临江基坑变形及受力性状三维数值分析

邻近江河深基坑由于受地下水渗流及潮位变化的影响,相关的设计与计算方法更加复杂。采用FLAC3D对某紧邻黄浦江的狭长形超长深基坑进行三维数值模拟,探讨基坑分区开挖、坑内地基加固、坑外潮位变化等施工条件对基坑变形及受力的影响,并与实测数据进行对比分析。结果表明,计算模型能够较好地预测不同施工条件下基坑的变形性状;平均潮位下基坑支护结构处于对称平衡受力状态,对维持基坑的整体稳定有利;不同分区间的封堵墙对基坑长边围护墙侧向变形的控制效果不明显;潮位对临江侧基坑围护墙侧向变形的影响较大,低潮位时墙顶会向坑外变形,并影响第1道支撑的受力,潮位变化较大的临江深基坑第1道支撑应采用与墙体整体现浇的钢筋混凝土支撑。     

超深风井基坑结构变形行为的监测研究

超深风井基坑周边环境复杂,其结构变形问题是影响深基坑工程安全的重要因素。文章依托厦门地铁3号线过海段风井基坑工程,通过现场监测的研究手段,系统分析了深基坑结构变形特征,明晰了地连墙水平位移、支撑轴力、地下水位、地表沉降等指标的演化规律。结果表明：地连墙水平位移、支撑轴力、地表沉降均随着基坑开挖深度的增加而增大。地连墙水平位移在基坑开挖至第四层时增长最为显著;支撑轴力最大值出现在基坑开挖至坑底阶段,内支撑的设置对地表变形也有一定抑制作用,但基坑周围动荷载对地表沉降影响显著;地下水在基坑开挖完成后会逐渐趋于稳定。研究成果可为沿海地区深基坑工程设计与施工提供参考。     

内撑式地连墙变形特征及其参数优化研究

随着国内深基坑工程的不断发展,越来越多的基坑支护形式被提出并得到了广泛的实践,为了保证基坑工程的安全,限制基坑变形与保护周边环境,选用适当的支护形式与支护参数显得尤为重要。本文依托广州新白云国际机场第二高速公路北段暗埋隧道深基坑工程,采用有限差分软件FLAC^3D建立数值模型,取地连墙厚度、地连墙入土深度、横向支撑布置形式3个变量,探讨了不同支护参数取值对内撑式地连墙支护结构中地连墙侧向位移和支撑轴力分布的影响,提出合理的支护参数取值建议与优化效果。结果表明,基坑存在明显的坑角约束作用,限制坑角地连墙侧移与支撑轴力;地连墙整体侧移在地连墙厚度0.6~0.8 m时明显较大,且由于刚度不足出现反弯点;地连墙底部嵌固作用可有效限制侧移量,地连墙侧移随开挖深度变化曲线呈现“中间大,两头小”的抛物线形状;将支撑整体下移2 m,可有效减小墙体最大侧移,改善支护效果。     

深基坑支护结构变形规律研究

依托实际工程,通过有限元软件FLAC-3D开展了基坑支护结构变形的影响因素进行了分析,得到了如下结论:增加地连墙厚度可以显著减小墙体的水平位移,但当地连墙厚度增加到一定程度时,再通过增加墙体厚度来减小位移的作用不大。第一道内支撑加上预应力后,不论其刚度是大还是小,对地连墙水平位移均较小。土体的模量对地连墙水平位移的影响是显著的,土体的模量参数是影响基坑变形的主要参数,增加土体的模量,可以很好的控制基坑的变形,因此加固基坑的软弱土层是控制变形行之有效的方法。     

地铁基坑地下连续墙变形规律及渗漏治理分析

为更好控制基坑围护结构变形及减少渗漏水风险，根据基坑围护结构监测数据，分析得出北京地区600 mm厚薄壁地连墙结构在基坑开挖过程中变形规律，同时根据实际案例归纳总结出地连墙接缝处渗漏水原因及治理方式方法。总结得出：地连墙体发生较大变形主要发生在3种施工阶段，即开挖第二—三道支撑之间土方阶段、拆除钢支撑阶段、墙体背后注浆阶段；地连墙出现裂缝的主要位置位于玻璃纤维筋与普通钢筋搭接处；地连墙锁口管接头在承压水层止水效果较差，地连墙接缝渗漏治理一般采用坑外注浆坑内堵漏双重措施。     

