基坑底部土体裙边加固模型试验与数值模拟研究

为研究基坑底部土体裙边加固对基坑变形和内力的影响,分别对未进行坑底加固和采用坑底裙边加固2种工况进行模型试验。在填土过程中预先浇筑加固土体,实现坑底土体加固。在基坑开挖过程中对地表沉降、冠梁侧向位移、桩身弯矩以及桩后土压力进行监测。用有限元软件Abaqus对模型试验进行拓展,将基坑变形的计算结果进行极差分析。研究表明,对坑底土体采用裙边加固,可以有效地减小支护结构的侧向位移;坑顶地表沉降虽有减小,但效果不明显;桩身弯矩略小于未进行坑底加固的工况;土体开挖,桩随着坑底下某一点发生转动,造成桩上半部分土压力减小,桩底处土压力增大;裙边加固尺寸中深度相较于宽度对基坑的变形影响更大;土体加固深度与宽度超过一定范围,控制基坑变形的效果有所提高但不明显,加固深度宜取0.3～0.4倍的开挖深度,宽度宜取0.35～0.45倍的开挖深度。     

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.     

被动区深层搅拌桩加固对超大深基坑变形的影响

选取不同加固土体参数,采用土体卸载条件下的HS(hardening-soil)有限元模型,分析了被动区加固对超大深基坑变形的影响。结果表明:深搅加固对墙体侧向位移的影响随深度增加而增大,可以最终减小墙体侧向位移达27%左右;在临近墙体局部范围内抑制坑底隆起效果显著,抑制隆起量最多超过50%;对墙背土体沉降抑制显著,局部降低60%左右。因此,根据不同地质条件和基坑变形控制要求,选择合理的加固形式使加固土体达到设计强度,既能保证基坑安全和环境影响的要求,又能节省造价。     

基坑底部土体墩式加固模型试验与数值模拟

通过室内模型实验及有限元数值模拟,研究了坑底墩式加固在不同加固深度、加固宽度、加固长度和加固间距工况下对基坑变形、桩身受力及桩后土体土压力等产生的影响。结果表明：墩式加固可以有效控制基坑开挖产生的支护结构侧向位移与坑底隆起;加固长度与间距对支护结构的变形影响较大;与加固长度和间距相比,加固的深度与宽度对坑底隆起的影响更大;墩式加固对于控制支护结构侧向位移的作用更大,对坑底隆起的作用更小。为达到最高性价比的加固效果,墩式加固的加固深度与长度宜取0.3～0.35倍基坑深度,暗墩宽度宜取0.3～0.4倍基坑深度,暗墩间距宜取0.2～0.3倍基坑深度。     

阶梯断面组合排桩支护结构桩间土加固效果研究

阶梯断面组合排桩支护结构常用于基坑工程中场地高差较大区域支护,前后排桩的桩间土加固范围直接影响支护结构受力及变形。结合工程实例,采用土体卸载条件下的HS(hardening-soil)有限元模型,分析了桩间土加固对支护结构的影响。结果表明:桩间土加固存在最优加固深度,当加固深度小于该深度时,随着加固深度的增加,支护结构的水平位移与周边地表沉降均有明显的减小,当加固深度超过该值时,支护结构水平位移最大值和周边地表沉降最大值基本趋于稳定。同时支护结构内力在最优加固深度时达到最小值,这对保障基坑安全及周边环境具有重要的意义。     

软土地层基坑开挖过程中注浆加固效果分析

分析了软土地区注浆加固的作用机理,采用数值方法,分别对基坑坑底加固和桩周加固效果进行了分析,研究结果表明:对于基坑底部加固,加固深度取5 m~7 m最为经济合理,但坑底加固对基坑周边地表沉降控制作用不大,采取基坑桩周土体加固可以有效减小基坑周边沉降,有利于基坑周围建筑物的稳定。     

