上海地区板式支护体系基坑变形预测简化计算方法

基坑变形预测是分析基坑开挖对环境影响的核心内容之一。收集了上海地区65个常见的板式支护体系基坑工程案例,并对其进行了分类。对不同类型的板式支护体系基坑建立不同的基于土体HS-Small模型的平面应变有限元模型进行分析。根据室内土工试验结果与基于实测数据的参数反演分析,确定了上海软土地区典型土层土体的HS-Small模型计算参数。通过对108个有限元计算结果的分析及归一化,推导了能够综合考虑基坑系统刚度、基坑深度和基坑宽度的上海地区板式支护体系基坑围护结构最大侧移和地表最大沉降的简化计算公式,并且提出了基坑围护结构侧移曲线和地表沉降曲线,同时也给出了上海地区板式支护体系基坑变形的预测流程。采用本文给出的简化方法预测了上海地区的7个工程的变形并与实测结果进行了比较,结果表明该方法能较好地预测上海地区的板式支护体系基坑的变形。     

哈尔滨市某地铁车站深基坑工程监测与数值模拟

以哈尔滨市某地铁车站深基坑工程开挖为研究对象,研究了深基坑工程围护结构的变形规律。通过现场5个月多个项目的监测,结合基坑周边地表沉降量,重点研究了基坑开挖过程中围护结构的水平位移随地下连续墙深度的变化规律。通过建立二维有限元模型,模拟基坑开挖的施工过程,并对围护结构变形的计算结果与监测数据进行对比分析。结果表明:地下连续墙+混凝土支撑+钢支撑的围护结构形式能有效抵抗基坑的侧向变形;计算结果与监测数据变化趋势大体相同,表明数值模拟过程是合理的,参数选择正确;研究表明,基坑开挖过程中如出现地下连续墙侧移预警,在侧移预警部位临时加装钢支撑是可行有效的工程措施。     

软土地区隔断墙控制基坑变形的作用机理及其效果研究

以天津软土地区20个地铁车站基坑实测资料为背景,建立地铁车站基坑标准化模型,采用有限元与正交试验相结合的方法,重点研究隔断墙距同侧围护结构的水平距离L、隔断墙的刚度E及其入土深度H 3个主要设计参数对其控制围护结构内力、侧移以及坑外地表沉降的作用。结果表明:3个参数的变化对基坑的变形控制均有不同程度的影响,其中L主要影响围护结构内力及地表最大沉降,最大沉降可减小60%以上;H主要影响围护结构最大侧移,最大可以减小为未设置隔断墙时的50%左右;而E在常规变化范围内对基坑变形的影响相对较弱。其次,通过引入"相似结构"双排桩的计算理论,建立了L与隔断墙分担围护结构内力及土压力间的定量关系。最后利用Kung等基于可靠度理论提出的预测基坑变形的方法分析软土地区隔断墙的控制效果,同时与实测值和有限元计算结果进行对比,验证了上述结论的适用性。     

软土地区某地铁车站深基坑变形分析

软土地区深基坑的开挖大变形问题,对基坑安全存在较大的威胁,因此对软土基坑开挖变形分析,探究软土基坑开挖变形规律,对降低软土深基坑施工风险反馈优化基坑设计具有现实意义。以宁波地区某地铁软土深基坑工程实例为研究背景,整理基坑开挖施工期间周边14个地表沉降监测断面及14个围护结构测斜监测点数据,深入分析了基坑围护结构变形规律与地表沉降变形规律,得出：基坑围护结构变形最大值(δ_max)处于0.35%H～1.44%H之间,地表沉降与基坑开挖深度之间关系为：最大δ_mv=1.27%H,最小δ_mv=0.28%H,平均值δ_mv=0.78%H,两者均远大于变形控制标准值。该成果可为类似软土基坑监控变形分析、软土深基坑设计提供借鉴。     

深基坑开挖对临近桩基建筑物变形影响分析

为了探索地铁深基坑开挖对不同区域内建筑物桩基础的内力和变形影响,本文基于杭州地铁八号线工程实例,采用基于小应变土体硬化模型(HSS模型)的三维有限元分析方法研究了深基坑开挖对桩身位移、桩身沉降、桩身弯矩、地表沉降和承台倾斜角度的影响,并与工程实测进行了比较。研究表明:开挖对临近建筑桩身侧移、桩身弯矩、地表沉降、承台倾斜角的影响范围是二倍的基坑开挖深度,地表沉降呈现两种不同的模式,承台倾斜角在距离基坑一倍开挖深度远处最大。     

