基于ABAQUS分析坑中坑围护结构变形特性

运用ABAQUS对坑中坑式基坑进行了数值模拟分析,得到了基坑开挖过程中内外坑围护结构的变形规律,探讨了内坑围护桩插入深度对坑中坑变形的影响。得出如下结论:内坑的开挖对外坑围护结构存在一定的影响,内坑开挖后,由于内坑对外坑各侧地连墙的影响差异,外坑围护结构的变形也有所不同;外坑围护墙的侧向位移曲线呈现明显的"中间大,两头小"特点,最大位移发生位置随着基坑的开挖逐渐移至基坑开挖面附近。     

广州海心沙地铁站坑中坑支护技术

结合海心沙地铁站建设工程实例,介绍了大型坑中坑围护结构及支撑设计。详细介绍了坑中坑支护技术的施工要点。基坑实施信息化施工,通过对基坑围护结构的深层位移及内力进行监测分析,密切关注基坑的变形趋势,保证了基坑施工安全,并结合桩体位移和轴力变化,对开挖过程中内坑与外坑的相互影响及该支护方案的经济性进行了分析。     

基于ABAQUS基坑变形及预应力锚索内力分布规律的研究

实际工程中,以经验公式预估支护桩的变形,往往与实际变形有较大误差。针对邯郸市某桩锚支护工程进行了弹塑性数值模拟,并与监测结果对比分析,两者的支护桩水平位移误差约5.1%,验证了ABAQUS模拟基坑开挖的可行性。地表最大沉降量发生在约0.5倍的基坑开挖深度,沉降量约0.75倍的基坑最大变形量,进而探讨了支护锚索的应力传递规律。     

复杂地质下临近地铁车站的深基坑支护变形研究

临近的地铁车站会对基坑支护的变形情况产生一定的影响,研究基坑支护桩的变形规律对于基坑施工过程的稳定性及安全性至关重要,以盐田区梅沙街道小梅沙片区城市更新单元02-09、02-10地块基坑支护、土石方及桩基础工程为研究对象,建立其数值分析模型,分析其变形情况,得出以下结论：基坑中部存在“角部效应”,会导致支护桩的实测水平位移偏小,但是模拟值与实测值间的差值较小,且变化趋势具有一致性,说明采用数值模拟对基坑支护水平位移进行分析的可行性较高。在基坑开挖的前期,土体受到施工的扰动,其发生的水平位移较大,随着开挖的进行,在基坑支护的作用下,基坑周围的土体逐渐区域稳定,其水平位移增长较为缓慢。     

坑中坑开挖对桩锚支护基坑稳定性与变形的影响

桩锚支护结构是深基坑常用的支护形式之一,在工程中已获得广泛应用。深基坑开挖后再次开挖内坑会对基坑整体稳定性与变形造成不利的影响。依据合肥市滨湖新区恒大中心深基坑为原型,基于Flac3d数值模拟,分析了坑趾系数、内外坑深度比、外坑支护结构插入比对基坑整体稳定性及变形的影响。分析结果表明:该基坑坑中坑支护设计是可靠和安全的;内坑施工对基坑整体稳定性及围护结构最大变形的影响随坑趾系数、外坑支护结构插入比的增大而减小,随内外坑深度比的增大而增大;内外坑深度比和坑趾系数的变化对基坑整体稳定性及围护结构最大变形的影响皆敏感,且对围护结构最大变形的影响更为显著。     

基坑施工对地铁盾构区间隧道影响分析

结合苏州地铁4号线北侧某建筑基坑开挖,用Midas GTS有限元分析软件对基坑施工过程进行计算模拟,分析基坑开挖对地铁4号线区间隧道的影响。结果表明:基坑开挖过程对地铁区间隧道影响最大,基坑回筑过程地铁区间隧道变形较小。基坑开挖过程中地铁区间隧道竖向最大沉降量为1.51 mm,隧道水平向最大位移为6.32 mm;建筑基坑开挖过程中地表沉降最大值为2.5 mm,基坑坑底隆起最大值为20.3 mm,最大值发生在开挖至坑底阶段;围护结构变形和受力满足设计要求。     

