承压水地层中深基坑开挖变形特征的数值模拟研究

北京地铁昌平线南延工程06标上清桥站深基坑在存在2层承压水的复合地层中开挖施工,风险极高。采用Midas GTS NX软件进行数值模拟,研究了无地下水、含2层承压水条件下及不同承压水高度情况下基坑的变形规律。研究结果表明:相较于无地下水工况,2层承压水的存在,导致基坑周围地表沉降显著增大,大致为无地下水工况的3倍,存在承压水部位的地下连续墙变形显著;在深基坑分步开挖期间进行多次降水能够确保施工的安全性;不同承压水高度下,基坑地表沉降表现为随承压高度不断增加的趋势;基坑东西两侧地下连续墙刚度较南北两侧小,因此变形更大些,且存在承压水部位的地下连续墙变形明显。     

地下连续墙支护全封闭式基坑降水试验研究

以某大型地下连续墙全封闭式深基坑工程为例,通过抽水试验采用泰斯配线法获得的深厚承压含水层水力参数设计降水试验,通过试降水试验检验地下连续墙的止水效果以及降水方案的可行性。试降水试验结果表明,在12 h的抽降水过程中坑外混合井和承压水水位变化较小,地下连续墙的隔水效果良好;坑内均匀分布观测井水位均能够满足基坑土方开挖对地下水位的要求。因此,对于大型地下连续墙全封闭式深基坑工程开挖降水前的试降水是必要的,一方面可以验证地下连续墙的隔水效果,另一方面可为进一步优化降水方案提供基础数据。     

富水软土地区不同降水开挖工况下深基坑变形研究

以苏州市轨道交通S1线帆路站深基坑项目为例,通过有限元软件MIDAS GTS/NX数值模拟,研究富水软土地区不同基坑降水工况对基坑开挖的安全稳定性影响,考虑了一次性降水和分步降水两种工况,重点分析基坑降水开挖过程中地下连续墙变形、基坑周围地表沉降、支撑轴力的变化规律.结果表明:地下连续墙的变形随深度增加逐渐增大,呈现为...     

马普托大桥超深基坑地下水三维渗流模拟计算

高水位地区深基坑工程实践中,多以止水帷幕辅以基坑降水的方式进行地下水的处理。场地水文地质参数的选取、降水方法的选择,以及止水帷幕是否达到良好止水效果等是关系到基坑降水成功与否的几个重要因素。莫桑比克马普托大桥南锚碇基坑直径50m,挖深超过36m,止水帷幕为地下连续墙,墙深56m。在地下连续墙嵌岩的情况下,基坑土方开挖实施过程中屡发承压水突涌事故,导致无法正常开挖施工。首先,通过在坑外进行抽水试验获取场地的水文地质参数,结合有限差分数值模拟软件,建立三维渗流模型,进行基坑渗流场的模拟,预测基坑施工过程中的水位变化情况,与实际坑外降水水位变化进行对比,验证三维渗流模拟计算的合理性与适用性。其次,基于三维渗流计算结果,采取坑内外同时降水的方式将基坑外部承压水水头控制在开挖面以下,使得基坑顺利实施。     

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％.     

某地铁站软土深基坑稳定施工综合技术

某地铁站深基坑位于软土层、富含承压水和地下水地段，地质条件复杂，在如此条件下修建深基坑难度很大。介绍该软土深基坑稳定施工技术，主要包括地下连续墙施工、基坑承压水降水、深基坑开挖、监控量测等，着重论述了实际施工中承压水减压的情况及相应的地表沉降控制方法。     

某深基坑工程地下连续墙水平位移分析

根据拟建悬索桥锚碇所处的地质条件,深基坑采用地下连续墙加内支撑作为其支撑结构形式,通过数值模拟和监测成果,对基坑施工过程地下连续墙的水平位移进行分析,分析结果说明,深基坑地下连续墙的水平位移与开挖工况、空间位置、降水、支护结构、土层的力学性质等密切相关。     

