基坑支护结构设计的技术经济评价

结合某一基坑工程 ,根据其具体的施工条件和周围环境 ,对不同的基坑支护结构形式进行了分析比较 ,着重论证了土钉墙和水泥土挡土墙基坑支护结构的安全性、合理性和经济性。同时通过对土钉墙基坑支护结构的工程实践 ,可以得出如下结论 :土钉墙完全适用于软弱地基的基坑开挖中 ,同时具有既安全可靠、又经济合理等特点 ,并已在软弱地基的基坑工程中得到广泛应用     

Spannungs‐ und Porenwasserdruckentwicklung infolge Schlitzwand‐Herstellung in weichen bindigen Böden

Stress and pore water pressure development during the construction process of dipahragm walls in soft clay. The influence of a diaphragm wall construction on the stress field in a soft clayey soil is investigated by the use of a three‐dimensional FE‐model of seven adjacent wall panels. The installation procedure comprises the excavation and the subsequent pouring of each panel taking into account the increasing stiffness of the placed fresh concrete. The soft clay deposit is described by a visco‐hypoplastic constitutive model considering the rheological properties and the small‐strain stiffness of the soil. The construction process considerably affects the effective earth and pore water pressures adjacent to the wall. Due to concreting, a high excess pore water pressure arises, which dissipates during the following construction steps. The earth pressure finally shows an oscillating, distinct three‐dimensional distribution along the retaining wall which depends on the installation sequence of the panels and the difference between the fresh concrete pressure and the total horizontal earth pressure at rest. In comparison to FE‐calculations adopting the earth pressure at rest as initial condition, greater wall deflections and surface ground settlements during the subsequent pit excavation can be expected, as the average stress level especially in the upper half of the wall is increased by the construction procedure of the retaining structure.     

预应力返包式加筋土挡墙的动力响应分析

在地震作用下,返包式加筋土挡墙作为一种柔性结构常因侧向变形较大或局部产生破坏而影响其正常使用。为解决该问题,提出了预应力返包式加筋土挡墙结构。为完善预应力返包式加筋土挡墙的设计理论,运用拟动力法和附加应力法理论,以预应力返包式加筋土挡墙作为研究对象,结合现有的加筋土挡墙侧向动土压力和侧向位移计算理论,提出了一套用于计算预应力返包式加筋土挡墙侧向动土压力和侧向位移的理论公式。结合室内振动台模型试验验证了所提理论方法的可行性和合理性。该方法计算简洁,适用性广,能够较好地计算预应力返包式加筋土挡墙的侧向动土压力和侧向位移,对完善预应力返包式加筋土挡墙的设计理论具有一定的指导和借鉴意义。     

土钉墙施工监测与破坏机理探讨

介绍了采用土钉墙支护的一典型深基坑工程施工监测与过程。通过对监测数据的分析。支护方案得到了调整,限制了位移的进一步发展,使得基坑施工顺利进行。根据对土钉墙变形特点的分析,揭示了土钉墙平移破坏的本质,并结合极限稳定性验算分析,探讨了其稳定性和破坏机理。     

某深基坑土钉墙塌滑原因分析及加固设计

位于复杂地层中的某基坑工程 ,开挖深度达 9 5m ,采用土钉墙作为基坑支护结构 ,当基坑开挖到淤泥土层时 ,其中一侧土钉墙发生塌滑 ,另一侧土钉墙也产生较大的水平位移。在分析场地工程地质条件、土钉施工及周围环境的基础上 ,研究了土钉墙产生塌滑的原因 ,并根据现场施工情况 ,提出了切实可行的土钉墙基坑加固设计方法 ,做到既安全 ,又经济     

