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。     

深基坑开挖段被动区加固的位移控制效果分析

在深基坑施工过程中,为有效控制基坑的变形,常在坑底进行被动区加固,但对于开挖段的被动区加固研究则很少。针对开挖段被动区加固效果进行深入分析,结果表明:基坑开挖段被动区加固存在最优加固高度,当加固高度小于该高度时,随着被动区加固宽度与高度的增大,围护结构的水平位移与坑外地表沉降均有明显的减小,但当加固高度达到并大于该高度时,围护结构水平位移最大值及坑外地表沉降最大值则基本趋于稳定,但可减小围护结构的顶部位移,这对于基坑周边环境的保护具有重要的意义。     

欠固结软土深基坑被动区加固变形控制

欠固结软土中进行基坑开挖变形复杂难控,已有研究证明采用被动区加固可有效改善被动区土体力学性能,但其对欠固结软土基坑的变形控制效果及其加固方式尚不明确。本文基于FLAC3D三维数值模拟,对不同被动区加固方案下欠固结软土与正常固结软土基坑的变形特性进行对比分析,研究表明,欠固结与正常固结软土基坑被动区加固的变形控制效果均较显著,且欠固结软土基坑被动区加固效果优于正常固结软土基坑;欠固结软土基坑地表沉降分布规律明显不同于正常固结软土;在被动区加固下,欠固结软土基坑地表沉降可简化为固结沉降与正常固结软土基坑开挖沉降的叠加;欠固结软土基坑被动区加固与无被动区加固围护结构最小插入比分别约为0.5和0.9;欠固结软土基坑被动区加固厚度有效范围为0.27He,在此范围内被动区加固厚度越厚、加固体变形模量越大欠固结软土基坑变形越小,且两个因素有互相加成的效果。     

SMW工法桩在厚砂层基坑中的应用与监测分析

合信广场基坑施工中,对坑顶水平位移、型钢受力、锚索应力、深层土体水平位移、周边沉降及地下水位进行监测,并对SMW工法桩在厚砂层基坑中的应用效果进行分析。监测数据表明,随基坑开挖深度增加,桩顶变形和锚索应力呈阶梯式增长,锚索应力设计存在优化空间;型钢的受力最大值位置逐渐往下偏移,水泥土可分担桩体所受的弯矩;施工过程中,涌砂、涌水导致坑外地下水位的下降,会使周边沉降增大;SMW工法桩能有效控制基坑周围土体的变形并起止水作用。     

大型深基坑施工对邻近建筑物的影响

通过基坑监测,分析了深基坑开挖、降水及回灌对基坑周边土体变形及邻近建筑物沉降的影响。监测结果表明,降水和回灌在基坑施工初期对周边土体变形起主导作用,中后期对土体变形有一定的影响;施工初期,降水对邻近建筑物沉降影响显著,回灌在整个施工过程中均能起到减缓沉降变化速率的作用;土方开挖在基坑施工中后期控制着周边土体变形和邻近建筑物的沉降;采用坑内加固土体的方法,可以减轻基坑施工对邻近建筑物的影响。     

软土地区深基坑施工对周边浅基础建筑物的影响与对策

通过对宁波闹市中心一临近5层浅基础建筑物的过街地道基坑支护的设计与施工实例分析,阐述了在城市中心进行深基坑设计与施工过程中,通过对加强支护结构自身的稳定和对坑边建筑物浅基础进行托换加固,可以把周边浅埋式基础多层砖混结构房屋的沉降及偏斜控制在较小范围内,从而为闹市中心深基坑开挖如何控制变形和不影响周围市政道路和浅基础建筑物提供一种新思路。     

深厚淤泥条件下被动区加固在深基坑工程应用与三维分析

对于含深厚淤泥中的深基坑工程,开挖过程中形成的大变形,会诱发基坑和周边环境大变形和高应力,是基坑支护关注的首要问题,而被动区深层搅拌区加固的方法受到了广泛认可。本文基于三维数值模拟方法,通过结合工程实际,分析了坑底被动区加固对深基坑支护体系的位移的影响。结果表明:坑底被动区加固可以有效的抑制支护桩的侧向位移和坑底隆起,而对基坑外侧土体的侧向位移和沉降影响较小。对于研究在含深厚软土地基开挖过程中引起的基坑和周边地区的变形特性以及被动区加固效果方面具有一定的参考价值。     

