兰州某地铁车站深基坑开挖变形特性及环境影响分析

针对兰州城区工程地质水文条件复杂的问题,为了研究该地区地铁车站深基坑开挖过程中支护结构的变形受力特点和对周边环境的影响,以迎门滩站深基坑工程为典型案例进行分析。该车站基坑所在区段属黄河漫滩区,地铁穿过地层主要为卵石土,水位5～8 m。该基坑围护结构采用钻孔灌注桩+钢管内支撑体系。采用PLAXIS 3D有限元分析软件对该基坑建立三维有限元计算模型,土体本构模型采用土体硬化(HS)模型,依据工程实际开挖工况进行分部开挖计算,根据计算结果对桩撑式支护结构的变形和受力及基坑周边地表和地下管线的变形进行了分析。结果表明:围护桩的变形量、地表沉降量和管线位移量会随着基坑开挖深度的增加有逐渐累积的趋势,但在架设内支撑并施加预应力后,这些变形量的增速会减缓甚至变形量会减小。内支撑施加预应力之后自身轴力会有较大增加,之后基本保持不变,对其他内支撑轴力的影响较小。各变形量均在控制范围之内,满足设计和环境要求,表明该深基坑采用的钻孔灌注桩+钢管内支撑支护体系设计合理。研究成果可为后续黄土地区类似地铁车站深基坑工程建设提供一定的参考依据。     

超大深基坑开挖对周围环境变形影响及对策分析

为研究超大复杂深基坑施工对邻近环境变形的影响,以河南省郑州市龙湖金融岛项目基坑工程为例,采用全站仪对基坑内支护桩顶、内支撑格构柱及坑外地面进行监测,利用多点位移计对支护桩旁土体进行测斜,通过分析基坑周围环境的位移时空变化特征,探究基坑支护桩、坑外土体及基坑变形的协调性。结果表明：基坑施工过程中,支护结构及周围建筑物沉降变形特征可分为土方开挖、垫层施工、内支撑拆除和垫层完工4个阶段;土方开挖及内支撑拆除阶段,支护桩桩顶、格构柱及邻近地面沉降变形较大,垫层施工对基坑变形具有减弱作用;土方开挖、垫层施工及内支撑拆除阶段,相邻格构柱间不均匀沉降使格构柱变形增大;基坑开挖主要对邻近管廊的沉降变形具有影响,特别是土方开挖前期邻近管廊的变形出现快速增大。针对基坑开挖过程中存在的问题提出了工程技术措施。     

沿海某机场扩建工程基坑监测分析

基于机场禁飞区改建工程基坑围护结构及周围土体变形监测结果,结合软土基坑的变形规律,对复杂施工环境和施工时间限制条件下的围护墙体变形、坑后土体竖向位移、支撑轴力以及立柱桩隆沉等变化规律的时间和空间效应做了总结。研究表明:围护结构测斜沿深度呈现出先增大后减小的趋势,水位平移最大值位置出现在开挖面附近,且围护结构水平位移具有明显的时空效应;地表沉降出现沉降槽,深层土体开挖引起地表沉降为总沉降的主要部分,底板浇筑有效地抑制了墙后地表沉降;支撑轴力随施工进度而增加,第2道支撑的施加可减少第1道支撑轴力;立柱桩位移为上浮,其大小随着基坑开挖而增大并趋于稳定。研究结果对机场禁飞区改建工程基坑开挖具有一定参考价值。     

富水砂层区地铁车站基坑变形过大原因分析

以某明挖地铁车站基坑工程为例，结合工程地质和水文地质、基坑围护结构设计和施工情况，以及基坑开挖期监控量测数据，分析总结了基坑支护结构及周边环境变形规律、变形产生原因及可采取的风险管控措施，分析认为:富水砂层地层地铁车站基坑自身及周边变形控制的主要因素包含支撑架设及时性及轴力预加、土方开挖方式、坑内疏干降水效果、坑边动静荷载等；富水砂层区基坑桩（墙）体水平位移监测，应以管顶为起算点，并将对应墙顶水平位移值代入进行修正；同时，类似地层区地铁车站基坑支护结构设计应重点考虑第一道支撑采用钢筋混凝土支撑、增加基坑围护桩（墙）体嵌固深度的必要性。     

