深基坑开挖对邻近大直径管线影响的优化分析

为了研究由狭长型的市政管廊基坑开挖引起邻近管线沿长度方向的位移变化.以杭州管廊基坑工程为背景,运用有限元软件PLAXIS建立三维数值模型,探讨不同围护结构形式下的基坑开挖对邻近大直径污水管线的影响规律.分析得出管线的位移因近邻基坑的开挖存在时空效应,且提高基坑围护结构的刚度可以减小20％管线位移量;同一围护结构形式下两条管线的竖向位移变化趋势基本一致,但两条管线之间在水平方向的位移存在较大的差距,应分别监测两条管线的水平位移,研究结论和建议可为相似工程提供一定的理论依据.     

V-H组合荷载作用下基坑围护结构变形特性分析

为了探究竖向荷载(V)和水平荷载(H)组合作用下的地铁车站围护结构变形特性,以南宁地铁5号线某地铁车站基坑为依托,首先采用FLAC3D有限差分软件对基坑开挖支护进行数值模拟,将受V-H组合荷载和仅受水平荷载作用的基坑围护结构变形计算结果进行对比分析,然后将数值计算得到的规律与现场监测数据进行对比验证.结果表明:现场实监测值与数值计算值较吻合,受V-H组合荷载和仅受水平荷载作用的基坑围护桩变形形式一致,预先作用的竖向荷载对桩身变形形式的影响较小;预先作用的竖向荷载能使围护桩身最大水平位移位置下移,下移深度约为开挖深度的12.5％;监测结果显示,V-H组合荷载下的围护桩身最大水平位移增大约27％,削弱了围护桩的水平承载力,同时预先作用的竖向荷载使内支撑轴力增大约10％.     

基于正交试验的围护结构变形影响因素

深基坑开挖可能引起围护结构与周围土体的变形,而这些变形对各种影响因素具有不同的敏感程度.以上海长江西路越江隧道新建工程为例,根据实际土层分布建立了里程NK0+534.100处基坑体系横截面的几何模型,使用有限元分析软件ABAQUS进行了基坑开挖过程的数值模拟,分析了基坑施工过程中地下连续墙水平位移随深度的变化特征,对比研究了现场监测数据与数值模拟结果.选取地下连续墙厚度、窄基坑开挖深度、窄基坑开挖宽度3个影响因素,并对每个因素取3个水平,使用正交试验和正交表L9(34)实现了9种不同情况的数值模拟试验,并基于这些因素对地下连续墙水平位移的影响进行极差分析和方差分析.结果表明:数值模拟结果与现场监测数据吻合程度较好;对地下连续墙水平位移影响程度由大到小的因素依次为地下连续墙厚度、窄基坑开挖深度、窄基坑开挖宽度;地下连续墙厚度-地下连续墙的水平位移呈负相关,窄基坑开挖宽度、深度-地下连续墙水平位移呈正相关.研究成果对基坑施工过程中围护结构的变形分析具有一定的参考价值.     

坑外偏压荷载作用下既有深基坑支护结构性状分析

针对既有深基坑坑外通常存在临时堆载的情况,依托某建筑物地下室深基坑工程,运用ABAQUS有限元数值建模并结合实测数据,分析了坑外偏压荷载大小、荷载位置及荷载分布宽度对既有深基坑支护结构受力和变形的影响。研究结果表明:坑外偏压荷载大小不同情况下基坑两侧支护结构水平位移和弯矩差异较大,左侧(有荷载侧)桩体的水平位移大于右侧(无荷载侧),并且右侧桩体会发生逆向位移;左侧桩体最大弯矩随着荷载的增大而增加,右侧桩体最大弯矩呈减小的趋势;荷载位置对左侧桩体影响较大,而对右侧桩体影响较小,并且坑外荷载距基坑越远对既有深基坑支护结构影响越小;左侧桩体水平位移和最大弯矩随着荷载分布宽度增加而逐渐增大,而右侧桩体水平位移在减小且其最大弯矩略有增加;在对深基坑进行设计时,需要考虑坑外荷载的影响。     

紧邻既有结构的深基坑受力变形特性分析

基于考虑土体排水条件的摩尔库伦本构模型,采用有限差分软件FLAC3D建立准三维数值模型,模拟了有无邻近地下结构的基坑开挖过程并进行对比分析,得到了邻近地下结构深基坑的围护结构的受力变形特性.进一步研究了基坑围护结构土压力分布和水平位移与基坑和地下结构间距的关系,揭示了地下结构对邻近基坑围护结构受力变形影响的机理.结果表明,地下结构使坑间土体产生土拱效应而减小邻近基坑围护结构的变形;围护结构最大水平位移随着坑间距减小呈非线性减小;间距的变化会影响坑内外土体的变形受力;既有地下结构与邻近基坑的临界间距为1.5倍开挖深度.     

