基坑围护墙体变形多因素影响研究

根据弹性地基梁张有龄法,建立了基坑围护墙体的扰曲微分方程,求得了其解析解,表示出墙体侧向位移与开挖深度、墙体插入深度及墙体厚度的数学关系式,进而通过算例分析了不同插入比与墙体厚度对墙体侧向位移的影响.研究结果表明:在一定开挖深度内插入比为1～1.4比较经济合理,墙体水平位移在此后开始骤增,如继续开挖应加设横撑、斜撑等支...     

窄基坑围护墙插入深度优化解析及离心试验研究

与宽基坑相比,窄基坑由于基坑开挖宽度小,围护墙的稳定性有很大的提高。对纵向长度长达数公里的窄基坑工程,在满足稳定的前提下,如果围护墙的插入深度可以得到优化,其经济效益将是巨大的。以福建省某城区电缆隧道的窄基坑工程为依托,开展窄基坑围护墙插入深度优化的研究。首先,采用解析的方法对比了不同开挖宽度条件下围护墙的受力及变形特征。结果表明,开挖宽度减小时,作用在围护墙的水平附加荷载将大幅降低,同时墙体的内力和变形也大幅减小。基于此,提出适用于窄基坑的坑底土体抗隆起稳定性安全系数计算方法,改进规范提出的计算方法。计算结果表明,由改进的计算方法得到的安全系数大于规范方法算得的安全系数。若按照改进的计算方法进行设计,围护墙插入深度可减少25%。最后,基于离心物理模型试验对提出的理论进行验证。试验结果表明,对于窄基坑,规范提供的围护墙临界插入深度计算方法确实过于保守,在设计窄基坑时有必要对围护墙插入深度进行优化。研究成果可为窄基坑工程围护墙插入深度的优化设计提供理论依据。     

南京软土地区基坑墙体变形性状研究

依托南京江北地区某线形隧道基坑,搜集了35个南京地区支挡结构加内支撑的明挖基坑案例,对南京软土地区基坑开挖的墙体变形性状进行了比较系统的探讨。研究表明:墙体的最大侧移量随基坑开挖深度的增大而明显增大,变化范围为0.05%H_e～0.69%H_e,平均值约为0.24%H_e;最大侧移深度均位于H_e-8～H_e+2之间,其中多数位于基坑开挖底面以上;南京地区侧墙变形具有显著的时空效应,施工过程应注意尽可能缩短坑底暴露时间;SMW工法支护对于墙体侧移的控制能力相比地连墙及钻孔桩支护较弱。另外,围护结构的插入比和基坑的长宽比亦会对墙体变形产生影响。     

北京地区深基坑墙体变形特性研究

为明确北京地区深基坑开挖引起的墙体变形规律,对北京地区37个明挖顺作法基坑案例进行统计分析,并将分析结果与国内外类似工程进行对比。研究表明：(1) 墙体最大侧移主要为5～25 mm,所占比例为79.2%,大于30 mm的基坑较少,仅占13.5%。(2) 钻孔灌注桩深基坑开挖引起的墙体侧移表现为“中凸形”形,最大侧移距地表9～13 m,且基本位于0.58H±5 m范围。(3) 复合土钉墙基坑墙体侧移模式为“三角形”,最大侧移位于墙顶,沿墙身往下逐渐减小。(4) 所有基坑最大侧移为0.04%H～0.218%H,平均值为0.103%H。最大侧移随开挖深度、长宽比的增大而增大。(5) 最大侧移随插入比、支护体系刚度的增大而减小,当插入比大于0.6时,增大插入比对减小基坑变形效果不明显。研究成果可对未来北京及其他地区同类工程变形大小及安全性做出预测和评估,可指导设计与施工,对防止基坑事故、避免资源浪费具有重要意义。     

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。     

邻近建筑物超载深度对土岩组合基坑开挖变形影响的研究

目前对基坑开挖对邻近建筑物影响的研究,大多没有考虑建筑物模型的存在而直接用均布荷载代替建筑物超载,且常忽略了建筑物基础埋置深度对基坑开挖变形的影响。基于此,以青岛土岩组合地区桩-内支撑式深基坑工程为例,模拟了土岩组合型基坑一侧存在建筑物时,建筑物超载深度的变化对基坑开挖变形的影响。计算结果表明:对远离建筑物超载作用一侧基坑的变形,建筑物的存在是有利的,建筑物超载作用深度及其距基坑边距离的变化对该侧基坑变形影响较小。对于建筑物超载作用侧的基坑变形存在一个建筑物超载作用的临界深度,当建筑物基础埋深小于该临界深度时,建筑物的存在对基坑变形不利,反之则对基坑变形有利;该临界深度与超载大小及建筑物距基坑边距离相关,随着超载数值减小以及建筑物距基坑边距离的增大,建筑物超载作用的临界深度有减小的趋势。同时,对不同超载深度下建筑物距基坑边距离的变化对近超载侧基坑开挖变形的影响规律进行分析,以探讨建筑物超载深度变化对基坑开挖变形的影响机制。     

