某深基坑开挖引起的地面沉降分析

宁波东环南路站工程地处深厚淤泥广泛分布地区,该基坑工程采取了地下连续墙围护方案,在施工过程中进行了全面详实的监测,获取了有相当价值的监测资料.通过对监测数据进行拟合,发现墙后的地面沉降曲线呈明显的正态函数分布,并得到其分布函数曲线表达式,提出一种方便实用的基坑开挖引起墙后地面沉降的估算方法.为今后研究宁波深厚淤泥软土地...     

宁波出入段线深基坑开挖引起的地面沉降估算

以宁波地区某地铁深基坑为研究对象,通过对监测数据进行拟合,发现墙后的地面沉降曲线呈明显的正态函数分布,并得到其分布函数曲线表达式,提出一种方便实用的基坑开挖引起墙后地面沉降的估算方法,为今后研究宁波深厚淤泥软土地区深基坑工程地面沉降特性以及类似工程提供了一定指导。     

地铁车站深基坑施工有限元分析

地铁车站深基坑施工涉及复杂土体-结构相互作用问题，例如土体变形、应力分布、支撑结构稳定性等。文中以南方地区某地铁车站项目为依托，应用有限元软件，围绕围护结构水平位移、地表沉降、坑底隆起变形、降水对基坑变形的影响等展开研究。结果表明，开挖1工序下，围护结构水平位移与开挖深度成反比，地连墙顶部水平位移最大为3.1 m，底部水平位移最小。开挖2、3、4工序下，围护结构水平位移随深度的增加先增后减，在地连墙腹部处达到最大。地表沉降曲线呈V形，距基坑边缘约15 m左右处地表沉降量达到最大。     

南京江北新区相邻深浅基坑开挖时序优化研究

依托南京江北新区江漫滩地层地下空间基坑群工程,对深度、面积差别较大的两相邻基坑进行开挖数值模拟研究,提出3种不同开挖时序,对比了不同开挖时序下围护结构变形、地表沉降、坑底隆起规律。结果表明:不同开挖时序控制下基坑外墙与共墙变形作用不同,深浅交替时序控制作用最大,先深后浅次之,先浅后深最小; 在开挖深坑下部土方时,先浅后深时序下,共墙最大变形位置在浅坑底部附近,而另外2种开挖时序下共墙最大变形位置上移到墙顶; 在减小坑外地表沉降方面,深浅交替时序作用最大,先深后浅次之,先浅后深最小; 先浅后深时序施工深坑上部土方时,最大沉降位置逐渐靠近坑壁,而先深后浅时序施工浅坑时最大沉降位置远离坑壁,深浅交替时序施工时,最大沉降位置亦远离坑壁; 在深坑下部土方未开挖时,深浅交替时序对控制浅坑坑底隆起作用最大; 深坑与浅坑均开挖完时,先浅后深时序最有利于控制深坑坑底隆起; 对比各时序基坑变形规律,建议采用深浅交替时序开挖此类相邻基坑。     

基坑周围深层土体沉降预测研究

工程经验表明:任意的围护结构变形形式均可近似利用正向转动、反向转动及挠曲等3种基本变形模式进行拟合,且通过对基坑开挖过程的有限元数值模拟可知,当围护结构发生上述3种基本变形模式时,坑外深层土体沉降存在较为明显的分布规律.利用3种基本变形模式对围护结构的侧移曲线进行拟合,求得所对应的最大位移值,然后根据3种基本模式所对应的坑外深层土体沉降曲线分布,求得每一基本模式所对应的坑外深层土体沉降分量,并进行叠加,从而求得坑外深层任意点的沉降值.     

软土基坑施工优化离心模型试验

以上海五坊园三期基坑工程为依托,开展了两组不同开挖分区方式的基坑开挖离心模型试验,通过测定不同开挖分区和支护方式对应的基坑围护结构变形规律及周边地层变形规律,探讨了开挖分区和支护方式对基坑开挖扰动效应的影响。试验结果表明:不同开挖分区工况下围护结构变形均随开挖深度的增大而增加,墙后地表沉降呈现勺子形分布并随距离的增加而减小;开挖分区工况对围护墙的内力变形影响较大,分区开挖有效控制了围护结构以及坑外土层的变形,后期开挖基坑对先期开挖完成基坑的地下连续墙弯矩和变形影响较小。先期较大面积开挖产生的弯矩和侧向位移均大于开挖面积较小工况的值,且较小分区面积对于远处地表沉降约束较好。     