超深富水基坑开挖工程突涌以及变形分析

以宁波轨道交通7号线明海大道站标准段超深基坑工程为例，通过模拟承压水作用条件下的基坑开挖模型，研究了基坑开挖对周围环境的影响。在数值模拟的结果基础上，结合基坑抗突涌验算，预测了地面沉降、地下连续墙的变形以及基坑内隆起变形，并进行了参数研究。结果表明：基于HSS本构模型模拟超深富水基坑开挖工程，地连墙水平变形值和坑底隆起变形均小于位移控制值，与现场实际和工程经验一致；经验算，基坑抗突涌与基坑底部稳定性均满足要求。因此无需进行降承压水处理以及坑底加固，现有施工方案已能满足工程的安全性考虑；参数研究表明，基坑变形对地下连续墙入土深度并不敏感。在宁波地区进行深基坑工程时，不建议采取增加地下连续墙深度的方式来控制变形。     

圆砾地层深基坑地下连续墙变形特性分析

地下连续墙作为深基坑围护结构已经用于多种地质情况,但圆砾地层中地下连续墙的变形特性研究甚少。本文依托南宁轨道交通2号线苏卢站基坑工程,采用Midas/GTS对圆砾地层深基坑开挖过程中标准段和盾构收发井段的地下连续墙的变形情况进行数值模拟分析,并结合现场监测结果对圆砾地层基坑变形情况进行理论分析。分析结果表明圆砾地层基坑采用地下连续墙作为围护结构效果良好,侧向位移值较小,整体变形呈“弓”字形。盾构收发井段由于基坑宽度大,地下连续墙侧向位移比标准段侧向位移大。因此在圆砾地层基坑开挖应控制基坑开挖宽度。模型计算结果与现场监测结果均表明侧向位移在0.7H处地下连续墙变形增长最快,因此圆砾地层深基坑开挖采用地下连续墙支护应在0.7H处设置横向支撑。     

软土深基坑内超前疏干降水对地下墙受力变形的影响

以上海北横通道某超深基坑工程为例,采用数值模拟与现场实测相结合,对比分析基坑内超前疏干降水与分步降水对超深基坑地下连续墙受力变形特性的影响。结果表明：软土深基坑内一次性超前疏干降水产生大幅降水卸荷作用,使地下连续墙净荷载产生复杂变化并伴随较大的先期变形,导致基坑变形增大为分步降水的1.3倍;此外,地下连续墙最大变形的位置受超前降水深度的控制,而非位于常规的开挖面位置。建议在超深基坑的施工中,应充分考虑基坑内超前疏干降水卸荷产生的不利影响,尽量采用基坑内分步按需疏干降水方案。     

"半顺作半逆作法"基坑开挖中地下连续墙有限元分析

对于超大型深基坑开挖和地下结构工程,采用半逆作法施工是比较经济而有效的.但"半逆作法"基坑开挖施工是一个复杂的系统问题,为了检验设计计算的可行性和掌握支护结构力学响应的发展特点,有必要对基坑开挖进行数值模拟预测.结合某大型深基坑工程,根据基坑开挖施工的特点,借助于大型分析软件ANSYS建立数值计算模型,对基坑开挖施工过程中地下连续墙进行动态数值模拟预测.通过对模拟结果与实测数据的分析比较,表明所用方法能有效地反映地下连续墙在基坑开挖过程中的变形与应力情况.     

地下连续墙与内支撑复合支护深基坑的FLAC模拟

运用FLAC-3D软件模拟深基坑工程地下连续墙与内支撑复合支护的开挖过程。采用衬砌（1iner）单元模拟地下连续墙、梁（beam）单元模拟钢支撑,计算地下连续墙与内支撑复合支护深基坑的竖向应力分布、竖直位移、深层水平位移及基底回弹量。计算结果表明：开挖过程中,复合支护深基坑的竖向应力具有层状分布特征和放射式分布特征;及时架设钢支撑对控制基坑竖直位移作用较大;基坑深层水平位移呈凸肚状,最大值出现在基坑中部,与实际监测结果一致;基底回弹最大值发生在基底中部,与用经验公式计算的结果相近。     