不同坑底加固方式对深基坑变形影响的研究

通过使用ABAQUS有限元软件建立三维模型,研究内撑式深基坑内被动区坑底加固对基坑变形的影响,讨论基坑坑底满堂、裙边、抽条、格栅等四种不同加固方式对坑底隆起和围护结构侧向位移的影响,并结合工程实例的实测值与模拟值对比,验证模型的合理性。结果表明:坑底加固能有效抑制土体的隆起,其抑制作用从大到小依次是满堂、格栅、抽条、裙边加固,裙边加固能有效减小加固范围内土体的隆起;这四种加固方式对抑制围护结构侧向位移的效果差距不大,主要影响最后一道支撑以下围护结构的侧向位移。     

某地铁车站软土深基坑加固效果研究

采用水泥土搅拌加固软土深基坑土体是工程中常用的有效方法。本文采用有限差分软件FLAC3D建立某地铁车站深基坑的数值计算模型,并对未加固和加固两种设计方案进行了施工全过程数值模拟,对两种方案的土压力、地下连续墙水平位移以及邻近铁路路堤沉降的模拟计算结果进行了对比分析。结果表明:三轴水泥土搅拌桩对于软土深基坑加固效果显著,能够有效的减少围护结构的侧向位移和地表沉降;当周边环境对基坑变形有严格要求时,对土体进行加固,提高土体强度是十分有效的措施。     

超深基坑开挖辅助措施研究

以某地铁线路车站基坑为背景,通过数值模拟方法,分析了基坑开挖引起的围护结构及基坑周边地表变形规律,分析了不同基坑加固方案的效果,提出了合理的加固方案。研究结果表明:在现有基坑支护条件下,基坑开挖造成连续墙最大水平变形约为70mm,地表周围沉降为50mm,超过有关规定;经计算分析采用满堂加固具有良好的控制变形能力;在建议加固方案作用下,连续墙水平位移、地表变形和坑底隆起分别减少了约29%、21%和27%,满足规定要求。并将计算值与实测值进行了对比,验证了计算分析的合理性。     

绍兴地铁某风井深基坑施工监测分析

以绍兴地铁杭绍线某风井深基坑为背景,对开挖施工过程中的支护结构侧向位移、土体侧向位移、周边地表沉降、临近高速公路沉降和支撑轴力的监测数据进行分析。研究表明:围护结构的测斜分布曲线和临近土体的测斜曲线变化趋势一致,最大侧向变形值位于基坑底部;基坑开挖引起的周边沉降具有明显的时空效应,呈现凹槽型的变化趋势;沉降的大小不仅与支护结构的侧向位移有关,还受到场边堆载和基坑隆起的影响;高速公路临近基坑区域的沉降变形最大,需要加强监测并减少施工扰动;内支撑轴力在施工初期增长较快,随后逐渐趋于平缓。     

考虑槽壁及坑底联合加固的上海地铁车站基坑变形特性分析

以上海轨道交通14号线嘉怡路站的基坑工程为例,采用有限元法对其开挖过程进行了数值模拟,并结合现场监测数据对比分析,研究了地连墙槽壁及坑底土体联合加固对基坑变形特性的影响。结果表明:采用TRD工法墙和三轴搅拌桩进行的槽壁及坑底联合加固对基坑周围的地表沉降、坑底隆起和地连墙的侧向变形起到了很好的控制作用,研究结果为上海地铁车站基坑工程的设计和施工提供了参考。     

沉桩挤土效应对临近基坑影响的试验研究

基于模型试验,采用3×3群桩和铝板模拟基坑围护结构的方式,研究了沉桩挤土效应对临近基坑的水平位移、坑底隆起和土压力的影响。试验结果表明,沉桩过程中,基坑受挤土效应的影响逐渐增大。就影响因素而言,基坑平面尺寸越大,其水平位移和坑底隆起变形越大,主动区土压力越小;基坑距桩区距离减小时,基坑水平位移、坑底隆起变形和土压力呈现增大的趋势。试验结果对临近基坑场地上沉桩施工具有重要的指导意义和实用价值。     

