软土地基长条形基坑施工对既有邻近隧道的变形影响

以杭州某邻近既有盾构隧道的软土地基狭长基坑开挖为工程背景,采用PLAXIS 3D软件模拟并结合现场实测分析了狭长基坑分区开挖对邻近既有地铁隧道的变形影响。研究结果表明:随着基坑分区开挖的进行,A2基坑开挖后隧道区间最大位移发生在上行线中部,数值模拟显示隧道收敛变形最大值为2.6 mm,既有隧道现场实测收敛变形最大值为2.0 mm,验证了分析模型的正确性。上述结论说明狭长基坑采用分区开挖结合坑内搅拌桩加固,可以有效控制基坑开挖引起的周边环境位移水平。     

复合土钉支护变形特性的实测分析

结合杭州市某软土基坑复合土钉支护工程的施工过程,现场变形监测记录和杭州软土地基的特性,分析和研究复合土钉墙支护的水平位移与沉降规律,得出水平位移随深度呈抛物线形式分布,最大水平位移在基坑中下部;基坑周边地表沉降都很小.并且分析了主要影响因素如施工顺序、支护形式和周边环境等,得出结论:基坑开挖应该先开挖周围无管线或建筑物的区域;复合土钉支护比纯水泥搅拌桩支护能更好的控制基坑变形;周边环境的影响很大,对靠近建筑物与交通主干道的基坑要加强支护措施,严格控制基坑变形.     

既有单桩在邻近基坑开挖下的水平向响应简化分析

为了探究既有单桩在邻近基坑开挖作用下的水平向响应规律,提出基于虚拟镜像技术的基坑开挖引起邻近单桩水平向响应解析解. 发挥基坑围护结构变形易于实测的优势,借鉴虚拟镜像技术,考虑土体位移的实际情况,修正土体的等量径向移动模式,推导出土体非等量径向移动模式下基坑开挖引起的坑外土体水平位移场. 基于Pasternak双参数地基,引入修正地基反力模量以考虑埋深效应,利用两阶段法,将土体水平自由位移场视为外荷载施加于邻近单桩,建立在邻近基坑开挖扰动下既有单桩的水平向位移控制方程. 与三维有限元数值模型、既有理论解及已发表案例的工程实测数据的对比,验证该方法的正确性及适用性. 参数分析表明：提高地基反力系数和单桩抗弯刚度有助于减小单桩最大水平位移;当桩与基坑间距较远时,单桩最大水平位移几乎不再受自身抗弯刚度的影响.     

已有建筑物对基坑开挖的影响分析

以某基坑开挖为研究背景,分析已有建筑物对基坑开挖在深度的位移与水平距离之间的相互关系.运用三维数值模拟研究已有建筑物在基坑开挖过程中应力、位移等相关物理特性,通过模拟基坑开挖与已有建筑物在10.00 m,20.00 m,30.00 m,40.00 m,50.00 m的不同水平距离,得出建筑物与基坑开挖距离之间的关系曲线.结果表明,已有建筑物与基坑开挖距离在10.00 m～30.00 m时对基坑开挖产生的位移变化最大,而在距离基坑开挖30.00 m以后时对基坑产生的影响逐渐减小.     

开挖方式对支护结构和建筑物影响的数值分析

鉴于基坑周围环境保护方面的要求,基坑施工过程中除选择正确的支护体系外,开挖方式也是保证工程质量的关键,特别是在软土地区.采用三维有限差分软件FLAC3D对基坑开挖过程中不同开挖方式对桩式支护结构和邻近框架结构的影响进行计算分析.通过计算得出整体式开挖、分三段顺序式开挖、分三段由中间向两侧式开挖、盆式开挖及岛式开挖五种类型下,支护结构位移、地表沉降和对邻近建筑物位移的影响.结果表明:岛式开挖能有效地减小支护结构的水平位移,地表的竖向沉降和建筑物的竖向变形;盆式开挖则对建筑物水平位移的减小更有优势;整体开挖、盆式开挖和岛式开挖有利于减小建筑物的倾斜.开挖方式对位移的影响与基坑开挖深度相关,基坑开挖越深,影响的差异性越小.     