基坑工程变形性状研究

用空间有限单元法研究了基坑开挖过程中围护结构变形、周围地表沉降、基坑底部隆起的空间分布以及影响围护结构变形的主要因素 ,并通过杭州市某基坑开挖的工程实例验证了有限元分析模式的合理性     

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。     

基坑开挖引起邻近既有隧道变形的影响区研究

既有隧道会因邻侧基坑开挖卸荷产生变形,对隧道正常使用和安全产生影响,其变形控制至关重要。基于大量工程案例资料,以天津市某邻近既有隧道深基坑实测资料为基础,采用考虑土体小应变刚度特性的有限元方法对基坑施工对坑外既有隧道变形影响规律进行了参数分析,结合不同规范变形控制标准,划分了不同围护结构变形模式和最大水平位移条件下坑外既有隧道变形影响区。研究结果表明,坑外变形影响区大致可简化为直角梯形形状。根据实际工程基坑围护结构可能产生的变形形式、最大变形和隧道与基坑的相对位置,可根据该影响区预估隧道可能产生的变形。围护结构变形模式和变形控制值相同条件下,变形影响区范围随着围护结构最大水平位移增大而增大;围护结构最大水平位移和变形控制值相同条件下,围护结构悬臂型变形模式下变形影响区范围最小,内凸型和复合型次之,踢脚型最大。     

刚性挡墙变位诱发墙后地表沉降的理论解析

 基坑开挖将诱发不同程度的地面沉降。利用分离变量法求解平面应变问题的位移平衡方程通解,并将基坑挡墙变位视为已知的位移边界,以揭示不同挡墙变形所诱发的墙后地表沉降规律。首先以墙体平移和绕墙趾刚性转动2种基本位移模式作为基本解,通过叠加原理进而得到绕墙顶刚性转动和三角形鼓胀位移的解析。分析表明,平移和绕墙脚转动的位移模式下,墙后地表沉降为向上拱曲形态,最大沉降紧靠墙背处,而当墙体绕墙顶转动和向外三角形变位时,墙后地表沉降为向下凹槽形态,最大沉降处在距墙背一定距离的某一位置,这与既有的经典方法预测相一致。最后,将墙后沉降曲线与既有弹塑性分析及软土地基的现场监测作对比,验证解析方法的合理性。     

不同围护结构变形模式对坑外既有隧道变形影响的对比分析

随着越来越多的地铁建成并投入运营,既有地下隧道受邻近基坑施工的影响及控制成为越来越重要的问题。通过建立考虑土体小应变的有限元模型,针对4种典型围护结构变形模式引起的坑外不同位置处隧道变形特点以及位移影响范围进行分析,结果表明:在围护结构最大变形相同而变形模式不同的情况下,坑外既有隧道的变形也会存在较大的差异。根据隧道拱顶拱底的竖向变形特点,可将基坑外不同位置的隧道根据其变形分为沉降区、变形过渡区及隆起区。悬臂型模式对坑外隧道的位移影响范围最小,内凸型与复合型模式影响范围基本相同,分布大于悬臂型,而踢脚型模式下范围最大。在实际工程中除控制围护结构最大变形值外,尚应根据周围环境特点合理控制围护结构变形模式,并尽可能避免出现踢脚模式变形。     

基坑围护结构变形模式对地表沉降的影响

利用三维数值分析方法,在考察计算范围和边界条件对计算结果产生影响的基础上,把围护结构变形模式加以简化,探讨了不同的围护结构变形模式与基坑四周土体沉降范围、沉降分布形式以及沉降最大值和所处位置之间的关系.经分析发现,围护结构变形越向下发展,引起的墙后土体沉降范围越大, 沉降最大值的位置也越向远离墙体的方向移动,而沉降曲线呈越来越平缓的趋势.同时,围护结构变形扫掠过的体积和墙后土体下沉量具有某种相关性,扫掠过的体积越大,墙后土体下沉的体积也越大.     