预制预应力地连墙围护受力及变形分析研究

目前常规地下连续墙的技术运用越来越成熟,但仍存在较多问题。而预制预应力地连墙具有常规地连墙所没有的很多优势,且符合未来绿色施工的发展方向,具有重大的研究意义。选取上海地区典型地质,对常规地连墙、先张法预制预应力地连墙及后张法预制预应力地连墙进行了有限元模拟分析,在围护墙体自身变形、受力及周边环境保护等方面进行了系统的比较分析。结果表明后张法对控制变形有着较好的效果,且在相同地连墙自身变形及周边环境影响下,后张法预应力地下连续墙的墙身厚度可以更薄,支撑数量可以更少,可有效减小混凝土用量,这都有利于将来预制预应力地连墙的推广运用。     

软土地层复杂环境条件下深基坑施工变形及力学性能研究

为解决复杂城区环境下,软土深基坑开挖过程中的变形控制和支撑内力控制难题,以上海市某软土地层深基坑工程为研究对象,运用有限元模拟手段建立了三维分析模型,分别研究了深基坑工程开挖过程中地下连续墙和地表位移、基坑内部混凝土结构的力学性能。结果表明,在基坑直角长边方向上,地下连续墙位移为正值,最大位移约45mm;在基坑斜线方向上,地下连续墙位移为负值,最大位移约-40mm;在基坑直角短边侧的地下连墙上下左右的位移分布较为均匀,变形值约为5mm;基坑周围地表沉降的变形规律明显,沿着基坑三角边线方向上均表现为边线中部凹陷最大,逐步向边线两边逐步减小,在边线法线方向上,地表沉降的变形逐步减小;基坑开挖对地表沉降的影响范围斜边上最大,其次为基坑直角长边方向,最小为基坑直角短边方向;4道支撑的内力整体上均随着开挖深度的增加而增加,在基坑开挖至底部时,4道支撑的内力发挥程度均>80%。     

软弱地层对狭长深基坑变形的影响研究

以苏州昆山某车站的实测数据为参考,基于Midas岩土专业有限元分析软件,通过改变场地土层厚度,土层倾斜角度以及基坑开挖深度等参数,分析研究软弱地层对基坑变形的影响规律。研究结果表明:随着软土层厚度以及基坑开挖深度的增加,地连墙水平位移呈指数型增加;地连墙最大水平位移深度与软土层倾斜角度、软土层厚度关联度较大;同时,随着软土层倾斜角度及软土层厚度的增加,会导致地连墙最大水平位移深度进一步下沉;此外,根据有限元分析结果,给出了软土层厚度、软土层倾斜角度、开挖深度3个参数与地连墙最大水平位移之间的关系式。     

逆作基坑地下连续墙水平变形数值分析

以天津某深基坑工程为例,利用ABAQUS有限元软件对基坑开挖过程进行三维数值模拟,分析基坑开挖过程中不同开挖顺序和开挖工况下基坑不同位置处地连墙水平变形情况.通过分析对比,认识到不同开挖顺序所引起的地连墙位移是不同的,地连墙从两边到中间开挖比从中同到两边开挖所产生的水平位移要小,越靠近地连墙长边中部位置,产生的水平位移越大,说明逆作深基坑存在开挖-空间效应,施工时应利用此空间效应优化施工组织设计.     

超深地连墙施工对周边环境影响现场试验研究

为研究软土中超深地连墙施工对周边土体和建筑物的影响,文章依托苏州地铁5号线某车站基坑地连墙施工,以3幅相邻地连墙槽段为研究对象,展开施工全阶段监测。监测内容包括土体侧向位移,地表沉降,土体深层沉降,水土压力及临近建筑物沉降。地连墙施工过程中,成槽开挖引起地层应力释放,土体变形明显且变形随着深度增加而减小,地表沉降在垂直于槽段方向随距离增加而减小;混凝土浇筑对土体应力补偿,抑制地层变形;混凝土硬化阶段,土体应力轻微释放,地层变形趋于稳定;成槽开挖施工对地层扰动最大,引起地层变形最为显著。槽段连续施工时,相邻槽段对土体影响有限。地连墙施工引起周边建筑物沉降和倾斜较小,建筑物结构刚度和基础形式对建筑物变形控制起到重要作用。     