考虑地基变形连续的基坑开挖诱发邻近盾构隧道位移预测

从工程实际出发,建立考虑基坑坑底及侧壁卸荷作用的基坑开挖引起的附加荷载计算模型;基于Mindlin解给出由基坑开挖所引起的邻近隧道处的竖向附加荷载;引入能考虑隧道任意埋深效应的修正基床反力系数, 将既有隧道简化为搁置于Pasternak地基上的Euler-Bernoulli梁,进而提出基坑开挖下邻近既有隧道响应的简化计算方法. 所提方法能考虑隧道埋深效应以及地基剪切效应,与工程实际更为接近. 通过与三维有限元以及2组已发表工程实测数据的对比,验证所提简化计算方法的合理性与适用性. 针对地基弹性模量、地基剪切模量、隧道纵向等效抗弯刚度、隧道-基坑夹角、隧道埋深、隧道-基坑间距以及基坑几何形状等主要参数对隧道纵向位移的影响进行系统分析. 结果表明：隧道与基坑平行工况下的隧道最大位移是垂直工况下的1.60倍;提高隧道纵向抗弯刚度可以有效减小隧道的最大位移,但这种“削弱作用”会随隧道-基坑间距的增大而减小;随着隧道埋深、隧道-基坑间距的增大,隧道最大位移呈非线性递减规律;基坑的“长开挖”会影响隧道的位移和隧道隆起范围,而“短开挖”则主要影响隧道的位移. 研究成果可以为较为合理地预测既有盾构隧道在邻近基坑开挖下的响应规律提供理论支持.     

考虑深基坑支护结构变形的邻近管线变形解析方法

深基坑开挖对邻近地下管线水平变形影响显著.首先，考虑柔性支护结构侧向位移对基坑侧壁卸载松弛应力分布的影响，对既有侧壁卸载力学计算模型进行改进，并利用Mindlin解计算出基坑开挖卸载引起的邻近管线水平附加应力.在此基础上，基于Pasternak地基模型建立了管线水平变形方程，分析了侧向卸载应力路径对Pasternak模型参数取值的影响，得到管线水平变形解析解，并将计算结果与实际工程监测数据进行对比.最后，对基坑与管线之间距离、管线埋深、土体侧向卸载模量3个参数对管线水平变形的影响进行详细分析.结果表明：计算结果与监测数据相吻合.管线水平变形曲线距基坑边缘2H附近存在拐点，水平变形迅速减小.当管线纵向超出基坑开挖范围2H时，几乎不产生水平变形.基坑坑角附近管线水平变形为最大水平变形的0.5～0.6倍.基坑与管线之间的距离对管线最大水平变形值有显著影响，管线最大水平变形值随着距离的增大呈现“先急后缓”的非线性减小.在距围护结构的距离与基坑深度比值为0.5～1的范围内，随着管线的埋深和土体侧向卸载模量增大，管线最大水平变形逐渐减小.     

基于Midas GTS软件对某基坑支护的数值模拟分析

为了更加深入地研究深基坑开挖过程对基坑变形及围护结构的影响,运用Midas GTS软件对长春市某基坑开挖的施工过程进行模拟,并与现场实际监测数据进行对比分析.结果表明:基坑开挖过程中产生的坑底隆起位移及水平方向位移与实际监测结果基本趋于一致;基坑开挖会使围护结构产生朝向基坑内的水平位移,模拟计算得出的桩顶水平位移和围护结构最大水平位移与实际监测数据基本吻合,说明模拟软件Midas GTS具有一定的可靠性,可为基坑监测提供适当的参考依据.     