考虑渗流作用的深基坑桩锚支护结构内力和变形研究

以天水市某深基坑为研究背景,对预应力锚索内力、支护桩侧向位移及基坑周边地表沉降进行 了监测;采用ＭＩＤＡＳ／ＧＴＳ有限元分析软件,分别建立考虑渗流和不考虑渗流两种深基坑开挖支护分析 模型,对深基坑开挖过程中桩锚内力和变形过程进行了模拟计算,进一步探讨了在渗流作用下深基坑位 移、内力随基坑开挖深度的变化规律。结果表明:在桩锚支护结构体系下,有限元分析结果与实际监测 结果的预应力锚索内力、支护桩侧向位移及基坑周边地表沉降变化趋势基本一致,均随着基坑开挖深度 的增加呈现增大趋势,直到基坑开挖完成后逐渐趋于稳定;对比分析表明考虑渗流作用分析结果较不考 虑渗流作用更为不利。     

ABAQUS在深基坑设计及施工中的应用

以大连地铁某车站基坑开挖为研究背景,综合考虑深基坑降水、开挖、内支撑架设及预加轴力等施工过程,以大型有限元软件ABAQUS为平台,采用相应的数值模拟技术对支护桩系统简化,对施工过程进行合理模拟,建立能够反应实际开挖施工的有限元模型,对各个施工过程进行计算;将有限元计算值与实际开挖过程中的监测值比较分析,验证模拟方法的正确性,得到支护系统的变形及内力随开挖过程变化的规律:支护桩最大水平位移随开挖深度的加深向下移动呈凸形,内支撑轴力在架设后一层时发挥作用最大。研究得到了基坑的数值计算方法的建模思路,可为类似基坑工程提供参考。     

考虑邻近建筑物影响的内撑式排桩基坑支护局部破坏研究

基坑开挖与周围环境相互影响,而邻近建筑物对基坑支护体系局部破坏的影响鲜有研究。通过内撑式排桩支护砂土基坑模型试验,研究了坑外有、无建筑物两种情况下基坑开挖、支撑局部破坏和桩后砂土渗漏对内撑式排桩基坑支护体系受力及变形性能的影响。试验结果表明：受邻近建筑物的影响,随基坑逐渐开挖,平行于邻近建筑物长边的支护桩桩顶水平位移增大,而垂直于邻近建筑物长边的支护桩桩顶水平位移减小,同时基坑中部内支撑轴力明显增大,角撑次之,边撑反而减小;邻近建筑物对平行于建筑物长边的支护桩桩身弯矩及反弯点影响较大,而对垂直于建筑物长边的支护桩桩身弯矩影响较小;局部内支撑破坏引起的坑外地面沉降较小,而内支撑连续破坏导致坑外地面产生显著沉降,影响范围为0.12~0.23倍开挖深度,同时临近的未失效支撑轴力显著增大,易引发连续破坏;邻近建筑物对平行于建筑物长边的支护桩桩身弯矩影响较大,对垂直于建筑物长边的支护桩桩身弯矩影响较小。当桩后砂土出现渗漏时,对平行于邻近建筑物长边的支护桩影响更为明显。     

滨海软土地区综合管廊基坑开挖 钢板桩支护性状分析

采用ＰＬＡＸＩＳ2Ｄ对比分析了基坑开挖过程中钢板桩支护体系的土压力、钢板桩水平位移、钢板 桩弯矩、基坑周边地表沉降以及支撑轴力等。结果表明:随着基坑的开挖,主动侧土压力减小,在内支撑 处应力集中,在开挖较浅时主被动土压力相对静止土压力改变均不大,被动土压力在基坑开挖时每一步 的开挖面上有增大的趋势;钢板桩最大的水平位移增加和弯矩增量均在最后开挖步产生,最后的开挖步 为综合管廊基坑开挖的关键和最危险步;基坑地表沉降随着开挖逐渐发展,最后一步开挖依然是沉降变 形最大的关键施工阶段;支撑轴力表现为一道支撑轴力一直增加,两道支撑时第二道支撑会超越第一道 支撑成为主支撑。     

深基坑半刚性半柔性支护结构及力学特性分析

深基坑半刚性半柔性支护适用于建筑物密集，施工场地狭小的岩质深基坑支护。通过ＡＢＡＱＵＳ有限元软件对深基坑半刚性半柔性支护的作用机理及力学特性进行分析。分析得出，由劲性桩承受开挖步荷载并传至上部已施工的预应力锚杆及下部未开挖土体，保证了开挖过程中的基坑稳定性；劲性桩的弯矩及剪力数值计算结果很小，满足强度要求；半刚性半柔性支护与预应力锚杆柔性支护相比，基坑侧壁的水平位移和基坑外侧地表沉降显著减小，基坑侧壁水平位移变化更均匀，支护效果更优；与桩锚支护相比，变形形态相近，最大水平位移发生位置向下转移，最大水平位移值及最大地表沉降值均较小。     

