高层建筑物地基沉降监测与分析

高层建筑在施工期间,随主体荷载的增加,势必造成主体不规则下沉,其局部不均匀沉降可能导致建筑物发生倾斜。为了确保建筑物的正常施工及安全使用,对高层建筑进行沉降监测和变形趋势预测具有重要意义。结合某高层住宅的沉降监测实践,在简要介绍工程概况和场地工程地质条件及水文地质条件的基础上,叙述了工程监测的具体要求和具体的监测方案,详细地阐述了沉降监测、分析和预测的过程。在定期对某高层建筑进行了沉降监测后,对沉降结果进行了几何分析并绘制了沉降等值线图,同时利用数据处理分析软件Origin8.0对不同观测点沉降量随时间的变化关系进行了多项式拟合并开展了相关预测。监测结果表明:该建筑物的沉降变形阶段性明显,沉降速率受施工速度与场地降水影响较大。实测最终沉降量小于计算值和经验值,不均匀沉降变化远小于规范允许的变形值,说明该建筑的桩基设计方案可行,施工质量可靠。对不同观测点沉降量随时间的变化关系拟合计算结果显示:监测结束1年内,建筑物的沉降基本趋于稳定,沉降变形特征符合一般高层建筑的沉降规律。文中所提出的监测方案和监测结果说明该工程沉降监测的设计方案可行、监测方法正确,为类似条件下高层建筑的安全施工与管理提供了重要参考依据。     

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。     

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.     

基坑周边建筑物沉降变形的影响因素

基坑开挖引起的周边建筑物沉降变形是多种因素耦合作用的结果,现有的计算理论很难对此作出全面、正确的解释.采用工程软件FLAC-2D对北京地区桩-锚支护形式下基坑开挖引起的周边建筑物沉降问题进行了模拟分析,得出了锚杆层数、开挖深度等因素对周边建筑物沉降变形影响的一些规律:当建筑物与基坑的距离小于1.5H时,建筑物的沉降量受锚杆层数的影响较大,并随锚杆层数的增加而减小;当建筑物与基坑的距离大于1.5H时,建筑物的沉降量受锚杆层数的影响不大.建筑物的沉降量随基坑开挖深度的增加而增加.当基坑开挖深度小于临界开挖深度时,建筑物沉降位移的变化率比较小,当基坑开挖深度大于临界开挖深度时,建筑物沉降位移显著增加.     

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。     

基坑开挖深度对既有铁路线变形的影响分析

以某城际铁路跨既有线特大桥为工程背景,针对其主桥桥墩基础施工对既有线变形的影响问题,运用FLAC3D软件建立数值分析计算模型,从承台基坑开挖深度对既有线路的变形影响入手进行分析和探索.在既有线单侧进行基坑开挖以及双侧同时开挖两种不同施工组织下,探讨了随基坑的开挖深度增加对既有线路各个部分的变形影响及规律,得出以下结论:(1)两种开挖方式下线路各个部分的沉降量及水平位移均随基坑开挖深度的增加而增加,但是在10 m开挖深度内,均可满足规范要求。(2)采用双侧同时开挖基坑的方式,可有效减少既有路基的水平位移量,且避免两钢轨存在沉降差;但路基的总沉降值会增大,且这种开挖方式需要保证开挖进度的同步性,以避免产生偏载变形。     

建筑物变形观测及数据分析

本文以湿陷性黄土地区的某建筑物为研究对象,通过对其沉降后引起的楼体变形进行观测,设计了以变形测量和工程测量规范为依据的变形测量实施步骤。对测得的观测数据进行了沉降量、沉降速率、沉降趋势以及"时间-沉降"关系分析。在此基础上,对建筑物加固施工后的稳定性做出了分析和判断。     

基坑周边建筑物不均匀沉降变形的模拟分析

为解决基坑工程对周围建筑物产生影响的问题,应用弹塑性大变形理论对桩-锚支护形式下基坑开挖引起的周边建筑物不均匀沉降问题进行了模拟分析.分别研究了建筑物距基坑8.5、17.0、25.5和34.0 m时,锚杆层数、开挖深度等因素对周边建筑物不均匀沉降变形的影响.研究表明:当建筑物与基坑的距离小于1.5H(H为基坑开挖深度)时,建筑物的不均匀沉降变形受锚杆层数的影响较大,并随锚杆层数的增加而减小,当建筑物与基坑的距离大于1.5H时,建筑物的不均匀沉降变形受锚杆层数的影响不大;一般地,建筑物的不均匀沉降变形随基坑开挖深度的增加呈现正-负-正的变化趋势,即出现了倾斜方向的变化;当基坑开挖深度大于临界开挖深度时,建筑物的不均匀沉降变形显著增大.     