基坑坑底施工阶段围护墙变形监测分析

 控制基坑变形已成为深基坑工程中的核心问题，而坑底开挖施工阶段围护墙体的变形在基坑开挖施工中占有相当的比重。结合上海轨道交通某在建地铁车站基坑开挖时的变形监测数据及跟踪工况，对不同坑底土体暴露时间所对应的围护墙体变形情况进行了对比分析。分析结果表明，坑底土体暴露时间对土体暴露期间及整个坑底施工阶段的基坑变形有着显著影响，随着坑底土体暴露时间的延长，坑底施工阶段墙体变形量可达总变形的30%，缩短土体暴露时间是控制坑底施工阶段围护墙变形的关键。同时，素混凝土垫层对围护墙体变形具有一定的支撑效应，在一定程度上能起到类似结构底板的作用。施工中应尽快完成混凝土垫层的浇筑工作，尽早发挥垫层对围护墙体的支撑作用。另外，垫层对墙体的支撑效果与其自身的平直度等因素有很大关系，破坏垫层的整体性，则会削弱其对围护墙体的支撑作用。提出对坑底施工阶段基坑变形的控制措施，尽可能缩短坑底土体暴露时间及整个坑底阶段的施工时间，提高垫层的整体性，加快底板施工，尽早形成底板混凝土对围护墙体的支撑作用，从而控制开挖阶段的基坑变形，对其他深基坑工程具有一定的参考价值。     

复合土钉支护基坑的工程实例分析

通过一个具体的工程实例,采用数值分析的方法,模拟基坑开挖过程中复合土钉支护结构的受力性状,并与实测结果进行比较,探讨影响复合土钉支护基坑侧向变形和体系内力的因素。通过有限元数值分析结果与现场实测数据对比表明,二维有限元数值分析在一定程度上能够反映现场复合土钉支护基坑开挖的变形和内力分布情况。计算结果表明:土钉中的内力与其位置有较大的相关性,顶部和底部的土钉受力较小。各层土钉轴力是在开挖下一层土体时引起的,并且随着开挖进行,土钉的轴力逐渐增大。参数分析结果表明:土钉设计参数如钉的刚度、水平间距,搅拌桩的刚度等对基坑的侧向位移有影响。     

水上基坑围护结构方案设计与分析

结合某紧邻高桩码头的大型水上客运综合体深基坑工程的方案设计,提出一种既满足围护结构水上施工作业条件,又能最大限度减少前方码头结构设计变更的复合钢板桩基坑围护方案。针对地下连续墙和复合钢板桩两种水上基坑围护方案,采用Plaxis软件分别建立平面应变有限元计算模型,分析了不同施工工况下两种方案围护结构的变形及受力特性。研究表明,复合钢板桩能与前方码头结构同步进行水上施工,该方案减小了码头后方接岸斜坡堤回填与基坑开挖工程量,基坑开挖阶段降低了作用于围护结构的土压力,对基坑变形控制及稳定均有利。基坑开挖至坑底时复合钢板桩最大侧向变形仅为地下连续墙的1/3,变形性态也明显优于地下连续墙。此复合钢板桩基坑围护方案可为类似基坑工程的设计和施工提供有益参考。     

柔性挡土结构空间土压力性状的三维有限元分析

为了研究基坑开挖对柔性挡土结构土压力空间分布规律的影响,进而为基坑的设计与安全防护提供相应依据,用ABAQUS建立基坑开挖的有限元模型,分析基坑开挖对挡土结构“单片墙”空间土压力的影响。考虑了不同刚度、有无支撑、不同开挖深度对挡土墙不同部位的土压力分布和挡土墙位移的影响,并将挡土结构三维土压力分布规律与二维数据进行了对比,验证了三维有限元模拟的必要性,对比了加支撑与否对基坑土压力空间分布的影响。结果表明:“单片墙”主动区土压力呈马鞍状分布,挡土结构后部土体的影响范围和下部土体的影响范围都约为2倍开挖深度;支撑结构极大地限制了墙后土体危险区域的范围,但是对墙下土体的限制作用并不是很明显。     