地铁深基坑分区开挖监测及数值模拟

对于狭长的地铁车站深基坑,围护结构区域内岩土体在实际施工时经常采用分区的方式进行开挖。为了分析分区开挖工况下深基坑的稳定性规律,选取合肥市某地铁车站深基坑作为研究对象,运用有限差分软件对实际工程进行数值模拟。比较模型计算结果与现场实测结果,得到了基坑分区开挖过程中围护结构侧向位移、横向支撑轴力,以及地表沉降的变化规律。研究结果表明:现场实测结果与数值模拟结果较为接近且均小于规范限值,数值模型能较好地反映基坑变形特性;随着开挖的进行,围护结构变形出现明显的"鼓肚"状,最大侧向位移点向基坑中段移动;支撑轴力前期发展较快,之后趋于平稳;邻近地表沉降呈现为凹槽状,基坑开挖影响范围约在40 m内。研究结果可为其他类似工程设计或施工决策提供参考。     

钢-混凝土联合内支撑支护体系现场监测与分析

基于郑州市某地铁车站深基坑工程,采用现场监测和理论分析相结合的方法,通过分析桩身水平位移、桩身弯矩和支撑轴力等监测数据,研究桩撑支护体系中钢－混凝土联合内支撑的工作性状。结果表明:桩身最大水平位移出现在基坑深度约１／２位置处;桩身弯矩在基坑开挖阶段不断增大,反弯点下移,基坑开挖面以上最大弯矩绝对值约为开挖面以下相应值的２倍;采用增量法分析钢－混凝土联合内支撑支护体系时,相应桩身水平位移、桩身弯矩分布均与实测成果存在偏差。钢－混凝土联合内支撑支护体系的内力、变形分析模型应充分考虑两类支撑较大的刚度差异,特别是由于活络头滑移等使钢支撑内力进一步衰减而造成的结构内力、变形重分布。     

基于HS-Small本构模型的银川地区深基坑开挖-降水过程数值分析

针对银川地区缺乏数值计算深基坑稳定性和锚杆受力等相关研究,运用midas GTS NX软件中HS-Small本构模型,对采取锚钉支护的宁夏自治区银川某地下车库深基坑开挖-地下水位下降过程进行了数值分析。结果表明:随着基坑的开挖,基坑边坡的变形量逐渐增大,最终位移最大值出现在基坑顶部阳角处;锚杆轴力随开挖深度的增加而加大,控制变形能力与所处位置有关,下部锚杆控制变形能力优于上部锚杆,锚钉联合支护形式和土钉墙支护形式界面处变形差异较大;随着开挖和持续降水,周边建筑物沉降缓慢增加且最终沉降小于警戒值;锚钉支护中土钉轴力表现为轻微S型曲线,最大值约位于沿土钉长度3/4位置处;通过模拟结果与实测数据进行了对比分析,两者吻合较好,反分析获得银川地区典型土层HS-Small模型的参数取值,可作为银川地区类似深基坑工程数值模拟的依据。     

地铁深基坑施工全过程变形规律研究

在岩土工程领域中,地铁车站深基坑的开挖变形研究是一项重要课题。考虑到在施工过程中会有部分监测仪器的损坏,导致监测数据不完整,故仅依靠监测数据达到指导施工并反馈设计的目的是不充分的。文章以南京市某在建的地铁车站深基坑为背景,对围护结构的各项变形进行监测。同时结合有限元模型,模拟基坑开挖全过程,所得结果与监测数据进行对比分析。结果表明,围护桩、内支撑及立柱的监测值与模拟值的变化均在预警值以内,采用钻孔灌注桩联合内支撑及立柱的支护形式在地铁深基坑的设计和施工中安全、可行,为实际施工提供一定理论指导。     

红黏土地区深基坑变形特性的时空效应研究

为消除地下空间施工安全隐患,针对人为诱导作用下深基坑施工过程中产生的沉降变形问题,研究红黏土地区深基坑施工监测与变形特性的规律.通过在深基坑开挖和拆撑施工过程中对支护结构水平、竖向位移,深层水平位移、内支撑轴力、地下水位和孔隙水压力等进行监测,对高层建筑深基坑变形监测的工作流程、监测方法及监测数据等进行研究.结果 表明...     