深基坑与邻近建筑物相互影响的实测及数值分析

随着近年来高层建筑的大规模建设,基坑开挖深度逐渐增大,由于深基坑通常位于城市的繁华地带,且常常紧邻各种建筑物,如何处理好基坑开挖及支护等施工过程对周边环境的影响,成为基坑工程研究的关键。本文以近接浅基础建筑物的桩锚支护结构深基坑为工程背景,基于现场实测数据深入分析了桩体变形、桩顶位移和建筑物沉降等变化规律,基于Plaxis有限元软件建立数值模型,经模型计算结果与现场监测数据对比选取合理的土体本构模型,探讨了邻近建筑物基础位置和地基附加应力两个关键参数对桩锚支护结构基坑与邻近建筑物本身的影响规律。研究表明：混凝土支撑和冠梁在控制围护桩顶变形的同时会增大坑角效应的影响范围;对于基坑开挖卸载问题,HS模型相对于MC模型具有更准确的模拟效果;基坑施工主影响区域约围护结构后方2.5He（基坑开挖深度）,建筑物平均沉降最大值和倾斜度最大值位置分别位于距围护结构约0.6He和1.1He处;建筑物平均沉降值δva最大值位置与地表沉降最大值位置吻合,倾斜度最大值位置约位于地表沉降曲线反弯点处;针对本工程,当建筑物基础埋深为2.5m,基坑围护桩与建筑物中心距离在7.5-52.5m范围内变化时,建筑物平均沉降和倾斜度最大值分别约为8.3mm和0.00025;平均每增高一层建筑物,其沉降值和倾斜度分别增加约0.9mm和0.7×10-4,基坑围护结构最大侧移量增加1.4-2.0mm,其增量随层数增高而增加。     

坑底加固控制地铁基坑开挖引起土体位移的现场测试与分析

为了研究地铁基坑坑底加固对周边土体位移的影响,通过某软土地基地铁基坑南北测试段的水泥搅拌桩加固效果进行静力触探测试获得加固前、后锥尖阻力,计算得到南北测试段加固后土体无侧限抗压强度分别为0.58和1.17 MPa.对南北测试段表面沉降和地连墙水平位移进行实测,得到南北测试段地连墙最大水平位移分别为81.3、48.3mm,地表沉降最大值分别为-79.1、-40.2mm.建立Plaxis有限元计算模型,分析不同坑底加固效果工况下基坑开挖变形情况,模拟结果与实测结果基本一致.分析结果表明,南北测试段坑底加固后地连墙最大水平位移分别降低40%和64%,地表沉降分别降低26%和63%,地基加固能够有效地减小地铁基坑围护结构水平变形和地表沉降.     

基坑开挖对既有复合地基单桩的位移性状影响分析

在无载复合地基侧向开挖离心机试验基础上建立了数值模拟模型,基于Winkler地基模型,根据桩土的位移变形协调方程,采用两阶段法求解复合地基单桩的水平位移,并与数值模拟结果进行对比.在数值模拟基础上,改变复合地基的置换率,得到了不同置换率以及不同开挖深度下的单桩的水平位移,模拟并对比了在复合地基至支护结构不同距离情况下的土体最大水平位移,研究结果表明:①将复合地基视为均质土体,通过二阶段法求解复合地基单桩位移的方法可行;②当复合地基桩间距大于4倍单桩桩径时,复合地基对于单桩的水平位移影响较小.在设计支护结构时,当基坑深度小于5 m时,可以忽略复合地基与土体间的相互影响,深度大于5 m时,应充分考虑复合地基的影响;③当复合地基距离支护结构的距离在基坑开挖深度的0.8倍以内时,其对土体的侧向加固作用才有较好效果.     

下穿地铁深基坑开挖影响的监测分析

临近地铁隧道的软土深基坑开挖时,若不能严格控制基坑施工效应,既有盾构隧道易出现损坏.在杭州市萧山区彩虹大道(工人路-市心路)B标段深基坑工程开挖过程中,对基坑下穿地铁隧道受影响范围内的隧道位移、收敛等进行监测,同时开展基坑地下连续墙与土体深层水平位移、地下水位、支撑轴力、地表和周边建筑物沉降、基坑围护墙顶与立柱沉降的监测工作.数据分析结果表明:基坑开挖对下穿隧道的影响以竖向位移为主,对水平位移和收敛变形影响较小;地下连续墙深层墙体水平位移与深层土体水平位移有明显的相关性,可用墙体水平位移代替土体水平位移;基坑地下水位的变化趋势与周边建筑物沉降变化趋势相同,开挖期间需密切关注地下水位的变化;基坑隆起是导致支撑轴力出现负值的主要原因,当支撑轴力出现负值时应高度关注坑底隆起和地表下陷.     

