基坑开挖中深部水平位移量测技术应用研究

介绍了基坑桩体深部水平位移的量测原理与技术,以某地铁车站基坑施工桩体水平位移为背景,在基坑四边建立了26个桩体深部水平位移的监控量测测站,运用TFL-CCX-D1移动式测斜仪进行了为期10个月现场监测,得出了桩体在基坑降水、开挖、架设支撑及主体结构施工过程中的水平位移变化规律。同时指出了桩体水平位移监测是基坑信息化施工的关键性指标,特别是在基坑开挖期间,期间桩体水平位移是全部位移的60%~80%,钢支撑对基坑壁水平位移具有显著的控制作用。     

北京市轨道交通基坑工程桩体变形特性

根据基坑开挖深度、地层条件的不同,对北京市轨道交通80个明挖顺作法基坑工程实测结果进行统计分析,研究确定北京砂卵石和黏性土地区深基坑开挖引起的桩体变形规律。研究表明：①围护桩顶和桩体均存在向基坑内和基坑外两个方向的水平位移,水平位移实测结果分布形态均近似符合正态分布。②围护桩整体最大变形均以桩体变形为主,桩向基坑内水平位移平均值约为0.05%H～0.12%H,向基坑外水平位移平均值约为0.02%H～0.07%H。③插入比、长宽比、基坑系统刚度等对桩的最大水平位移有一定的影响。④桩向基坑内水平位移最大值主要出现在0.26H～0.45H处,向基坑外水平位移最大值主要出现在0.18H～0.20H处。研究成果可对未来北京及其他地区城市轨道交通基坑工程变形大小及安全性的预测和评估,指导基坑工程设计与施工工作,对防止基坑事故的发生具有重要意义。     

膨胀性岩土基坑桩体水平位移变形分析

为了分析膨胀性岩石基坑支护桩体水平位移情况,以成都地铁某膨胀性岩土基坑为研究对象,在围护桩内预埋测斜管,使用活动式测斜仪观测围护桩各深度的水平位移变化;通过对桩体水平位移和钢支撑轴力监测数据统计和分析,总结桩体水平位移变化规律.研究表明:由于膨胀性岩土的不良地质特性,基坑桩体水平位移变形普遍较大,累计变化值超控制值,监...     

建筑基坑施工过程支护结构受力特性分析

基坑支护结构的受力变形情况对基坑的稳定性至关重要,为了进一步掌握建筑基坑施工过程中基坑支护结构在不同因素影响下的受力变形情况,通过建立数值模型,从支护桩桩长、桩径、桩间距三个方面计算了支护桩的桩身弯矩和水平位移的变化趋势。研究结果表明：随着基坑深度的增大,不同长度、桩径围护桩桩身弯矩的变化趋势大致相同,呈现出波动变化的规律;当支护深度大于10m时,随着支护深度的增加,且不同桩长、桩径下桩体弯矩间的差距也逐渐变大,而不同桩径下桩体的弯矩值基本一致;随着支护深度的增大、不同桩长、桩间距下桩体的水平位移基本保持一致,均表现为桩身先向基坑内侧移动,位移达到峰值逐渐转向基坑外侧,但桩体的水平位移随着桩径的增大而减小;当支护桩支护深度达到某一值后,提高桩长和桩径能够增加桩身弯矩,且增大桩径能够控制桩体变形。     

沈阳地铁深基坑水平位移模拟研究

以沈阳地铁铁西广场站为背景,选取FLAC3D模拟基坑开挖与支护的动态过程,对基坑开挖卸载引发的桩体水平位移进行分析,可得结论:①基坑开挖引发的卸载改变了初始应力场的平衡状态,应及时设置围护结构以防止过大变形的产生；②设置横向钢支撑改变了钻孔灌注桩的水平位移模式,钢支撑设置后,钻孔灌注桩的最大水平位移由顶部转向基坑开挖面下2m左右；③钻孔灌注桩的水平位移使得基坑外侧的主动与被动土压力转换,基坑开挖卸载引发桩体的水平位移；同时基坑底部侧向应力增长,开挖面下方地层被挤压产生塑性区.④钻孔灌注桩的水平位移的变形模式为随开挖深度呈“中间大、两端小”鼓肚型式.     

