黄土地区某深基坑变形数值模拟分析

为了研究黄土深基坑在开挖进程的地表变形和支护结构水平位移变化规律,对咸阳地区某深基坑变形进行了监测,并运用有限元软件plaxis进行了分析计算.现场实测结果与计算结果吻合较好.在此基础上,分析了采用锚拉排桩支护的黄土深基坑在逐步开挖过程中支护结构的水平变形及地表变形规律.结果表明:随基坑逐步开挖及锚杆逐层施加,支护桩桩身水平位移增长趋势由线性变为非线性,水平位移最大点逐渐下移,曲线渐变近似呈"弓形";地表土体水平位移、竖向位移及影响范围均随开挖深度的增大而增大,与竖向位移相比,水平位移值大,影响半径大,沿地表衰减速度慢.     

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.     

圆形深基坑中冻土帷幕变形规律试验研究

为了将人工冻结技术应用于大型深基坑支护工程中，利用自行设计加工的大型深基坑冻结模拟试验台，进行了大直径圆形冻土帷幕受力与变形的物理模拟试验，获得了深基坑开挖过程中圆形冻土帷幕水平位移随基坑开挖深度、开挖半径、冻土平均温度等影响因素的变化规律．结果表明：冻土帷幕水平位移随基坑开挖深度和开挖半径的增大而增大，随冻土的平均温度降低而减小；冻土帷幕最大水平位移位置均出现在开挖面以下，一般出现在帷幕全深的0．7～0．8倍深度范围内；冻土帷幕水平变形的主要影响因素是基坑半径和开挖深度．     

深基坑施工过程中桩锚支护结构受力数值分析

为研究分阶深基坑及其桩锚支护结构在施工过程中的受力变化规律,基于实际工程案例,通过Midas GTS NX软件建立数值模型,对深基坑上阶桩、下阶桩在施工过程中支护结构的位移、内力等规律进行研究。结果表明:(1)随基坑开挖深度增大,桩体的弯矩、剪力、轴力均先增大后减小,且上阶桩存在反弯点;(2)桩顶水平位移、沉降位移随基坑开挖深度的增大而增大,地表沉降位移呈V形分布,且距基坑边缘4～5 m受影响最大;(3)随基坑开挖深度增大,锚索作用时会引起内力值发生突变,且作用较大。研究结果可为类似工程桩锚支护的优化设计、施工方案提供参考依据。     

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.     

基于Midas深基坑开挖变形数值分析

合肥新交通大厦与轨道1、2号线相邻,深基坑开挖需要考虑对邻近既有建筑物、重要道路和地下设施的保护,对开挖的稳定和变形控制要求非常严格。本文结合工程实例,通过Midas/GTS有限元分析软件,对合肥新交通大厦深基坑开挖做了数值分析,分析了深基坑沉降和位移。在开挖的过程中,随着开挖深度的增加,土体位移也越来越大。基坑开挖会造成基坑中部隆起以及基坑周边的沉降,需要充分重视深基坑开挖造成的影响。     

注浆微型桩复合土钉在深基坑支护中的应用与数值模拟

为研究钢管桩、树根桩两种注浆微型桩复合土钉在深基坑中的支护效果以及开挖过程中基坑的变形情况,以应用两种注浆微型桩复合土钉的深基坑支护工程为例,借助ABAQUS有限元建立数值分析模型,对微型桩复合土钉施工开挖过程进行模拟,将模拟值与实测数据进行对比分析.研究表明:基坑的变形参数均在预警值范围内,微型桩复合土钉支护效果良好;随着开挖深度的增加,顶部水平位移出现先增大再减小,竖向位移不断增加,二者开挖完成后趋于稳定;开挖中基坑边不同深度的水平位移出现先增大后减小,再增大再减小的趋势,最大水平位移出现在深约6 m处微型钢管桩的顶部,在基坑施工中应重点关注;基坑不同深度部位的竖向位移会逐渐增大,并在坑底土体出现约19 mm的隆起.     

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.     

地铁深基坑开挖对冠梁及周围管线影响研究

以天津市地铁工程某区间段深基坑工程为背景,对基坑开挖过程中冠梁水平、竖向位移及周围管线竖向位移实际监测数据进行分析,在此基础上,通过大型有限差分软件FLAC-3D建立三维分析计算模型,将模拟分析结果与实际监测结果进行了对比分析.结果表明:数值模拟结果与实际监测数据规律符合较好,在3种工况下,冠梁在竖直方向均表现出向上的位移;模拟曲线趋势较为平缓,而实测曲线的起伏较为明显,但二者的位移差值不大,3种工况下二者的差值分别为3.5 mm、4.0 mm和5.0 mm左右,模拟值与现场监测值均在监测控制值25 mm的范围内;冠梁水平位移最大差值分别为3 mm、7 mm、12 mm,实测值和模拟值均在监控量控制的±30 mm的范围内;对于管线的竖向位移而言,模拟结果和实测结果均显示管线位移变化幅度最大的点位于管线的中部,实测值略大于模拟值,两者数值分别为11.84 mm、7.90 mm,均满足小于20 mm的要求,模拟效果较为理想.     

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。     

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.     

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.     