深基坑开挖对坑底桩受力变形特性的影响研究

随着基坑开挖深度不断加大,基坑开挖过程对已施工坑底工程桩的受力和变形影响不容忽视,针对该问题,对深开挖条件下桩基进行了桩身内力及位移的工程现场实测.对比分析不同位置及不同长度的坑底桩基在开挖过程中的受力和变形规律.结合工程建立三维数值分析模型,基桩采用钢筋混凝土损伤模型,探究了基坑开挖深度、桩的相对位置等因素对桩身轴力...     

流变性软土地层桩基沉降位移的粘弹性解析方法

考虑流变性软土地层桩基工程特性,并通过构建桩底土体虚拟柱状结构模型,建立了由桩体变形和桩底沉降时效特性的桩基沉降位移计算模型及其理论解。研究了桩基承载模式及其随荷载的演变规律、对应承载模式条件下桩基沉降位移及其时效特性。结果表明:软土地层中桩基荷载通过桩周阻抗自上而下传递,桩基承载模式随荷载增大存在摩擦承载模式、摩擦与桩端共同承载模式及其随荷载与环境条件逐步演化的动态关系;当桩基处于摩擦承载模式时,桩基沉降位移等于桩体压缩瞬态弹性变形;当桩基承载模式处于摩擦与桩端共同承载状态时,桩基总位移为桩体变形和桩底土体沉降位移的叠加,受土体的流变特性影响,桩基总位移呈现显著的时效特性,且随荷载增大桩端承载效果以及桩基位移的时效性愈加显著。     

深基坑桩锚支护结构受力与变形特性现场试验

在成都地区某基坑支护工程开展了深基坑条件下桩锚支护结构受力与变形特性现场试验,研究了冠梁上土压力与内力变化规律、锚索轴力及支护桩侧向位移分布特征。结果表明:①在基坑中部,冠梁对桩顶侧向位移有一定的协调作用,角点处冠梁协调作用较弱,应适当提高冠梁刚度,并将其与其他部位断开;②锚索轴力沿基坑深度呈类抛物线型分布,且(0～2/3)倍基坑最终开挖深度h_e范围内的中上层锚索对支护桩顶侧向位移影响比较明显,施工时应尽量控制该深度范围的开挖速度及重点关注中上层锚索预应力损失;③受边界效应影响,基坑变形具有空间效应特征,具体表现为基坑中部大于角点处、长边大于较短边,边界效应对其影响范围大致为1h_e。     

粉喷桩加固软土路基筑堤试验原位观测

对萧线增建二线软土路基三种粉喷桩的加固方案进行了沉降，侧向位移，桩土应力比等分析，得出粉喷短桩方案的最优结论。     

软土深基坑被动区超前加固变形控制效果研究

依托某实际工程,利用FLAC 3D软件建立了3种不同地层参数的基坑有限差分数值模型,验证了土体本构模型的硬化模型比摩尔-库仑模型更适用于基坑工程中,对比分析了裙边加固和满堂加固的加固效果,同时借鉴基坑底部被动区加固思路,提出了在软土深基坑中对开挖段进行超前加固,以控制基坑开挖过程中支护结构位移的方法。结果表明:裙边加固的合理加固宽度为0.5h(h为基坑开挖深度),合理加固深度则与坑底的地层条件密切相关; 满堂加固的合理加固深度可取0.3h,在某些基坑位移控制特别严格的情况下,满堂加固深度超过0.5h后,可考虑优先加固最后一道撑到坑底的土体; 开挖段的满堂超前加固可以使首道撑位置下移,为减少支撑道数提供了可行方案; 研究为同类工程设计提供了参考依据,进一步丰富了软土地区的深基坑变形控制措施。     

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.     

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。