坑中坑式基坑工程内外坑围护结构变形相互影响研究

在大量数据调研的基础上,对内外坑开挖深度、插入比对内外坑围护结构水平位移和竖向位移的影响进行了分析。结果表明:外坑开挖完成后外坑围护结构的变形已基本达到稳定值,内坑开挖对外坑围护结构变形的影响较小;内墙插入比对内坑围护结构侧向变形以及外墙插入比对外坑围护结构侧向变形均有较大的影响,均随插入比的增加而减小;内墙插入比对外坑围护结构侧向变形以及外墙插入比对内坑围护结构侧向变形的影响均不大。内外坑坑底的最大竖向位移受外墙插入比的影响也比较小。     

坑中坑开挖对桩锚支护基坑稳定性与变形的影响

桩锚支护结构是深基坑常用的支护形式之一,在工程中已获得广泛应用。深基坑开挖后再次开挖内坑会对基坑整体稳定性与变形造成不利的影响。依据合肥市滨湖新区恒大中心深基坑为原型,基于Flac3d数值模拟,分析了坑趾系数、内外坑深度比、外坑支护结构插入比对基坑整体稳定性及变形的影响。分析结果表明:该基坑坑中坑支护设计是可靠和安全的;内坑施工对基坑整体稳定性及围护结构最大变形的影响随坑趾系数、外坑支护结构插入比的增大而减小,随内外坑深度比的增大而增大;内外坑深度比和坑趾系数的变化对基坑整体稳定性及围护结构最大变形的影响皆敏感,且对围护结构最大变形的影响更为显著。     

基于ABAQUS分析坑中坑围护结构变形特性

运用ABAQUS对坑中坑式基坑进行了数值模拟分析,得到了基坑开挖过程中内外坑围护结构的变形规律,探讨了内坑围护桩插入深度对坑中坑变形的影响。得出如下结论:内坑的开挖对外坑围护结构存在一定的影响,内坑开挖后,由于内坑对外坑各侧地连墙的影响差异,外坑围护结构的变形也有所不同;外坑围护墙的侧向位移曲线呈现明显的"中间大,两头小"特点,最大位移发生位置随着基坑的开挖逐渐移至基坑开挖面附近。     

坑中坑开挖对悬臂式支护结构侧移的影响分析

悬臂式支护结构比内撑式支护结构对变形更为敏感,坑中坑开挖将对悬臂式支护结构侧移产生较大影响。利用有限元计算程序,建立坑中坑有限元模型并作全面数值模拟研究,得到了坑中坑不同开挖位置、深度及大小对围护结构变形的影响规律,并探讨了相应的变形控制措施。结果表明：外坑围护结构最大侧移随坑趾系数的增大而减小,并且坑趾系数存在临界值,最大侧移随着深度比和面积比的增大而增大；围护结构侧移受深度比影响最大,坑趾系数次之,面积比最小；增大内坑围护结构刚度和入土深度对抑制外坑围护结构变形增大的作用不明显,相反,内坑设置支撑能起到显著的作用。     

内墙插入比对坑中坑基坑变形影响的敏感性分析

以苏州某地铁换乘站坑中坑为基本模型,采用土体卸载条件下的HS有限元模型,系统研究了内墙插入比对坑中坑基坑支护结构和基坑土体变形的影响。结果表明:外墙侧移受内墙插入比影响甚微,除内墙插入比0.25时出现踢脚破坏外,内墙墙身、墙顶侧移随内墙插入比增大而增大,而内墙墙脚趋势相反。内坑底在距内墙10m附近出现显著隆起区,最大隆起量在96~99mm范围内并不受插入比影响,但隆起范围随插入比增大而增加;在显著隆起区外,内坑隆起量稳定在90mm,且不受插入比影响。外坑坑底隆起和外坑坑背沉降受内墙插入比影响较小。     

坑趾系数对坑中坑基坑变形影响的敏感性分析

采用土体卸载的HS有限元模型研究地铁换乘站坑中坑坑趾系数α对支护结构和土体变形的影响。结果表明:外墙最大侧移随坑趾系数增大而显著减小,侧移位置上移,α从0.25增加到1.5,外墙最大侧移从44.96 mm减小到30.71 mm,侧移深度从18.875 m上移到16.0 m;内墙侧移随α增大而减小,α从0.25增加到1.5,内墙最大侧移从45.74 mm减小到24.48 mm,内墙墙顶竖向位移随α增大而增大;内坑坑底在内墙10 m范围内出现显著隆起区,最大隆起量随α增加而减小,隆起区外的隆起值稳定保持在90 mm左右;外坑坑底隆起随α增大而增大,最大隆起位置出现在内墙外侧边缘,外墙内侧边缘的挤压隆起随α增大而增大,隆起范围和隆起量都较为显著;外坑坑背沉降曲线相似,沉降量随α增大而减小。     

