坑角效应对基坑周边建筑物影响的有限元分析

在基坑工程中,当建筑物紧邻基坑坑角时,坑外土体的不均匀沉降将导致建筑物发生挠曲变形与扭转变形,其中,挠曲变形趋势及挠曲程度取决于建筑物所跨区间内土体沉降曲线的挠曲变形特征,而扭转变形则与建筑物同坑角的相对位置紧密相关．在挠曲变形与扭转变形的共同作用下,建筑物墙体拉应变将受到坑角效应的显著影响．算例结果表明：对于纵墙平行于基坑边的建筑物,当其距坑角距离小于1倍开挖深度时,坑角效应对建筑物变形起不利作用,显著增大了建筑物的墙体拉应变,即此时建筑物是最为不利的;而当建筑物纵墙垂直于基坑边,且距坑角距离小于1倍开挖深度时,坑角效应对建筑物变形起有利作用,使得建筑物的墙体拉应变显著降低;而当建筑物距坑角距离大于1倍开挖深度时,坑角效应对建筑物墙体拉应变的影v向基本可以忽略,但墙体拉应变达到最大值,即此时建筑物是最为不利的．     

"两墙合一"条件下地铁车站深基坑变形特性

针对地铁车站深基坑施工主体回筑后受力变形特性与空间效应复杂的问题,综合采用模型试验和数值模拟方法,对土体沉降与支护体系变形特性进行分析,得到地连墙水平位移、周围地表沉降规律、沉降与位移之间的相互影响关系以及基坑的三维空间效应.研究结果表明:本文条件下地表沉降的主要影响范围为0.5He～1.5He(He为基坑深度);最大地表沉降与地连墙最大水平位移的比值为1.0～1.6,地表沉降随地连墙水平位移的增大呈非线性增大,最大地表沉降、地连墙最大水平位移与开挖深度具有线性关系;基坑边角效应对地表沉降的影响大于对基坑水平位移的影响,基坑水平位移的空间效应相比地表沉降大约滞后0.5He的距离.     

硬土场地基坑变形监测与分析

南京阳光雅居4期基坑工程处于硬土场地中,基坑开挖深度5.7 m,局部7.0 m,围护体系采用了人工挖孔灌注桩和土钉墙2种支护结构形式.施工过程中分别对桩项圈梁水平位移、土钉墙墙顶水平位移、围护桩桩侧土体深层水平位移、邻近建筑物沉降、邻近道路沉降进行了长达8个月的监测.依据硬土的物理力学特性和本次基坑变形监测结果,分析表明:硬土场地中快速挖土卸载,可致使基坑支护结构产生明显水平位移,而周围土体水平位移相对较小,由于两者变形不协调,通常导致支护结构和土体间出现裂缝;硬土场地中基坑开挖引起的邻近建筑物和道路沉降较小,对周围环境影响不明显.     

基于空间效应的土岩二元地层深基坑变形规律研究

为了研究土岩二元地层深基坑的变形规律,以徐州市地铁3号线南三环站深基坑工程为研究对象,监测不同施工阶段基坑围护桩侧移、基坑周边地表沉降和内支护轴力。同时,采用数值模拟方法进一步探究不同刚度放大系数和施工顺序下基坑空间效应的差异性。结果表明:土岩二元地层基坑有明显的空间效应,基坑围护桩变形和周边地表沉降要远小于土质基坑,围护桩最大侧移所处位置的平均值为0.439 45倍的开挖深度;随着刚度放大系数的减小,围护桩弯矩增大,基坑长边与短边展现出更加明显的空间效应,而阴角与阳角处的空间效应变化不显著;施工顺序对基坑空间效应有影响,分层施工的空间效应较分区分层施工更加显著。     

