基坑开挖对基坑及围护结构稳定性影响分析

在基坑工程建设中,土体的变形会给周围环境及建筑物造成严重破坏,甚至还会直接或间接的给人类生活和生存环境带来不利影响.本文通过Plaxis 2 d建立基坑平面应变模型,利用有限元极限平衡法来计算基坑开挖过程中土体的变形,并对变形过程中土体的总主应力、垂直位移和水平位移以及围护结构的变形进行分析,评价基坑和围护结构的稳定性.计算结果表明,土体竖直位移值在-1.25～14.74 mm范围内,水平位移值在-2.65～2.84 mm范围内,围护结构水平位移变化在1～3 mm范围内,基坑是稳定的.     

基坑开挖对邻近既有下穿顶管隧道的变形影响分析

深基坑开挖引起的应力变化将不可避免地导致土体位移,进而对邻近隧道产生诸多的不利影响。采用有限差分软件ＦＬＡＣ3Ｄ对基坑的开挖支护过程进行了三维动态模拟分析,在不影响顶管隧道安全使用的前提下,验证了基坑开挖采用桩锚支护结构的可行性,同时,基坑施工对顶管隧道的水平位移不均匀变形影响要强于竖向位移不均匀变形的影响,易使得顶管隧道在水平方向出现拉弯破坏,采取对基坑被动区土体进行旋喷桩加固的措施,可以减弱其对顶管隧道的影响。     

某泵站基坑分层开挖全过程土体变形分析

泵站基坑工程中通过限制开挖深度的同时采用逐层开挖可带来较好的工程效果。文章通过数值模拟分析泵站基坑分层开挖全过程土体变形规律,模拟分析得出：(1)基坑两侧附近及坑底总体位移随着开挖深度增加而不断增大。(2)随着开挖深度增加,紧靠基坑两侧和坑底水平向位移不断增大。(3)随着开挖深度增加,紧靠基坑两侧竖向位移（表现为沉降）不断增大,基坑坑底竖向位移（表现为隆起）亦不断增大。因此,对于未加支护的基坑,开挖过程中要重视对分层开挖厚度及开挖速率的控制,同时应加强对基坑周围环境的监测,防止开挖过程中引起的过大变形对基坑周边建构筑的不利影响。     

不同开挖方式对软土区深基坑连续墙变形的影响分析

以上海地区某地下变电站深基坑工程为背景,根据工程实测数据分析基坑开挖对支护结构变形的影响规律。结果表明:基坑开挖过程中,连续墙的位移呈抛物线形,且位移值随着开挖深度增加而增加,但最大水平位移的位置始终保持在开挖面附近;基坑支护结构的变形受到明显的坑角效应影响。采用有限元软件Plaxis分别对该工程顺作法和逆作法施工过程进行数值模拟,通过分析比较得出不同施工方案对基坑变形的影响规律。将数值模拟结果与实测数据对比,分析逆作法施工方案的可行性与优势。     

基坑开挖深度对支护结构变形影响研究

为研究基坑开挖深度对支护结构及基坑地表变形的影响,基于数值模拟研究不同基坑开挖深度下钢板桩和支撑杆的受力特性。结果表明：（1）桩的水平位移随基坑开挖深度的增大而先增大随后保持平稳。桩的负轴力随基坑深度增大而先快速增大,随后缓慢增大,最后保持稳定;（2）地表最大正位移（隆起）和最大负位移（沉降）随基坑深度的增大而缓慢增大,地表隆起影响范围约为0～16 m范围内,而地表沉降的影响范围为6.0 m范围内;（3）根据桩的位移分布规律,在基坑较深的位置处,桩承受的土压力迅速增大,实际工程中应增大支护结构刚度。当桩位于软弱地层中,桩的位移过大对支护结构稳定性不利,在该深度范围内也需增强支护结构刚度或增大截面尺寸。     

基坑开挖变形及其对周围建筑的影响分析

随着城市空间的高效利用,新建基坑工程施工难度越来越大,基坑开挖变形及其对周边既有建筑影响的研究愈加重要。以某深基坑工程为例,利用三维有限元模型对基坑实际开挖过程进行数值模拟计算,结合实测变形数据对基坑变形特征及其对周围建筑物的影响进行综合分析。结果表明：新基坑开挖过程中,围护结构发生了整体偏向基坑内部的侧向位移,最大位移发生在基坑围护桩紧邻建筑物一侧的中部;基坑周边及底部土体沉降呈“凹槽型”,即开挖深度越大,沉降越大;新基坑开挖导致周围建筑物产生了不同均匀沉降,但随着围护结构的施工,建筑物变形逐渐减小并趋于稳定。研究结果可为类似深基坑工程设计和施工提供一定的参考。     