基坑开挖卸荷-加载对下覆盾构隧道影响研究

为研究基坑开挖卸荷-加载过程对下覆盾构隧道的影响,以北京某近地铁建设项目为例,利用MIDAS GTS NX建立了地层-盾构隧道-基坑三维数值分析模型,并对其工程地质特征、岩土参数、基坑支护方式等进行了数值模拟试验。根据模型的计算结果,分析了在基坑开挖卸荷-加载施工过程中,基坑底部距隧道中心线距离与隧道直径的比值k对盾构隧道位移和应力的分布规律。计算结果表明：基坑开挖卸荷-加载施工对下覆盾构隧道的应力影响很小,对下覆盾构隧道顶部的变形影响较大,改变基坑底部到下覆盾构隧道水平轴线的距离,可以有效地减缓施工过程盾构隧道地变形,且当k值在4.0～4.5范围内基坑施工对隧道位移几乎没有影响。     

堆土加卸载与基坑开挖叠加对既有隧道变形的影响研究

针对堆土加卸载与基坑开挖叠加效应导致既有地铁隧道变形较大的问题,建立考虑加卸载叠加效应影响的三维空间分析模型,研究不同堆土加卸载叠加基坑开挖卸载模式对邻近地铁隧道变形规律的影响,探讨隧道在堆土加载、移土卸载再叠加基坑开挖下的变形规律。结果表明:正上方堆土加卸载对隧道的竖向位移影响较大,是侧向堆土加卸载的3倍～5倍; 在经历堆土加卸载后,隧道会残留不可忽视的变形,其残留竖向位移约为加载后位移的62%; 堆土加卸载叠加侧方基坑开挖时,隧道变形受基坑开挖深度的影响较大,大于隧道埋深的开挖阶段会加剧隧道变形; 4种叠加模式中,正上方堆土加卸载-侧方基坑开挖卸载隧道最终竖向位移最大,约17 mm,侧方堆土加卸载-异侧基坑开挖卸载隧道最终水平位移最大,约8 mm,邻近隧道施工时应充分考虑叠加效应的影响,尽量避免这两种情况。     

桩-锚支护深基坑开挖的有限元分析

为研究深基坑开挖对基坑及周围土体的位移影响,采用有限元软件ABAQUS模拟基坑开挖过程,对基坑内部、支护结构及临近土体位移进行研究。研究表明开挖初期,基坑后侧土体沉降最大处位于开挖深度1～2倍距离范围;开挖深度增大,基坑后侧土体沉降出现两个极值,分别发生锚杆自由段与锚杆尾部处;开挖深度较大时,在靠近支护桩位置出现大于基坑中心位置隆起量的凸起。支护结构最大侧移点位于坑底以上2～3m处。增加锚杆预应力或支护结构刚度,结构最大侧移、支护桩附近回弹凸起、坑后锚杆自由段处沉降量均减小,刚度增加前期的侧移控制效果更为显著。增加锚杆预应力,支护结构最大侧移点下降至坑底以下,排桩变形由"大肚子"状逐渐变为"S"形。     

隧道明暗挖分界面处基坑支护桩施工力学效应

论文以重庆某轻轨车站区间隧道明暗挖工程为例,提出隧道明暗挖分界面处支护桩结构的物理概化模型,采用数值模拟并结合现场监测结果,对隧道明暗挖分界面处基坑支护桩施工力学效应进行研究。分析结果表明:支护桩桩间距、桩截面尺寸、桩截面形状对支护桩力学效应的影响中,桩截面尺寸对支护桩桩身变形及力学效应影响最为显著;隧道洞径、埋深及走向变化对支护桩力学效应的影响中,洞径对支护桩变形影响较大;先开挖隧道后开挖基坑能有效减少坡顶沉降及侧向位移,同时桩身弯矩剪力值也较小;支护桩施工后设置拱形连梁可以有效增强余桩的支护作用。     