温州深厚软土地层城市轨道明挖深基坑施工环境效应实测

基于深基坑施工存在的环境效应问题,依托温州市域铁路S1线机场标段,通过对53个断面的现场实测及数据分析,研究了温州深厚软土地层城市轨道明挖深基坑的施工效应规律。结果表明:①坑外地表沉降呈明显"锅底"型,在第二道钢支撑施工完成后,地表沉降速率明显加快,影响范围约为3. 5倍基坑深度。通过测点统计,地表最大沉降点位置分布于区间H-3～H+15(H为基坑最大开挖深度,m),最大沉降范围为(0. 2%H～1. 67%H)。②地下连续墙水平位移表现为"臌胀"型模式,第二道钢支撑完成后加速变形。通过测点统计,最大水平位移点位置分布区间为H-5～H+2;最大位移范围是(0. 05%H～0. 8%H),平均值为0. 3%H。③坑外深层土体水平位移表现为"臌胀"型。通过测点统计,最大位移点位置分布区间为H-3～H+2,最大水平位移范围为(0. 13%H～1%H),平均值为0. 25%H。④坑外深层土体与地连墙表现为的相同水平位移模式和速度趋势。但在相同高度点位置,土体水平位移均大于地连墙,且深层土体变形持续时间明显长于地下连续墙。研究成果可为类似地区明挖深基坑施工提供借鉴。     

地铁车站基坑开挖顺序对建筑物沉降影响

为研究地铁换乘站基坑开挖顺序对基坑阳角建筑物沉降的影响,基于昆明地铁文化宫站基坑实测数据,进行了FLAC3D数值仿真。对比深浅区域不同开挖顺序下建筑物沉降及围护墙体变形情况,发现靠近先开挖区域的建筑物沉降测点和墙体变形比后开挖区域的对应变形要大;与先后开挖区域距离相近的建筑物测点,其沉降受开挖顺序影响较小;位于基坑阳角的建筑物的沉降基本上都发生在最初的两个开挖步骤,且围护墙顶部水平位移主要与浅层土体的开挖时间有关。本文的研究成果对于基坑附件建筑物的保护具有一定参考价值。     

土钉墙-双排桩支护体系基坑变形特性分析

基于昆明某基坑支护工程,采用土钉墙-双排桩联合支护体系的基坑支护方案,对基坑开挖过程中周边土体水平位移、沉降及周边建筑物处土体沉降进行了监测分析.基坑周边土体变形监测结果表明:基坑开挖过程中周边土体变形在初期变化较快,锚索施加完成之后,土体变形稳定,最大水平位移接近11 mm;基坑周边土体最大沉降25 mm左右,邻近建筑物处土体最大沉降接近15 mm,差异沉降2 mm,均小于变形预警值,达到基坑支护要求,结果为类似工程提供参考.     

地铁车站深基坑施工中的变形监测研究

控制基坑变形是地铁的安全运行重要保证,因此在施工中要对地铁基坑变形进行监测与控制。地铁深基坑变形监测一般可通过坑底土体变形、围护墙体变形、墙后土体沉降变形的监测来实现。在施工中,应遵循边挖边护的原则,在开挖的同时,做好支护工作。     

黄浦区洛克外滩源深基坑监测研究

结合大量现场实测数据,系统分析了基坑开挖过程中维护结构变形、地表沉降以及周围建筑物的变形规律,监测结果显示:维护墙体变形整体呈"纺锤"状,并具有明显的时空效应,随着开挖深度的不断加深,地下连续墙水平位移的最大值也不断向下移动;地表沉降曲线表现出明显的"沉降盆",在距离基坑边缘一定距离处达到最大值,并随着距基坑距离的不断增大,地表沉降逐渐减小,且深层土体的开挖对地表沉降的影响尤为明显;加强邻近历史建筑物侧的基坑维护和防水措施以及对历史建筑物地基的加固处理有效地控制了历史建筑物沉降.结论对在密集建筑群中软土地基上基坑设计和开挖具有一定的实用价值和借鉴意义.     

基于时空效应的深基坑工程变形规律分析

以基坑开挖的"时空效应"为根据,对上海市陶家宅深基坑工程的监测数据进行统计分析。对各监测项目在不同施工阶段、不同空间位置的变形规律进行讨论,重点分析了基坑自身变形及周边环境的变形在不同"时空条件"下的表现形式与内在联系。结果表明:各监测项目的变形主要发生在基坑开挖阶段,底板可以有效地控制基坑自身和周围环境的变形;基坑的空间效应影响程度沿远离坑角方向衰减,且基坑长深比越大,空间效应表现得越明显;围护结构最大侧移及最大侧移出现的深度均随开挖深度的增大而增大;基坑周边地表沉降沿远离坑壁方向呈现先增大后减小的三角形变化趋势;基坑周边地表沉降与管线沉降规律大体相同,但在数值上存在一定的差别。     

