基坑土方开挖的技术特点

本基坑工程开挖方法常用的有效坡开挖、无内支撑支护开挖、有内支撑分层开挖、盆式开挖、岛式开挖及逆作法开挖等,工程中可据具体条件选用。     

临海深大基坑降水干开挖施工组织设计技术浅析

深大基坑开挖涉及到开挖组织设计,道路布局,交通流量控制,开挖和运输设备选型,本文通过某集装箱码头港池降水干开挖的成功实施为例,详细介绍了临海港池降水干开挖施工组织设计要点,阐述了基坑开挖设计如何安全高效的完成港池开挖工作。     

软土基坑施工优化离心模型试验

以上海五坊园三期基坑工程为依托,开展了两组不同开挖分区方式的基坑开挖离心模型试验,通过测定不同开挖分区和支护方式对应的基坑围护结构变形规律及周边地层变形规律,探讨了开挖分区和支护方式对基坑开挖扰动效应的影响。试验结果表明:不同开挖分区工况下围护结构变形均随开挖深度的增大而增加,墙后地表沉降呈现勺子形分布并随距离的增加而减小;开挖分区工况对围护墙的内力变形影响较大,分区开挖有效控制了围护结构以及坑外土层的变形,后期开挖基坑对先期开挖完成基坑的地下连续墙弯矩和变形影响较小。先期较大面积开挖产生的弯矩和侧向位移均大于开挖面积较小工况的值,且较小分区面积对于远处地表沉降约束较好。     

隧道掘进地层应力释放对开挖面稳定影响数值研究

隧道开挖时通过在开挖面提供支护来控制开挖引起地层应力释放,以维持开挖面稳定并控制地层变形,开挖面稳定则受到地层应力释放的影响。采用有限差分数值软件FLAC3D实现隧道掘进时开挖面应力释放模拟,并分析不同程度地层应力释放对开挖面稳定性影响。模拟发现随着应力释放程度增加,开挖面历经弹性变形、塑性变形和破坏三个阶段,开挖面变形由弹性阶段进入到塑性阶段为开挖面失稳临界状态,而开挖面变形由塑性阶段进入到破坏阶段为失稳极限状态。对失稳极限状态研究发现,此时开挖面失稳表现为开挖面上部局部破坏,随着开挖直径D增加局部破坏失稳现象更加明显;浅埋隧道开挖面局部失稳将发展至地表,而由于土拱效应,深埋隧道开挖面失稳破坏发展至拱顶一定高度处不延伸至地表;失稳对开挖面后方D/4至前方D/2范围内地表沉降影响明显,随着埋深比C/D增大开挖面失稳对地表沉降影响减小。     

土方开挖技术在公路工程施工中的运用

从横挖、纵挖、混合式开挖三方面,介绍了公路工程施工中常用的开挖技术,并分析了各开挖技术的特点,阐述了土方开挖施工的工艺流程,有助于提高路基土方开挖的效率,减少土方开挖成本。     

劲性桩围护结构侧向土压力的室内试验研究

本文通过室内静力模型实验 ,得到了劲性桩围护结构侧向土压力以及地面影响范围随开挖深度的变化规律 :存在临界开挖深度 ,当开挖深度小于临界开挖深度时 ,侧向土压力的影响范围随开挖深度的变化较快 ;当开挖深度大于临界开挖深度时 ,变化将变缓。     

边坡分级开挖过程应力变化特征分析

根据边坡地质条件,采用有限元软件建立计算模型,计算出第1级开挖边界上的初始应力并导出第2、……、n级开挖完成时的各阶段的应力场。通过模拟边坡分级开挖过程,得到边坡开挖前的最大、最小主应力等值线云图及边坡开挖后最大、最小主应力等值云线图,并给出了各级开挖对应开挖面关键部位的应力及各级高程开挖前后的主应力随深度的变化对比曲线。结果表明,开挖前,边坡岩体总体处于弹性,整体稳定性较好;开挖后,边坡开挖面的拉应力范围和量值有所增大;高程805～872m的边坡中上部浅表部岩体(约3.0m)应力降低明显,中上部高程开挖过程的锚杆参数需要加强,尤其是锚杆间距需适当缩小。     

