基于正交试验的深基坑变形影响因素研究

运用正交试验原理,以深基坑土体的摩擦角、弹性模量、粘聚力、地连墙刚度、支撑刚度为影响因素,设定周边土体最大沉降、地下连续墙最大水平位移作为分析基坑开挖后变形的两个指标,对合肥地区逆作法深基坑稳定特征用数值模拟进行了分析。采用极差分析法揭示了各因素在深基坑开挖过程中的重要次序。结果表明在施工方式保持不变的情况下,地表沉降、地连墙水平位移的最显著影响因素均为土体的弹性模量,地表沉降的其他影响因素依次为地连墙刚度、土体黏聚力、支撑刚度、土体内摩擦角。地连墙水平位移的其他影响因素依次为地连墙刚度、支撑刚度、土体内摩擦角、土体黏聚力。     

基于ANSYS的地铁车站深基坑支护设计

针对广州地铁三号线永泰站深基坑平面尺寸较长,地下溶洞较多,地质条件较差的特点,制定了地连墙和内支撑相结合的基坑支护方案,以确保基坑和周围建筑物的安全。通过ANSYS建立三维有限元模型,分析了地连墙厚度、内支撑刚度和预加轴力等主要因素对于基坑变形的影响,并根据地连墙厚度和内支撑刚度与墙体最大位移的关系曲线,确定了地连墙厚度和内支撑刚度的合理取值,同时调整钢支撑的预加轴力值,使地连墙的最大侧移值控制在允许的范围内。从施工监测结果可以看出,地连墙侧移和基坑周边沉降基本都在30mm左右,表明本基坑支护方案合理可行。     

黄土深基坑桩锚联合支护结构变形与稳定性分析

为保证某临近地铁车站深基坑在施工过程中安全,采用数值模拟的方法分析了该基坑临近地铁车站一侧桩锚联合支护结构在施工过程中的变形情况,并对其进行稳定性分析.分析表明:临近地铁车站一侧基坑支护结构最大侧移发生在离坑顶约7 m处,最大侧移为13.4 mm;最大地表沉降出现在距离基坑边约4m处,最大沉降量为8.81 mm;桩锚联合支护结构具有较好的稳定性,能够有效控制基坑在开挖过程中变形,工程深基坑的开挖没有影响到地铁车站安全.     

某黄土深基坑复合土钉墙变形监测分析

依托某高速铁路明挖隧道黄土深基坑工程土钉墙支护结构，对深基坑施工过程中周边地表竖向位移、基坑侧壁深层水平位移、基坑坑底隆起进行监测，根据变形监测结果分析了基坑随施工进行和时间变化产生的变形情况，总结了深基坑的变形规律。结果表明：基坑周围地面沉降随基坑开挖深度增加而增加，现场监测基坑周围地表沉降最大值为7.43 mm;随着基坑开挖施工进行，土钉墙支护对基坑整体变形约束较小，呈现整体向基坑内部的倾斜变形，最大水平位移出现在基坑顶部附近深度约0.5 m处，变形值为10.84 mm;基坑整体变形较小，安全储备大，但考虑到湿陷性黄土遇水强度会显著降低的特性，为了保证基坑安全，选取的基坑设计参数是合理的；施工中须做好坑外防渗、排水。研究结果可为同类条件的基坑设计和施工提供借鉴。     

深基坑基底注浆加固效果数值模拟分析

采用高压旋喷注浆工艺对软土地区的基坑底部土体进行加固是保证深基坑施工安全与工程稳定常采用的方法。基于某地铁站监测数据,利用PLAXIS 2D软件建立了其数值计算模型并进行模型校核,对加固和未加固两种工况进行了数值模拟,对比分析了地连墙的位移和弯矩、地表沉降等开挖响应。研究表明,对软土地区基坑进行基底注浆加固,能有效减小地连墙的侧向变形和地表沉降。并针对加固区厚度、地连墙嵌入深度及刚度、软土层厚度4个参数进行了分析与讨论,优化了加固区的合理厚度、地连墙的合理嵌入深度,研究了基坑变形受地连墙刚度和软土层厚度影响的敏感性。     

