基坑开挖对邻近砌体结构的影响分析

采用线弹性和理想弹塑性两种材料模型建立砌体结构,对比分析是否考虑塑性变形的砌体结构在三种不同典型基坑支护变形形式下的反应。分析结果表明:线弹性模型与理想弹塑性模型相比,砌体结构的沉降、倾角基本一致,但考虑砌体结构理想弹塑性后的砌体墙体主拉应变大于线弹性模型的主拉应变;在开挖深度一定和支护结构最大侧移相同时,内凸式支护结构变形模式下建筑墙体产生的拉应变最大,踢脚次之,复合式最小;墙体拉应变主要分布在门窗洞口的上部及建筑两侧与基础接触部分,是建筑物易破坏部分。     

深基坑水下开挖变形特性及坑底分仓优化

依托北京地铁8号线永定门外站深基坑工程,介绍了适用于水位高、厚度大、透水性强的富水砂卵石地层深基坑水下开挖工法。采用数值模拟方法构建基坑水下开挖数值模型,结合实测数据对模型进行了验证,并利用该模型分析了深基坑水下开挖过程中坑外地表沉降、墙体水平位移变形的特性。结果表明:对于富水砂卵石地层的基坑工程,采用水下开挖及坑底分仓工艺能够较好地控制基坑变形; 坑外地表沉降主要发生在干开挖及疏干开挖阶段,水下开挖阶段引起的地表沉降量只占总变形量的7%左右; 分仓墙的设置可有效限制坑底隆起及基坑中下部变形; 墙体变形在上部支撑及下部分仓墙作用下呈“弓”字形分布,墙体变形大多发生在干开挖及疏干开挖阶段,水下开挖引起的墙体变形只占总变形量的10%左右; 分仓数量及仓位布置形式影响墙体中下部变形,仓位增加至一定数量(20仓)后可明显控制墙体变形; 在满足抗浮要求的情况下,仓位可减少至12仓; 分仓数量一定的情况下,横向布置较纵向布置形式更有利于控制墙体变形。     

考虑不均匀开挖深基坑变形特性实测分析

为研究基坑不均匀开挖对深基坑变形特性影响，文中以苏州某长条隧道深基坑工程为例，通过现场实测总结分析基坑不均匀开挖对深基坑变形特性的影响。结果表明由于基坑开挖深度不均匀，导致深基坑变形在时空分布上呈现较大差异，基坑各部分实际工况并不一致，未开挖至基底部分会对已施工完毕部分造成扰动，促进变形进一步发展。基坑长边中部位置围护桩侧向位移明显大于端部。地表沉降沿开挖深度变化方向呈现不均匀沉降。文中研究结果可为同类型基坑的设计施工和参数优化提供参考。     

深基坑开挖对紧邻建筑物的影响

为了深入分析深基坑开挖过程对相邻建筑的影响,依托实际工程,通过长期监测与分析,对其开展了深入研究,结果表明:合理的支护条件,能够减小对相邻建筑的影响,基坑开挖初期,建筑的沉降变形速率变化最大;建筑平面接近正方形时沉降变形越一致,且不均匀沉降出现概率较小,建筑外檐四周的沉降速率随着基坑开挖工期的推进速度变化幅值普遍大于中间部位的沉降变化;基坑距离建筑越近,对建筑偏斜变形的影响越大。     

土岩复合地层条件下基坑开挖变形规律研究

为研究土岩复合地层条件下基坑开挖阶段围护墙体变形、地表沉降及支撑轴力的变化规律,以某在建工程为例,结合现场监测数据进行统计分析,结果表明：围护墙体变形、地表沉降和支撑轴力之间的变化存在密切联系。由于支撑的作用,在浅层土体开挖阶段,不会导致围护结构及地表产生较大的变形,随着基坑向下开挖,围护墙体向内的水平位移最大值也在逐步下移,最大位移点基本产生于底板附近,墙体变形的同时支撑轴力与地表沉降值也在逐渐增大;基坑土体开挖后及时架设支撑及浇筑底板,尽量避免基坑暴露时间过长,能够有效控制墙体变形及轴力的增加,对于较复杂的复合地层基坑开挖,需协调好土方开挖、架设支撑和底板浇筑之间的关系。     