深基坑拉锚方案变更对其稳定性的影响分析

针对基坑围护结构设计过于保守,运输通道处施工滞后问题,以某深基坑工程为背景,提出相应的支护变更方案.运用ABAQUS有限元软件建立三维模型,同时考虑车辆荷载乘以冲击系数转化为静载时的影响,模拟分析围护墙的拉锚支撑方案局部变更后对结构的受力变形影响,并与实测数据对比.结果表明:原方案设计过于保守,变更方案后基坑的稳定性仍满足要求,且能加快施工进度;锚索层数适当调整减少后,围护墙位移、弯矩以及锚索应力变化较小;第一层锚索的位置对围护墙墙顶位移以及围护结构受力的影响较大,离墙顶距离越大,围护结构变形越大;当车辆荷载距离基坑一定时,车辆荷载会对围护结构的受力变形产生一定影响.     

佛山地铁花卉世界站基坑开挖对周边环境影响研究

地铁车站基坑开挖施工过程容易发生基坑围护结构稳定性问题,也会对周围环境产生不利影响,引发安全事故甚至造成经济损失与人员伤亡.佛山地铁2号线花卉世界站基坑工程地质条件复杂,通过现场监测分析和数值仿真模拟,研究基坑开挖过程中的支护结构水平位移和轴力、邻近管线的受力与位移,以及邻近基坑建筑物的位移情况.结果显示本站围护结构0.6倍深度处水平位移最大,0.75倍深度处的支撑轴力最大,第三道支撑设置前的开挖容易引发最大的周边建筑与管线位移.本文的研究可为佛山地铁车站基坑风险预警体系的构建提供参考.     

地铁车站基坑围护结构变形规律的数值模拟研究

文章通过有限差分软件FLAC3D对合肥市高铁南站地铁车站6#风井基坑开挖进行了数值模拟,并与监测数据进行了对比分析。结果表明,围护结构最大水平位移发生在基坑中部位置,呈两端小、中间大的"中凸形"分布;数值模拟结果与监测结果基本一致,且变化规律相吻合;通过改变数值模型的施工设计参数数值,发现增加钢支撑刚度、围护桩刚度或减小钢支撑水平间距均会显著降低围护结构的水平位移。研究结果可为合肥地铁基坑支护方案设计提供依据,也可供类似工程参考。     

大断面隧道施工对既有基坑围护结构挠曲位移影响规律研究

城市地铁工程建设中,常在地铁车站基坑建设后进行区间隧道建设,同时接入车站的出入场线隧道断面增大,对既有基坑结构造成严重影响.本文针对地铁大断面隧道出入场对既有基坑围护结构产生有害影响的工程问题,依托青岛市地铁4号线大河东站区间工程,研究既有基坑围护结构受隧道施工影响产生的挠曲位移.首先,综合全覆土压力与Terzaghi松弛土压力两种计算方法确定隧道断面垂直土压力及其对应的侧向土压力、掌子面土压力,并采用Mindlin应力解计算基坑围护结构上的附加应力;然后,计算并分析平衡状态下基坑围护结构上的横向附加应力;最后,考虑基坑围护结构的横向附加荷载,采用Midas GTS NX有限元软件构建隧道-土体-基坑围护结构3者共同作用的挠曲计算模型,分析基坑围护结构的挠曲位移变化规律.研究结果表明：随着大断面隧道向基坑方向的推进,基坑中下部围护结构会发生较大挠曲变形,在实际施工中应重点监测.研究成果可为车站基坑支护结构的设计优化、隧道接近与进站施工过程中的安全防控等方面提供理论依据.     