邻近隧道的岩质深基坑开挖影响研究

目前基坑开挖对邻近隧道的影响研究主要集中于软土地层,在土岩组合地层当中研究较少。以重庆临江门开挖深度近30 m、邻近隧道的岩质深基坑工程为例,运用数值模拟方法与工程现场监测成果对基坑开挖所造成的影响进行分析研究。研究结果表明：岩质基坑变形总体较小,支护桩加分阶预留岩墙作为围护体系比较有效,支护结构变形主要集中于土层部分;有邻近隧道时,拱圈所对应支护桩弯矩比无隧道时要大,直墙段所对应支护桩弯矩比无隧道时要小;由于受连续介质及隧道几何形态的影响,隧道会改变位移场传递的方向,并且竖直方向改变大于水平方向,隧道主要表现为横向变形。衬砌拱顶、左拱脚、左墙中的弯矩明显增加,隧道具有明显的偏压效应。     

带浅内坑基坑的动态施工数值模拟

结合上海市西藏南路越江隧道浦东接线段某坑中坑基坑工程,建立有限元数值模型对基坑动态施工进行数值模拟。内坑开挖造成两侧地表有不同程度的沉降,靠近内坑一侧地表沉降较大。当开挖至内坑底部后,右侧最大沉降为左侧的1.6倍。内坑开挖造成左墙底部往坑内发生较大侧向位移。中墙顶部发生坑外位移,中、底部发生坑内侧移。右墙中底部侧移较大,且最大侧移处位于地表以下1.2倍的开挖深度。     

基坑开挖对临近隧道的变形影响分析

随着城市交通运输量的急剧增大,地下地铁隧道工程越来越多,临近地铁隧道的基坑工程也越来越普遍,为研究基坑开挖对临近隧道变形的影响,以具体临近已建隧道的基坑支护工程为案例,阐述工程采用的主要施工方案、支撑体系以及挡土与止水措施,并运用MIDAS/GTS有限元软件模拟基坑的支护方案进行基坑开挖工况模拟,分析其对隧道位移及应力...     

基坑开挖对周边环境影响的三维数值分析

基坑开挖会对邻近既有隧道及土体变形特性产生重要影响。基于Midas GTS420研究基坑开挖对周边土体、支护结构及邻近双向水平隧道的变形特性影响。数值模拟结果表明:周边土体沉降主要发生在开挖基坑长边中部及拐角部位,最大沉降位置位于围护结构外约1/3基坑宽度处;围护结构的最大水平位移位于基坑长短边拐角处,当基坑开挖深度接近于临界深度时,水平位移迅速增大;隧道的横向位移存在一个临界埋置深度,其深度约9m。     

基坑开挖引起隧道水平变形的被动与注浆主动控制研究

对于邻近基坑的地铁结构保护问题,现有研究多集中于加强基坑自身支护体系、优化开挖方案等被动控制措施,此类方法缺乏在基坑开挖过程中对控制隧道变形的适时性和主动性,且会造成基坑造价提高、工期延长。以某邻近地铁结构的大面积基坑工程为例,分析了基坑施工中地铁结构的变形规律,进行了注浆对土体及隧道水平变形主动控制的试验及应用实践。在此基础上,通过数值模拟对几种隧道变形控制方法进行了对比和评价,并进行了注浆方案的优化研究。工程案例以及数值模拟结果均表明基坑分区分期开挖、分仓开挖、加强支护体系等被动控制措施具有较大局限性,而适时注浆主动控制隧道变形技术较为经济有效。在注浆策略上,多排孔注浆时"近距离、多孔位、小方量、由远及近"的注浆方案优于"远距离、少孔位、大方量、由近及远"的方案。主动注浆控制技术具有成本低、工期短、适时控制隧道变形等优点,条件适当时明显优于分区分期开挖等被动措施。     

