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.     

天津市某医院深基坑工程变形特性及预测研究

依托天津地区软土大背景下的深基坑工程,对天津市某医院大尺度深基坑开挖施工过程中的现场观测数据进行理论分析,并利用FLAC~(3D)软件建立3D基坑模型并对基坑开挖支护全过程进行动态模拟,将软件计算结果与基坑现场监测数据进行对比。对比结果表明:模拟所得数值与现场观测数据规律较为贴切,随着基坑开挖进一步进行,外侧土体位移量逐步增加,当基坑开挖全部完成时,土体出现最大沉降量,桩顶水平位移与深层水平位移均满足监控测量标准的要求,说明所选取的支护结构等措施可以较好地控制基坑围护结构的变形并提出预测最大侧向位移的公式为后续类似工程提供一定的参考依据。     

基于有限元分析的地铁站深基坑支护设计

以某地铁深基坑为例,基于ANSYS有限元程序,地下连续墙深基坑围护结构进行了设计方案研究。首先,提出该基坑围护结构设计计算图式,拟定钢管支撑类型并按照《地基基础设计规范》规定的"竖向弹性地基梁法"计算了支撑轴力;然后,采用ANSYS程序建立了有限元模型,对该方案的不同工况进行计算模拟,获得了在不同工况下的连续墙的内力和变形结果,找出了施工步骤和结构受力之间的相应规律;最后,结合实际情况进行了地下连续墙入土深度验算和配筋计算。     

深基坑开挖及支护数值模拟基本过程研究

介绍三维连续介质有限元法模拟建筑基坑开挖和支护的基本过程,用具体算例模拟此过程,并将数值模拟计算结果与现场实测数据进行对比分析,得出围护结构水平位移的空间分布规律、基坑坑底回弹规律、基坑边坡土体水平位移变化规律。这些规律为实际工程提供了理论依据和指导,有助于提高深基坑的设计水平和安全性。     

基于m法的弹性地基梁优化计算模型研究

基于弹性地基梁的微分方程并考虑基坑的分步开挖阶段,详细推导出了相比于有限元计算更加快速的分步开挖弹性地基梁m法围护结构计算模型,得到了各工况下准确的围护墙体位移函数,弯矩函数和剪力函数,从而可求出围护墙体各工况下的位移、弯矩和剪力值并可据此对围护结构进行优化计算。采用MATLAB对该计算模型进行编程并将计算结果与有限元计算结果进行对比,结果表明该计算模型拥有较高的准确性,可作为设计人员采用的可靠的地下围护结构设计与优化方法。     

基于开挖方法对深基坑变形的分析与施工优化

为研究开挖方式对深基坑变形分析与施工优化,采用有限元软件FLAC3D对上海某深基坑开挖进行模拟.通过改变开挖方式,在数值计算中设置若干种工况,研究开挖过程中的基坑围护结构位移变化、地表沉降.研究结果表明:3种不同的开挖方法对于基坑变形的控制能力依次是台阶式退挖、跳挖、竖向顺序分层开挖.在采用了新的开挖方式后,基坑周边的最大沉降值也由之前的10 mm左右减小到8 mm左右,基坑围护结构最大水平位移由原来的45 mm减小到40 mm,说明新的开挖方式有效的控制了深基坑变形.     

地铁车站基坑围护结构内力与变形规律分析

给出了森公地铁车站深基坑围护和变形监测方案,对基坑变形规律进行了现场监测研究,重点对基坑围护桩的水平位移和钢支撑的轴力变化进行了现场监测。结果表明:桩顶水平位移反映围护结构的顶部变形情况,能直接反映围护结构的变形特性,是评价围护结构安全状况的重要指标;在有钢支撑作用的情况下,围护桩变形最大的部位位于距桩顶2/3基坑开挖深度处;钢支撑轴力随开挖深度增加而增加,其大小变化与开挖方式、开挖速度以及天气等因素有关。     

地铁车站深基坑开挖监测与数值模拟研究

以郑州市某地铁车站的深基坑工程为研究背景,运用有限元分析软件MIDAS/GTS NX建立整体有限元模型,对基坑开挖的每步施工过程进行数值模拟。探讨了深基坑开挖过程中地连墙的水平位移、周围地表沉降及内支撑轴力分布情况,用于判定深基坑在开挖过程中的稳定性和安全性。同时分别对深基坑开挖过程中周围的建筑物沉降、墙顶水平位移和沉降及支撑轴力进行了监测,并与数值模拟值进行对比。结果表明:理论计算值与现场监控值变化趋势基本一致,结果误差不大,均在设计报警值以内;墙体水平位移随着开挖深度增加而增大,且最大的位移逐渐向下移动,土体地表沉降的变形基本随着开挖深度的增大而逐渐增大,但内支撑轴力不随开挖深度的增大而增大,而是呈现波动的变化趋势;在深基坑开挖过程中,应重点对开挖引起的对墙体变形、地面过大变形和支撑结构内力进行监测。研究结果表明监控量测与数值模拟相结合能较好地运用于基坑开挖,也可为类似基坑工程的开挖提供一定的借鉴作用。     