深圳前海某深基坑支护结构监测与分析

以深圳前海某内支撑式超深基坑支护工程为例,介绍了深厚淤泥地层条件下的基坑监测方案设计,探讨了围护结构施工、土方开挖、拆撑以及回填整个过程中的监测数据发展趋势,针对地表沉降、水平位移、支撑轴力以及地下水位等监测项目进行规律总结与分析。监测结果表明:地表沉降、支护结构及立柱桩沉降、地下水位变化等监测数据在基坑开挖期间迅速发展,在开挖至坑底后逐渐趋于稳定,其中地表沉降以及地下水位下降值较大。施工过程中出现多项监测数值超过预警值的情况,通过及时反馈监测信息、加强监测等有效应对措施,基坑支护结构一直处于安全可控的状态,可为今后相关工程提供有益参考。     

地震断裂带高铁大跨拱桥深基坑钢板桩围堰支护试验与监测

针对大跨度高速铁路拱桥建设对深基坑开挖施工的安全性要求,为了研究钢板桩围堰支护在大跨度高速铁路拱桥深基坑施工中的可行性,以新建徐盐高铁徐洪河特大桥工程项目为依托,通过数值模拟及现场试验监测,对深基坑钢板桩围堰支护在施工过程中的形变及受力情况进行分析。结果表明:通过有限元模拟分析,钢板桩围堰最危险受力点处于钢板桩中部、中上部及四角连接处,围堰第4道内支撑内力较其他3道内支撑大。整个施工过程中工况5为施工最不利工况。由监测结果可知,在施工过程中钢板桩单日最大位移值为2.8mm,最大累计位移值为24.0mm,均未达到预警值,施工过程中钢板桩形变稳定。钢支撑轴力受基坑周边荷载的影响明显,围堰钢支撑最大压力值为147.31kN,最大拉力值为24.95kN,未达到预警值,结构安全。研究结果可供同类型工程施工参考。     

非对称深基坑变形规律现场监测

根据南京市青奥轴线地下交通工程主隧道基坑特点,制定了深基坑开挖施工监测方案,并使用 测斜仪、频率接收仪对基坑的深层水平变形、墙体关键位置处的水平位移以及钢筋混凝土支撑轴力进行 监测。结果表明:非对称基坑开挖过程中,随着基坑开挖深度和支撑的架设位置的不同,墙体位移的模 式也不尽相同;最大水平位移发生位置逐渐下降至６／７倍基坑开挖深度;同时各级轴力也相应增加,并 呈现交替形式。监测过程中,各项数据均小于报警值,支护方案有效。     

软土地区泵站基坑支护结构应力变形分析

为研究软土地基单侧开敞式不对称基坑支护结构的应力变形特征,采用ANSYS等软件构建全断面的泵站基坑三维有限元模型。针对挡土墙不同的模拟方式,研究基坑开挖过程中支护结构应力变形规律,对比分析得出推荐方案,开展推荐方案围护桩顶竖向位移数值模拟结果与监测成果对比分析。研究结果表明：泵站基坑开挖土体后立即施工支撑构件,围护桩墙位移整体减小,时空效应明显;建模时在挡土墙处加法向位移约束相较于不加法向位移约束,在一定程度上减小围护桩墙和位移值、桩墙顶竖向位移值、支护结构最大拉应力和最大压应力,并对坑底回弹有一定的约束作用,符合实际情况,建议采用该模拟方式;围护桩墙顶竖向位移的有限元数值模拟结果较监测结果偏大,存在一定的安全裕度。     

局部破坏对内撑式排桩支护基坑影响的模型试验

为降低实际工程基坑失稳事故发生率,通过室内模型试验研究了支撑失效、土体渗漏等局部破坏对内撑式排桩支护基坑的影响机理。试验结果表明：支撑轴力随基坑开挖加深而增大,靠近基坑中部的支撑轴力增量最大,坑角附近最小;支撑局部失效时,一部分荷载通过围檩传递到邻近支撑,另一部分荷载转换为支护结构的位移协调。当支撑全部失效后,支护结构整体刚度降低,支护体系变为悬臂排桩支护,支护桩位移、弯矩及坑外土体沉降量较支撑全部失效前明显增大;桩后局部土体发生渗漏时,土体迅速垮塌流进坑底形成土堆,同时坑外产生大范围的塌陷区,对周边环境及施工影响较大。     

混合支护下深基坑开挖引起的近接建筑物稳定性分析

以往学者对于深基坑开挖引起的周边沉降,一般考虑的多是单支护形式,因而开展混合支护条件下深基坑开挖对临近建筑物稳定性的影响研究,对确保建筑物稳定性具有重要意义。结合成都轨道交通8号线一期工程其车站深基坑工程监测数据,通过分析施工全过程地表沉降及支护结构的位移变化规律,对混合支护形式下的基坑稳定性进行评价;还通过建立研究区三维数值模型,进一步分析了混合支护刚度、建筑物结构柱刚度对建筑物整体位移的影响规律。研究结果表明:混合支护型式能有效控制基坑周围建筑物群的整体变形;提高建筑物基础刚度及建筑物墙体刚度等可保证基坑开挖过程中建筑物变形量处于控制值范围之内;围护桩直径增加50.0%,建筑物基础沉降减小19.5%,楼板竖向位移减小27.3%;建筑结构柱尺寸(边长)增加1倍,沉降最大值可减小60.0%。