盖挖逆作法基坑施工监测及数值模拟分析

介绍了天津滨海国际机场扩建交通中心工程第三合同段基坑"盖挖逆作法"的施工过程,通过对深基坑开挖过程中的支护结构内力、坑周土体水平及竖向位移等的现场监测和数值模拟分析,讨论了基坑开挖过程中支护结构受力的特点及其对周围环境的影响,得到基坑周边土体水平位移的变化规律。分析表明,土方开挖对基坑周围土体的影响范围约为两倍的开挖深度;开挖过程中土体及围护桩最大位移位置基本上都处于基坑开挖面附近;在基坑施工过程中,应该尽量减小无支撑暴露的时间,加快底板浇筑,防止因土体流变而产生过大的位移。     

桩-锚支护深基坑变形试验研究

结合北京市某深基坑工程,通过现场原位监测试验,分析了支护桩变形、锚杆轴力、周边地表沉降变形与地下管线沉降变形随基坑开挖进程的变化情况。分析表明支护桩桩身水平位移的最大值发生在桩顶,基坑底面以上2～5m区域的桩身位移较大;基坑开挖对上部锚杆的轴力影响较大,对下部锚杆的轴力影响较小;周边地表沉降变形总体呈现V字型,最大沉降位移发生在距基坑边缘6.5m处,基坑边缘土体的竖向位移表现为反弹位移。地下管线的沉降变形总体呈现波浪型,最大差异沉降值为17mm。     

软土地区紧邻地铁隧道深基坑支护设计与实践

以上海竹园2-16-1地块项目深基坑工程为背景,介绍了邻近地铁的软土深基坑变形控制方法及其效果。根据基坑工程的特点,设计时采取了多种地铁保护专项技术措施,包括基坑分区实施方案、支护体系、钢支撑轴力补偿系统、坑内被动区加固、承压水控制措施等。结果表明:基坑各分区地下连续墙最大侧向位移小于上海软土地区基坑地下连续墙最大侧移的统计平均值0.42%H(H为基坑最大开挖深度),特别是靠近地铁侧的地下连续墙最大侧向位移接近上海软土地区基坑地下墙最大侧移的统计下限值0.1%H; 地铁侧坑外承压水位总体保持在比较平稳的水平,最大水位变化仅为0.72 m; 邻近的地铁隧道上行线和下行线的累计最大沉降量分别为8.2 mm和5.1 mm,均小于地铁下沉量允许值(20 mm),且隧道曲率半径满足控制值要求; 本基坑采用的系统变形控制措施有效地保障了邻近地铁的安全,其设计和施工方法可以为软土地区同类基坑工程设计提供参考。     

深基坑支护结构开裂变形险情原因分析及应对措施

某深基坑施工过程中,坑外地表沉降、坑外地下水位下降、支护桩顶部竖向及水平位移、土体及支护桩深层水平位移等均出现超报警值和控制值的险情.与此同时,基坑支撑梁、冠梁和支护桩也严重开裂.现场采取坑外注浆、坑底加反压土、基坑分块开挖施工、加斜抛撑等措施,有效遏制了基坑进一步失稳的趋势,避免出现安全事故.以此为例,对基坑出现险情...     

既有公路山岭隧道扩建技术及数值模拟研究

依托芜合高速公路试刀山隧道改扩建工程,介绍了改扩建施工方案。通过建立有限元模型模拟开挖过程,分析隧道改扩建过程中围岩的变形,扩挖完成后的拱顶沉降、周边位移的特征,初支的应力变化规律。结果表明,隧道扩挖完成后最大竖向位移12.7mm,初期支护最大弯矩116.2kN·m,中隔撑的最大弯矩为119.2kN·m;采用加中隔撑的扩挖方案可保证施工安全。隧道扩挖施工后隧道开挖量较大的一侧围岩产生的竖向位移大,初期支护弯矩、轴力、剪力均表现出不对称性,扩挖过程中应及时支护、加强监控量测。