桩基负摩擦力对工程的影响

桩基在使用期间的负摩擦力可能产生非常大的下拉荷载和沉降,使基础产生的不均匀沉降,对建筑物造成危害,结合某住宅小区沉降变形,分析了桩基负摩擦力产生的机理及计算方法.     

高层建筑物沉降监测数据处理方法研究

根据某高层建筑物施工过程中沉降监测的实测资料,应用指数平滑理论进行沉降变形的预测研究,充分证实了在高层建筑物沉降变形分析中该预测法的可行性.由本文的研究结果发现,三次指数平滑模型在研究期间较短时有较佳的预测能力,预测结果相对较佳,所以就预测的普遍性、实用性考量下,三次指数平滑模型可以迅速提供高层建筑物沉降变形情况,以便于对高层建筑物的沉降机理及规律进行分析.     

长江低漫滩地区紧邻地铁深基坑既有建筑物加固技术

结合南京市河西地区紧邻地铁深基坑工程既有建筑物不同程度沉降开裂问题,提出超长钢管静压桩加固技术.为了提高房屋安全性,进一步提出工程静压桩和储备桩两道防线消险加固措施,在施工中分批次压入两道防线静压桩.通过监测加固前和加固后建筑物沉降变形,发现加固后建筑物受临近基坑施工影响显著变小,并且距离12 m处基坑施工的影响程度远小于距离220 m处基坑施工的影响程度.说明该加固方案有效降低了房屋的进一步沉降开裂问题,从而验证了长江低漫滩地区采用超长钢管静压桩提高建筑物抵抗变形能力的可靠性.     

深大基坑开挖对邻近建筑物及隧道的变形影响

以天津地铁邻近的某广场深基坑工程为背景,基坑东西两侧的围护结构采用邻近建筑物的地下室连续墙,基坑下部有地铁隧道穿越。基坑开挖对邻近既有建筑物和地铁隧道产生变形影响,采用有限元软件MIDAS/GTS进行数值模拟。计算结果表明,采用既有建筑地下室侧墙作为基坑围护结构,基坑开挖对该建筑沉降量和倾斜影响较小;开挖对隧道侧向位移影响较大,而对隧道轴向位移影响可以不计,隧道总位移量不影响正常使用。合理利用周围既有建筑物,地下室永久结构作为基坑临时支护结构,能够节约资源和降低成本。     

考虑基坑开挖空间效应的邻近建筑物沉降预测方法

通过工程监测数据统计,分析了基坑开挖引起的墙后土体变形特性,再结合建筑物变形响应研究提出了一种考虑空间效应的紧邻基坑建筑物沉降简化算法.重点研究了土体变形空间分布规律,发现可以采用高斯函数对墙后土体变形空间效应进行定量描述,结果表明,基坑短边处变形空间效应不明显,长边上拐角处变形明显小于中部变形.坑后土体可划分为3个区域,不同区域空间效应分布不同,而且建筑物短边刚度对土体变形空间分布影响不大.建筑物沉降简化算法以监测数据统计规律为基础,结合变形空间分布规律可以预测邻近基坑建筑物沉降,通过经验系数γ可将土层性质、周边施工情况等纳入考量,使建筑物沉降预测更为准确.算例分析表明,本文方法计算值与实测值有较好的一致性,可为预测、分析紧邻基坑施工的建筑物沉降提供参考.     

双线隧道下穿引起框架-剪力墙结构竖向位移分析

地铁隧道施工会引起地表沉降,对地面环境产生影响.当地面存在建筑物时,会引起建筑物的变形.以青岛地铁隧道下穿某建筑物为例,利用施工过程中监测到的地表沉降数据,借助随机介质理论和Peck方法反分析地表移动参数,研究了地表沉降规律,并在隧道下穿建筑物时进行地表沉降预测;通过有限元软件ANSYS建立了研究对象建筑物的三维有限元模型,并进行了数值分析.研究结果揭示了隧道施工对钢筋混凝土框架-剪力墙结构沉降变形的影响规律.     

