基坑单独开挖下支护结构的位移和内力进行了介绍,并探讨了基坑围护结构和土体变化情况,为以后的工程实践提供理论依据。     

佛山软土地区地铁车站深基坑工程监测与数值模拟

以佛山地铁3号线罗村站深基坑开挖工程为依托,通过对车站基坑开挖施工全过程监测数据进行分析,重点研究临近高层建筑物深基坑围护结构变形随基坑开挖深度和时间的变化规律,同时与基坑周边无压载下围护结构变形进行对比。通过建立三维有限元模型,对基坑开挖全过程进行模拟,再将模拟计算结果与实测数据进行对比分析。结果表明:临近建筑物侧的围护结构变形量比周边无压载下的小,在施加预应力钢支撑作用下,易出现反向位移;基坑开挖暴露时间越长,钢支撑应力释放越大,基坑变形越大;有限元计算结果与监测结果大致相同,表明在佛山软土地区采用内支撑+灌注桩的基坑围护结构是安全有效的,有利基坑安全。     

基坑封闭试验对围护结构及周边环境影响分析

基于上海软土地区某深基坑工程地下连续墙施工完成后的封闭性试验,分析围护结构及首道撑施工完成、基坑开挖前的承压水降水试验引起的围护结构变形实测数据,通过理论计算分析由此引起的坑外地面沉降.得到的主要结论有:复杂敏感环境基坑工程开挖前封闭性试验的环境影响不容忽视,封闭性试验引起的围护结构最大侧向位移达开挖深度的0.12％.邻地铁侧设置小坑可以有效减小承压水降压引起的基坑外围地下连续墙变形及坑外地表沉降.小基坑外侧地下连续墙最大水平位移约为大基坑地下连续墙最大水平位移的30％.小基坑地下连续墙外侧地表最大沉降约为大基坑地下连续墙外最大地表沉降的35％.     

紧邻深基坑施工相互影响的模拟分析

针对紧邻深基坑工程设计案例进行其相互影响分析,采用有限元分析软件MIDAS/GTS模拟了紧邻深基坑在不同施工工况下基坑的相互影响。分析表明,两紧邻深基坑在不同的施工组合下同时施工会诱发对方基坑围护结构发生不同程度的水平侧向位移,其最大水平侧向位移均出现在开挖至基底的施工工况中。     

基于HSS模型的上海地铁深基坑开挖变形分析

为研究上海软土地区地铁深基坑开挖的变形性状,选取上海地区一典型软土地铁深基坑,基于土体小应变硬化模型(HSS模型)和相应的模型参数,采用PLAXIS 3D软件对该基坑的开挖过程进行了三维有限元数值模拟,并结合现场监测的数据对基坑围护结构的侧移和坑外地表沉降进行了对比。结果表明:使用HSS模型和合适的模型参数可以有效地模拟基坑开挖过程中的变形性状,实测结果与有限元分析结果相吻合,具有很好的工程实用价值; 该上海地铁深基坑的最大地表沉降与围护结构最大侧移间的关系符合上海地区最大地表沉降与围护结构最大侧移间的统计关系; 围护结构的最大侧移深度发生在基坑的开挖面处; 长窄型地铁深基坑仍存在较明显的空间效应,基坑长边中部的变形大于基坑角部,在长窄型基坑的设计和施工中应采取针对性措施。     

武汉地铁名都站深基坑围护结构水平变形分析与仿真模拟研究

以武汉地铁二号线名都站深基坑工程为研究对象,对现场监测数据进行了详细分析。采用有限元数值分析方法,借助于著名的岩土工程软件MIDAS/GTS建立了三维工程地质仿真计算模型。根据基坑现场实际开挖情况,采用弹塑性摩尔—库仑本构方程和实际应力与位移边界条件,计算得出了不同施工工序条件下基坑围护结构同一断面对应的基坑围护桩的位移云图和变形曲线,从而对深基坑分步开挖过程中支护结构的水平变形规律进行了研究,并将计算结果与监测结果进行了对比分析。结果表明:计算结果和监测数据基本吻合,说明模型和参数的选取及施工阶段的划分是合理的,且计算结果能较好地模拟深基坑开挖过程中围护结构的变形特性。研究成果对模拟超前开挖基坑并预测其变形特性具有积极的科学性,对下一步施工防护方案的及时修正具有重要的指导意义。     

黄河冲积粉土地区深基坑变形三维有限元分析

依托黄河流域冲积粉土地区深基坑工程，采用大型岩土工程有限元软件PLAXIS 3D建立了深基坑三维有限元模型，土体采用硬化土本构模型，分析了基坑开挖对围护结构及周边环境变形的影响，研究了围护桩嵌固深度及地下水位对基坑围护结构变形的影响。结果表明：采用硬化土本构模型能较好地预测黄河流域冲积粉土围护结构的变形和周边沉降；随围护桩嵌固深度增大，基坑围护结构水平位移减小，但减小的幅度也越来越小；考虑降水的基坑围护结构水平位移远小于不考虑降水情况，应做好降水措施，防止围护结构变形过大。     

哈尔滨市某地铁车站深基坑工程监测与数值模拟

以哈尔滨市某地铁车站深基坑工程开挖为研究对象,研究了深基坑工程围护结构的变形规律。通过现场5个月多个项目的监测,结合基坑周边地表沉降量,重点研究了基坑开挖过程中围护结构的水平位移随地下连续墙深度的变化规律。通过建立二维有限元模型,模拟基坑开挖的施工过程,并对围护结构变形的计算结果与监测数据进行对比分析。结果表明:地下连续墙+混凝土支撑+钢支撑的围护结构形式能有效抵抗基坑的侧向变形;计算结果与监测数据变化趋势大体相同,表明数值模拟过程是合理的,参数选择正确;研究表明,基坑开挖过程中如出现地下连续墙侧移预警,在侧移预警部位临时加装钢支撑是可行有效的工程措施。     

深基坑地铁站监测数值模拟研究

文章依托某市轨道交通地铁站深基坑工程为背景,运用Flac~(3D)有限元分析软件对深基坑开挖的过程进行模拟计算,并与工程现场监测的实际结果进行对比分析,概括总结了膨胀土地区深基坑开挖过程中产生的地表沉降的变形规律、围护结构的水平位移,运用分析结果作为指导并制定基坑施工的安全防护措施,以保证基坑开挖施工的安全。     

软土地区深基坑开挖降水施工过程的有限元分析

以上海地区某深基坑工程项目施工为背景,采用有限元方法对基坑开挖施工过程中的不同工序进行仿真模拟和分析。通过对比基坑土体变形、有效应力、地下水渗流分布情况及地下连续墙、钻孔灌注桩等围护结构的内力、变形的变化,发现在深基坑开挖降水的最终施工阶段时地下水渗流趋于稳定,以开挖区域渗流最为敏感。同时,该围护结构最大变形满足基坑设计规范的变形控制要求,观测其施工阶段荷载位移曲线斜率,也表明结构在施工最终阶段依然保持稳定状态。分析结论给实际工程的深基坑开挖施工提供了宝贵的理论指导意见,给基坑安全施工、围护结构设计提供了较好的理论依据。