基于ANSYS的地铁车站深基坑支护设计

针对广州地铁三号线永泰站深基坑平面尺寸较长,地下溶洞较多,地质条件较差的特点,制定了地连墙和内支撑相结合的基坑支护方案,以确保基坑和周围建筑物的安全。通过ANSYS建立三维有限元模型,分析了地连墙厚度、内支撑刚度和预加轴力等主要因素对于基坑变形的影响,并根据地连墙厚度和内支撑刚度与墙体最大位移的关系曲线,确定了地连墙厚度和内支撑刚度的合理取值,同时调整钢支撑的预加轴力值,使地连墙的最大侧移值控制在允许的范围内。从施工监测结果可以看出,地连墙侧移和基坑周边沉降基本都在30mm左右,表明本基坑支护方案合理可行,可为同类工程提供参考。     

拉锚地连墙支护深基坑的稳定性分析与优化设计

拉锚地连墙是进行深基坑支护的一种重要型式,分析拉锚地连墙支护深基坑在开挖施工过程中的稳定性,并进行拉锚地连墙的优化设计对深基坑工程具有重要的理论指导意义.论文采用有限元法对拉锚地连墙支护深基坑进行开挖过程的稳定性分析及优化设计.以板单元模拟地连墙,以界面单元模拟地连墙与周边岩土体的接触面,采用点对点锚杆单元与嵌入式排梁单元分别模拟预应力锚杆的自由段及锚固段.在稳定性分析过程中,考虑了不同施工工况下预应力锚杆的设置,进行了塑性及安全稳定性分析.工程算例分析表明,有限元法可以充分考虑基坑与拉锚地连墙支护结构的几何模型、荷载、结构单元和界面特性等,基于有限元法能较好地进行拉锚地连墙深基坑支护结构的优化设计.     

深基坑地下连续墙侧向位移分析

通过某深基坑工程的实测数据,系统分析了地连墙的变形规律.分析表明,在深基坑开挖过程中,墙体的侧向位移随着一步开挖深度的增加而增大,且增长的幅度与开挖幅度成正比;基坑拐角处墙体的水平位移较小,但往基坑中部靠近墙体水平位移有增大的趋势,且至基坑中部其值可达最大;基坑开挖过程中,短边墙体受基坑角部空间效应的影响显著,其变形也较小;逆作法施工下,墙体最大位移约出现在基坑开挖深度的一半处,不发生在坑底附近.     

合肥地铁深基坑开挖对邻近高速公路沉降的影响

针对合肥地铁深基坑开挖对邻近高速公路沉降的影响,采用MidasGTS有限元数值计算软件进行分析,建立了考虑高速公路及基坑施工过程的三维有限元模型,研究了邻近高速公路在不同开挖阶段的最大沉降变化以及不同开挖阶段高速公路的路面沉降分布规律,研究表明:路面最大沉降位置始终在离基坑最近的一侧路面,最终沉降量为7.77mm,对路面安全没有造成影响;随着开挖的进行,沉降量和沉降影响范围不断增加,但增加速率越来越缓慢;研究所得到结论可用来指导未来的相似工程。     

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。     

Differential uplift and settlement between inner column and diaphragm wall in top-down excavation

Top structure and basement will confront the risk of being damaged on account of large stress and strain fields incurred by differential uplift and settlement between inner column and diaphragm wall in top-down method. Top-down excavation of the Metro Line 10 in Shanghai was modeled with finite element analysis software ABAQUS and parameters of subsoil were obtained by inverse analysis. Based on the finite element model and parameters, changes in the following factors were made to find more effective methods to restrain differential uplift and settlement: length of diaphragm wall, thickness of jet-grouting reinforcement layer, ways of subsoil reinforcement, sequence of pit excavation, connection between slabs and diaphragm wall or column and width of pit. Several significant results are acquired. The longer the diaphragm wall is, the greater the differential uplift between column and diaphragm wall is. Rigidity of roof slab is in general not strong enough to keep diaphragm wall and column undergoing the same uplift during excavation; Uplift at head of column and differential uplift between column and diaphragm wall decrease when subsoil from-16.6 to-43 m in pit is reinforced through jet-grouting. But, as excavation proceeds to a lower level, benefit from soil reinforcement diminishes. During the process applying vertical load, the larger the depth of diaphragm wall is, the smaller the settlement is at head of column and diaphragm wall, and the greater the differential settlement is between column and diaphragm wall. When friction connection is implemented between column, diaphragm wall and floor slabs, uplifts at head of column and diaphragm wall are larger than those of the case when tie connection is implemented, and so does differential uplift between column and diaphragm wall. The maximum deflection of diaphragm wall decreases by 58% on account of soil reinforcement in pit. The maximum deflection of diaphragm wall decreases by 61.2% when friction connection is implemented instead of tie connection.     

