坑外荷载对深基坑开挖的影响

为研究坑外荷载对深基坑开挖的影响,本文采用Midas GTS NX有限元软件,分别分析比较了不同坑外荷载条件下,对地连墙水平位移、基坑坑底隆起量、坑外地表沉降的影响。计算结果表明:坑外荷载对地表沉降的影响较大;坑外荷载对基坑坑底隆起量有一定的影响。     

相邻双基坑开挖相互影响三维性状分析

相邻基坑开挖引起围护结构和周围土体变形与基坑单独开挖存在较大的差异,目前较缺乏考虑相邻基坑开挖产生的相互影响及其空间效应的研究。以实际相邻双基坑工程为分析原型,建立其开挖的三维有限元模型,研究双基坑开挖的空间效应。分析了相邻基坑同步开挖和不同基坑间距对基坑间土体沉降、支护结构内力、支护结构位移、坑底隆起、坑外地表沉降等的影响,探讨基坑开挖角部刚度效应。结果表明:相邻基坑开挖影响支护结构的内力和位移分布;基坑间土体沉降产生叠加影响,沉降量大于基坑两侧地面;近端支护结构变形和坑底隆起小于远端。基坑角部刚度效应在一定范围内会较明显地限制土体变形和支护结构的位移,且角部刚度效应随开挖深度增大而增大。基坑间距对相邻基坑产生相互影响的范围为2.5~3倍基坑开挖深度。     

渗透各向异性对基坑工程性状的影响研究

天然沉积的土体在结构构造上呈现出各向异性特征,因而在渗透上也呈现出各向异性特征。基于比奥固结理论,开发出了考虑渗流与土骨架变形耦合的三维基坑有限元程序,分别分析竖向渗透系数不变时和水平向渗透系数不变时渗透各向异性对基坑变形的影响。研究表明,无论是水平向渗透系数不变还是竖向渗透系数不变时,随着渗透各向异性系数的增大,支护结构的水平位移都增大,坑外较远距离处的地表沉降都减小;但对于坑底隆起变形,则是当水平向或者竖向渗透系数不变时,另一个方向的渗透系数越大,坑底的隆起变形量越大。因此,在进行基坑工程建设时,应考虑渗透各向异性的影响。     

上下同步逆作法深基坑及邻近地铁车站变形分析

以北京上下同步逆作法基坑工程为背景,运用PLAXIS 3D有限元软件对上下同步逆作法基坑施工的全过程进行模拟,研究上下同步逆作法基坑的受力、变形特性及其对邻近地铁车站的影响.结果 表明:上部结构施加的竖向荷载和地下连续墙水平荷载耦合会增大地下连续墙水平位移和弯矩;地下连续墙后有地铁车站存在时,由于其遮蔽作用,地表沉降范围随开挖深度增加基本不变,最大沉降比无地铁车站时大17％;随开挖深度增加,二期立柱的隆起随坑底隆起增大不断增大,而一期立柱则在坑底隆起和上部荷载共同作用下由隆起逐渐转为沉降;地铁结构埋深和距基坑边缘的距离对结构变形量和变形形式影响显著,地铁结构的最大变形与基坑开挖深度近似呈线性正相关.     

上下同步逆作法深基坑及邻近地铁车站变形分析

以北京上下同步逆作法基坑工程为背景,运用PLAXIS 3D有限元软件对上下同步逆作法基坑施工的全过程进行模拟,研究上下同步逆作法基坑的受力、变形特性及其对邻近地铁车站的影响.结果 表明:上部结构施加的竖向荷载和地下连续墙水平荷载耦合会增大地下连续墙水平位移和弯矩;地下连续墙后有地铁车站存在时,由于其遮蔽作用,地表沉降范围随开挖深度增加基本不变,最大沉降比无地铁车站时大17％;随开挖深度增加,二期立柱的隆起随坑底隆起增大不断增大,而一期立柱则在坑底隆起和上部荷载共同作用下由隆起逐渐转为沉降;地铁结构埋深和距基坑边缘的距离对结构变形量和变形形式影响显著,地铁结构的最大变形与基坑开挖深度近似呈线性正相关.     

深基坑中心岛法开挖过程中工程桩对基坑位移影响的有限元分析

武汉市某基坑工程开挖面积大,工程桩数量多,在施工过程中考虑工程桩对基坑位移的影响非常必要。为此,对该基坑工程中心岛法开挖过程进行数值模拟,并采用5种不同工程模型进行对比分析,得出以下结论:已施工工程桩可有效减小基坑整体水平位移、坑外沉降和坑底隆起;预留土区工程桩主要减小双排桩桩身受力变形引起的水平位移,中心岛区域工程桩主要减小双排桩整体水平位移;加固体内工程桩可以有效减小预留土体隆起,并改变其隆起形态;中心岛区域工程桩使坑底土体隆起后顶面整体呈波浪形;基坑开挖将导致工程桩产生较大的整体水平位移和桩身弯曲,导致桩身大部分区域受向上的侧摩阻力作用,使桩身受拉。     