坑中坑开挖对基坑抗隆起稳定性的影响分析

在既有基坑内部进行二次开挖形成坑中坑的过程也是对基坑被动区土体卸载的过程,被动区土体的卸载加大了坑底隆起变形的趋势,对基坑抗隆起稳定性产生较大影响。根据坑中坑与圆弧滑动面的位置关系的不同,对坑中坑类型进行了分类,推导了不同类型坑中坑基坑抗隆起稳定安全系数的计算公式。研究结果表明：坑中坑基坑抗隆起稳定性与坑中坑开挖位置有关,当坑中坑在圆弧滑动面影响区域内开挖时会减小抗滑力矩,降低基坑抗隆起稳定安全系数。外部型坑中坑对基坑抗隆起稳定性无影响。内部型坑中坑基坑抗隆起安全系数随内外坑壁距离、内坑宽度、内坑深度的增大而减小。坑底相交型坑中坑基坑抗隆起安全系数与内坑宽度无关,随内外坑壁距离的增大而先减小后增大,随内坑深度的增大而减小。坑壁相交型坑中坑基坑抗隆起安全系数与内坑宽度、内坑深度无关,随内外坑壁距离的增大而增大。     

复杂条件下昆明某桩锚支护基坑环境影响分析

以昆明某桩锚支护基坑工程为基础,建立桩锚支护结构与周围环境共同作用的分析模型,通过与实际监测数据对比,验证了模型的可靠性。在此基础上,探讨桩锚基坑邻近建筑物时二者的相互影响。研究结果表明,桩锚基坑邻近建筑物的基础形式对围护结构变形影响很大,浅基础时围护结构最大侧移为0.25%~0.53%H(H为基坑深度),最大值发生在坑顶;桩基础时最大值为0.23%~0.30%H,发生在0.6~0.8H深度范围内,二者相差较大。邻近建筑物基础形式为浅基础时,建筑物沉降是桩基条件下的3倍。因此桩锚基坑设计施工时应特别重视邻近浅基础建筑物的情况。     

软土基坑中被动区加固对周围环境的影响

深基坑在深厚淤泥质土中施工时,由于土质较差,基坑会产生较大的沉降变形,也会对周边环境产生影响.因此,必须对基坑被动区土体进行加固.通过工程实例,比较了在两个不同的加固条件下施工时,理论计算所得的基坑被动区土体加固前后的各项物理力学参数指标的差异,以及实测的道路、建筑沉降变形量的差异,以此说明合理加固基坑被动区土体,能显著提高土体物理力学参数,减小支护结构的侧向变形和对周围环境的影响.     

被动区土体加固范围对整个深基坑的影响

基于数值模拟方法探讨了被动区土体(坑底土体)加固范围对整个基坑的影响;建立了地面沉降最大值、坑底隆起最大值、支护墙顶水平向位移和基坑整体稳定性安全系数分别与加固深度、加固宽度的关系曲线。研究结果表明:随着加固范围(加固深度或加固宽度)的扩大,整个基坑的变形减小且趋向均匀,结构的受力变得合理,主要表现为坑底隆起总体减小,地面沉降、支护墙弯矩(或剪力或轴力)、支护墙水平向位移(除支护墙顶水平向位移稍有增加外)明显减小,且趋于某一稳定值;当加固宽度为整个宽度的一半(即为7.5m)时,不同加固深度的坑底隆起曲线为近于平行的台阶型曲线束,而当加固宽度为15m时,坑底隆起曲线为近于平行的平缓型曲线束;当加固深度不变而加固宽度逐渐增大时,靠近坑壁的坑底隆起值明显减小,高隆起区范围逐渐缩小,特别是全宽度加固时,已无高隆起区;随着加固范围的增大,整个基坑的稳定性安全系数增大;坑底土体的加固对基坑是有利的;加固范围中存在适当的加固深度,而加固宽度越大越好。     

深基坑周边建（构）筑物沉降分析与控制技术

利用数值模拟软件,对南宁地铁3号线金湖广场站深基坑进行分层分部开挖模拟,而后通过改变局部土体参数的方式对注浆效果进行模拟分析。结果表明,采用分层分步开挖可以较好地控制基坑变形和建筑沉降,注浆加固地层对控制坑外土体变形以及减少建筑物沉降有一定效果,但程度有限。     

基坑开挖引起紧邻建筑物沉降的简化计算方法

提出了一种基坑施工引起紧邻建筑物沉降的简化计算方法,可根据基本工程信息快速推求建构筑物基础沉降。与之前的方法相比,既考虑了基础刚度对沉降的影响,又避免了繁杂的有限元计算。在总结分析地表沉降特征和分布模式的基础上,结合工程经验和数值分析探讨了坑外土体沉降随深度变化规律。根据规律总结出基坑开挖对周边环境影响的分区特征,提出了坑外开挖面深度以上土体沉降分布曲线的简化计算公式。由于建筑物基础刚度远大于周围土体,假设其沉降主要来源于下卧土层变形,即建筑沉降等同于基底埋深处的土体沉降,从而得到了根据土体沉降分布曲线来描述建筑物沉降的简化计算方法。算例分析表明,其计算值与实测值有较好的一致性,可为预测、分析紧邻基坑施工的建筑物沉降提供参考。     

深基坑施工对邻近建筑物的变形影响研究

通过分析广州老城区一大型深基坑工程引起的邻近建筑物沉降变形监测数据,研究了深基坑施工对邻近建筑物的影响,指出基坑变形控制设计的重点应从控制最终变形值转变为对施工全过程的动态变形控制;邻近建筑物沉降变形的大小随建筑物与基坑坑边距离的远近、建筑物的基础形式及坑内是否采取加固措施等而变化。     