降雨影响下紧邻桥梁软土基坑围护结构受力变形研究

某基坑受连续降雨影响,基坑围护结构及其紧邻桥梁桩基受力变形影响较大,施工安全风险大增。为此,本文基于饱和与非饱和土体强度参数变化规律和线性内插法对坑内土体力学参数进行计算,结合现场实测数据,采用有限元模拟分析了坑内降水及开挖所引起的围护结构受力变形规律及紧邻桥梁桩基变形规律,并探讨了降雨时长对基坑围护结构变形影响。结果表明,基坑开挖至坑底,围护结构发生“踢脚”大变形,易引起第一道混凝土支撑受拉脱落,最大水平位移发生在围护结构底部;桥梁桩基减弱了因开挖引起的基坑周围土体滑移,造成围护结构两侧受力不对称,导致其远离桩基侧变形过大;降雨引起坑内部分土体软化,使得围护结构水平位移进一步增大;在基坑非饱和区范围内且降雨强度一定时,围护结构水平位移量随降雨时长呈非线性加速增长趋势。     

基于FLAC3D地铁车站基坑开挖的变形规律研究

文章运用FLAC3D有限差分软件对合肥轨道交通2号线潜山路车站基坑工程开挖全过程进行数值模拟,计算中土体采用摩尔-库伦弹塑性模型,围护结构采用实体单元,围护结构与土体的接触面采用接触面单元。通过分析计算结果与监测数据可得:围护结构的最大水平位移发生在基坑的中部,随着基坑不断开挖,围护结构最大水平位移逐渐下移,其最大变形位置位于开挖面附近,呈现两端小、中间大的"抛物线"分布;基坑外地表沉降是一种典型的凹槽形沉降,最大沉降值发生在距基坑边缘10m处;数值模拟结果与监测数据基本一致,且变形规律及趋势相吻合,可为类似工程的设计与施工提供参考。     

复杂条件下深基坑围护结构变形演化规律研究

为了研究土体开挖卸荷扰动的条件下,围护结构水平位移的变化规律,以沈阳市地下综合管廊(南运河段)5号盾构始发井深基坑工程为背景,采用MIDAS\\GTS大型有限元软件建立了深基坑三维地层模型,对基坑施工的全过程进行全面、动态的模拟,计算得出了围护结构在各开挖步后的位移云图和变形曲线,并将数值计算结果与监测数据进行对比分析。研究结果表明:①围护结构的水平侧移具有显著的角部效应,影响范围约为基坑开挖深度的2.5～3.0倍,在基坑角部附近较小,而后呈逐渐增大的趋势;②围护结构的水平侧向位移对基坑整体稳定有重要意义,钢支撑的架设能够有效限制基坑向内变形;③数值计算与实测数据有较好地吻合,平均误差为10%,且计算值偏小;④基坑长边和短边的最大位移值均在开挖结束后,短边最大水平位移值为10.8 mm,长边最大位移值为16.7 mm,小于警戒值25 mm。     

大连地铁车站基坑变形特性分析

为了研究大连地铁车站基坑变形特征以及基坑变形与开挖深度的关系,采用统计分析、数值拟合相结合的方法,通过对基坑实测数据的分析,结果表明:大连地区基坑墙后地表沉降最大值约为基坑深度的0.154%,基坑围护结构最大侧向位移值约为基坑深度的0.159%;最大地表沉降值与围护结构最大侧向位移值比为0.97,近于相等.研究结果可对后续地铁车站建设的设计提供一定依据,初步经济有效地控制由于车站深基坑变形引起的周围地层的移动.     

基于流固耦合效应的红砂岩地层深基坑围护结构变形特性分析

降水渗流引起的基坑变形问题十分复杂,采用流固耦合的数值方法,以兰州某地铁车站红砂岩深基坑为研究背景。对围护桩体水平位移、基坑内外土体竖向位移和水位变化进行现场监测,利用FLAC3D建立车站基坑降水开挖耦合模型,分析了围护结构的变形特性以及基坑内外土体竖向变形规律。结果表明围护桩体最大水平位移在0.5倍左右坑深处;基坑开挖对周围土体在0至2.5倍坑深范围内的沉降变形影响显著,最大沉降值发生在距离基坑边缘约0.55倍坑深;降水引起的基坑内外沉降随时间增加呈减小的趋势,降水与立柱桩联合作用使坑底隆起显著减小,基坑内外同时降水有利于解决红砂岩透水问题。考虑流固耦合的数值模拟与现场监测相结合预测兰州地区基坑变形更具科学性。     

强蠕变软土条件下地铁基坑的施工变形特性分析

以宁波市地铁1号线东环南路站基坑工程为研究对象,分析了基坑工程围护结构变形和外围地表沉降的变化规律.结果表明,基坑开挖对围护结构变形及外围土体沉降的影响具有明显的时间效应,施工过程中应严格控制深层土体的开挖时间,并需要及时架设支撑及浇注混凝土底板.同时,结合有限元数值计算和位移转化系数的方法推算了考虑软土强蠕变性的基坑变形长时位移,所得结果与其监测结果相吻合,从而验证了所采用的监测方法的可行性.
     