坑中坑开挖对基坑抗隆起稳定性的影响分析

在既有基坑内部进行二次开挖形成坑中坑的过程也是对基坑被动区土体卸载的过程,被动区土体的卸载加大了坑底隆起变形的趋势,对基坑抗隆起稳定性产生较大影响。根据坑中坑与圆弧滑动面的位置关系的不同,对坑中坑类型进行了分类,推导了不同类型坑中坑基坑抗隆起稳定安全系数的计算公式。研究结果表明：坑中坑基坑抗隆起稳定性与坑中坑开挖位置有关,当坑中坑在圆弧滑动面影响区域内开挖时会减小抗滑力矩,降低基坑抗隆起稳定安全系数。外部型坑中坑对基坑抗隆起稳定性无影响。内部型坑中坑基坑抗隆起安全系数随内外坑壁距离、内坑宽度、内坑深度的增大而减小。坑底相交型坑中坑基坑抗隆起安全系数与内坑宽度无关,随内外坑壁距离的增大而先减小后增大,随内坑深度的增大而减小。坑壁相交型坑中坑基坑抗隆起安全系数与内坑宽度、内坑深度无关,随内外坑壁距离的增大而增大。     

某坑中坑基坑动态施工的数值模拟研究

结合上海西藏南路越江隧道浦东接线段基坑工程,对某一工况下的坑中坑基坑进行动态施工模拟得出:内坑开挖对左侧地表沉降影响明显,且后一开挖步最大沉降量约为前一步骤的2倍.当开挖至内坑底部后,右侧最大沉降为左侧的1.8倍.土体发生较大侧移处位于内坑坑底0～8m范围内.内坑开挖造成左墙墙前被动土压力减小,底部往坑内发生侧向位移.中墙顶部发生坑外位移,墙底发生了坑内侧移.随开挖步,右墙中底部侧移加大,且最大侧移处位于开挖面以下2m.     

带浅内坑基坑的动态施工数值模拟

结合上海市西藏南路越江隧道浦东接线段某坑中坑基坑工程,建立有限元数值模型对基坑动态施工进行数值模拟。内坑开挖造成两侧地表有不同程度的沉降,靠近内坑一侧地表沉降较大。当开挖至内坑底部后,右侧最大沉降为左侧的1.6倍。内坑开挖造成左墙底部往坑内发生较大侧向位移。中墙顶部发生坑外位移,中、底部发生坑内侧移。右墙中底部侧移较大,且最大侧移处位于地表以下1.2倍的开挖深度。     

台宽比对坑中坑基坑变形的影响分析

台宽比即坑中坑基坑土台与基坑宽度的比值。作为坑中坑基坑的重要设计参数,台宽比对基坑变形有着直接的影响。本文运用二维有限元软件对不同台宽比下某深长坑中坑基坑开挖进行动态模拟,通过对地表沉降和围护墙体变形规律分析得出有利于此类基坑设计的指导性建议。其中:当台宽比小于0.67时,基坑左侧不宜按外坑深度进行单元计算,可考虑按基坑总深度进行单元计算;当台宽比大于等于0.67时,基坑左侧可考虑按外坑深度进行单元计算;当台宽比小于0.67时,基坑右侧宜按基坑总深度进行单元计算;当台宽比大于等于0.67时,可适当减小基坑右侧单元计算深度;当台宽比不大于0.5时,内坑支护效应对基坑的整体稳定性影响较大,宜增加中墙整体刚度或插入比。     

基坑开挖对邻近建筑物的影响分析

结合具体工程实测,对土钉墙支护的深基坑变形性态进行了分析,并得出以下主要结论:坑外土体深层水平位移曲线呈悬臂型分布,最大水平位移发生在地表处,在基坑开挖深度附近,其土体的水平位移逐渐趋于零;坑外建筑物沉降在0.5倍开挖深度范围内的建筑物沉降值最为显著,而在(1.0~2.0)倍开挖深度范围内的建筑物沉降值则明显较小。     