隧道开挖的围岩损伤扰动带分析

在给出隧道开挖损伤扰动带的概念、主要影响因素基础上,提出了隧道开挖损伤扰动带的力学、渗流特征及表征方法。在现场实测基础上,利用数值法研究了隧道开挖后的不同开挖方法的变形、渗流场变化规律。结果表明:开挖损伤主要决定于隧道开挖方法;隧道开挖引起的渗流影响边界大于力学影响边界。研究结果有助于合理地建立隧道开挖问题的流固耦合模型。     

深开挖条件下抗拔桩分析与设计方法

上海世博500kV地下变电站抗拔桩桩端埋深为82.3m,开挖深度约34m,且开挖面积大,开挖土方量达450000m3。结合工程实际提出了深开挖条件下抗拔桩的分析与设计问题。对深开挖条件下抗拔桩开挖段侧摩阻力的扣除、开挖卸荷桩周土体围压减小引起的抗拔桩承载力损失及开挖卸荷基底土体回弹对桩产生预拉力等问题进行了分析。提出了一种双套管法实现开挖段侧摩阻力的扣除,得到有效桩长的抗拔承载力;采用有限元法和基于Mindlin解的简化分析方法预估大面积深开挖土体卸荷引起抗拔桩承载力损失比例;采用有限单元法分析基坑开挖卸荷土体回弹对桩身产生预拉力,并指出深开挖的桩身设计应进行开挖过程及正常使用阶段两个方面的抗拉强度的验算。     

山岭隧道开挖应力释放率研究

在隧道开挖与支护过程的数值分析中,确定隧道开挖应力释放率是比较困难的一个问题。本文通过数值模拟方法,分析了围岩等级、开挖形状、开挖尺寸、隧道埋深以及侧压力系数等5个因素对隧道开挖应力释放率的影响程度。结果表明:影响开挖应力释放率的主要因素为围岩等级,并得到不同等级围岩隧道开挖应力释放率取值范围;其余4个因素对开挖应力释放率影响相对较小,为次要因素。因此,在数值模拟隧道开挖时,可以主要依据围岩等级来确定隧道开挖应力释放率。     

高层住宅楼土方开挖施工技术研究

本文针对高层住宅楼土方开挖施工,首先概述了高层住宅楼土方开挖施工的基本原则,进而详细介绍了高层住宅楼土方开挖施工中较为常用的几种开挖施工作业方式,并详细论述了基坑土方开挖施工注意事项,可以为基坑土方开挖施工作业项目的建设实施提供合理的参考。     

基坑开挖对抗拔桩极限承载力影响的模型试验研究

采用模型试验的方法研究了砂土地基中基坑开挖对抗拔桩极限承载力的影响,试验过程中考虑了基坑开挖直径、开挖深度及坑底以下有效桩长不同的情况,共进行19组试验。试验结果表明：开挖深度相同时,基坑开挖直径越大,抗拔桩极限承载力下降越多,开挖直径为30 cm（10d）时,抗拔桩极限承载力较开挖前有明显下降,随着开挖直径的继续增加,极限承载力继续下降,但下降幅度逐渐减小,并趋于一个稳定值;开挖深度相同时,坑底以下有效桩长越短,开挖后抗拔桩极限承载力损失比例越大;开挖卸荷后坑内土体处于超固结状态,抗拔桩极限承载力大于土体为正常固结状态时,开挖深度相同时,坑底以下抗拔桩长度越短,开挖后桩周土体超固结比越大,抗拔桩极限承载力与土体正常固结状态相比增加比例越大;坑底以下有效桩长相同时,开挖深度越大,开挖后桩周土体超固结比越大,抗拔桩极限承载力也越大。     

某湿法开挖深基坑围护结构变形分析

深基坑湿法开挖即保证基坑开挖面高于地下水位的开挖方法,主要运用于开挖条件受到严格限制情况下的深基坑。结合工程实际情况,通过对深基坑全程开挖的变形监测结果探讨开挖过程中围护结构变形程度、变形规律、结构安全控制标准及受时空效应影响程度等问题。     