金府站地铁深基坑降水支护应力渗流耦合演化机理

依托成都地铁6号线金府站地铁深基坑,采用岩土工程有限元数值仿真软件Midas GTS NX分析了基坑降水支护的渗流应力耦合过程中的变形演化机理,结合现场实际监测数据,对基坑降水支护的渗流应力耦合过程中,基坑围护结构及周边地层的变形演化机理做了详细的研究。采用修正莫尔-库伦(Modified-Coulomb)本构模型、数值仿真软件,通过分析现场实际检测数据,可以得到在深基坑开挖过程中,围护桩深层水平位移最大值随着基坑开挖深度的增加逐渐下移,最大值出现在开挖面附近,围护桩深层水平位移变化形态表现为“大肚状”,说明在基坑开挖过程中,其围护桩的侧向位移主要取决于基坑纵横向地下围护桩的相对约束刚度。     

相邻桩锚基坑开挖变形相互影响数值分析

以两个相邻桩锚支护的基坑工程为实例,基于小应变硬化土(HSS)模型,通过Z-Soil岩土有限元分析软件建立数值计算模型,分析相邻基坑开挖对基坑变形的影响.分析结果表明:相邻桩锚基坑开挖明显减小排桩桩顶水平位移、排桩深层水平位移、坑间土体深层水平位移和坡顶水平位移,对于桩顶水平位移的影响最为显著;相邻桩锚基坑开挖也增大坑间地表沉降,产生的沉降接近两个单坑引起的沉降叠加,最大沉降位置出现在两基坑的正中央;相邻桩锚基坑的支护设计宜考虑相邻基坑开挖的影响,宜以变形不超过单坑开挖产生的水平位移为控制基准.     

车辆荷载影响下深基坑开挖稳定性分析

为分析车辆荷载对深基坑开挖稳定性的影响,文章将车辆荷载分别等效为集中静荷载和均布条形荷载;以实际工程为例,使用Midas/GTS软件,分别建立集中静荷载、均布条形荷载及无车辆荷载作用下的深基坑开挖有限元模型,计算并分析该基坑的锚索应力、桩顶水平位移、基坑外地面沉降值,并与实际监测数据进行对比。分析结果表明:车辆荷载对深基坑开挖的稳定性是有一定影响的;基坑周边支护结构距离车辆荷载越近,支护结构的内力及水平位移受车辆荷载影响越大;将车辆荷载等效为集中静荷载,数值模拟结果与监测数据符合较好。文中分析结果可为类似基坑工程中考虑车辆荷载的影响提供参考。     

综合管廊深基坑施工对邻近桥梁的影响

为了解综合管廊基坑施工对邻近桥梁的影响规律,以平潭某区间段管廊深基坑为研究对象,采用PLAXIS 3D岩土有限元分析软件建立三维数值模型,模拟综合管廊深基坑开挖回填,分析围护结构、周边土体变形以及桥桩和桥台的响应情况。结果表明:在桥台影响范围内,地层变形和围护墙侧移明显高于其他部位;越靠近管廊基坑的桥台及桥桩附加位移越大,桥台侧移和沉降极值约为4.00 mm;桥桩水平方向都是朝基坑内移动,在基坑开挖及管廊施工过程中,其竖向主要表现为上浮,随着基坑回填才缓慢发生下沉;邻近的桥台及桥桩位移随基坑围护桩桩长减小而增大,总体上管廊基坑开挖对邻近桥梁引起的位移变化不大。通过对管廊基坑的监测数据分析,表明数值模型可靠,基坑总体上安全稳定,邻近桥梁有足够的安全度。     

佛山地铁石梁站深基坑开挖变形监测分析

地铁车站涉及到深基坑的开挖,控制基坑开挖引起的变形成为车站建设的关键问题之一.本文以佛山地铁二号线石梁站的基坑工程为背景,介绍该基坑采用的支护形式,并通过现场监测数据的整理,对围护结构的水平位移、地表沉降、地下水位等在开挖中的变化规律进行分析.结果表明,各监测项目的变化符合前人研究规律,由于地质条件较好、围护方案设计合理,基坑开挖引起的变形得到了很好的控制.