基坑被动区阶梯式加固对基坑变形的影响

为研究基坑被动区加固形状对基坑变形的影响,以广东省珠海市某基坑工程为背景,采用FLAC^3D软件建立基坑工程模型,计算分析了加固体形状对基坑挡土结构水平变形量和坑外地表沉降量的影响。结果表明：被动区加固可减小桩身水平位移量和坑外地表沉降量;阶梯式加固尺寸对加固效果影响较大,当各阶的宽度和高度相等时,加固效果较好;选择合适的加固尺寸,被动区阶梯型加固能达到矩形全尺寸加固的效果;当各阶宽度和高度相等时,阶数对加固效果影响不明显;阶梯型较矩形加固有较大优势,且在经济上更合理。     

冠梁标高对基坑周边环境的影响分析

降低冠梁顶标高以减少基坑工程造价是目前比较盛行的一种做法,但其往往导致基坑周边环境变形过大。以某建筑深基坑工程为例,通过对比该基坑开挖期间周围道路沉降、管线沉降、建筑物沉降、桩顶变形和支撑轴力的实测数据来分析支护结构安全有效、建筑物沉降满足要求,但地表沉降过大现象的原因,认为冠梁标高降低会对基坑顶部土体变形产生较大影响。通过有限元模拟对降低冠梁顶标高对基坑坡顶土体变形的影响进行深入分析。结果表明:坑顶土体变形过大并不意味着支护结构失效;冠梁顶标高降低后,由于坡顶土体失去侧向约束,在坡顶竖向荷载作用下,会产生较大的沉降和水平变形;土体沉降与水平变形具有相关性,但冠梁顶标高对坡顶土体水平变形的影响程度远远超过其对沉降的影响。建议当基坑周围有道路或管线存在时,谨慎降低冠梁标高,如必须降低,应采取其他有效措施约束土体的变形。     

被动区深层搅拌桩加固对超大深基坑变形的影响

选取不同加固土体参数,采用土体卸载条件下的HS(hardening-soil)有限元模型,分析了被动区加固对超大深基坑变形的影响。结果表明:深搅加固对墙体侧向位移的影响随深度增加而增大,可以最终减小墙体侧向位移达27%左右;在临近墙体局部范围内抑制坑底隆起效果显著,抑制隆起量最多超过50%;对墙背土体沉降抑制显著,局部降低60%左右。因此,根据不同地质条件和基坑变形控制要求,选择合理的加固形式使加固土体达到设计强度,既能保证基坑安全和环境影响的要求,又能节省造价。     

邻近基坑桩基侧向变形加固控制分析

当开挖引起邻近桩基变形过大时,需要采取基坑加固措施控制周围土体位移,从而减小开挖对桩基的影响.加固方法分为坑内被动区加固和坑外土体加固,其目的均在于提高土体强度和抵抗变形的能力.通过有限元弹塑性分析,研究了不同加固措施对邻近桩基变形的影响.讨论了加固范围,加固程度,加固位置等对桩基侧向变形的影响,可为基坑变形控制地基处理提供一定的理论指导.     

邻近深基坑开挖的历史保护建筑物沉降实测分析

深基坑的开挖卸荷会引起基坑周边土体应力场和土体位移场变化,进而对邻近历史保护建筑物变形造成影响。以上海在建工程为例,对基坑不同施工阶段的邻近历史保护建筑物沉降进行监测,分析了基坑开挖对周边地层沉降、地下连续墙水平变形以及建筑物结构沉降的影响。在此基础上,也进一步分析了基坑加固措施和支撑拆除等工况对邻近建筑物沉降的影响。研究结果表明,随着基坑开挖深度的增大,邻近建筑物沉降值在逐渐增大。在第四层土开挖之前,各测点沉降值变化较缓,而随着基坑第四层土开挖,各监测点沉降值均有较大程度的增大。由于第四层土开挖施工速度较慢,基坑暴露时间较长,加大了建筑物沉降增加的风险。地下连续墙水平位移的变化可以体现邻近建筑物沉降的趋势。此外,SMW加固工法和底板浇筑施工对控制邻近建筑物的沉降有良好效果,而围护支撑的拆除也会在一定程度上增加邻近建筑物沉降,但增加幅度不会很大。研究成果可为城市深基坑施工和其他类似城市隧道、地铁等穿越工程提供一定的借鉴和参考。     

软土基坑坑外加固对基坑变形的影响分析

在软土基坑施工过程中,由于地铁盾构进出洞以及为了保护基坑周围建筑物等原因,常常会进行坑外加固。坑外加固能提高土体强度,也会对基坑变形产生影响。结合上海地铁某车站端头井加固的工程实例,分析坑外加固对基坑变形造成的不利影响,并在此基础上提出减少坑外加固影响的控制措施。