水利工程中节制闸基坑支护及开挖土体变形特征研究

基坑支护主要结合周边环境、地质情况综合考虑,根据横河节制闸基坑工程情况,采用支护桩进行支护。为了分析基坑开挖过程中的变形情况,建立数值模拟模型,研究分层开挖过程中基坑的变形特征。结果表明,距离基坑中心越远,周边土体变形量越小,坑底回弹变形量越小;基坑变形速率随着基坑开挖深度的增大而增大,基坑变形影响范围主要集中在距坑边1倍基坑深度范围内;根据变形监测数据,侧壁变形量与基坑开挖深度满足y=2.7356e^0.5379x(R²=0.9983),基坑回弹变形量与基坑开挖深度满足y=0.1959e^0.6567x(R²=0.9846)。在施工过程中,需要严格控制基坑开挖速率,保持基坑变形量的稳定,同时需要加强对周边厂房的监测,做好预警工作。     

水岩劣化特性对富水软岩基坑开挖变形影响研究

富水地层基坑开挖工程中,即使局部降水后,由于岩土体长期受到水岩劣化作用使其强度显著下降,开挖卸荷后引起严重的工程安全事故。以室内强度衰减试验结果为基础,通过理论分析推导得出新的水岩劣化模型进行参数拟合,并将理论模型编入模拟软件中,运用到深圳某富水地层基坑开挖项目稳定性分析中,计算结果更加接近实际工况,可为富水区地下工程开挖和支护设计提供参考。     

基坑开挖对既有盾构隧道与地层的影响分析

针对黄土地区基坑开挖对下伏既有盾构隧道影响及其安全评价,采用有限差分法数值软件,结合实际场地的水文地质和工程地质条件,建立三维数值模型,进行施工过程的数值模拟与既有线路安全评价。研究结果表明,基坑群开挖对盾构下伏既有隧道影响较大,基坑构筑物施作时既有隧道变形减小,基坑群采用不同步开挖将有利于减小对下伏既有隧道的影响,并针对不同施工阶段的既有盾构隧道变形进行安全评价分析,认为这种工法与加固措施满足既有盾构隧道变形控制要求。更多还原     

相邻基坑对地铁基坑开挖变形影响的有限元分析

成都地铁3号线动物园站轴7~轴15段基坑东侧为某地产公司已开挖的建筑基坑,两相邻基坑之间土体平均厚度为20m,建筑基坑对地铁基坑开挖变形的影响是设计必须考虑的关键问题。传统的基坑变形计算方法通常假定基坑周围为半无限体,无法模拟相邻基坑对地铁基坑开挖变形的影响。本文结合成都地铁3号线深基坑工程实例,建立ANSYS三维有限元计算模型,采用摩尔-库仑等面积圆屈服准则代替传统摩尔-库仑准则进行计算,得出了地铁基坑在不同间距情况下的侧向变形、竖向变形及坑底的隆起量,分析了在不同基坑间距情况下相邻建筑基坑对地铁基坑开挖变形的影响,为实际工程的设计和施工提供依据。     

某基坑开挖对邻近建筑物的影响分析

采用沉降观测、变形复核等方法,计算分析基坑开挖对邻近既有建筑物的影响以及其安全性。计算结果表明,临近建筑物的变形满足规范要求,该建筑物是安全的,该方法简单合理,具有一定的参考价值。     

基坑施工对紧邻地铁结构安全性的影响分析

既有地铁结构会因邻侧的基坑开挖卸荷而产生变形,影响地铁结构的正常使用和安全性能。因此,评估基坑工程对邻近地铁结构安全性的影响尤为重要。基于该基坑的施工过程,使用有限元软件PLAXIS 3D进行数值模拟,评估该项目基坑工程对地铁结构安全性的影响。结果表明,基坑周围地铁结构的位移随着土体开挖过程进行而增大。此外,地铁结构的竖向位移受基坑降水影响较小,其轴力和弯矩在施工过程中保持稳定。研究成果可以为该项目工程影响评估提供有效的参考依据。     

软土地区相邻基坑开挖的相互影响分析

以软土地区某相邻基坑工程为背景,采用ＭＩＤＡＳ／ＧＴＳ软件建立三维有限元模型,通过对比单基坑开挖和双基坑开挖施工工况,分析相邻基坑开挖对本体基坑围护墙侧移、坑外地表沉降及支撑轴力的影响。结果表明:相邻基坑开挖将引起本体基坑向相邻侧的附加位移,且在同步施工时,靠近相邻基坑一侧的围护墙附加位移大于另一侧墙体;本体基坑与相邻基坑之间夹心土的地表沉降存在明显的叠加效应,相邻基坑的开挖将显著增加该部分土体的沉降量;相邻基坑开挖将引起本体基坑支撑轴力的非对称分布,靠近相邻基坑一侧支撑轴力较小。     

