既有暗挖车站上盖增层基坑施工力学响应

在既有地铁车站结构上方进行上盖增层拓建项目时,基坑的部分围护桩处于车站的顶拱位置,或近邻车站侧壁位置,基坑开挖后围护桩的稳定性会降低。研究基坑的施工力学响应,可以为地下空间的拓建提供参考依据。文章采用现场监测与三维有限元数值分析相结合的方法,研究了基坑施工过程中桩体位移形状、位移大小和受力的变化规律。结果表明:增层基坑围护桩的最大水平位移量仅为基坑开挖深度的0.037%,其控制变形效果显著;支护体系的空间效应显著,内支撑对桩体受力模式有较大影响;桩后注浆加固与桩底和既有结构固结改善了桩体位移曲线;第3道支撑拆除后位移和内力均达到最大,此时施工风险较高。     

软土深基坑围护结构水平变形特性研究

结合广州某软土深基坑工程实例,建立了地下连续墙、钢筋混凝土内支撑和土层的二维有限元模型,对深基坑开挖过程进行数值模拟.研究结果表明：随着基坑开挖深度的增大,围护结构水平位移增大,最大水平位移的位置由桩顶往下移,而且围护桩水平变形曲线发展形态呈现出向坑内凸的“大肚形”,与实测结果基本一致.支撑结构对减小基坑围护结构的变形起着重要作用,无支撑结构的桩体水平位移最大值达到24.6 mm;土体弹性模量及围护结构刚度对基坑围护结构变形影响较大,桩体水平位移随着土体弹性模量及围护结构刚度的增大而减小.     

西安地铁运动公园站深基坑变形规律现场监测研究

以降低城市地铁车站深基坑开挖对周围环境影响,保障地铁工程施工安全为目的,该研究依托西安市地铁二号线运动公园车站深基坑施工,对施工过程中钢支撑轴力、桩身水平位移、基坑周围地表沉降进行了现场监测,分析了工程开挖前后一段时期内基坑变形规律.研究结果表明:围护桩变形的最大部位在距桩顶2/3的基坑开挖深度处;距基坑长边10m左右地表变形随着基坑开挖深度增加,基坑开挖初期变形速率较大,随着开挖深度的增加,速率逐渐减小;钢支撑能够有效地限制围护桩的水平位移,随着基坑开挖深度和钢支撑的增加,钢支撑的轴力随之增大,最后随时间内力趋于稳定.     

偏压深基坑开挖排桩围护结构变形规律分析

基坑在开挖过程中,由于受到周边环境条件及工程地质条件的影响,围护结构的变形规律差别很大。本文以合肥地铁一号线6#风井深基坑为研究对象,依据排桩结构变形的实际监测数据与数值模拟的方法相结合,详细分析了在偏压荷载的作用下,基坑施工的各阶段围护桩体的变形规律,并分析了路基偏压对于基坑开挖的影响。研究结果表明:随着基坑开挖与支撑的架设,围护桩变形曲线呈现"弓形"变化,桩体的变形规律与支撑的架设位置、支撑的架设时间密切相关,围护桩体最大水平位移发生在基坑开挖深度的2/4~3/4的位置。通过对该基坑的分析,可以为相关工程提供参考。     

考虑削坡影响的基坑围护桩变形及内力分析

削坡在城市基坑建造中经常被采用,然而其设计和施工多依据经验.以某地铁车站深基坑工程为例,采用有限元方法探讨了削坡对围护桩变形及内力的影响,并根据削坡角度和削坡深度对围护桩的影响程度进行了研究.计算结果表明,考虑基坑削坡后,周边土体最大沉降与围护桩最大水平位移减小明显,但围护桩内力变化不大;在基坑设计时,将基坑削坡直接等同于开挖深度降低会低估围护桩变形及内力,其中低估围护桩最大弯矩约9.1%,使基坑设计偏危险;当削坡深度在4 m范围内,削坡角度对围护桩变形及内力影响不大;当削坡角度为45°时,围护桩的变形及内力随着削坡深度的增加而减小.     