不同围护结构变形模式对坑外深层土体位移场影响的对比分析

对某深基坑开挖全过程中围护桩的水平位移进行了实测,由于水平支撑提供的支撑刚度不同,不同位置处的围护桩可产生不同的水平位移分布模式,且最大水平位移值也存在明显差别。通过建立考虑土体小应变的有限元模型,针对4种典型围护结构变形模式引起的坑外深层土体位移场变化特点进行分析,结果表明：即使围护结构最大水平位移相同,由于侧移分布模式不同,基坑外地表和深层土体的竖向及水平位移场均可存在较大差别,从而可能对环境产生不同程度的影响。围护结构在内凸型和复合型模式下,坑外深层土体竖向变形可分为凹槽形沉降区、三角形过渡区和隆起区,而深层土体水平位移场可分为弓形变形区、变形过渡区以及悬臂形变形区；悬臂型模式下坑外深层土体竖向位移场只存在三角形变形区和隆起区,而水平位移场则全部呈悬臂形；踢脚型模式下的竖向位移和水平位移影响范围均为最大。在实际工程中除控制围护结构最大变形值外,尚应根据周围环境特点合理控制围护结构变形模式,并尽可能避免出现踢脚模式变形。     

邻近建筑物对软土地基深基坑变形的影响分析

在软土地区中,邻近建筑物的存在将对深基坑变形产生较为显著的影响。结合具体深基坑工程实例,针对邻近建筑物对深基坑变形所产生的影响进行深入分析,并与实测结果进行对比验证,从而对基坑邻近建筑物对其变形所产生的影响有了较为深入的理解。邻近建筑物的存在不仅将导致邻近一侧围护结构的水平位移及坑外地表沉降增大,还将使得邻近建筑物一侧的坑外表沉降曲线分布型式由凹槽型转变为三角型分布,且最大沉降点发生在围护墙后,但建筑物的存在却减小了坑外地表沉降分布范围。     

基于差异进化算法的基坑变形与坑外地表沉降关系分析

根据已有研究,基坑围护结构变形基本上可以分解成正向转动、反向转动及绕曲三种变形。它们与坑外地面沉降分布有较明显的对应关系,可采用指数形式的公式进行描述。但是,其中的系数与不同地质条件和围护水平有密切关系,难以精确计算。实际工程分析中通常采用监测参数反演识别方法获取其系数值。目的在于可以通过坑外土体沉降监测获得维护变形情况,预测未来阶段变形。以某市地铁2号线湾家车站基坑为背景,基于差异进化算法中缩放因子F和交叉概率Cr的合理选择,研究指数公式系数反演问题。首先,通过对算法中F和Cr不同取值对指数公式计算结果的影响分析,得到收敛条件最好时的F和Cr值;然后,根据F和Cr值反演系数参数。使用对角线交叉的最小二乘法作为差异选择函数,对原始数据进行处理。工程实践应用表明,基于差异进化算法反演识别参数是效,可用于坑外地面沉降与围护变形对应关系的预测研究。     

基坑围护结构侧向变形引起的坑外土体变形研究

基坑围护结构侧向变形引起的土体侧移和沉降,会对坑外桩基的水平和竖向承载性状造成影响。基于影像源法,在综合考虑围护结构变形、地表沉降以及围护结构变形方向对坑外土体位移影响的基础上,对基坑围护结构侧向变形引起的坑外土体侧移和沉降计算方法展开了研究。首先,采用分段法,分别研究了围护结构变形和地表沉降作用下坑外土体侧移及深层沉降;然后,基于叠加原理,针对坑外任意点位置土体侧移和沉降,推导出了适用于不同基坑围护结构变形模式的相关计算公式;最后,将采用本文方法得到的坑外土体侧移及沉降计算结果同实测结果及现有理论方法的计算结果进行对比分析。结果表明,采用本文方法得到的坑外土体侧移及深层沉降与现场实测结果吻合度更高,从而验证了本文方法的可行性。     

基于FLAC3D的地铁车站深基坑开挖变形三维数值分析

以某地铁车站深基坑工程为依托,介绍了该工程拟建场区的周边环境、水文地质条件以及支护结构选型。根据工程特点将其分为六个典型工况,运用FLAC3D建立三维数值模型对基坑开挖进行数值模拟计算,旨在研究"钻孔咬合桩+内支撑"这一支护结构在地铁车站深基坑工程施工中的变形规律,分析了其水平位移、钢支撑轴力及其周围土体的沉降规律和沉降影响范围。并根据支撑位置的不同对深基坑变形的影响,对该基坑工程的支护设计方案进行了优化。通过与原方案的对比,得出优化方案在控制变形等方面有一定的改善。本文的研究成果可为今后地铁车站深基坑工程的合理设计与安全施工提供参考。