不同开挖顺序下软土深基坑受力与变形对比分析

结合基坑工程施工,运用有限元分析方法,对两端向中间开挖与中间向两端开挖两种开挖顺序下,地连墙水平位移、周边地表沉降及地连墙弯矩的计算结果进行了对比分析。分析结果表明:两种开挖顺序下,基坑周边地表沉降最大值出现在基坑外侧10～15 m范围,且开挖深度越大,基坑外土体沉降影响范围越大,影响距离超过50 m。墙体水平位移的最大值则在基坑深度中间位置,且其呈现出两端小、中间大的抛物线形分布。计算结果显示两种开挖顺序下基坑位移量相差很小,即两种开挖顺序对周边环境的影响程度基本相同;而两种顺序开挖产生的墙体弯矩值相差较大,对围护结构强度有重要影响。     

深基坑施工对坑角外建筑变形的影响研究

依托某邻近建筑的深基坑工程，通过PLAXIS 3D有限元软件对该基坑施工全过程进行模拟，分析建筑变形的规律。结果表明，建筑在坑角附近的墙体底部出现了一定程度的“S”形扭曲现象，变形曲线从坑边中点位置向坑角呈现由凹向凸的变化趋势，出现了拐点；尽管在坑角效应的影响下，拐点处整体沉降值较小，但其沉降变形的陡变同样会造成建筑基础及墙体的开裂甚至折断。为了解释这一现象并找出其规律，分别建立了三个矩形基坑数值模型并且对坑外平行于基坑边方向的地表沉降进行分析。结果表明，地表沉降曲线同样呈现出先凹后凸的趋势，与建筑墙体底部变形趋势一致，证实了拐点的存在。通过对比研究发现，沉降曲线在拐点处的斜率随着基坑开挖深度的增加而增加，且在不同开挖深度和不同基坑尺寸的情况下，拐点均出现在距离坑角向坑边直线方向0～10m这段范围内，该段区域定义为“沉降拐点区”。由于坑外“沉降拐点区”的存在，会对施工附近的建筑产生较大的影响，施工时需要加强保护措施来降低差异性沉降影响。     

温度和基坑开挖耦合作用下埋地管道变形规律研究

为研究温度和基坑开挖耦合作用下埋地管道的变形规律,建立管道-地层-基坑支护模型,采用有限元分析软件ABAQUS进行非线性求解。通过改变基坑不同开挖步骤地层的温度实现温度与基坑开挖耦合,分别模拟了不同管径、壁厚、埋深条件下埋地管道的变形情况,得出了不同影响因素下埋地管道垂直沉降位移和水平位移变化规律。分析结果表明:在温度和基坑开挖耦合作用下,埋地管道的水平位移大于垂直沉降位移,而且位移最大处发生在基坑的中部;管径越大,埋地管道的垂直沉降位移和水平位移越小;管壁越厚,埋地管道的垂直沉降位移和水平位移越小;埋深越大,埋地管道的垂直沉降位移越小,水平位移越大。     

黏性土地层深基坑变形分析

根据杭州黏性土深基坑的实测结果进行了研究和总结,分析黏性土地层基坑开挖深度与墙体深层水平位移及其位置的关系,墙体深层水平位移与地表沉降影响关系,通过实测数据的分析,得出以下结论:黏性土地层基坑实测墙体水平位移值小于基坑设计控制值,测斜变化最大值发生在10 m～11 m深度之间;基坑围护结构变形主要集中在开挖阶段,其中基坑在底板施工时变形比达到最大,比值范围在0. 85‰～1. 25‰之间,比值平均约0. 90‰,且均小于设计控制值。     

基坑开挖对非均匀软土地基建筑物影响的现场监测研究

以临近基坑非均匀软土地基建筑物的沉降监测资料为依据,详细分析了场地地质条件、基坑降水和土方开挖等因素对临近建筑物沉降的影响,总结了非均匀软土地基上建筑物沉降的分布特征和变化规律。探讨了建筑物损害与建筑物沉降、墙体倾斜率和基础形式的关系。针对软土地基和砌体结构建筑物,指出了地下水位和基础水平位移监测在建筑物安全性评价中的重要性。     