基坑开挖过程中侧向变形的分析与模拟

在基坑开挖过程中,需要时刻了解基坑侧向变形的发展,以便根据现场的施工情况调整施工方案。通过运用最小二乘法原理对某基坑现场深层水平位移的前期监测数据进行分析,得出了与深度有关的经验公式,预测了开挖后期基坑的变形趋势,得到了较好的拟合效果,为类似工程建设提供了参考依据。     

基坑开挖对周围岩土体竖向位移影响的数值模拟研究

为了检测基坑开挖是否成功,结合实际基坑工程,采用MIDAS GTS数值模拟技术,分别对每次开挖后基坑周围岩土体的竖向位移进行研究。研究结果表明,基坑前三次开挖竖向位移较小,说明前三次开挖是成功的;第四次开挖因遇到地下水,导致竖向位移增加,但位移均控制在合理范围内,说明第四次基坑开挖的排水达到理想的效果;第五次开挖后,竖向位移同样控制在合理范围内,说明此次基坑开挖没有对周围岩土体的竖向位移造成不良影响。以上研究方法可为类似的基坑工程提供参考。     

水闸深基坑开挖对紧邻桥梁桩基的影响分析

以厦门马銮湾水闸深基坑工程为研究对象,邻近大桥位于水闸深基坑开挖区域之中,下部结构为钻孔桩基础,基坑开挖降水对该桩基础会造成显著影响,为评估紧邻桥梁桩基产生的附加变形,采用土工有限元分析软件,考虑桩土相互作用,建立基坑开挖模型,土体采用HS模型模拟,深入分析桩身水平位移和弯矩的变化特性,并研究了基坑降水开挖时基坑与紧近桩基的间距、桩基刚度、支护刚度、桩头约束以及降水等各种影响因素。研究表明:基坑的开挖降水对紧邻桥桩的影响效应明显。更多还原     

基坑开挖对临近土体三维应力的影响研究

为研究基坑开挖对临近土体三维应力状态的影响,以天津市河东区某基坑工程为背景,采用一种三维土压力盒,在现场对整个基坑开挖过程中周围土体的三维应力状态进行监测,并将实测应力与有限元模型模拟结果加以对比,研究土体三维应力、主应力和主方向的变化规律。结果表明：基坑开挖对临近土体的作用并非纯加载或纯卸载;开挖过程对临近土体三维应力状态的影响主要体现在正应力上,对剪应力影响较小;主方向会随着基坑开挖而发生偏转,最大偏转角度达到110°;3个偏转角α、β、γ在第1段开挖时均出现向0°变化的趋势;α、β角的变化曲线大体表现出关于0°对称的特征。     

开挖方式对山岭隧道稳定性影响研究

以某小净距山岭隧道建设为例,采用有限元数值模拟手段分别建立了三台阶七步法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法三种施工方法的数值模型,并从位移、应力和塑性区方面进行了分析介绍,得到以下结论:采用三台阶七步法时拱底隆起量和拱顶沉降量最大,其次是单侧壁导坑法,最小的是双侧壁导坑法;采用双侧壁导坑法时拱顶位置处主应力最大,其次是单侧壁导坑法,最小的是三台阶七步法;采用三台阶七步法时隧道开挖以后围岩应力释放较大,围岩变得较为松散,且拱底围岩易出现应力集中,容易发生岩爆等危险;采用双侧壁导坑法施工时围岩塑性区最小,其次是单侧壁导坑法,最大的是采用三台阶七步法。最后,通过对比可知该工况下采用双侧壁导坑法时隧道的稳定性效果最好,采用三台阶七步法时效果最差。     

复杂基坑开挖对鸡鸣寺地铁站及区间隧道的变形影响分析

为分析复杂基坑开挖对南京地铁3、4号线换乘站鸡鸣寺车站及区间隧道的影响,使用Abaqus软件建立了地铁结构-基坑-围护-周围土体耦合的三维有限元分析模型,分析了基坑开挖时周边土体及地铁结构产生的位移,结果表明:基坑三个方向的变形在各个施工阶段均在控制标准控制范围内;区间隧道的变形曲率半径和相对变曲、车站结构变形、车站与隧道连接处差异变形、车站主体与附属变形缝处差异沉降也均符合要求;整个地铁结构各个方向的位移最大处在不断变换位置,两条地铁区间、车站均出现过,因此监测点布置的位置应随施工流程逐渐变换;使用有限元软件进行预测性评估分析很有必要,确保使用有限的传感器能监测到必要的部位,消除安全隐患。