基于复杂环境下软土基坑开挖阶段的变形监测与分析

为研究软土地区城市中心区域基坑开挖对临近道路地表沉降的影响,围护结构顶部变形规律,内支撑轴力变化趋势以及内支撑对道路地表沉降和围护顶部变形的影响性状,以上海地区陶家宅深基坑工程为背景,通过对该深基坑开挖过程中围护结构顶部水平位移、垂直沉降,临近道路地表沉降,内支撑轴力进行信息化监测,并对实测数据进行了分析。结果表明:位于基坑中部位置的围护结构,其顶部水平位移的变化速率及最终位移量都要比处于坑角位置处的围护结构相应的值要大,且二者差值较大。基坑临近道路地表在不同的工序下不是以单一沉降特征进行沉降,而是不同特征交替出现。由此可见:内支撑可较好的约束围护结构顶部变形以及道路地表沉降,在开挖时要缩短暴露时间及时加设支撑。基坑中部的变形及沉降均要大于角部位置处的变形与沉降,在施工时要对该位置做好防护工作。     

近接浅基础建筑物深基坑变形特性及关键参数

基于现场实测数据和数值模拟对深基坑围护结构和既有建筑物的变形特性进行了研究.采用有限元方法建立数值计算模型,结合现场实测数据和已有文献对邻近既有建筑物深基坑开挖变形规律进行参数分析,全面揭示了不同工况下围护结构变形与建筑物沉降的关系.结果表明:桩锚支护结构在锦州地区深基坑应用效果较好,控制变形能力强;矩形基坑的坑角效应显著,坑角处平面应变比(PSR)值约为0.4~0.6;建筑物基础埋深和基坑开挖深度对建筑物平均沉降(δ_va)与围护结构最大侧移量(δ_hm)的线性关系影响不大;建筑物与围护结构距离L不同时,δ_va与δ_hm数据离散性较大,随着L的增加,δ_va/δ_hm逐渐减小.     

软土地区超深基坑引发邻近重要建筑沉降的倾斜注浆主动控制方案——以天津地铁7号线某地下四层站工程为例

注浆常用于基坑引发邻近重要建构筑物变形的主动实时控制,但当注浆与基坑距离较小时,注浆可能会对基坑支护体系造成威胁,目前尚无此方面的有效解决途径。以天津地区某超深地铁车站基坑邻近医院敏感建筑开挖为例,对基坑开挖影响进行分析,在超深地铁车站与医院敏感建筑之间的土层中注浆恢复建筑沉降。因竖直均匀注浆对基坑支护结构有较大不利影响,提出倾斜注浆以减小对基坑的影响。结果表明：倾斜注浆相比竖直注浆对邻近车站基坑的不利影响大幅减小,同时对建筑物沉降控制依然有效;倾斜注浆角度过大在减小建筑物邻近注浆体一侧的沉降时,其他位置会发生较大隆起;增大注浆体顶部埋深能够减弱建筑物隆起现象,使建筑物沉降恢复更加均匀。     

深基坑十字交叉换乘既有地铁车站变形特性分析

基于新建天津地铁5号线与既有地铁1号线十字换乘车站——下瓦房站的现场实测数据,研究深基坑开挖与既有车站十字相交时,基坑围护结构、墙后地表和既有车站的变形规律.研究结果表明:围护结构最大水平位移约0.064%H(H为基坑开挖深度),位于地表下约0.63 H.墙后地表最大沉降约0.025%H,位于墙后约0.71 H,沉降槽影响范围约为2 H.墙后地表最大沉降与围护结构最大水平位移的比值介于0.38~1.04之间,平均约为0.77.与基坑开挖方向交叉的既有地铁车站竖向上浮,水平方向外凸,以水平变形为主.既有车站周围止水加固和加固墙后软弱土层可显著减小既有结构变形.     