基坑土钉支护计算机仿真分析

为了研究土钉墙的受力和变形规律,运用非线性有限元软件ADINA,模拟了某基坑土钉支护的施工过程,分析了土钉的轴力、开挖面水平位移以及地表沉降,得出的一些结论可供土钉墙设计和施工人员参考。     

Modellversuche zum Erd‐ und Auflastdruck auf Winkelstützwände

Model tests on earth pressure and load pressure on cantilever retaining walls. Design‐ing the sections of cantilever retaining walls, it is required to know the earth pressure acting directly on the wall stem and the load pressure acting directly on the wall heel. Large scale model tests are presented, which aim to determine the development of the contact pressures due to dead load of the backfill as well as due to uniform surface loads. The model tests simulate the construction as well as the backfilling process. Wall geometry and subsoil flexibility are varied. The principal behaviour of cantilever retaining walls is presented. The test results are used to derive basic properties of the earth pressure and the load pressure.     

围护墙后开挖对基坑变形影响的数值分析

以西江引水盾构一标盾构吊出井和阀门井深基坑工程为分析对象,考虑土体的小应变刚度特性,建立三维有限元分析模型,探讨围护墙后开挖对基坑的变形影响。通过计算结果和实测数据的对比分析,表明部分围护墙后开挖卸载,造成支撑两端产生不平衡力,使开挖一侧的墙体回弹而减小水平位移,而对侧墙体水平位移继续增大,墙后土体沉降也随之增大。墙后的局部开挖卸载还能引起支撑两端墙体最大位移向相反方向移动,产生错动趋势。而开挖卸载的同时在墙后适当增加支撑可调整墙体的位移增量,有助于减少对基坑的扰动。所获得的结论对于既有基坑墙后开挖工程的设计和施工具有重要的参考价值。     

双排桩复合土钉支护基坑的工程实例分析

通过一个具体的工程实例,采用数值分析的方法,模拟基坑开挖过程中双排毛竹桩复合土钉支护结构的受力性状,并与实测结果进行了比较,探讨了影响双排桩复合土钉支护基坑侧向变形和体系内力的因素。通过有限元数值分析结果与现场实测数据对比表明,二维有限元数值分析在一定程度上能够反映现场双排桩复合土钉支护基坑开挖的变形和内力分布情况。计算结果表明:土钉中的内力与其位置有较大的相关性,中上部的土钉受力较大,底部的土钉受力较小;各层土钉轴力是在开挖下一层土体时引起的,并且随着开挖进行,土钉的轴力逐渐增大;双排桩的刚度对基坑的侧向位移有较大影响。     

土钉墙在基础施工中的应用

介绍了某深基坑土钉墙支护的设计和施工过程中存在的一些实际问题及这些问题的处理办法,总结出了一些施工过程中的注意事项,为以后施工提供参考。     

考虑流-固耦合效应的基坑水土压力计算

深基坑开挖基坑内外产生水位差,地下水绕过围护墙底部向基坑内渗流影响围护墙上的水土压力分布.本文总结了基坑围护墙上水土压力的计算方法,针对基坑周围土体成层分布的特点.分析了传统的水土压力分算、合算以及考虑渗流影响的水土压力分算方法.利用岩土工程有限元方法,通过渗流-应变耦合来计算渗流条件下的水土压力,结合工程算例,比较了...     

灌浆对基坑变形影响的有限元模拟与分析

运用有限元法研究了地下连续墙深基坑开挖工程中,用预灌浆的方法加固部分将被挖去的软土,灌浆施工对地下连续墙及邻近土体变形的影响。理论及实测结果比较表明,将地下连续墙与灌浆加固相结合的方法减小了地下连续墙的变形,增加了基坑开挖的稳定性。     

Hydraulischer Grundbruch und Versagen des Erdwiderlagers von Baugrubenwänden

Failure by heave and failure of the earth support of excavation walls. The present article deals with the phenomenon of heave at the earth support of excavation walls. It is restricted to a homogeneous subsoil in the area of the bottom of the excavation. Starting with some questions, which result from the required verifications of limit states, two mechanical models are described, which differ on the stability of the skeleton of grains. The possible failure mechanisms for hydraulically stressed earth supports of excavation walls are discussed. With two exemplary deep excavations, one of it wide, the other narrow, the respective verifications of limit states in the classical form as well as on basis of Finite Element calculations are carried out. Finally the results are discussed and some conclusions are drawn from it. Also requirements for verifications of limit states on basis of FEM calculations are formulated.     