基坑水泥搅拌桩桩身水平位移影响因素的 颗粒流数值模拟

采用基于散体介质理论建立的颗粒流细观力学方法, 对基坑开挖过程中水泥搅拌桩支护的桩 身水平位移特征及影响因素进行了计算分析.分析中主要考虑了5 个影响因素:桩身埋置深度, 桩 径尺寸, 土体内摩擦系数, 颗粒刚度参数及施工进度.数值模拟结果表明, 当桩身埋置深度较小时, 增加桩身埋置深度可以明显减小基坑侧壁的水平位移变形量, 但是, 当桩身埋置深度超出基坑开挖 深度后, 对桩身水平位移的限制作用就不大了.桩径尺寸对基坑水泥搅拌桩桩身水平位移影响较为 显著, 能有效控制桩身水平位移大小.土体内摩擦系数的增大对桩身水平位移影响具有一定的影 响, 但其并不是起控制作用.颗粒刚度的变化体现了不同的土层性状的差异, 其对桩身水平位移变 化也比较明显.基坑开挖中分层施工进度的快慢对桩身最大水平位移影响也较大, 随着基坑暴露时 间的加长, 桩身水平位移逐渐加大, 反映了基坑开挖过程中水泥搅拌桩桩身水平位移具有时效性.     

顶部带撑条形基坑排桩围护结构变形

目的 推导顶部带撑条形基坑排桩围护体系的桩顶位移表达式.方法 以条形基坑常用的带顶部支撑排桩支护体系为研究对象,考虑实际施工过程以及冠梁的影响,基于最小势能原理推导了支护桩变形的简化公式,并对影响变形的支护参数进行分析.结果 桩顶最大位移δmax随着悬臂开挖深度增加线性增加,且在相同开挖深度下,悬臂开挖深度所引起的桩顶位移要明显大于撑后开挖深度所引起的桩顶位移;桩顶位移随地基土水平抗力系数m值增大而迅速减小;桩顶位移随地面荷载q线性增长,但增速缓慢.结论 悬臂开挖对桩顶位移影响较大,尽快加撑有利于控制基坑变形;地基土水平抗力系数m对桩顶位移影响较大;桩顶位移随地面荷载q增长而线性缓慢增大.     

钢支撑对基坑的影响分析—以武汉地铁2号线为例

以武汉地铁2号线机场线盘龙城车站出入口基坑为例,采用围护桩水平位移监测及数据采集方法,分析有无架设钢支撑支护桩深度-位移曲线,探讨围护桩水平位移变化规律. 然后采用有限元软件PLAXIS 2D模拟分析基坑开挖过程有无架设钢支撑支护桩内力和水平位移变化规律,并与现场监测数据相互验证. 由围护结构水平位移的监测数据和数值模拟结果可得,在基坑内架设钢支撑可以减缓基坑偏移速率以及在距围护桩桩底的H/3~2H/3处,偏移量最为明显,偏移量也最大,呈“弓”字型.     

明挖地铁车站围护结构内支撑力学参数研究

以北京某地铁车站深基坑工程为研究对象,结合现场监测数据,分析基坑开挖过程中围护结构的水平位移随开挖深度和时间的变化规律,同时,运用FLAC3D进行有限差分法数值模拟,对比分析围护结构水平位移的监测值与模拟值,并对钢支撑在不同预加轴力及刚度作用下的桩体水平位移及弯矩进行量化分析.主要结论有:1)实测值和模拟值的桩体水平位移曲线变化趋势大体相似,都表现出两头小、中间大的括弧状,最大变形都发生在基坑侧壁中部上下;2)预加轴力的大小对桩体位移变化有一定影响,因此在基坑施工中应合理地选择钢支撑的预加轴力来限制围护结构变形;3)在基坑施工中,对变形要求严格的工程,可通过加大钢支撑的刚度来减小桩体的水平位移.     

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.     