软土地层基坑群模型试验相似材料研制及应用

针对基坑群连续开挖存在的耦合效应,首先确定相似材料配比方案,其次通过正交试验得出合理的配比材料,进而设计基坑群模型试验,研究了两侧基坑叠加作用影响下车站基坑的围护结构和土体表层变形。研究结果表明：满足该软土地层相似常数的土层材料配比为石英砂：滑石粉：双飞粉：膨润土：水=0.27：0.27：0.232：0.058：0.17;相较于无邻近基坑开挖的地铁站,旁侧存在基坑开挖时由于相邻墙体引起的墙后土拱效应叠加而减小了坑间土体水平应力,进而减小开挖引起的围护结构受力和变形,但坑间土体沉降较大;基坑间距是支护结构变形的主要影响因素,两侧基坑间距位于1-2H之间（H为基坑深度）,接近1倍开挖深度一侧的叠加影响大于接近2倍开挖深度一侧。基于所配相似材料开展的基坑群模型试验具有很好的试验效果,对相关基坑群模型试验有一定参考作用。     

富水地层深基坑施工诱发邻近建筑物变形分析： 以济南地铁R2线烈士陵园站深基坑为例

针对城市地铁车站深基坑开挖对邻近建筑物的影响,尤其是富水地层,深基坑施工会诱发邻近建筑物产生较大变形,严重危及既有建筑物正常使用。依托济南轨道交通R2线烈士陵园站深基坑工程,基于现场实测结果分析了围护桩体水平位移、地表沉降和建筑物沉降规律,采用三维数值计算与现场监测数据相互印证,分析了深基坑施工对邻近建筑物变形的影响,并探讨了不同因素对邻近建筑物变形的影响。结果表明：建筑物沉降是由坑外地表变形所造成的,基坑开挖和降水造成坑外建筑物沉降大致相当;减小钢支撑间距,能够降低建筑物的沉降和倾斜,但不宜过密;止水帷幕能够起到有效控制建筑物沉降的效果,随着止水帷幕深度增加到一定程度,控制效果降低。     

西安地铁某车站深基坑开挖变形特性分析

为了确保基坑开挖中周边环境的安全,以西安地铁某车站深基坑开挖为例,运用ABAQUS软件建立三维模型模拟开挖对周边地表沉降和围护结构变形的影响,重点研究开挖中周边地表的沉降分布规律和围护结构变形的规律,并与现场实际监测数据进行对比分析。结果表明：地表沉降的实测值比模拟计算值大,但变化趋势基本一致;在基坑开挖过程中,地表最大沉降位置距离基坑边缘约11 m处,最大值为3.298 mm;围护结构水平变形沿开挖深度的变化曲线呈抛物线形,最大水平位移位于基坑最大开挖深度的 1/2 处,最大水平位移为11.05 mm,距基坑长边边缘0~25 m及短边边边缘0~22 m范围内的地表沉降最大,施工监测中应重点关注。     

深基坑稳定性与支护效果评价的有限元分析

本文以某地铁基坑工程为例,利用有限元数值模拟手段对基坑的稳定性、基坑周边地表沉降量、基坑坑壁及坑底位移进行了预测和分析,认为对于土质基坑开挖深度不超过5m时,利用抛物线函数预测法可以取得比较好的结果。而对于基坑开挖深度超过5m的基坑利用正态分布函数预测法可以取得比较好的结果。最后本文探讨了深基坑采取支护结构后利用有限元数值模拟手段进行变形预测的可行性,供工程技术人员借鉴。     

砂土地区深基坑稳定性评价及力学效应分析

结合某地铁车站基坑开挖工程,基于基坑支护结构的现场实测数据,对排桩内支撑基坑支护体系桩顶水平位移,桩体侧向位移及基坑周边土体沉降量进行分析,得出基坑围护结构各项位移和周边土体沉降随时间及开挖深度的变化规律.建立研究区二维有限元模型,并将实测数据与模拟值进行对比,研究支护结构内力变化及桩后土体应力状态.研究结果表明:基坑长边桩顶水平位移约为短边桩顶水平位移的3倍,桩体最大侧向变形量位于1/2H(H为基坑开挖深度)处;基坑开挖及降水引起地面沉降范围约3H,基坑周边各监测断面最大沉降量出现在距基坑边22m处(约0.82H~0.96H),内支撑架设有助于增大基坑整体稳定性.