基坑工程首道内支撑采用P-CFST的工程实例研究

针对北京地铁17号线某盾构竖井基坑工程开挖深度大、作业空间小的难点,围护结构首道支撑位置采用新型装配式钢管混凝土（简称P-CFST）支撑结构,扩大了支撑间距,便于基坑开挖、出土和支撑架设作业. 利用ABAQUS软件建立三维有限元模型,开展基坑开挖全过程数值模拟. 在工程实施过程中,对支撑轴力、围护桩水平位移、桩顶水平位移和地表沉降进行系统监测,保证了P-CFST支撑和钢支撑组合支护下的基坑施工安全,研究盾构竖井围护结构变形的空间效应、地表沉降曲面形态、不同位置处的支撑轴力关系等. 由模拟和监测结果的分析表明：围护桩同一深度上变形呈现抛物线形状或“盆形”,空间效应对盾构井围护结构变形的影响主要发生在距离基坑阴角小于8 m的范围内;基坑附近地表沉降等值线形状经过“圆弧形”-“陀螺形”-“梯形”变化,最大地表沉降位置经历由近及远、再向基坑靠近的移动过程;首道P-CFST支撑轴力对地层开挖、支撑架设等工况的影响更加敏感,大于架设深度更大的2、4道钢支撑轴力. 盾构竖井基坑工程内撑式围护结构首道支撑选用高刚度、高承载力的P-CFST内支撑,扩大了设计间距,围护结构和周围地层变形得到了有效控制.     

回填土场地基坑开挖对周边环境影响的监测分析

对某回填土场地基坑施工中支护结构顶部水平位移、沉降和深层土体水平位移的监测数据进行了系统分析。监测结果表明：基坑边坡顶部水平位移不仅与开挖深度有关,还与基坑的平面形状和土层条件密切相关;阳角处的位移大于阴角处,长边跨中的位移明显;开挖对沉降的影响较水平位移的大;在相同支护条件下,回填土区域顶部的沉降差异较大;80％的水平位移发生在填土层;填土层与原土层交界面处的整体性差,导致上部支护结构整体向基坑内侧滑移,引发基坑顶部附近地面的拉裂;基坑变形对降雨因素比较敏感,基坑支护设计应考虑降雨对支护结构的不利影响。基坑开挖过程中的及时监测预警及应急措施,确保了基坑工程的安全。     

基坑底部土体裙边加固模型试验与数值模拟研究

为研究基坑底部土体裙边加固对基坑变形和内力的影响,分别对未进行坑底加固和采用坑底裙边加固2种工况进行模型试验。在填土过程中预先浇筑加固土体,实现坑底土体加固。在基坑开挖过程中对地表沉降、冠梁侧向位移、桩身弯矩以及桩后土压力进行监测。用有限元软件Abaqus对模型试验进行拓展,将基坑变形的计算结果进行极差分析。研究表明,对坑底土体采用裙边加固,可以有效地减小支护结构的侧向位移;坑顶地表沉降虽有减小,但效果不明显;桩身弯矩略小于未进行坑底加固的工况;土体开挖,桩随着坑底下某一点发生转动,造成桩上半部分土压力减小,桩底处土压力增大;裙边加固尺寸中深度相较于宽度对基坑的变形影响更大;土体加固深度与宽度超过一定范围,控制基坑变形的效果有所提高但不明显,加固深度宜取0.3~0.4倍的开挖深度,宽度宜取0.35~0.45倍的开挖深度。     

混沌理论与可信域相结合的深基坑开挖侧移预测

为了进一步扩展深基坑开挖侧移预测的基本理论及方法,应用混沌时间序列理论,结合深基坑开挖侧移规律,提出了基于加权一阶局域法与可信域相结合的深基坑开挖侧移预报模型.将实测数据扩展到多维空间,重构延迟坐标状态空间,求出最大Lyapunov指数,由加权一阶局域法求出预测值,由邻近点距离差、变形速率等影响因素确定可信域.工程实测表明,该模型提高了深基坑开挖预测的精度和可靠度,可用于深基坑开挖侧向位移变形预测.     

上部土钉墙-下部桩锚支护结构整体计算模型研究

以郑州市郑东新区上部土钉墙-下部桩锚支护结构为背景,采用放坡简化模型和超载简化模型,分别采用理正软件进行变形计算,将相应成果与实测数据和有限元数值分析成果比较,发现放坡模型对应的结构变形比超载模型大。采用超载模型计算简便,且可以保证工程安全。     

灌注桩支护条件下深基坑变形分析

通过运用有关基坑变形的计算方法对上海某大厦钻孑L灌注桩基坑工程进行基坑变形的计算，m法计算得基坑最大位移值为6．9mm，基床系数法最大位移值为7．2mm，实际最大位移值为57mm，分析比较发现理论计算值与实际位移值偏差较大。本研究结合工程实际确定土的比例系数和桩的变形系数，在充分考虑影响深基坑变形因素的情况下确定相关的影响因子，对已有的计算方法进行分析和修正，最后得出较为实用和有效的基坑变形计算方法，能在实际工程中对深基坑变形进行及时准确地预测和分析。     

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.     

某邻近地铁隧道深基坑施工监测分析

基坑开挖中的土体卸荷效应会引起支护结构及周围地层的变位,从而对周边环境产生不利影响.对某邻近地铁区间隧道的深基坑施工进行了全过程跟踪监测,及时反映不同工况下基坑围护结构变形、支撑轴力及立柱回弹的变化特征,分析了基坑施工对周边环境特别是对邻近地铁隧道的影响.监测结果表明:围护结构的变形增量主要发生在基坑深层土体开挖阶段,开挖至坑底后变形趋于稳定;围护结构变形与支撑轴力具有关联性,围护结构的侧向变形越大,相应位置支撑的轴力也越大;坑底土体卸荷隆起带动立柱回弹,基坑中部回弹较大,基坑边角和施工栈桥附近回弹较小;开挖卸荷引起基坑附近一定范围内地表沉降和深层土体隆起,带动相邻地铁隧道上抬;基坑施工对邻近地铁隧道竖向变形的影响比对水平变形的影响更明显.