隔水帷幕对深基坑降水开挖变形控制的影响

依托杭州沿江大道地下综合管廊深基坑工程,土体采用HSS模型进行有限元数值模拟,分析基坑降水开挖下基坑及邻近管线的变形,模拟结果与监测结果吻合较好,验证了有限元计算模型和参数选取的合理性。基于模拟提出隔断式基坑降水优化方案,并研究稳态渗流下隔水帷幕插入深度不同时基坑及邻近管线的变形响应。结果表明:随着悬挂式隔水帷幕深度加深,坑内外水头差线性增大,围护结构侧移峰值线性增大,管线竖向位移、坑外地表沉降线性减小;相较于悬挂式隔水帷幕,隔断式隔水帷幕对控制基坑降水引起的坑外地表沉降及邻近管线变形均有着显著优势,但对于围护结构变形控制则不利。     

基坑封闭试验对围护结构及周边环境影响分析

基于上海软土地区某深基坑工程地下连续墙施工完成后的封闭性试验,分析围护结构及首道撑施工完成、基坑开挖前的承压水降水试验引起的围护结构变形实测数据,通过理论计算分析由此引起的坑外地面沉降.得到的主要结论有:复杂敏感环境基坑工程开挖前封闭性试验的环境影响不容忽视,封闭性试验引起的围护结构最大侧向位移达开挖深度的0.12％.邻地铁侧设置小坑可以有效减小承压水降压引起的基坑外围地下连续墙变形及坑外地表沉降.小基坑外侧地下连续墙最大水平位移约为大基坑地下连续墙最大水平位移的30％.小基坑地下连续墙外侧地表最大沉降约为大基坑地下连续墙外最大地表沉降的35％.     

某地铁深基坑顺逆结合开挖变形性状的实测分析

目前对于软土地区采用顺逆结合法开挖的深基坑变形性状研究还较少。研究了杭州某34.5m深的地铁基坑在顺逆结合开挖方法下的变形性状,分析了基坑开挖对一倍开挖深度距离内邻近地铁隧道附近土体的影响。研究结果表明:(1)逆作板加强了围护结构体系的刚度,有效地限制了地下连续墙的侧移、墙后地表沉降和立柱隆起,进而限制了邻近隧道附近土体的位移;(2)合理的土体开挖顺序能有效地限制基坑中间处的墙体侧移,使得该截面的墙体侧移并非是沿基坑长边所有截面中墙体侧移最大的;(3)隧道与附近土体相互作用明显,附近土体在隧道埋深处都随刚度相对较大的隧道向基坑内呈现一定程度的水平移动,而上部土体的水平移动随着空间位置的不同而表现各异。相关结论对软土地区类似深基坑工程的变形控制具有一定的参考意义。     

地铁车站深基坑地下连续墙变形监测

目前软土地区地铁车站深基坑多采用地下连续墙作为围护结构,通过对上海轨道交通10号线同济大学站基坑地下连续墙现场监测结果的分析,研究了基坑开挖深度与地下连续墙侧移及最大相对侧移的关系,同时给出了地下连续墙最大侧移及最大侧移位置随开挖时间的变化规律,并对不同测点的侧移结果进行分析比较。结果表明：长条形地铁车站深基坑虽然是对称结构,但是对基坑外侧土体进行加固一侧的地下连续墙的变形远远小于未经加固一侧的变形,所以,在对基坑设计时一定要考虑土体加固的影响。     

软土深基坑宽长比对临近隧道变形的影响

城市轨道交通的快速发展带动沿线地区土木的兴建,深基坑工程的开挖容易造成周边土体位移,对周边已建地铁隧道产生严重威胁,其中深基坑的宽长比是影响基坑周围场地变形的一个重要因素.因此,本文通过建立的16m开挖深度下5种不同宽长比的深基坑开挖模型,分析了深基坑宽长比对基坑开挖过程中周围场地的地表沉降、围护结构侧移、已建隧道处的竖向沉降和水平侧移等的影响规律,同时对比分析了基坑两侧有无隧道条件下的变形差异情况.本文给出了隧道衬砌的位移与对称一侧隧道等效土柱的位移的比例关系.     