基坑开挖过程围护结构稳定性分析与应用

由于苏州火车站基坑开挖面积与深度较大,为确保施工安全,通过ANSYS有限元软件计算对围护结构在开挖过程各阶段基坑稳定性进行了评价,并通过计算分析结果,得知钢结构支撑能有效地减小墙体应力应变,作用明显,从而制定了基坑开挖的具体施工方法与支撑施工要求。     

地下连续墙(九)

(五)插入深度为防止地下连续墙在基坑开挖时发生倾覆或翘起,防止基坑底面隆起或发生管涌,地下连续墙必须插入基坑底面以下足够深度。1.为防止墙体倾覆或翘起对于无支撑(无锚)地下连续墙,按布鲁姆理论计算的最小插入深度为(图94):     

基坑开挖对邻近建筑物变形的影响

随着城市地铁工程的高速发展,地铁车站基坑的施工必然会对邻近建筑物造成一定的影响。运用Midas GTS分析了地铁车站深基坑开挖对邻近建筑物变形的影响,绘制了建筑物基础在不同开挖次序下随基坑开挖深度的沉降曲线。研究结果表明基坑开挖对邻近建筑物产生的变形影响不仅和距离基坑的远近、基坑的开挖深度有关,还与开挖次序有关。对于L形基坑,先开挖标准段再开挖扩大段的施工次序对邻近建筑物的变形影响最小。     

坑底加固对平行换乘车站基坑变形影响的计算分析

采用弹性地基上的板壳有限元，分析地铁平行换乘车站深基坑开挖过程中，坑底土体加固的深度、加固的密度、加固的程度对基坑变形的影响。在基坑开挖过程中，坑底土体加固主要影响开挖面以下连续墙侧向变形，对基坑最后一道支撑以上墙体变形影响很小。     

考虑接触影响的超深嵌岩地下连续墙支护深基坑开挖模拟

本文用Drucker-Prager模型和基于直接约束的接触算法模拟了超深嵌岩地下连续墙支护深基坑开挖全过程。模拟结果表明设置接触后计算结果更接近工程实测值,明显优于不设置接触情况;墙体嵌岩部分拉应力和压应力都很大;开挖至一定深度后,支护结构受力和变形变化不明显;考虑混凝土开裂和钢筋的加强作用对变形计算结果影响不大。所得出的结论为嵌岩基坑支护结构设计优化和施工控制提供了理论依据和实践参考。     

深基坑开挖及降水引起的邻近浅基础沉降分析

在城市繁华地区进行基坑工程施工,需要重点考虑施工过程对周边环境的影响。论文以深圳某地铁基坑工程为例,模拟了深基坑内降水条件下的基坑开挖过程,分析了地铁车站深基坑开挖及降水引起的邻近浅基础建筑物沉降及支撑结构的变形。研究表明,基坑降水对周边建筑物的沉降有重要的影响,其影响在浅层土开挖时尤为显著,随着开挖深度的增加,降水产生的作用逐渐减弱。另外,降水的影响范围远大于土体开挖卸荷本身。连续墙嵌固在中风化岩中的方案与连续墙嵌固在微风化岩中的方案相比,邻近建筑物平均沉降有大幅增加,差异沉降也有小幅增加。同时,连续墙的底部侧向变形大幅增长。本研究对基坑开挖过程中邻近建筑物的保护有指导意义。     

土钉墙支护淤泥质粉质粘土型基坑

位于饱和淤泥质粘质粉土中的深度为7.2~8.2m的深基坑,开挖时极易产生流土现象,且轻型井点降水和钢板桩基坑支护无法实施,采用了较经济的土钉墙基坑支护结构。并论述了土钉基坑支护结构的稳定性分析方法、基坑开挖过程中孔隙水压力的变化规律,以及采用不同应力路径时的土体抗剪强度指标进行基坑支护结构设计的合理性,同时论述了基坑支护结构设计时水土分算的不合理性。     