开挖对边坡变形影响的离心模型试验研究

边坡开挖是工程中经常遇到的问题。采用清华大学土工离心机以及新开发的开挖模拟设备进行了土坡开挖的离心模型试验,测量了开挖过程中边坡位移场的变化。基于位移测量结果提出了一种确定开挖影响范围的方法,分析了开挖后边坡的变形响应。结果表明：开挖后坡体内部根据竖向应变性质的不同可分为开挖松动区、开挖压缩区和无影响区3个区域,不同区域土体的变形特性有所差别。开挖后边坡内部的潜在滑裂面在变形破坏过程中是变化的,从坡体内部向坡面方向移动。开挖条件下边坡表现出明显的渐进破坏过程。     

既有建筑桩基础开挖过程中承载特性数值分析

既有建筑物增设地下空间时,需要运用桩基础支撑上部建筑物,才可开挖建筑物下面的土方。随着桩周土减少和桩基础的暴露,桩的承载特性会出现变化。运用ANSYS有限元程序分析了桩周土开挖前、开挖10m和开挖20m等工况下,桩基础承载特性的变化规律。从分析的结果可以看出,开挖前后桩基础沉降表现出中间桩沉降大、周边桩沉降小的规律;随着开挖深度增大,桩基沉降量明显增大。上段桩周土开挖后,不仅造成未开挖部分桩身侧阻力和桩土间的滑移量增大,而靠近开挖面处增加更明显。当开挖至桩承载力接近极限状态时,桩底的侧阻力和滑移值逐渐接近开挖面附近的数值。     

离心模型试验中边坡开挖设备的研制与应用

针对目前边坡开挖研究中离心场开挖模拟技术的不足,在清华大学土工离心机上开发了一种可在离心模型试验过程中模拟边坡开挖的有效设备。该设备利用两个电机和滑轨模拟边坡开挖过程中的下切和推拉两个过程,结合现有的离心场图像采集和位移测量系统即可实现离心机运行过程中的实时开挖和多次开挖,并通过试验验证了该开挖设备的有效性和可靠性。利用该设备进行了土坡开挖的离心模型试验,再现并记录了边坡开挖后的变形破坏过程。     

某垃圾场开挖实例模拟分析

对某垃圾场的实际开挖过程进行数值模拟,通过与实测数据对比证明数值分析的可靠性,在此基础上分析了三种不同的开挖工况,结果表明中心开挖位移最大并且安全系数最小,因此推荐分层开挖或者边缘开挖。     

大坝基础高边坡开挖施工布置与开挖技术探析

鹅公水库大坝基础开挖主要包括左右坝肩土石方开挖、坝基松散表层开挖、左右坝肩岩质边坡锚喷支护等内容,左右坝肩边坡开挖分为四级边坡,均为高边坡开挖。施工总体布置与开挖施工困难多,文章就此进行研究。     

建筑机械开挖沟槽的稳定性研究

在建筑机械开挖市政管线的沟槽过程中,由于槽壁坍塌、挖掘机倾倒,造成人员伤亡和经济损失的工程事故日益增多。基于模拟挖掘机开挖沟槽的离心模型试验结果,建立沟槽槽壁许可破坏模式及速度场,利用极限分析上限法求解开挖深度上限解。根据槽壁破坏特点对开挖深度上限解表达式进行简化,并利用离心模型试验结果对开挖深度简化式进行了验证。利用沟槽坍塌时滑动土体的宽度表达式得到的挖掘机荷载影响区划分图,直观地给出挖掘机荷载的影响区和非影响区。当挖掘机荷载作用在非影响区时,挖掘机荷载对开挖深度不产生影响,利用开挖深度简化式计算的开挖深度等于无挖掘机荷载时的开挖深度;当挖掘机荷载作用在影响区时,挖掘机荷载对开挖深度产生影响,可利用开挖深度简化式计算开挖深度与无挖掘机荷载时的开挖深度之比。     

复杂环境条件下二元结构边坡开挖方式优选

随着经济发展的日益加快,城市建设越来越集中化。在城市内部进行高层建筑的基坑开挖必然会受到周边复杂环境的影响,因此在基坑周边环境影响下基坑开挖的合理方案选取就有着更高的要求。以某地区基坑开挖为案例,定量分析了基坑周边有汽车动荷载作用下二元结构边坡合理开挖方案。通过建立基坑开挖模型,模拟了分步开挖和分步跳挖两种开挖方式,分析得出分层跳挖是最有利于保持基坑稳定性的开挖方式。