超深TRD工法控制承压水的邻近地铁深基坑工程设计与实践

基于邻近运营地铁隧道的苏州财富广场深基坑工程,从基坑支护结构设计、深层承压水处理等方面采取了一系列针对性措施来保护地铁隧道。首次在苏州地区采用超深TRD工法等厚度水泥土搅拌墙,有效地隔断了深层承压含水层,避免了承压水降水对地铁隧道的影响,相比采用地下连续墙隔断方案,大大节省了工程投资。建立三维有限元模型对基坑开挖过程进行了模拟分析,结果表明:基坑围护体和地铁隧道位移计算值和实测值较吻合,地铁隧道位移的分布和发展与基坑围护体的位移及开挖进程密切相关,地铁隧道水平和竖向位移主要产生在邻近基坑开挖的范围内,隧道底部埋深与基坑挖深较接近时隧道产生隆起。该基坑工程成功实施,基坑开挖和降水满足保护地铁隧道的要求。     

超深基坑承压水控制技术

以上海徐家汇中心大厦深基坑降水工程为研究对象,建立了三维渗流模型,进行基坑渗流场模拟,以此预测基坑内外的水位变化情况,用于指导降水井设计和布设。经与坑内外降水水位变化实际进行对比,验证了三维渗流模拟计算的合理性及用于指导降水设计的适用性。由于项目基坑所处区域含有深厚承压水层,地下连续墙无法隔断承压水层,在深开挖工况下基坑极易发生承压水突涌事故,为此,根据计算分析,提出了按需降水控制原则,并通过控制坑外水位来确保周边环境及基坑施工安全。     

双轮搅深层搅拌墙在深基坑支护工程中的应用实例分析

以福州某超深、大面积的深基坑工程为例,针对邻近河流且需进行大幅度承压水抽降的基坑工程,研究采用双轮搅深层搅拌墙代替传统的水泥搅拌桩、地下连续墙止水帷幕的降水控制措施。采用有限差分法,进行基坑降水影响的数值模拟,分析降水对周边地面沉降的影响,并与基坑监测结果进行对比分析。结果表明,采用双轮搅深层搅拌墙止水帷幕取得良好的止水效果,较好地保护了工程周边环境,且经济性较地下连续墙好,可为其他类似工程提供参考。     

漫滩地层深基坑稳定性特征机理及支护方案研究

以太原漫滩地区某地铁车站施工为例,研究深基坑支护方案的合理性。采用理论分析与有限元相结合的方法,考虑基坑开挖的实际步骤,采用FLAC~(3D)对深基坑开挖的全过程进行数值模拟,分析了深基坑地下连续墙的变形和对周围地表的沉降,得出深基坑采用地下连续墙与内支撑支护形式下基坑变形形式及对周围地表沉降变形特征,从而验证基坑支护设计方案,对太原地铁车站基坑开挖后续设计及施工方案的优化和改进及变形预测都具有重要的参考意义。     

考虑流固耦合作用的深基坑有限元分析

基于比奥固结理论和修正剑桥模型,利用流固耦合模型对复杂地质条件下深基坑降水开挖过程中基坑的时间效应进行研究,并以地铁车站深基坑为例,对基坑降水开挖过程中的渗流固结进行了有限元计算。计算结果揭示了基坑渗流场分布及基坑水土压力和地下连续墙变形、周围地面沉降及基坑底部回弹的分布规律;并将计算结果与现场实测数据进行了对比,发现考虑流固耦合的计算结果与实测数据较为接近,能够比较真实地反映基坑渗流与变形特征。     

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。     

复杂周边环境下地铁深基坑变形控制技术应用研究

针对上海轨道交通18号线莲溪路站复杂周边环境条件,从深基坑开挖、支护、降水及回灌等方面对莲溪路站深基坑施工过程中相关的变形控制技术进行应用研究.首先,通过对基坑土方进行分层、分段、分块编号,按序组织开挖,同时合理布置坑内降压井及坑外回灌井等,并结合多次降水试验结果分析和地下连续墙分批施工情况,对地下连续墙渗漏水隐患及时...     

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。