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。     

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。     

深基坑开挖条件下抗拔单桩承载力性状研究

通过对基坑工程坑底工程桩桩顶位移与桩身轴力的实测结果进行分析总结,发现坑底工程桩在基坑开挖后,由于土体卸荷回弹产生较大的桩顶位移与拉力。为研究深基坑开挖条件下抗拔单桩承载力变化特性,采用有限元分析软件ABAQUS,建立二维轴对称模型,对不同桩长、桩距、开挖深度与开挖半径对坑底抗拔单桩承载力的影响进行了分析。研究结果表明,桩长和桩径可以显著影响开挖后抗拔桩承载特性,可以通过增加桩长与桩径提高抗拔单桩承载力;开挖深度和开挖宽度共同影响坑底抗拔单桩承载力,主要影响基坑开挖后桩体受力特性,对单桩承载力影响较小。因此,当基坑开挖宽度和开挖深度确定后,合理的选择桩长与桩径十分必要。     

微型桩复合土钉墙在膨胀土基坑中的应用研究

结合成都东郊膨胀土地区一深基坑,介绍微型钢管桩复合土钉墙的设计思路及应用情况。采用多种手段对基坑变形与支护构件内力进行监测,测得了土钉轴力、微型钢管桩弯矩与基坑水平位移、沉降值在各个开挖阶段随时间及空间的分布规律并实现了信息化施工,在基坑出现了较大变形时及时进行坡脚反压与加固,保证了边坡整体稳定性。根据对监测数据的分析及实际支护效果表明:“水”与初期开挖支护不及时是基坑整体变形较大的主要原因;土钉轴力发挥较为充分,为主要的受力构件,设计的土钉长度偏短;微型钢管桩受力较小,对基坑变形的控制作用有限,超前支护效果欠佳。取得的经验对成都地区类似工程具有借鉴意义。实测的监测数据有助于复合土钉墙理论研究。     

武汉某深基坑在开挖过程中的变形性状分析

武汉协和医院外科病房大楼基坑场地狭窄、周边环境严峻、地下水位高、基坑土性差、开挖面积及深度大,基坑采用了上部放坡卸载、钻孔灌注桩排加三排预应力锚杆的支护体系,地下水采用悬挂式竖向隔渗墙和坑内中深井降水相结合的处理措施,并运用信息化施工管理技术,对周边环境及支护体系在施工期间进行了监测,基坑的支护变形及周边构筑物的沉降变形随着降水、开挖而有规律地变化,在地下室底板浇注完成后,基坑逐渐趋于稳定状态。     

基坑开挖的角部效应分析

在经济高速发展的今天,城市土地的利用率越来越高,基坑与周边建筑物的间距越来越小,基坑开挖的可利用空间越来越小,基坑形状也更加不规整,基坑设计困难加大。如何保证基坑稳定的情况下充分利用土地资源,成为当前设计的突出情况。而这些不规则基坑,存在大量的转角,如何考虑这些转角也是当前基坑设计的重要问题之一。只有掌握转角对基坑稳定的影响规律,才能充分合理的考虑基坑的角部效应,拟定相应工程措施来改善结构受力,节省工程造价。因此,对于角部效应的分析对城市建设中基坑开挖具有一定的指导意义。论文运用三维有限元分析的相关原理建立基坑三维模型分析基坑的角部效应,从而为实际工程提供一定的参照。     

深厚淤泥土深长基坑开挖对邻近建筑的影响

沿海区域存在大量淤泥土层,其通常表现出高压缩性、流变性及触变性等不良工程地质性质。因此,深厚淤泥土深长基坑开挖面临着极高施工风险,对周边环境的影响显著。为进一步阐明深厚淤泥土深长基坑开挖施工力学效应,依托某深基坑工程,通过有限元三维数值模拟,揭示了淤泥土深长基坑开挖对邻近建筑的影响规律。结果表明:深厚淤泥土层的存在使基坑开挖影响区的水平影响区域明显增大,竖向影响区域所受影响较小,在水平距离150 m、深度85 m范围内土体皆受基坑开挖影响;基坑以及建筑轮廓凹凸部出现应力集中,在淤泥土层,地连墙以及既有隧道墙板应力集中处的水平位移存在明显突变;既有隧道水平位移和沉降曲线呈“中间大,两头小”的特征;大桥变形随开挖深度增加而变大,桥桩在淤泥土层的水平位移明显增大,最大水平位移达5.33 mm,最大沉降达9.92 mm。