分析不均衡堆载对基坑桩体水平位移的影响

本文为了更加深入地研究基坑施工过程中周围不均衡堆载对基坑中桩体水平位移的影响,运用有限元分析软件Midas GTS模拟不均衡堆载下基坑的开挖过程,从而得到在不均衡堆载条件下基坑桩体水平位移的分布规律。通过计算和分析可知,基坑周围不均衡堆载对桩体水平位移产生了较大影响,对基坑的稳定性产生了不良影响。     

预加轴力对基坑交叉工程稳定性影响

针对长春卫星广场节点范围内快速路结构工程与既有车站主体结构交叉的问题,综合现场实测和无预加轴力不对称开挖的模拟分析,对原有的基坑开挖方案进行了模拟和优化。结果表明:当采用无预加轴力不对称开挖方案时,基坑桩体水平位移呈现出朝向基坑且上大下小的变形特征,其中由于土体开挖引起荷载变化造成的最大变形量占总变形量的75%以上;采用增加200kN预加轴力的优化方案后,基坑桩体水平位移呈中间大两端小的变形特征,桩体的最大水平位移减小了10.84mm,比原方案减小52.1%,与无预加轴力模拟的结果相比,西侧最大变形增大了0.31mm,东侧最大变形减小了0.82mm;方案优化后,两侧基坑变形趋于平衡并关于主体对称,减小了结构的剪力;桩体最大水平变形的位置下移至桩顶以下9m处,有效约束了桩体上部的变形。     

异形基坑开挖期间SMW工法支护监测分析

某地铁车站风道及出入口合建基坑为异形深基坑,开挖过程中发生了较大变形。结合现场施工工况,对不同阶段桩体水平位移、桩顶竖向位移及周边地表沉降等监测数据进行了分析,结果表明异形基坑除了具有一般基坑的变形规律外,还具有其独特性,对于异形基坑的支护设计应采取一些针对性的措施。     

某地铁车站深基坑围护结构变形监测与分析

以某地铁车站深基坑工程施工为例,介绍了该工程的基本特点、围护结构变形监测方案及测点埋设要求。根据施工特点,将监测数据分为五个工况进行分析,总结了基坑开挖过程中围护结构变形的一般规律,研究表明：在开挖过程中,整个基坑桩体水平位移均在规范规定范围内,基坑较为安全。     

超大深基坑工程支护结构监测分析

结合济南西客站轨交1号线工程,详细阐述了超大深基坑支护结构设计方案,并制订了合理的基坑监测方案,对灌注桩桩顶水平位移及桩体水平位移进行了现场实时监测。通过对监测数据的分析研究,得出一些深基坑支护结构的位移规律,制订了相对应的技术措施,亦为类似工程地质条件下基坑支护结构的研究分析提供了一定借鉴。     

杭州地铁秋涛路车站深基坑信息化施工监测分析

通过对杭州地铁秋涛路车站深基坑工程东区施工中围护桩水平位移、钢支撑轴力、地表沉降和地下水位等监测数据进行分析,得出了一些有价值的结论。实测表明:桩体水平位移能直接反映围护结构的变形特性,是评价围护结构安全状况的重要指标,桩体的侧向变形主要是由土方开挖所引起,与开挖后墙面暴露时间长短相关;钢支撑的轴力随开挖深度增加而增加,其大小变化与开挖方式、开挖速度、气温以及下层支撑的拆除有关;基坑东侧的地表沉降曲线呈抛物线形分布,基坑南侧的地表沉降曲线呈三角形分布;坑外地下水位的变化可反映围护结构的止水效果。     