悬臂式无支撑板桩支护基坑变形性状有限元分析

不同开挖宽度与深度比条件下悬臂式无支撑板桩支护结构与周围土体的变形特性将发生变化.采用二维有限元方法分析了不同开挖宽度与深度比(L/D)条件下无支撑悬臂开挖基坑的变形性状,详细探讨了开挖宽度与深度比对地表沉降、地表水平位移、坑底隆起、坑底水平位移及支护结构侧向变形的影响.计算结果表明:在基坑开挖深度不变的条件下,地表沉降量、坑底隆起量及坑底水平位移量均随L/D的增加呈非线性增长,开始增长迅速,当L/D达一定值后数值几乎不再变化;地表水平位移量随L/D的增加先减小后增大:支护结构侧向变形随L/D的增加逐步由顶端内倾型过渡到整体向坑内移动的顶端外倾型,L/D越大,围护结构的整体侧向位移越大.     

武汉地区地铁车站深基坑变形控制的有限元分析

以武汉地铁车站王家墩东站为研究背景,运用大型通用软件ANSYS对基坑坑底采用旋喷桩加固前后的基坑进行模拟,从地下连续墙水平位移、坑外土体沉降、坑底土体隆起三个方面进行对比分析,得出旋喷桩的存在对地下连续墙的水平位移和坑外土体沉降有一定的限制作用,对限制坑底隆起作用尤为明显,为武汉地区后续地铁车站深基坑变形控制提供一定的参考依据.     

降水对基坑开挖支护影响的数值模拟分析

对基坑在开挖支护施工过程中的土体应力和位移情况进行了数值计算,对考虑与不考虑降水的模拟结果进行对比,结果表明两者的位移分布规律相似,但降水有利于减小坑底隆起,降水时产生的地表沉降较大;随着开挖的进行,基坑开挖面以下土体单元卸载,内支撑支护有效提高了支护结构的整体稳定性。     

双排桩-锚杆支护深基坑数值模拟

采用有限元软件,基于Mohr-Coulomb模型,对某商业中心双排桩-锚杆支护结构深基坑的开挖全过程进行了数值模拟研究,得到了各个工序下排桩内力、位移和基坑周围土体沉降以及坑底的隆起。研究结果表明:前排桩的内力值较大;开挖完成时,在桩身中部附近产生最大水平位移;基坑外超载对基坑支护影响很大,在基坑支护设计中应该重点考虑。研究为基坑工程的设计、施工提供了一定理论依据。     

长江漫滩高承压水地基地连墙承载特性现场试验研究

 针对长江漫滩高承压水地基,以南京青奥轴线-梅子洲过江通道基坑为依托工程,开展格栅地连墙和普通地连墙承载特性的现场试验研究,分别测试研究其墙顶水平位移、墙体深层水平位移、地表沉降、支撑轴力等随基坑开挖及时间的变化规律。主要结论如下：(1) 墙顶水平位移在支撑设置后均有回弹变形趋势,变形受支撑架设、预加轴力及拆除影响较大;(2) 2种墙体深层水平位移随深度均呈“胀肚型”变化趋势,两者最大侧移均发生在埋深中上部区域;(3) 格栅地连墙在基坑开挖初期,地表先小幅隆起,普通地连墙无隆起现象,且沉降明显偏大,两者随距墙体距离增大沉降逐步变小,且不同距离处差异沉降在基坑开挖后期均有增大趋势。     

动荷载作用下软土地区基坑开挖周围土体位移研究

软土地区深大基坑开挖对周围土体及构筑物的位移有重要影响。以昆明市某软土区圆形基坑工程为背景,通过分析基坑支护结构、周围土体和动荷载作用下构筑物的位移监测数据,系统研究基坑开挖过程中位移变化的时空效应。结果表明:地表土体位移随着与基坑的横向距离不断增加而减小且基坑开挖对地表土体沉降量的影响范围大于对水平位移的影响范围;当有动荷载作用于软土区基坑周围构筑物时,基坑开挖对构筑物的位移有相对较大的影响;在基坑周围一定范围内,同一点处的水平位移和沉降量的变化具有相关性;基坑周围土体水平位移随深度增加而减小并逐渐趋于0。研究成果拟为类似工程提供借鉴。     

复合土钉支护转角有利影响范围

基坑复合土钉墙转角处有明显的空间效应,受力变形较小,对支护结构有利,但不清楚转角定量的有利影响范围,目前设计中仍按照与基坑中部一样保守设计,为在此范围内降低土钉用量,避免保守设计,对水泥土搅拌桩复合土钉支护结构建立了全尺寸整体三维有限元模型,这种模型包含基坑的转角,能考虑基坑的空间效应,通过建立接触面单元,能考虑土体和搅拌桩、土体和土钉的相互作用,量化分析了基坑转角对支护结构受力和变形的有利影响范围,计算结果表明,基坑转角对开挖面水平位移、地表沉降、坑底隆起、土钉轴力的有利影响范围分别约为1.3、1、1、1.2倍的开挖深度。经与实际工程现场实测值对比,验证了该模型分析结果的可靠性,同时分析结果优于平面二维和局部三维有限元模型,结论为复合土钉支护结构的优化设计和安全施工提供了理论依据和研究方法。     