深基坑开挖对周边地表沉降变形的影响

为有效控制基坑周边地表的沉降变形,应用弹塑性大变形理论与有限差分理论,对哈尔滨地区桩-锚支护形式下深基坑开挖引起的周边地表沉降进行了数值模拟,分析了开挖深度、锚杆层数、建筑物距离对基坑周边地表沉降变形的影响规律及基坑周边地表沉降变形的量化范围。结果表明,基坑周边地表的沉降量与沉降范围随锚杆层数的增加而减小;建筑物的存在不仅增大了地表的沉降量,而且使基坑周围地表的最大沉降区向基坑方向移动;当建筑物与基坑的距离小于1.0倍基坑设计开挖深度时,建筑物距离对地表沉降变形的影响较明显;基坑开挖对周边地表的影响范围基本在与基坑边缘相距1.5倍基坑设计开挖深度范围之内。     

崇文门站顶管预支护方案三维有限元分析

北京地铁五号线崇文门站,下穿既有地铁一号线区间隧道,车站顶板与区间隧道底板间距2.858 m.为了严格控制既有环线区间隧道的沉降,确保环线地铁运营安全,首次采用了顶管作超前预支护.考虑不同的顶管直径以及周围地层的弹性模量对地表、拱顶和既有线的变形影响,用3D-Sigma三维有限元软件进行施工效应的计算模拟,掌握顶管预支护洞室的力学效应,预测车站施工引起既有隧道的沉降量.计算表明用大刚度的顶管作超前预支护,可以满足既有线地铁运营和城市地表建筑物变形控制要求.     

隧道侧方基坑对隧道上方围岩压力拱的影响

现有关于基坑开挖对邻近隧道影响研究多是从位移变形和地表沉降直接探测其影响,鲜有研究从围岩"压力拱"来分析基坑对侧方隧道上方围岩稳定性影响。基于应力路径法原理,运用ANSYS有限元数值模拟,从既有基坑对新建隧道与新建基坑对既有隧道两方面,研究基坑不同深度、不同宽度、不同基坑与隧道之间的净距3个因素分别对侧方邻近隧道及上方围岩压力拱内外边界的影响规律。结论如下:既有隧道上方压力拱内外边界受侧方新建基坑不同深度、宽度和净距的影响敏感度低于新建隧道受侧方既有基坑不同深度、宽度和净距的影响敏感度,且敏感度相差最大的影响因素是基坑宽度。引入内边界增加值Δh,用于计算隧道在基坑影响下增加的竖向均布荷载,并判定上方围岩是否成拱,重新确定隧道深浅埋高度,并列出一定参考值。该研究可为隧道邻近基坑施工时的稳定性和安全性研究提供参考借鉴。     

以前期沉降观测反演参数预测建筑沉降

在现行规范复合地基沉降计算理论的基础上,建立与时间、施工进度有关的预测模型,并利用施工前期实测沉降资料构造方程组,反演地区经验参数及与时间有关的修正系数,可以预测建筑物在不同施工进度和不同日期下的沉降. 用工程实例验证其适用性,结果表明,参数反演法预测值误差较小,符合建筑物沉降变形一般规律.     

不同平行距离下盾构施工对邻近砌体结构的变形影响

软土盾构施工将导致周边土体位移场改变,从而诱发邻近建筑产生附加变形甚至局部开裂.通过建立三维有限元数值模型,分析了隧道不同施工距离条件下,浅基础砌体建筑受盾构开挖的影响变形,重点研究了建筑物的横向水平位移、基础沉降特点、墙体的相对挠曲变形和主拉应变变化规律.结果表明:基础相对沉降峰值出现在隧道开挖面位于建筑物中部位置,绝对沉降峰值则出现在盾构施工完毕时;随着隧道中轴线与建筑物中轴线之间水平距离的增大,建筑横墙相对挠曲将依次呈现为下凹形态、"∽"形态以及上凸形态,且主拉应变在下凹和上凸形态相对挠曲最大时达到峰值;建筑纵墙主拉应变则因开挖面位置的不同呈现明显差异,主拉应变最大值出现在开挖面位于建筑物中部位置.     

深层搅拌桩支护条件下基坑周边建筑物沉降

对江苏某办公楼基坑周边建筑沉降进行理论计算,将计算值和实测沉降值分析比较,指出理论计算值与实测沉降值存在偏差的原因.在对实测数据进行深入分析基础上,总结出影响基坑周边建筑物沉降的因素.结合实际监测数据,详尽地分析其对基坑周边建筑物沉降的影响.