基于DIC技术的桩–土–承台共同作用性状的 模型试验研究

 利用数字图像相关技术,编制适合岩土试验模型变形量测分析的位移场分析程序(DIC)。结合室内模型试验,利用DIC程序对试验中获得的系列图像进行分析,得到群桩基础的承载变形特性、桩周土体的位移场,并对其破坏模式进行推断。研究结果表明：利用自行编制的DIC程序分析桩周土体位移场是可行的,并可以得到全场位移;随着桩距增大,群桩基础荷载沉降特性有更多的天然地基承载表现;3b(b为方桩边长)桩距群桩由于桩对桩间土体的遮拦作用明显,其侧向位移数值较6b桩距的要小;对于3b桩距群桩,土体的压缩主要集中在桩端以下土层,整个群桩基础呈实体深基础破坏模式,而对于6b桩距群桩,桩间土体的压缩量占主导地位,整个基础因桩间土体侧向挤出而破坏。分析结果验证复合桩基理论,6b桩距可视为常规桩基与复合桩基的桩距分界点。     

密排支护桩挤土位移简化计算方法

预制密排基坑支护桩沉桩时,对基坑外的建（构）筑物和基坑内的桩基础产生了不利影响,有必要研究其挤土产生的位移。基于单桩挤土位移场的解析解,推导出密排桩挤土位移计算公式,计算不同桩数时沉桩地表位移、对比不同桩数时不同深度处沉桩位移、分析不同直径桩沉桩位移变化规律。得出：随着桩径的增大,挤土水平位移和竖向位移均逐渐增大;在径向距桩距离一定时,随着桩数的增多,沉桩产生的挤土水平和竖向位移均增大;密排支护桩两侧5～8倍桩径范围是挤土位移急剧变化区,在其两侧的挤土影响范围约为1.5～2倍桩长。     

受水平循环荷载影响的斜桩p-y曲线构建及应用

p-y曲线法是分析水平受荷桩基承载变形特性的主要方法,利用p-y曲线法的关键在于构建合理的p-y曲线。在砂土地基中开展了2组共10根水平受荷斜桩模型试验,其中2根斜桩仅分级施加了水平静力荷载,其余8根斜桩先施加了不同幅值的单向水平循环荷载,然后再分级施加水平静力荷载。试验测试了10根斜桩的砂面处桩身横向位移及桩身应变,根据桩身应变计算得到了桩身弯矩,在此基础上根据Euler-Bernoulli梁理论得到了桩侧土抗力及相应的桩身水平位移,构建了承受水平单向循环荷载后再承受水平静力荷载时斜桩的双曲线型p-y曲线,并给出了斜桩初始地基反力模量及桩侧极限土抗力的确定方法。用上述构建的双曲线型p-y曲线计算了本文模型试验及文献中模型试验斜桩的响应,发现利用所构建的p-y曲线得到的计算结果与实测结果整体上吻合较好,说明本文构建的双曲线型p-y曲线是合理可行的。最后利用p-y曲线计算了承受单向水平循环荷载后再承受水平静力荷载斜桩的桩身位移及桩身内力,计算结果表明:(1)相对于斜桩桩顶自由,桩顶固支能有效地减小斜桩的桩身横向位移、桩身弯矩及剪力;(2)在单向水平循环荷载作用下,正斜桩桩顶横向位移、 桩身最大弯矩及剪力均小于负斜桩;(3)无论是正斜桩还是负斜桩,桩顶横向位移、桩身剪力随着抗弯刚度增加而减小,而桩身最大弯矩随着抗弯刚度增加而增加。     

咬合桩在苏州地铁南施街站中的应用

通过对苏州地铁南施街站深基坑工程中咬合桩的施工情况介绍及实测变形分析,证明咬合桩在苏州地铁中的应用是成功的,但因其工艺特殊,因此对施工人员的要求较高。监测数据表明基坑南侧的地表沉降相对较小,沉降曲线呈抛物线形分布,基坑西侧的地表沉降相对较大,沉降曲线近似呈三角形分布;围护墙体水平位移两端变形小、中间变形大,第一道砼支撑能有效控制围护桩墙内外位移,对保证基坑开挖安全起到了重要的作用。这些可为后续地铁线路及城市建筑的基坑建设提供借鉴。     