基坑开挖对邻近地铁变形的影响分析

本文通过基坑开挖对邻近地铁隧道影响的原型案例分析,归纳基坑开挖引起邻近隧道沉降、水平位移及收敛变形的主要因素,研究结果表明:邻近隧道的基坑开挖对隧道的沉降和水平位移均产生较大的影响,隧道产生的变形在空间上表现为斜向坑底的位移;隧道横断面的收敛情况表现为,隧道呈现出横鸭蛋形。引起隧道变形的主要因素有基坑与隧道相对距离(水平距离和垂直距离)、开挖的时空效应等。其中基坑与隧道的相对距离对隧道的变形影响较大,当基坑与隧道的水平距离在4m以内时,隧道产生的水平位移、沉降均较大。     

基坑底部土体满堂加固模型试验与数值模拟研究

为探究基坑底部土体满堂加固对基坑变形和内力的影响,采用室内模型试验方法,研究了基坑底部土体满堂加固对基坑周围地表沉降、冠梁侧向位移、桩身弯矩以及桩后土压力变化的影响。运用ABAQUS有限元软件对模型试验进行数值模拟,将试验数据与数值计算结果进行对比,并分析了加固土体的水泥掺入比和加固深度对基坑变形的影响。结果表明:满堂加固对降低基坑底部隆起效果最为明显,对降低支护结构侧向位移较为明显,对减小地表沉降不明显;通过极差分析法得出,增加加固土体的弹性模量较增加加固深度对抑制支护桩侧向位移及坑底隆起更为有效;当水泥掺入比超过一定范围后,加固效果没有显著提升,建议在含水率为20%左右的软弱土层地区,水泥掺入比一般为5%～20%;土体的加固深度超过一定范围后,控制基坑变形的效果有所提高,但不明显,建议土体加固深度取0.4～0.45倍基坑深度。     

加筋水泥土桩锚在超大超深基坑支护中的应用

泉州浦西万达广场基坑开挖深度为12.3m,核心筒区域开挖深度达17.1m,为超大超深基坑,东南侧为内湖,西侧为变电站,地层特别复杂,基坑工程安全等级为一级,重要性系数取1.1。采用冲孔灌注桩加加筋水泥土桩锚、内支撑及自然放坡联合支护体系。在施工过程中,通过严格对周边环境和支护结构进行监测,通过对基坑坡顶沉降和水平位移的监测成果统计和分析,基坑周边地面的沉降和水平位移等监测数据都是在报警值范围内。加筋水泥土桩锚施工在本项工程超大超深基坑支护的应用是成功的,特别是地层处于淤泥层、细砂层,或其他特种的不良土体,常规锚杆不宜使用容易造成事故,必须采用特种工艺、专业的特种设备和具有确保质量安全施工特种工艺能力的专业施工队伍,才能保证质量安全和工期要求。     

墙锚式支护结构在基坑工程中的应用

运用FLAC^3D软件对某地铁车站基坑工程进行了开挖与支护模拟,对锚索受力及基坑变形稳定性进行了分析,结果表明应用FLAC^3D程序对墙锚式支护结构的数值模拟是可行的,并计算得出了不同开挖阶段锚索受力情况以及基坑坑壁的水平侧向位移、基坑外围地表沉降变形。     

厚冲积层深基坑Flac3D数值模拟分析研究

以济南第五医院基坑为实例,利用Flac3D数值模拟技术,建立了深基坑桩锚支护模拟模型。对支护结构进行开挖支护施工过程的三维动态模拟,得到深基坑水平位移、竖直位移和锚杆的内力、土体应力应变等数据,为深基坑支护技术的设计和施工提供指导,并对深入了解桩锚支护作用的机理有较大意义。     

深基坑桩锚支护体系位移数值分析

利用大型有限元分析软件ADINA,考虑土的非线性和基坑分步开挖原则,以郑州楷林大厦深基坑为例,按照实际基坑开挖与支护的施工步骤,建立三维有限元模型进行数值分析,得到支护结构与土体随基坑开挖过程的变形规律及影响因素:支护桩水平位移最大点在基坑中上部,预应力锚杆对限制基坑壁的侧移起着至关重要的作用;基坑支护桩后主动区域受扰动最大的土层在桩体深度以下,支护结构入土深度加大,可有效控制土体向坑内流动;基坑外侧地表沉降呈现抛物线形状,在距离支护结构约1.5倍开挖深度处出现沉降最大值。