某地铁站基坑开挖支护桩水平位移分析

本文以合肥地铁一号线青阳路站基坑工程为背景,利用MIDAS GTS NX有限元软件选取基坑典型控制截面进行二维建模,分析了对称与非对称两种堆载下支护桩水平位移随开挖深度的变化规律,对比了不同挖深下两种荷载情况围护桩最大水平位移值及其发生位置。结果表明,基坑两侧堆载的形式对支护桩的水平位移有明显影响;非对称堆载作用下支护桩水平位移呈明显不对称性,堆载大的一侧水平位移值较大且发生位置较浅。本文可为相关基坑工程的设计开挖提供参考借鉴。具有一定的科技应用价值。     

深基坑双排桩支护体系承载机理研究

目的研究分析不同开挖阶段双排桩支护体系位移、应力、应变变化规律,为基坑支护设计的优化、施工提供了有效的理论依据．方法通过MidasGTS有限元数值分析法,对不同开挖阶段,双排桩支护结构位移、受力情况进行分析,得到在不同的开挖阶段双排桩支护体系的位移、受力特征．结果基坑开挖后双排桩支护结构桩顶水平位移最大,随着双排桩支护结构深度的增加,位移逐渐减小,第一、二次开挖后前排桩最大位移值为1．058mm、42．5mm,第一、二次开挖后后排桩最大位移值1．062mm、42．5mm,前排桩比后排桩值偏大;基坑开挖后,基底处剪切应力最大,双排桩支护结构桩顶、基底处弯矩值较大．结论基坑开挖后,双排桩支护结构桩顶水平位移最大,随着双排桩支护结构的深度的增加,位移逐渐减小,且前排桩位移值比后排桩位移值偏大;随着基坑开挖深度的加深,桩底处弯矩逐渐减小,最大弯矩处逐渐上移,桩顶位置值显著增大,前后排桩弯矩值变化是一致．     

郑州市某建筑深基坑监测

对郑州市某拟建大楼深基坑支护结构的桩顶水平位移、深层水平位移、锚索轴力及周边建筑物沉降变形等进行跟踪监测,分析其变化情况.结果表明:桩顶水平位移随着基坑开挖,总趋势是逐渐增大,其大小受桩顶荷载影响明显,靠近基坑转角处的监测点,其水平位移发展快;在冠梁处的深层水平位移发展得慢,到后期,深层水平位移曲线图发展成"两头小,中间大"的鼓腹状形态;锚索轴力在张拉锁定后短时间内发生较大的预应力损失,锚索轴力有些波动,达到最大值后基本保持恒定;建筑物沉降随着基坑深度的逐渐增加而不断增大,表现出"慢—快—慢,小—大—小"台阶式的变化规律.由监测结果可知,该工程的支护方案效果良好,满足设计和环境的要求.     

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.     

开挖诱发坑内既有基桩附加内力的模型试验

既有建筑下挖改造引起的基坑被动区土体侧移会对坑内基桩承载性产生重要影响. 通过室内模型试验研究坑内基桩在被动区土体侧移作用下的桩身受力特性,重点分析支护结构与坑内基桩距离、开挖深度、桩顶竖向荷载及承台约束高度对基桩弯矩和剪力的影响. 试验结果表明,在悬臂式支护开挖条件下,被动区土体位移模式呈倒三角形,基桩弯矩和剪力沿桩身分布具有多个异号峰值,桩身自上而下可分为开挖裸露段、被动受荷段和主动作用段. 基桩与支护水平间距越小、基坑下挖深度越大,基桩各部位弯矩和剪力越大,且竖向受荷和桩身侧向变形的耦合效应将使桩身弯矩变大. 桩顶约束高度的改变会对基桩弯矩和剪力产生影响,在其他条件相同时,约束高度越大,基桩弯矩和剪力越小. 研究结果可为地下增层工程的设计提供支撑.     

排桩支护内力试验研究

通过对邯郸某深基坑桩锚式支护结构桩身内力的计算与现场实测,研究分析了深基坑开挖过程中桩身钢筋应力及弯矩的分布和变化规律.在开挖过程中,桩身内力随开挖深度的增大而增加.桩身钢筋应力与基坑的暴露时间、桩体位移及预应力锚杆的施加等因素有关.在桩身内力实测结果和理论计算结果对比分析的基础上,得出在桩锚支护设计中使用弹性法比经典法更加合理,从而为桩锚支护结构设计提供了依据.     

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.     

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。