基于HSS模型隧道近接群桩基础施工影响分析

依托盾构隧道近接侧穿群桩工程建立三维数值分析模型,土体采用小应变硬化(HSS)模型,参数取值借鉴已有研究成果并根据监测位移数据反演,同时考虑土体开挖、衬砌拼装以及盾尾同步注浆等一系列施工工艺措施,并将模拟结果与监测数据进行对比验证,研究了不同工况下地表沉降的形态分布、群桩桩基变形及基桩结构受力,同时考虑地表位移对等代层厚度的敏感性。结果表明:HSS模型能有效预测隧道近接侧穿高架桥桩引起的变形,模拟结果与监测值较吻合; 隧道开挖引起土相对桩产生了滑移,地表沉降及桩身竖向位移在中心线前后各1D(D为管片外径)范围内随推进步数的增加而不断增大,且增加幅度明显减小; 两线推进地表沉降具有叠加效应,最大沉降量增幅达76.8%; 隧道与基桩水平距离越近,引起基桩沉降变化越大,两线推进基桩桩顶沉降增幅达134%; 群桩中各排桩的水平位移变化趋势基本相同,且同排桩的水平位移值相差不大,由于群桩遮挡效应,水平位移值由大到小依次为前排桩、中排桩、后排桩; 桩身水平位移主要在盾构中轴线2.5D范围内,桩身最大水平位移均出现在隧道中轴线附近; 群桩中同排桩桩身附加弯矩及附加轴力沿桩身分布规律相同,桩身最终附加受力与其距离隧道远近有关; 随着注浆充率β的增大,等代层厚度及地表沉降呈线性减小; 穿越段采取的施工工艺方案是有效的,经估算附加弯矩及轴力对桩基承载力的影响在容许范围内。     

软土地区深基坑施工中保护周边环境的综合措施

上海远洋生产调度中心深基坑施工中，为保护周边环境采取了多项技术措施：如加大围护桩直径，以加强转护结构的强度和刚度；在挡土墙外侧做截水帷幕；坑底加固减小桩墙位移；采用树根桩增强围护结构抗变形能力；保持坑外地下水位稳定；优化土方开挖方案等，使周围房屋、道路管线的沉降变形和水平位移均控制在允许范围内。     

城市地铁车站深基坑施工监测方案设计研究

以北京地铁奥运支线森林公园站南基坑工程为依托,根据深基坑工程施工监测的基本方法和基本原理,结合该深基坑工程的开挖围护方案对其进行了包括坡顶竖向及水平位移、围护桩桩身内力及桩体变形、钢支撑轴力、地下水位等内容的监测系统设计,给出了监测信息的反馈程序及监测数据的分析、预测方法.     

柔性基础下碎石桩复合地基桩土应力比及沉降计算

深入研究柔性基础下碎石桩复合地基受力变形机理,考虑到碎石桩复合地基桩体侧向鼓胀及桩体的整体性,在径向位移模式分析中引入横截面剪应力的影响,并由此建立了碎石桩鼓胀段荷载传递模式。然后,结合桩身荷载传递规律,导出了柔性基础下碎石桩鼓胀变形的控制微分方程,获得了柔性基础下碎石桩复合地基桩土应力比及沉降。最后通过实例和数值模拟分析,表明该方法具有较好的合理性与可行性,参数分析表明,增大桩土模量比和减少置换率会提高桩土应力比,荷载水平则会影响径向鼓胀变形的程度。     

In-situ horizontal cyclic loading tests on composite foundation composed of soilbags and piles

The authors have been developing a new composite foundation composed of piles and soilbags. The foundation is characterized by the laying of soilbags between the pile heads and the footing on which a superstructure stands. The expected effect of the foundation is to cut off the fixed connection between the piles and the footing in order to reduce the bending moment of the piles and the response acceleration of the structure. In this study, in-situ horizontal cyclic loading tests were conducted on the proposed composite foundation with two piles to investigate the seismic response characteristics of the foundation at real scale. It was found from the tests that the horizontal force reached its peak due to the uplift of the footing during horizontal loading, and that larger hysteresis damping was obtained than that of spread foundations due to the hysteresis effect in the shear deformation of the soilbags. As for the sectional force of the piles and the vertical stress inside the soilbags, it was found that the axial force and bending moment of the piles concentrated on the pile on the front side in the loading direction, and that the vertical stresses inside the soilbags concentrated just above the pile head on the front side in the loading direction. Although residual horizontal displacement and settlement occurred due to the cyclic load, little damage to the soilbags was observed.