深基坑地下连续墙变形及受力特性研究分析

在总结分析地下连续墙设计理论及方法的基础上,利用启明星弹性地基梁软件计算分析地连墙厚度、m值、支撑刚度以及插入比对地连墙变形及内力的影响,计算结果显示,m值对地下连续墙的变形及内力影响较大且受主观影响较大。     

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。     

深大基础工程施工变形智能预测与控制研究

本文的主要工作包括: (1) 在总结国内外有关的最新研究成果的基础上,系统地归纳有关软科学方法在岩土工程和地下工程方面的应用,提出了智能地下工程学的新思想。 (2) 系统地阐述了计算智能的各个基础学科及计算智能岩土工程各方面的相关概念和算法步骤,并对模糊神经网络、遗传神经网络、混沌神经网络、灰色神经网络、专家神经网络和GIS神经网络等集成计算智能学科进行了较深入的分析,并在上述研究工作的基础上初步建立了智能岩土工程的基础理论框架。 (3) 详细介绍并分析了润扬悬索大桥北锚碇锚区的气象与地质条件,围护结构设计,降水、封水设计,土方开挖方案设计,施工监测设计等方面的情况。并采用ANSYS软件对深基坑进行了有限元数值模拟,分析了支撑刚度和地连墙刚度以及施工工况对地连墙侧向位移、坑底隆起、坑外地表沉降和支撑轴力的影响。 (4) 采用遗传神经网络、灰色关联分析等对深基坑施工变形的影响因素进行了系统的分析及其重要性程度的排序。指出:无支撑暴露时间,深基坑的开挖深度,开挖土层厚度,开挖的步长,沿地连墙的开挖宽度,支撑的间距、位置和布局,以及土方开挖的方向、顺序与位置等为影响深大基坑施工变形的主要因素。 (5)首次将自适应灰色理论预测系统应用于地连墙的变形预测。计算结果表     

坭洲水道桥圆形地连墙支护体系监测与分析

对虎门二桥坭洲水道桥直径90 m、深29 m东锚碇工程进行了监测,实测得到开挖过程中地连墙墙后土压力、墙体径向位移、竖向弯矩等。同时,设计并实施了地连墙槽段接缝的单元体试验,探讨了圆形地连墙环向刚度折减系数的取值方法,并结合轴对称弹性地基梁法对监测数据进行了对比分析。计算与实测分析结果表明,圆形地连墙支护体系墙体最大位移值为开挖深度的0.018%,远小于工程预警值,说明其可有效控制基坑变形;施工过程中土体开挖及内衬施工对地连墙应力影响最大,是相应深度地连墙应力达到峰值的主要原因,其影响范围为上下两倍当层开挖深度;圆形地连墙墙后土体具有空间效应,实测土压力值小于主动土压力理论计算值;由计算对比可知,考虑环向效应及环向刚度折减的弹性地基梁法可较好地反映圆形地连墙支护体系的受力变形特性。     

地铁车站深基坑支护结构设计及变形研究

支护结构是深基坑工程开挖支护过程中相当重要的部分,在现场施工时由于岩土地质等不稳定因素的作用,如果支护结构不完善而与土体发生变形就能导致事故的出现。所以在施工开挖时,应该按照工地情形和地质条件及时调整支护结构设计参数和开挖的方式方法。以广佛环线项目为依托,得出以下结论：（1）地连墙–内支撑支护结构具有良好的支护效果,适用于基坑施工的支护;（2）因为影响基坑变形的原因众多,因此运用FLAC 3D数值模拟会有一定的局限性,和现场监测数据有一定的误差;（3）地连墙和内支撑会随着开挖和天气等原因会受到更大的压力,产生较大的变形;（4）支护结构的设计和现场监测对基坑开挖有重要作用,可以应对潜在的危险。     