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。     

HSS模型在紧邻地铁深基坑工程分析中的应用

针对上海某紧邻地铁的深基坑工程,采用考虑土体小应变刚度特性的HSS模型,建立数值分析模型,给出了深基坑开挖引起的墙体变形、墙后地表沉降规律,并将计算结果与实测数据对比,验证了HSS模型在上海地区的适用性,对上海地区类似工程有一定的借鉴意义。     

土体小应变条件下紧邻地铁枢纽的超深基坑变形特性数值分析

 以上海地区一紧邻地铁枢纽的超深基坑工程为分析对象,考虑土体的小应变刚度特性,建立地铁区间隧道和邻近基坑的二维有限元分析模型,探讨土体小应变条件下超深基坑的变形特性。算例分析表明,考虑土体小应变刚度特性可以显著减小超深基坑的变形,计算结果与实际情况更为吻合。对于紧邻地铁枢纽的超深基坑,开挖顺序对于基坑变形也有着显著影响,在同样的计算模型下,先开挖大基坑再开挖紧邻地铁枢纽的小基坑,可以明显地减小超深基坑的变形,这与上海地区已有的工程实践经验是一致的。所获得的结论对于紧邻地铁枢纽的深基坑工程设计与施工具有重要参考价值。     

浅埋暗挖地铁站厅洞室开挖过程物理模型试验及土体变形规律研究

 据相似材料大比尺三维概念物理模型理论,高仿真度制作了成型盾构隧道地铁站厅洞室开挖试验物理模型。模拟了双盾构隧道之间开挖站厅洞室的全过程,研究站厅洞室、横通道开挖过程中模型地表沉降,土体的变形,盾构隧道及站厅洞室周围特征点的位移。模拟并研究混凝土加固桩对土体位移的影响,总结出土体的动态力学特征和变形规律,得出一些有益的认识和结论。对研究在已建成地铁双隧道间拓展开挖站厅空间的施工具有重要的参考意义。     

地铁车站深基坑工程的监控量测与数值模拟

 以南昌地铁艾溪湖东站深基坑工程为研究对象,对现场施工过程的监控量测数据进行分析,重点研究深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,并对工程受地下水的影响效应作简明陈述。同时,利用ABAQUS对第二施工区段建立三维有限元计算模型,对车站深基坑的施工过程进行模拟,对比分析围护结构变形的计算结果与监测结果,最终证明在南昌富水地质条件下地铁车站深基坑施工所设计采用的围护结构是安全合理的,围护桩与支撑组合结构能有效地控制地铁深基坑施工过程中土体变形。     

软土地区超深基坑变形特性离心模型试验研究

以上海某挖深38m的超深基坑工程为背景,利用离心模型试验研究了两组类似工况下超深基坑的围护结构变形、土压力变化、地表沉降等性状,同时也探索了主要工程性状的内在联系,并与现场施工实测数据结果进行了比较验证。试验结果表明:两组类似工况下超深基坑的开挖性状近似,其中,围护结构变形随开挖的进行而加大,在开挖后期水平位移最大值不再增大,只是最大值点下移,最大值点基本位于开挖面附近;围护结构后侧的土压力的变化值较好地吻合围护结构自身的变形状态;地表位移呈沉槽状,槽底随开挖的进行而逐渐加深并外移,试验结果与实测数据吻合。     

地铁隧道开挖过程三维物理模型动态试验研究

据相似材料大比尺三维概念物理模型理论,高仿真度制作了成型盾构隧道地铁站厅隧道开挖试验物理模型。模拟了双盾构隧道之间开挖站厅隧道的全过程,研究了站厅隧道、横通道开挖过程中模型地表沉降,土体的变形,盾构隧道及站厅隧道洞周特征点的位移。模拟并研究了混凝土加固桩对土体位移的影响,总结出土体的动态力学特征和变形规律,得出一些有益的认识和结论。对指导地铁施工、研究在已建成双隧道间拓展开挖站厅空间具有十分重要的意义。     

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。     

软土地区深基坑变形特性三维数值模拟与验证

依据离心模型试验设计方案,建立三维有限元模型对上海地区某紧邻地铁超深基坑变形特性进行数值模拟.在数值模型中,地铁隧道和连续墙均采用单层shell单元模拟,支撑体系采用梁单元模拟,土体的本构关系则分别采用考虑土体小应变特性的HSS模型和考虑弹塑性特性的Mohr-Column模型进行描述.通过与离心模型试验结果的对比分析,...     

支护结构与主体地下结构相结合的深基坑变形特性分析

收集了上海市区31个支护结构与主体地下结构相结合深基坑工程的实测变形资料,从统计角度探讨了支护结构与主体地下结构相结合深基坑围护结构的变形特性。结果表明,围护结构最大侧移介于0.1%H和0.6%H之间,平均值仅为0.25%H,H为开挖深度;且围护结构的最大侧移一般位于开挖面附近。进一步分析了墙底以上软土层厚度、围护结构插入比、支撑系统刚度、坑底抗隆起稳定系数及首道支撑的深度位置等因素对围护结构变形的影响。