砂性土深基坑开挖与支护变形监测的数值分析

地铁车站深基坑开挖面大、变形控制等级高,而南昌又处在砂性土地区,土层黏聚力较小,与其他地区地质差异较大,基坑开挖与支护可借鉴的经验较少。因此,需要对其变形规律进行研究,为其他车站深基坑设计与施工提供一定的参考。本文以南昌轨道交通某深基坑工程为背景,通过现场实测并结合FLAC3D建立计算模型,对其开挖与支护进行了数值模拟分析,通过计算得出不同开挖阶段的地表沉降、围护桩和周围土壤分层水平位移、轴力的变化规律。研究结果表明:围护桩分层水平位移和轴力以及周围地表沉降直接反映了基坑变形特性,而钢支撑的施加则明显限制了基坑的变形。现场监测结果和数值模拟结果得到的规律基本一致。     

地铁吊脚桩深基坑围护结构及土体变形规律

通过分析典型"土岩二元结构地层"深基坑的特点,选取青岛地铁李村站的吊脚桩深基坑作为研究对象,采用ABAQUS有限元仿真计算,并结合大量现场监测数据分析的方法,对吊脚桩深基坑围护结构及土体的变形规律展开了研究。研究结果表明:"土岩二元结构"地层深基坑具有和土质基坑或岩质基坑显著不同的特点;随着基坑开挖深度的增加,围护结构的侧移逐渐增大,最终的侧移形态为上部小、中下部大的"花瓶形";地表沉降随基坑开挖深度的增加而增加,在开挖深度小于2 m时,地表沉降表现为"三角形"模式;随着开挖深度增加至6 m,沉降模式由"三角形"转变为"凹槽型",此后沉降形态保持为"凹槽型"不变。基坑深层土体沉降曲线性状与地面沉降相似,但沉降的影响范围随着深度的增大有所减小,土岩界面以下地层受上覆土层开挖卸荷而产生的回弹影响非常小。     

考虑位移影响的支护桩内力计算有限差分法

传统的深基坑支护计算方法比较繁琐,而假定的土压力与内力计算结果在许多情况下与实际情况不太吻合.本文将基于有限差分法,根据支护桩位移与土压力的关系,编制了一个迭代的计算程序模拟开挖的土压力变化,进而计算出基坑支护桩每一个点的内力与位移,提高了有限差分法的计算精度,方便进行设计优化和施工监测.     

大型有限元分析程序在桥梁工程中的应用

介绍了结合当前有限元和计算机的最新发展研制成的几种大型有限元结构分析程序包 ,对新一代面向微型计算机的大型结构有限元分析程序 COSMOS/ M作了较为详尽的阐述 ,同时给出了该程序在桥梁工程中的具体应用实例。结果表明在对桥梁工程的设计、施工和检测等方面该程序是进行理论分析的重要手段     

深厚软土区基坑悬浮式水泥土框架支护结构设计

以某深厚软土地区基坑支护为例,设计悬浮于软土中的水泥土框架作为基坑支护结构,兼顾解决软土基底的施工困难。在选择挡墙宽度、嵌固深度、坑内加固土体厚度等设计参数作为因素进行正交试验的基础上,完成基坑设计参数优选,可为类似基坑设计提供有益的参考。在深厚软土地区基坑支护工程中,利用坑底加固土与基坑侧壁重力式挡墙组合形成"悬浮"于软土层中的水泥土框架支护结构,能够有效控制基坑变形,保障施工过程中的基坑稳定。引入正交试验表安排基坑设计试算方案,可有效减少试算次数,提高基坑设计的效率。通过对试验结果进行方差分析可知,在深厚软土地区"悬浮式"水泥土框架支护结构中,坑底土体加固厚度对控制基坑的变形发挥极其重要的作用;其对墙顶水平位移、墙顶竖向位移和坑底隆起的贡献均超过80%。     