基坑开挖对围护结构变形的影响

深基坑开挖可能引起围护结构及周围土体的变形。以上海长江西路越江隧道新建工程为例,根据实际土层分布建立基坑体系的几何模型,使用Ｍｏｈｒ-Ｃｏｕｌｏｍｂ模型表征土的本构关系,基坑开挖采用分步开挖方式,使用有限元分析软件Ａｂａｑｕｓ进行基坑开挖过程的数值模拟,分析基坑施工过程中地下连续墙水平位移与周围地表沉降的变化特征,对比研究了现场监测数据与数值模拟结果。结果表明：基坑开挖导致地下连续墙水平位移增大５１％,基坑开挖工程中应注意不同位置基坑施工对环境的影响;基坑开挖对周围地表最大影响位置是距基坑边０.５倍开挖深度处。     

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.     

考虑管土分离的基坑开挖引起邻近地下管线位移分析

在城市建设中,深基坑开挖会对邻近既有地下管线产生较大威胁。目前,基于有限元数值模拟和传统弹性地基梁模型分析方法无法考虑由于管线与土体之间刚度和变形的差异性而造成的管土相互分离现象,使得对于基坑开挖引起管线变形的预测偏于不安全。基于Pasternak弹性地基梁理论,引入管土相互分离计算模型,推导了基坑开挖引起的邻近管线变形计算解析解。参数分析结果表明,管线最大位移随管土分离段长度的增大而增大,且当管线抗弯刚度较小时,土体剪切作用对管线变形影响较大。通过理论计算结果和有限元数值模拟结果及现场实测数据的对比,验证了分析模型的适用性。     

双基坑开挖对中间既有建筑物的影响

以某基坑开挖工程为研究背景，通过MIDAS/GTS分析双基坑同时开挖和单独依次开挖时对中间建筑物的影响机制。研究结果表明：单独依次开挖相对于同时开挖，基坑围护结构变形最大位移值比同时开挖少了45%左右，建筑物筏板沉降位移值比同时开挖多了50%~111%左右。通过数据模拟分析出两种不同开挖方式对建筑物的最不利位置，比较出两者的差异，优化施工步骤，从而保证建筑物的安全。本双基坑开挖的研究可为此类工程提供参考。     

黄土地区深大基坑桩锚支护结构监测与数值分析

基于黄土地区深大基坑桩锚支护结构变形、位移,锚索轴力及建筑物沉降等监测数据与数值计算结果的对比分析,得出以下结论:基坑支护结构桩顶水平位移、桩顶沉降、桩身水平位移,临近建筑物沉降等监测值均远小于规范规定的预警值,表明该基坑支护结构设计合理;基坑降水,尤其降水速率的变化,对地表及临近建筑物沉降有显著影响;桩身底部向基坑内的最大水平位移为8.9 mm;基坑开挖过程中支护结构的监测值与数值计算结果吻合较好.     

基坑开挖对邻近既有下卧隧道的影响分析

随着城市化的发展,骑跨于邻近地铁隧道之上的基坑开挖工程越来越多,在基坑开挖过程中如何更好的控制对既有隧道变形的影响是一个亟待解决的问题。本文运用ABAQUS有限元软件,对下卧地铁上、下行线隧道顶、侧、底面的水平和竖向位移进行了三维数值模拟计算和对比分析,结果表明：基坑开挖对邻近既有下卧隧道的变形影响明显,位于基坑中部位置以下的隧道竖向位移相对较大,靠近基坑边缘位置的隧道水平位移相对较大;同一隧道顶部位置的竖向位移大于侧面和底部的位移,隧道侧面的水平位移大于顶、底部的位移;受基坑开挖卸荷的影响,隧道的自身变形表现为竖向直径增大,水平向直径减小。对位于既有隧道上方的基坑开挖要引起关注。     

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.     

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.