软土地区地连墙与回灌井相互影响研究

针对地连墙缺口或缺陷问题,基于地铁车站基坑现场回灌试验,结合数值模拟,探究不同工况下地连墙与回灌井的相互影响作用。通过分析天津地铁6号线某车站基坑工程开挖前的抽灌试验,并采用有限差分法对不同地连墙缺口长度、不同回灌井距地连墙缺口距离工况下基坑外采取回灌控制水位下降的效果进行分析评价。结果表明:地连墙缺口长度对回灌效果影响较大,在缺口长度为5 m时,回灌引起的水位抬升效果相对完整墙降低可达50%左右; 基坑降水工程应保证地连墙质量,施工前开展抽灌试验,确保地连墙闭合; 在地连墙长度方向上,回灌井距离地连墙缺口或缺陷10 m以上时,缺口对回灌效果影响相对较小,在利用回灌控制坑外建筑物沉降时,应确保回灌井10 m范围内地连墙截水效果; 回灌井位于基坑外16 m以内时,因地连墙缺口引发的回灌效果差异显著; 距离超过24 m后,缺口对回灌的影响不明显; 实际工程中,回灌井应尽量远离基坑,靠近保护点的位置,避免受到地连墙渗漏影响。     

装配式地连墙接缝变形特性研究

为了研究接缝对装配式地连墙变形特性的影响并采取合理的改进措施,采用现场试验的方法将局部现浇地连墙替换为装配式地连墙,并对其实测的变形数据进行了对比分析;在实测数据分析的基础上,通过PLAXIS2D有限元软件模拟分析了不同深度横向接缝对装配式地连墙变形特性的影响规律;通过PLAXIS3D有限元软件对比了现浇墙与装配式地连墙水平方向及竖直方向变形形态,分析了竖向接缝对装配式地连墙变形特性的影响规律;最后,针对实测数据显示出的变形偏大问题,提出了改变冠梁刚度、围檩刚度、墙幅宽度、支撑位置4种改进措施,并通过PLAXIS3D有限元软件进行了验证。结果表明：装配式地连墙的接缝对墙体的刚度存在弱化作用,增大了其变形程度;位于坑底以上的横向接头失效时,墙体水平位移会显著增大,位于坑底以下的横向接头失效时,不会引起墙体水平位移的显著增大;竖向接头会显著减小装配式墙体的整体刚度,使其协同变形能力变差,变形更加难以控制;适当调节支撑位置可有效缓解墙幅间的错动和减小墙体变形。     

深基坑基底注浆加固效果数值模拟分析

采用高压旋喷注浆工艺对软土地区的基坑底部土体进行加固是保证深基坑施工安全与工程稳定常采用的方法。基于某地铁站监测数据,利用PLAXIS 2D软件建立了其数值计算模型并进行模型校核,对加固和未加固两种工况进行了数值模拟,对比分析了地连墙的位移和弯矩、地表沉降等开挖响应。研究表明,对软土地区基坑进行基底注浆加固,能有效减小地连墙的侧向变形和地表沉降。并针对加固区厚度、地连墙嵌入深度及刚度、软土层厚度4个参数进行了分析与讨论,优化了加固区的合理厚度、地连墙的合理嵌入深度,研究了基坑变形受地连墙刚度和软土层厚度影响的敏感性。     

偏压作用下坑底土体加固对围护墙变形特性的影响研究

依托杭州文一西路提升改造工程中的典型匝道基坑工程,采用有限元方法,针对偏压作用对基坑地连墙变形性状的影响,分析了不同偏压条件下坑底土体加固对地连墙变形的控制效果。结果表明：随着偏压荷载大小或偏压荷载宽度的增加,偏压侧、非偏压侧地连墙分别向坑内、坑外偏移,而偏压荷载位置仅影响地连墙整体扭转变形趋势;坑底土体加固对地连墙的变形控制效果明显,在不同偏压条件下,随着加固深度增加,两侧地连墙分别体现为向坑外、坑内的偏移趋势,最大侧向位移绝对值逐渐减小进而趋于恒定;当偏压荷载距基坑较远时或偏压荷载宽度较大时,非偏压侧地连墙最大侧向位移绝对值则呈现先减小后增大的趋势,说明坑底土体加固不仅能够有效减小地连墙最大侧移量,还能显著扭转其逆时针变形趋势。     

深基坑开挖对支护结构及既有建筑物的影响分析

以武汉市某深基坑工程为研究背景,采用有限元软件ABAQUS对其进行了基坑开挖全过程的数值模拟分析。结果表明:ABAQUS数值模拟软件可以较为合理的模拟基坑开挖全过程;地连墙+内支撑的支护形式可以很好地控制基坑开挖引起的支护结构以及周边土体的变形,保证施工及既有建筑物的安全。