深基坑锚桩支护设计与施工中几个问题的探讨

本文通过对深基坑锚桩支护结构受力机理、锚杆长度、锚杆极限承载力及其提高措施进行分析,提出了设计和施工的要求,并对土体的抗剪强度公式提出了修正意见．     

软土区管廊基坑柔性支护下基坑变形控制标准

软土区基坑工程中,控制基坑变形十分重要。本文对广州南沙柔性支护的管廊基坑进行有限元分析,得到了开挖过程中基坑的变形特征,开挖到基坑底部时,围护结构桩身变形由“悬臂式”变为“内凸型”,围护结构达到最大水平位移值31.92mm;地表沉降与坑底隆起最大值为22.26mm、54.81mm;稳定性计算结果为2.2,基坑变形及稳定性均满足规范要求。继而研究了6个不同基坑断面在临界失稳状态与稳定性满足规范这两种条件下,围护结构水平变形、地表沉降、坑底隆起的变形最大值占基坑开挖深度的百分比,建议将计算结果的平均值作为控制值的参考值。基坑临界失稳状态下,设计安全等级为二级、三级的基坑围护结构水平变形控制参考值分别为基坑深度的2.62%、3.24%。基坑稳定性满足规范要求时,设计安全等级为二级、三级的基坑围护结构水平变形控制参考值分别为基坑深度的0.8%、0.93%。     

钢支撑滞后架设对深基坑围护结构及地表沉降的影响

为探究钢支撑滞后架设对基坑围护结构及地表沉降的影响,以某地铁车站深基坑为研究对象,基于实测数据及数值模拟结果,分析了钢支撑滞后架设对深基坑围护结构弯矩、水平变形及地表沉降的影响规律。结果表明：基坑开挖过程中,支撑滞后架设会导致围护结构水平变形及地表沉降急剧增大,对周边环境带来不利影响;第2、3道支撑均出现滞后架设对围护结构水平变形、弯矩及地表沉降最大值的影响大于第2、3道支撑分别出现滞后架设对围护结构水平变形、弯矩及地表沉降最大值的影响之和;相比第2道支撑滞后架设而言,第3道支撑滞后架设更易诱发围护结构开裂。相关研究成果可为类似工程设计及施工提供参考。     

基于增量迭代法的深基坑桩锚支护结构位移计算简化方法

针对深基坑桩锚支护结构工程的施工特点,提出采用增量法对深基坑桩锚支护结构进行设计研究,把深基坑因开挖引起的桩体位移这一非线性问题用近似的线性方法解决,用一系列线性的分段折线去代替非线性曲线.考虑到基坑开挖过程中桩锚支护结构位移的影响,推导出基于桩体位移的土压力模型的位移计算公式,再运用迭代法对每步求出的桩体位移量进行修正,避免增量法计算产生的误差累计叠加.结合工程实例,把上述方法用Matlab编制成计算程序,将计算结果与有限元模拟软件Plaxis的模拟结果以及常规增量法对比分析,结果表明,用提出的简化方法计算桩体位移更加接近工程实际,较常规增量法更为准确.     

桩锚与土钉联合支护结构的土压力分配机制

桩锚与土钉联合支护结构在控制基坑边壁侧移变形,减小环境影响,降低基坑支护施工难度,加快施工速度等方面具有明显技术优势,并在实际工程中得到成功应用,是目前常用的基坑支护形式之一.本文在比较桩锚与土钉各自技术特点基础上,分析研究了桩锚与土钉联合支护在基坑开挖施工过程中受力变形的发展过程,提出了联合支护结构中土压力的分配机制,为桩锚与土钉联合支护结构的设计计算提供了理论保证.     

深基坑支护结构选型决策的Fisher判别分析模型

针对传统的深基坑结构选型评价方法存在的问题,应用统计学理论并遵循“安全、经济、合理”的原则,选取了10个实测指标作为影响深基坑支护方案选型的判别因子,建立深基坑支护结构选型的Fisher判别分析模型 (FDA)。利用国内64组深基坑支护实例作为学习样本进行训练和检验,对水泥土重力式、土钉墙、桩锚、桩撑、地下连续墙等5种深基坑支护方案进行优选,并利用回代估计法对FDA模型进行检验。经过训练后的模型回判估计的误判率为14.1%。对另外10组待判样本进行测试,正确率100%。此外利用该模型对某市新世界中心工程深基坑支护结构选型进行决策,结果与实际情况符合较好,说明该模型在研究深基坑支护结构选型中具有良好的实用性和有效性,可为解决深基坑支护结构型式的优化选择提供一种新思路。