软土地区坑中坑式基坑工程的变形特性研究

通过翻阅大量的文献,采集、整理、研究大量有关坑中坑式基坑工程的变形数据,对内、外坑开挖深度、间距,围护结构侧向变形值等有关参数之间关系进行分析,结果表明:当开挖总深度不变时,外坑围护结构最大侧向变形随内外坑间距的增大而减小,内坑围护结构最大侧向变形随内外坑间距的增大而增大;内墙插入比对外坑围护结构最大侧向变形量的影响不大,但内坑围护结构最大侧向变形量随内墙插入比的增大而减小。外坑围护结构最大侧向变形量随外墙插入比的增加有减小的趋势。在忽略内坑影响的情况下,外坑开挖深度与地表最大沉降量之间的关系类似,考虑内坑影响时周围地表沉降量相比单级基坑更大,同时内坑的开挖深度与地表最大沉降量不再符合单基坑的线性规律。     

深圳平安金融中心基坑围护结构变形监测分析

以深圳平安金融中心基坑为研究背景,针对基坑围护结构特点,对其变形监测方案进行设计。结合基坑围护结构变形现场监测数据,重点分析基坑施工过程中围护结构的水平变形随基坑开挖深度和时间的变化规律、基坑开挖钢支撑轴力随时间的变化规律,结果表明基坑围护结构设计是安全的。同时,结合基坑地表沉降监测数据,分析基坑开挖引起的地表沉降变化规律,得出基坑开挖地表沉降可分为沉降量线性增长阶段、沉降速率不断增加阶段、沉降速率递减阶段以及沉降趋于稳定4个阶段。在此基础上,针对沉降变形的变化规律,引入Usher沉降预测模型,建立基坑开挖地表沉降预测模型。实测数据与预测值吻合较好,表明该方法的可行性。     

某紧临地铁车站土岩基坑设计与变形规律研究

广州某紧临地铁车站土岩组合深基坑,开挖深度大,周边环境复杂,变形控制要求非常严格。依据实际监测数据,详细分析了基坑施工各阶段的围护结构变形、土岩体侧移、支撑轴力、锚索拉力及周边环境沉降的变化规律。分析结果表明:围护墙与外侧土岩体最大水平位移均发生在土岩结合面附近;基坑开挖结束至底板施工期间,围护墙及外侧土岩体水平变形呈蠕变特点;地下室采用的“复合墙”及跳仓法施工技术,使施工完毕后的围护墙、土岩体水平位移均发生了明显回弹,最大水平位移约为开挖至基底时的40%~60%;开挖引起的周边地面沉降最大值发生在离坑边0.5倍开挖深度附近,沉降值约为邻近围护墙最大水平位移的0.47倍;条件允许时,土岩组合基坑可优先采用支撑+锚索组合支护方案。本工程的监测数据相互印证,揭示了该土岩深基坑在各种条件下的实际工作状况,可为类似情况深基坑的设计与施工提供参考。     

复合支护下深基坑的变形破坏和支护结构

以某深基坑工程为研究对象,利用岩土数值分析FLAC 3D软件,建立三维数值分析模型,模拟开挖和支护实际工况,分析了双排微型桩复合土钉支护下基坑开挖过程中的变形破坏和支护结构受力演化特征。结果表明:坑壁水平位移总体上呈现基坑顶部小、基坑中下部大的形式,位移等值线呈鼓肚状;基坑基底隆起量较大,随着距基坑壁距离的减小而减小;基坑边坡竖向沉降较小,最大沉降量出现在支护结构之后;土钉轴力分布呈中间大、两端小的形式,离基坑底部越近,土钉的最大轴力点越靠近基坑开挖面,且随着开挖深度增加,土钉轴力初始增长迅速而后发展较为缓慢;前排微型桩弯矩大于后排,微型桩最大弯矩随着开挖深度的增加不断增大且不断下移,开挖完成后弯矩最大值位于基坑底部以下2 m深度处;基坑开挖及支护过程中监测点的位移时程曲线和塑性区分布区域说明基坑整体稳定性较好,但在坡顶后缘出现拉张塑性区,基坑壁浅表层和基坑底角部位出现剪切破坏区,在施工中应对其采取针对性措施进行保护;该研究成果对深基坑开挖过程中动态演化过程认识和变形破坏防治具有一定参考意义。     