超大逆作基坑地下连续墙变形分析

本文基于天津滨海新区某深基坑施工监测资料,对超大逆作基坑开挖过程中地下连续墙水平、竖向位移进行了分析。认识到,逆作基坑地连墙水平变形随开挖深度变化近似呈“弓形”分布,水平位移最大值出现的位置约为基坑开挖面以上1 /3 深度处,与顺作法位于基底开挖面附近区别较大。在竖直方向上,随着开挖深度不断加深,墙体的隆起值不断增加,但每步开挖后墙体隆起均有一定的滞后性,底层板浇筑后隆起趋于平缓。同时认识到基坑逆作法相对于顺作法具有变形小、整体性强的特点。     

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.     

墙锚支护下某病房综合楼基坑变形的数值分析

为研究数值方法在模拟深基坑支护结构变形中的应用,利用FLAC3D对某墙锚支护下的基坑开挖进行了模拟,分析了边开挖边支护工序下基坑北侧墙顶水平位移和紧邻的门诊楼沉降的变形情况,得出基坑周边土层由距离基坑的远近依次呈现较小和较大沉降的规律;坑底土体最大隆起产生在基坑中部,并以此为中心依次减小;连续墙顶水平位移随开挖不断增大,并存在两次位移急剧增长的情况,最终达到稳定;门诊楼监测点距离基坑越近,监测点的沉降越大.最后将模拟结果与监测数据对比,两者基本吻合.     

某软土深基坑降水开挖地表沉降及影响因素分析

基于某软土地铁站深基坑工程项目,依据勘察与抽水试验数据采用有限元软件Midas GTS建立三维模型,研究渗流-应力耦合作用下基坑降水开挖过程中孔隙水压力及地表沉降变化规律,分析土体渗透系数及降水深度、降水速率等设计参数对地表沉降的影响。研究表明:基坑降水开挖使得地下水渗流路径呈降落漏斗形,基坑底部出现凹弧形等孔压线;地表最大沉降点与基坑的距离约为降水深度的1.0~0.75倍,孔压消散是地表沉降的主要因素;最终降水深度每增加1 m相应地表最大沉降量增加约2 mm,采取回灌措施比未采取引起的基坑周边地表最大沉降小26.2%。     

基坑开挖变形稳定颗粒流数值模拟研究

为了分析基坑开挖对周围环境的影响,基于颗粒流数值模拟方法,利用边界伺服法构建理想颗粒体系,利用线性接触黏结模型标定岩土体的细观力学参数。结果表明:基坑开挖后距离基坑壁60～70m地表变形约5mm;60～70m远处的管道相对变形量不超过3 mm,不会引起管线不均匀沉降而破坏;桩墙失效基坑周围的素填土以及淤泥质黏土将会向基坑滑塌,其滑塌范围从基坑内壁向外约影响10m,约为基坑开挖深度的2～3倍范围。     

基坑周边超载作用位置对基坑变形的影响

结合实际深基坑工程,基于数值模拟计算,通过改变基坑周边超载距围护结构的距离,分析了超载作用位置对基坑围护墙体侧移、周围地表沉降和坑内土体回弹的影响.结果表明:超载在墙外距离(0.2～0.5)H范围内引起的围护结构水平变形最大;距基坑0.2,H处超载对地表沉降有较大影响,且离基坑较远的超载会引起地表出现两个沉降槽;坑内土体回弹主要受开挖控制,超载作用对其影响不大.     

软土地区某深基坑变形规律有限元模拟研究

以深圳市某地下车站深基坑工程为依托,运用有限元软件PLAXIS对围护结构的深层水平位移、坑底土体隆起、周围土体沉降和支撑轴力变化进行了研究,得出:1)墙体水平位移呈现出"两头小、中间大"的凸肚子形状;2)在开挖深度较大时,坑底将发生塑性隆起,呈现出"两边大、中间小"的形式,坑外土体沉降呈现出抛物线分布形式;3)开挖卸荷引起的坑外主动土压力主要由临近开挖面的支撑反力来平衡,新支撑的架设会导致各道支撑轴力进行重分布。研究结果可对类似工程的信息化施工提供参考。