基于三维有限元计算的基坑周边机械荷载对基坑安全性影响分析

在建筑基坑工程施工过程中,其周边经常需要布置大量的施工机械,而大吨位的施工机械给基坑带来了较大的局部荷载,容易造成基坑边缘土体或内部围护结构的局部破坏。为此,使用Ansys软件对基坑及其围护结构在局部较大荷载作用下的应力模式进行了三维有限元分析,认为以荷载距离基坑边缘3 m为界,荷载对基坑围护结构的影响随距离由近及远先迅速降低再缓慢降低。在此基础上,提出了大型机械特殊地基处理、特殊位置地下连续墙加强等应对措施,并分析了计算存在的误差和进一步研究的方向。     

周边建筑荷载输入模式对深基坑设计的影响例析

本文通过工程实例，对某地铁深基坑同一周边建筑物，采用不同荷载输入模式，对比分析基坑计算结果。研究结果表明，考虑基底均布荷载计算的围护结构内力比采用集中桩基荷载的围护结构内力要大，故在设计中考虑基坑及周边建筑安全，采用均布荷载输入。     

混凝土立柱与围护结构组合支护方式下地铁车站深基坑变形研究

考虑土体与深基坑支护结构的联合作用对施工安全具有重要意义.文章以某地铁车站深基坑工程为背景,通过FLAC3D数值模拟软件建立混凝土立柱与围护结构组合支护下的三维数值模型,模拟开挖不同阶段下基坑围护结构及周边土体沉降变形规律.模拟结果表明:基坑开挖施工会导致围护桩及周边土体产生变形,混凝土立柱能使围护桩的侧向变形降低11.42％;同时使土体沉降量减小及最大沉降位置远离基坑;基坑周边土体沉降影响范围约为支护结构深度4倍.采用混凝土立柱与围护结构组合支护形式能有效地控制变形及保障施工安全.     

深基坑开挖与紧邻运营铁路的相互影响分析

采用快速拉格朗日法对某大型近铁路基坑的施工进行了三维数值模拟。通过分层分块模拟基坑的开挖顺序,并分析了深基坑开挖与临近铁路荷载的相互影响,揭示近铁路深基坑开挖的变形特点。计算与实测结果对比表明:在采用合理的加固措施后,该深基坑开挖对国铁临时运营轨道路基的影响较小, 基坑周边地表沉降量较小,最大沉降不超过15 mm。通过对比有无铁路处基坑围护结构的变形可知,铁路荷载对基坑围护结构的变形有一定影响。分析结果可为类似基坑工程的设计和施工提供有益的参考。     

ANALYSIS OF EARTH PRESSURE ON THE RETAINING STRUCTURE DUE TO SURCHARGE NEAR THE EXCAVATION

通过理论分析和数值模拟对现行规范规程中有关基坑周边局部荷载引起支护结构上附加土压力的计算进行讨论。从弹性理论解确定了附加土压力值最大点的位置;利用有限元法对比分析了土体抗剪参数c和φ对附加土压力弹塑性解的影响,发现其与静止侧压力系数呈正比;针对土体分层情况,利用有限元法分析附加土压力的分布形式,并与均质地基时的情况进行对比;针对基坑周边建筑物荷载的作用,分析基础埋深对附加土压力的影响。     

临河隧道基坑开挖对地层沉降的影响与控制研究

结合天津海河隧道基坑开挖工程,采用工程实测及数值计算相结合的方法,研究高水位软土基坑在开挖过程中坑外地层沉降规律。基坑开挖对周边地面沉降存在一定的影响范围,一般距离围护结构约2倍基坑开挖深度范围属于主要影响区域;地面最大沉降点位于距离围护结构约0.6倍的基坑开挖深度;随着开挖的进行,地面沉降最大值的位置逐渐向远离坑外方向发展,其沉降最大值发生的位置与围护结构最大水平位移位置的比值为0.8~1.0。     

车辆动力荷载对地铁基坑开挖变形的影响

通过数值模拟方法研究了车辆动力荷载作用对基坑开挖变形的影响,对比分析了考虑车辆动力荷载、不考虑车辆动力荷载、不考虑车辆荷载三种荷载工况下基坑围护结构及周围土体变形规律。分析认为:基坑开挖完成后考虑车辆动力荷载与不考虑车辆动力荷载作用下基坑围护结构最大侧移差值不超过5%,地表最大沉降差值不超过5%,考虑车辆荷载与不考虑车辆荷载作用下坑底最大隆起位移差值不超过10%。     