分区开挖基坑各分区变形相互影响分析

通过分析上海地区某长条形深基坑分区开挖围护地下连续墙侧向变形、立柱桩沉降、支撑轴力等监测数据,研究分区开挖工况下先挖分区基坑与后挖分区基坑变形相互影响特征。研究发现:后挖分区基坑地下连续墙变形数值明显小于先挖分区,表明先挖分区开挖使后挖分区在一定范围内土体提前释放应力;结构回筑阶段地下连续墙侧向变形有明显回弹,墙后土体没有回弹;后挖分区坑底隆起使先挖分区结构回筑阶段产生坑底隆起叠加效应;后挖分区坑底支撑轴力及波动幅度较先挖分区数值相对较小。研究成果为后续深基坑分区开挖变形控制提供借鉴。     

特大圆环支撑深基坑变形特性的三维数值分析

以某特大圆环支撑深基坑工程为背景,采用有限元分析软件MIDAS/GTS,对深基坑特大圆环支撑体系的变形特性进行了系统的三维数值分析。通过与地下连续墙的水平侧向变形和墙顶沉降实测数据进行对比分析,表明采用GTS软件进行特大圆环支撑深基坑工程的三维动态施工模拟分析是可行的;研究了不同土体开挖次序下、不同工程地质条件下特大圆环支撑深基坑地下连续墙的水平侧向变形特性,结果表明:土体开挖过程,地下连续墙的水平侧向位移存在显著的位移回弹效应,且随着基坑开挖深度的增大而增强,非对称开挖明显强于对称开挖,采用对称开挖比非对称开挖能显著减小软土地层地下连续墙的水平侧向位移。     

基坑开挖对不同形式结构的影响分析

基坑开挖会对周边建筑物产生影响,不同形式的结构所受的影响程度也不同,对此,结合某地铁深基坑开挖的工程实例,采用ABAQUS有限元软件建立三维数值模型,对邻近基坑的桩基框架结构、条基框架结构以及条基砌体结构的位移进行分析。结果表明：深基坑在开挖过程中周边建筑向坑内变形,并随着施工进行变形增大;桩基础在基坑开挖过程中,桩基会产生挠曲,桩基中部开始时向远离基坑方向倾斜。基于计算数据得到开挖监测预警值,为今后类似项目提供参考。     

地铁“先隧后站”车站基坑施工力学效应分析

为了解“先隧后站”法先期隧道施工产生的土体扰动对后期地铁车站基坑开挖的影响规律,以厦门地铁2号线高林站工程为依托,根据工程经验考虑4种地层损失率η,通过数值模拟先盾构隧道后明挖法扩建地铁车站基坑开挖过程,研究基坑开挖破除隧道前后基坑变形及围护墙内力变化规律。计算结果表明:地表沉降和墙体侧移及内力分布规律基本不变,但极值存在一定变化;对于地表沉降极值η为0.5%、1%和2%时的比无隧道时(η=0)分别增大15.8%、12.6%和10.7%;对于围护墙侧移,η从0.5%增至2%,极值增幅约4.1%;先期盾构隧道施工力学效应不利于后期基坑开挖。为克服这种不利效应,现场提出了一套基坑土方开挖及管片拆除的施工方案,实践表明采取的方案可靠,基坑安全稳定。     

坑趾系数对坑中坑基坑变形影响的敏感性分析

采用土体卸载的HS有限元模型研究地铁换乘站坑中坑坑趾系数α对支护结构和土体变形的影响。结果表明:外墙最大侧移随坑趾系数增大而显著减小,侧移位置上移,α从0.25增加到1.5,外墙最大侧移从44.96 mm减小到30.71 mm,侧移深度从18.875 m上移到16.0 m;内墙侧移随α增大而减小,α从0.25增加到1.5,内墙最大侧移从45.74 mm减小到24.48 mm,内墙墙顶竖向位移随α增大而增大;内坑坑底在内墙10 m范围内出现显著隆起区,最大隆起量随α增加而减小,隆起区外的隆起值稳定保持在90 mm左右;外坑坑底隆起随α增大而增大,最大隆起位置出现在内墙外侧边缘,外墙内侧边缘的挤压隆起随α增大而增大,隆起范围和隆起量都较为显著;外坑坑背沉降曲线相似,沉降量随α增大而减小。