南京江北新区相邻深浅基坑开挖时序优化研究

依托南京江北新区江漫滩地层地下空间基坑群工程,对深度、面积差别较大的两相邻基坑进行开挖数值模拟研究,提出3种不同开挖时序,对比了不同开挖时序下围护结构变形、地表沉降、坑底隆起规律。结果表明:不同开挖时序控制下基坑外墙与共墙变形作用不同,深浅交替时序控制作用最大,先深后浅次之,先浅后深最小; 在开挖深坑下部土方时,先浅后深时序下,共墙最大变形位置在浅坑底部附近,而另外2种开挖时序下共墙最大变形位置上移到墙顶; 在减小坑外地表沉降方面,深浅交替时序作用最大,先深后浅次之,先浅后深最小; 先浅后深时序施工深坑上部土方时,最大沉降位置逐渐靠近坑壁,而先深后浅时序施工浅坑时最大沉降位置远离坑壁,深浅交替时序施工时,最大沉降位置亦远离坑壁; 在深坑下部土方未开挖时,深浅交替时序对控制浅坑坑底隆起作用最大; 深坑与浅坑均开挖完时,先浅后深时序最有利于控制深坑坑底隆起; 对比各时序基坑变形规律,建议采用深浅交替时序开挖此类相邻基坑。     

既有建筑下半盖挖深基坑变形影响因素研究

由于盖板与建筑荷载的存在,既有建筑下半盖挖深基坑承受偏压荷载,对基坑与支护结构变形造成影响。依托南京山西路地铁车站半盖挖深基坑,采用数值模拟手段,研究了既有建筑对半盖挖深基坑变形的影响,得出以下结论:地连墙最大侧移量δ_hm随上部建筑层数增大显著增大,随地下室层数增加显著减小;最大侧移位置H_m随上部建筑层数增大而上移,随地下室层数增加而下移;既有建筑导致地连墙侧移曲线整体发生向基坑内的移动;随着上部建筑层数的增大,建筑侧坑外最大地表沉降δ_hm显著增大,最大地表沉降位置d_m向坑外移动;存在地下室时,最大沉降均发生在建筑靠近基坑侧;δ_hm随开挖深度H呈二次相关。     

滇中引水工程超深圆形基坑施工变形和内力监测结果分析

以滇中引水龙泉倒虹吸盾构接收井77.3m超深圆形基坑工程为例,介绍了超深基坑监测布置方案,并基于监测数据研究圆形基坑受力变形规律。研究结果表明：①基坑开挖引起圆筒状地连墙逐渐变成沿一个方向拉长、而另一方向缩短的椭圆筒形状,朝向基坑内、外侧的变形值较小,远低于目前规范中对一级基坑的变形量要求;②圆形超深基坑开挖过程中,位于地连墙外侧的环向钢筋以受压为主,内侧的环向钢筋局部出现拉应力,而竖向钢筋既有部分受拉,也有部分受压,主要受圆筒结构空间变形影响所致;③墙体所受弯矩较小,最大弯矩仅为-390kN·m,出现在开挖至40m深度时;④地表变形以隆起为主,地连墙与土体之间并未发生有效滑移,土体卸荷作用使得坑底土体带动地连墙以及周边土体发生隆起;⑤基坑周围水位下降幅度很小,说明本工程地连墙采用铣接头能较好地保证圆形围护结构的完整性,具有良好的隔水效果。     

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、桩土侧摩阻力和桩身刚度的影响规律。结果表明：基坑开挖过程中,桩身受拉力作用;桩身混凝土在产生塑性应变前,桩身拉力随开挖深度增加逐渐增大;桩身混凝土应变超过极限拉应变后,拉力开始逐渐降低,桩身塑性区侧摩阻力变化显著。此外,坑底桩位置和桩长是影响其受力变形特性的重要因素。相同位置处,长桩的桩顶竖向位移更小;靠近基坑中心部位的桩顶竖向位移大,桩身塑性拉应变区较大。     

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。     

基于FLAC_3D模拟技术的深基坑变形规律研究

因深基坑失稳造成的工程事故严重威胁着技术人员的生命安全,影响着工期的长短。通过FLAC_3D对深基坑开挖进行数值模拟,分析现场检测结果,得到地表沉降最大点沉降量最大点距基坑边缘11. 2 m,最大沉降量为18. 9 mm,基坑边界无穷远处,地表基本没有沉降,在靠近围护桩底端出现受力反弯点,基坑开挖4. 5 m后支护侧向变形量达到最大,且最大变形为24. 9 mm。