基坑周边荷载引起支护结构上土压力的分析

通过理论分析和数值模拟对现行规范规程中有关基坑周边局部荷载引起支护结构上附加土压力的计算进行讨论。从弹性理论解确定了附加土压力值最大点的位置;利用有限元法对比分析了土体抗剪参数c和φ对附加土压力弹塑性解的影响,发现其与静止侧压力系数呈正比;针对土体分层情况,利用有限元法分析附加土压力的分布形式,并与均质地基时的情况进行对比;针对基坑周边建筑物荷载的作用,分析基础埋深对附加土压力的影响。     

锚碇深基坑施工过程数值模拟及安全监测研究

以非洲马普托大桥南侧锚碇深基坑项目为依托,运用FLAC~(3D)对深基坑开挖全过程进行了前期分析,预测了基坑围护结构及周边土体的变形规律。根据数值模拟结果,对监测方案进行优化并开展基坑施工阶段安全监测,得到基坑围护结构变形、周边建筑物沉降、周边土体位移等实测数据。将数值计算结果与现场实测数据进行对比和分析,结果表明:FLAC~(3D)计算所得墙体最大变形位置及最大位移值与后期现场实测数据吻合良好,对周边土体沉降最大位置的预测是准确的,表明建模及土体参数取值基本合理,对围护结构整体变形规律及周边土体的位移场规律预分析模拟精度较高。     

基坑开挖对周边环境影响的三维数值分析

基坑开挖会对邻近既有隧道及土体变形特性产生重要影响。基于Midas GTS420研究基坑开挖对周边土体、支护结构及邻近双向水平隧道的变形特性影响。数值模拟结果表明:周边土体沉降主要发生在开挖基坑长边中部及拐角部位,最大沉降位置位于围护结构外约1/3基坑宽度处;围护结构的最大水平位移位于基坑长短边拐角处,当基坑开挖深度接近于临界深度时,水平位移迅速增大;隧道的横向位移存在一个临界埋置深度,其深度约9m。     

多工况施工条件下基坑群变形特性分析

多个基坑近邻施工越来越常见,彼此间不同施工工况对变形影响较大。以武汉市地铁青菱站近邻基坑群工程为例,针对不同开挖顺序对基坑群变形影响问题,采用数值模拟的方法对不同基坑围护结构深层位移和基坑周边土体沉降的变形特性进行了分析。研究结果表明：在基坑群开挖过程中,基坑坑间土体沉降叠加效应受坑间距影响较大;不同开挖顺序对基坑外边侧围护结构变形和周边土体沉降影响不大,但对基坑内边侧围护结构变形有一定影响。3个基坑同时开挖基坑内边侧围护结构位移量最大,基坑依次顺序开挖位移量最小,先开挖2个基坑再开挖另一个基坑位移量位于二者之间。相关结论可为基坑群开挖顺序的设计提供参考。     

非对称荷载作用下基坑变形分析

非对称荷载作用下的基坑开挖对基坑变形、支护结构受力、周边环境等因素的影响与常规基坑开挖对其影响有着显著差异。文章以非对称荷载作用基坑为依托,用有限元模拟计算软件FLAC3D建立模型,结合原位监测,研究其变形规律,得到结论如下:非对称荷载作用下超载侧围护结构水平位移大于另一侧支护结构水平位移;单侧基坑所受荷载也会影响基坑支护结构的变形,单侧基坑荷载与基坑距离发生变化时,基坑围护结构的位移也会随之改变;当基坑两侧荷载差异加大时,基坑会整体向荷载较小一侧发生变形。     

基于城际铁路的基坑施工维护结构边缘加工技术

面对当前使用的基于流固耦合效应、p-y曲线方法没有考虑围护结构荷载的作用,导致加护效果不佳,同时地铁开挖会对地质及周围环境造成影响。基于此,本文提出了基于城际铁路的基坑施工维护结构边缘加工技术。该方法对基坑围护结构边缘荷载受力情况进行分析,经过对受力数值的计算,确定出桩基位置,测量灌注桩,获取护筒标高。根据桩位放样示意图,控制桩顶混凝土浇筑标高。制备泥浆,计算出所需混凝土的需求量。采用机械成孔锚杆施工方式,确保孔位偏差符合实际标准。经过实践应用可知,边缘加护的混凝土达到设计强度后进行冠梁施工,确保施工后基坑围护结构稳定。     