内撑式深基坑承压水抗突涌稳定数值模拟技术

承压水作用下,内撑式深基坑的突涌稳定状态与围护墙水平位移、土压力分布及坑底回弹变形等因素密切相关。建立了深基坑突涌稳定的数值分析模型,分析不同承压水位作用下的坑底突涌破坏机制、稳定性及相应的基坑变形性状,并与已有分析方法作对比。分析结果表明,承压水作用下,基坑围护墙内侧隔水层表面剪切应变最大,是突涌破坏的最危险位置。随着坑底承压水位的升高,隔水层内的剪切应变增量逐渐变大并向下部土层发展,最终在隔水层与承压含水层界面处产生楔裂破坏,隔水层整体顶升破坏。同时,基坑变形状态表现为,围护墙弯矩和水平位移逐渐增大,被动侧土压力逐渐减小,最终围护墙发生踢脚破坏,坑底土体大量隆起回弹。相对于压力平衡法和均质连续梁板法等理论方法,数值分析方法可以分析坑底土体的突涌渐进发展过程,较好地反应内撑式基坑抗突涌稳定性与围护墙及土体变形性状的相互影响,计算结果更为符合工程实际。     

坭洲水道桥圆形地连墙支护体系监测与分析

对虎门二桥坭洲水道桥直径90 m、深29 m东锚碇工程进行了监测,实测得到开挖过程中地连墙墙后土压力、墙体径向位移、竖向弯矩等。同时,设计并实施了地连墙槽段接缝的单元体试验,探讨了圆形地连墙环向刚度折减系数的取值方法,并结合轴对称弹性地基梁法对监测数据进行了对比分析。计算与实测分析结果表明,圆形地连墙支护体系墙体最大位移值为开挖深度的0.018%,远小于工程预警值,说明其可有效控制基坑变形;施工过程中土体开挖及内衬施工对地连墙应力影响最大,是相应深度地连墙应力达到峰值的主要原因,其影响范围为上下两倍当层开挖深度;圆形地连墙墙后土体具有空间效应,实测土压力值小于主动土压力理论计算值;由计算对比可知,考虑环向效应及环向刚度折减的弹性地基梁法可较好地反映圆形地连墙支护体系的受力变形特性。     

基于微分层平衡挡土墙土压力曲线分布计算理论研究的谬误

微分层平衡是近50年国内外挡土墙土压力曲线分布计算理论研究方法的基础,其侧土压力系数假定方法虽然各不相同但随墙面摩擦角变化规律都与库仑土压力系数悖逆却是共性,推导过程假设计算的侧土压力系数与结论合力土压力系数是仅有定义概念差别的同一物理量却自相矛盾。根据微分层平衡所得土压力分布计算公式数学原理,揭示了只要采用此方法得出土压力为曲线分布的研究成果,必然是假设与结论侧土压力系数自相矛盾并悖逆经典理论的谬论。依该文提出的非极限状态土压力研究方法,有限元模拟计算揭示的变形应力成果,表明挡土墙实际的土压力分布曲线特别是墙底段和铅直土压力根本不同于微分层理论计算结果,进一步阐明了微分层平衡模型不能用于考虑墙面摩擦的挡土墙土压力曲线分布研究,否则假设与结论的自相矛盾、墙底段土压力分布的严重失真而成为谬论,是微分层平衡数学原理和力学模型简化的内在本质必然。