车辆荷载对PLC工法桩支护结构的影响分析

为研究车辆荷载对PLC工法桩围堰围护结构受力变形的影响,文中以在建某大桥主墩承台PLC工法桩（即锁口钢管桩+柔性较强的锁口钢板桩组合围堰）支护基坑为工程背景,研究车辆荷载大小和作用位置对PLC工法桩支护结构内力和位移影响,采用Midas FEA NX有限元软件进行建模分析,分析车辆荷载大小和作用位置对PLC工法桩支护结构内力和位移的影响。分析可知当车辆荷载作用位置距离基坑超过4m及以上时,车辆荷载对PLC工法桩支护结构的受力变形影响较小;车辆荷载大小和不同作用位置对第一道支撑的影响大于对第二道支撑的影响;支护结构满足现场施工要求,并为类似工程提供参考。     

深基坑施工对高架基础的变形影响及控制研究

以上海某下穿高架并紧邻高架基础的地铁车站深基坑为背景,采用简化分析、三维数值模拟及原位监测等手段,对复杂环境下深基坑施工对邻近高架基础的变形影响及变形控制措施进行研究。采用基坑开挖环境影响简化分区图并根据保护对象与基坑的相对位置关系,确定高架桩基的影响类型。根据混凝土结构裂缝控制要求,采用等代荷载法普通梁模型建立由桩身应力控制的桩基及基坑围护结构变形控制指标。通过建立三维整体计算模型,动态预测基坑围护结构及高架桩基的变形性态。主要监测结果与上海地区其他工程的对比分析表明,本工程采取的基坑围护结构及支撑体系调整、坑内地基加固及结构局部逆作等一系列变形控制措施,不但有效控制基坑自身的变形,也有效保护邻近高架基础的安全。     

水泥搅拌桩止水帷幕对支护结构变形的影响分析

以往的基坑设计中水泥搅拌桩多作为止水帷幕,而不考虑其荷载分担作用,但是,一些试验和实测资料表明,水泥搅拌桩还可以分担部分土压力,与支护结构形成复合式围护结构。本文采用非线性有限元软件建立考虑止水帷幕的基坑平面模型,分析水泥搅拌桩的排数、插入比和位置对支护结构的变形和土压力分布的影响,并且发现不同基坑深度下止水帷幕对支护结构变形影响程度是不同的,相关结果可为以后基坑的优化设计提供参考。     

考虑局部荷载的基坑抗隆起稳定性三维分析

针对目前基坑抗隆起稳定性计算方法不能考虑三维空间下局部地面荷载作用的问题,在圆弧滑动法的基础上,结合Boussinesq解,建立了可以考虑地面局部荷载的基坑三维抗隆起稳定性系数计算方法,并结合工程算例,分析了地面局部荷载不同作用位置及范围下基坑三维抗隆起稳定性系数的变化。结果表明:基坑长度小于60 m时,三维抗隆起稳定性系数明显大于二维计算结果,计算结果最大可相差60%以上;荷载作用位置及作用范围变化时,基坑三维抗隆起稳定系数变化复杂,且在滑裂体边界附近的荷载变化会导致基坑三维抗隆起稳定系数发生较明显的变化;距离基坑较远的地面荷载对基坑抗隆起稳定系数影响较小,计算时可适当简化。     

基坑工程侧邻地铁变形影响三维数值分析

基坑工程对邻近地铁隧道的影响已有较多的研究成果,但地铁隧道的存在对基坑工程的影响,受关注的较少。文中基于HSS模型,通过数值分析,对邻近地铁的基坑开挖进行模拟,着重分析既有隧道及不同隧道直径对基坑工程的影响。研究结果表明,隧道直径的大小对邻近基坑的围护结构侧向变形存在较大的影响,隧道直径增大,基坑侧壁变形明显增大;且越靠近基坑侧壁的平面中心位置,受隧道直径变化的影响越大。     

软土地区基坑围护结构不对称变形分析

桩撑支护是软土地区基坑工程常用的一种支护形式,在高密度的城市建设中由于用地限制等因素导致基坑受力不对称。以广佛江快速通道茶坑隧道基坑为例,通过对现场监测数据分析阐述了基坑不对称变形的内在机理,并采用有限元软件建立支护结构三维数值模型,模拟基坑开挖过程中支护结构的受力变形。分析结果表明:软土地区基坑由于围护结构外侧被动土压力与主动土压力较为接近,支护结构对不对称荷载非常敏感;通过采用水泥搅拌桩对围护结构周边,尤其是坑内被动区加固,能有效地减少基坑不对称变形。分析结果可为今后软土地区基坑支护选型与周边构筑物保护提供参考。     

基坑围护结构土压力与变形探讨

在基坑围护结构设计的众多环节中,土压力占据首要位置,对其余基坑围护结构有着重要影响。本文为探究基坑围护结构与土压力之间的相互作用及影响,对开挖过程中土压力分布受基坑围护结构变形作用所产生的影响进行了分析,以供相关人士参考。