深基坑开挖对邻近不同基础型式建筑物影响数值分析

为了解深基坑开挖对邻近不同基础型式建筑物的影响规律,在考虑土体小应变刚度行为的基础上,研究条形基础、箱型基础及桩基础的多层建筑物在与基坑不同距离条件下,其总沉降量、差异沉降量及角变量的变化规律。研究表明：条形基础建筑物的最大沉降量随着与基坑距离增大而降低,差异沉降和角变量则随着与基坑的距离增大而增加,当围护墙与建筑物外墙水平距离d = 0.8He(He：基坑开挖深度))时差异沉降和角变量达到峰值;箱型基础建筑物在距离基坑0.3He时沉降量最大,差异沉降和角变量随远离基坑而增加并在d=0.8He时达到峰值,且比条形基础时的差异沉降和角变量峰值分别高出17.2%和16.9%;桩基础建筑物最大沉降量随着远离基坑而逐渐减小,差异沉降和角变量峰值均在d = 0.3He时出现;对于最大差异沉降,箱型基础>条形基础>桩基础,对于角变量,则是箱型基础>桩基础>条形基础,总体来看,相同条件下箱形基础建筑物受基坑开挖的影响最大。     

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。     

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.     

珠海深厚淤泥地层中大直径桩插入比对基坑变形特性的影响

依托横琴口岸大规模基坑群工程,通过现场监测、数值计算和统计分析相结合的手段,揭示珠海深厚软弱淤泥地层中大直径桩插入比对基坑变形特性的影响。横琴口岸基坑群开挖深度为9.2～13.3 m,采用直径为1 500 mm或1 600 mm、插入比为2.50～3.70的超长大直径灌注桩作为围护结构。研究结果表明:受淤泥层分布的影响,围护结构的侧移模式有悬臂式、鼓肚式以及弓型3种,侧移存在明显的滞后性和时间依赖性。围护结构最大侧移、最大侧移深度以及地表沉降均随淤泥层厚度的增大而增大,地表最大沉降点与围护结构之间的距离为0.75H_e～1.00H_e(H_e为基坑开挖深度);围护结构最大侧移随插入比的增大而呈非线性减小,近似呈"三段线"关系:当插入比大于1.60时,最大侧移将稳定在0.22%H_e～0.40%H_e;当插入比小于1.20时,基坑存在踢脚破坏的风险;最大侧移深度随着插入比的增大而逐渐减小,最后稳定在1.15H_e～1.35H_e;最大沉降点与围护结构之间的距离受插入比的影响较小。相比于其他软土地区的围护结构,插入比大多处于0.70～1.00,珠海横琴岛内基坑由于存在深厚淤泥层,所需的插入比明显较大。     

建筑群内深基坑开挖的地表沉降特性数值模拟研究

建筑群内深基坑开挖造成的地表沉降问题是当前基坑计算理论研究的热点问题。采用因子变化法,利用FLAC3D对基坑开挖引起的坑外地表沉降进行了数值模拟研究,并分析参数灵敏度对坑外地表沉降的影响。研究表明:基坑周围建筑物的布置特征、建筑高度和建筑与基坑的距离对基坑外土体的沉降量影响较大,建筑的不均匀分布将增加基坑及周围沉降值;建筑物高度相同时,距离与沉降量成反比关系;当建筑物距离基坑边缘距离相同,建筑物的高度与基坑周围土体沉降量成正比关系;建筑物的高度比建筑物距离基坑边缘的距离对基坑周围土体沉降量的影响更大。     

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．     

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。     

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.     

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.     

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.     

基坑开挖对近邻建筑物沉降影响的数值模拟

基坑开挖引起的近邻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考虑这种多因素的耦合作用。针对这一问题，采用大型工程软件FLAC-2D对土钉墙支护形式下基坑开挖引起的近邻建筑物沉降问题进行了数值模拟分析，得出了一些基本结论：基坑开挖深度较小时，建筑物的绝对沉降量随基坑开挖深度的增加而接近线性增加，并受建筑物层数的影响较大；建筑物的不均匀沉降随基坑开挖深度的增加而增加，但增加量随建筑物距基坑距离的增加而减小；建筑物的倾斜方向随建筑物与基坑距离的增加由背离基坑方向转变为朝向基坑方向等。     

设计参数对逆作法基坑及周围环境的影响

通过使用Midas有限元软件建立模型,通过改变设计参数,对基坑及周围环境的影响规律进行探究,研究设计参数改变对基坑及周围环境造成的影响.结果表明:逆作法基坑施工过程中,基坑周边地表沉降曲线的形状为凹陷形,最大沉降位置大约在基坑边外0.57倍基坑深度处,2倍基坑深度为基坑开挖对于周围地表影响的主要范围.当存在既有建筑时,浅基础周围地表最大沉降相较于无建筑时增大0.5倍,临近桩基础周围地表最大沉降增大37.9%;围护结构刚度在一定范围内增大可以有效减少变形,并且选择合理的一次开挖深度可以使得基坑开挖对周围环境产生的影响有效减小.     

深基坑开挖对邻近既有独立基础变形的影响

针对深基坑开挖对近邻既有独立基础变形的影响问题,应用有限元软件ABAQUS建立包括基坑、土体、独立基础在内的整体模型,分析基坑开挖深度、建筑物与基坑间距、连续墙厚度及嵌固深度等因素对基坑近邻独立基础沉降量与水平位移的影响。分析表明:开挖深度对基础沉降量的影响程度大于其对基础水平位移的影响程度。建筑物与基坑间距对基础沉降的影响远大于对水平位移的影响,当间距大于1.0H时,对基础沉降基本没有影响。连续墙厚度对独立基础水平位移的影响较大,对沉降的影响较小。增加连续墙的嵌固深度对临近独立基础沉降与水平位移的影响程度较接近。     

砂土地层基坑开挖与邻近建筑物相互影响关键参数分析

基坑开挖会对邻近建筑物产生影响，建筑物的存在也会增加基坑施工的风险，开展基坑与邻近建筑物的相互影响研究具有重要意义。以某深基坑工程为背景，通过现场监测数据分析基坑开挖对围护桩位移的影响，然后建立三维数值模型，并与现场监测进行对比验证了模型的准确性。最后分析了围护桩刚度、建筑物层数及基坑与建筑物相对位置等参数下基坑与建筑物的相互影响规律。研究结果表明：采用围护桩结合锚索支护会显著减小基坑开挖引起的围护桩变形，基坑开挖引起的建筑物基础沉降和水平位移随围护桩刚度的增加变化幅度均在5%以内；建筑物层数每增加5层，建筑物基础的沉降和水平位移分别增加约8%和10%，靠近建筑物的基坑围护桩水平位移增加约5.5%；在建筑物与基坑的夹角在30°以上时，基坑开挖引起的建筑物基础变形均在2 mm以内，引起的围护桩水平位移均在0.8 mm以内。研究结果可以为后续类似工程提供参考和借鉴。     

地铁深基坑施工与邻近建筑的关联效应研究

目的研究地铁深基坑开挖对邻近建筑物的影响,分析造成建筑物产生沉降的不同因素,为类似地铁深基坑工程与对建筑物的保护提供可靠指导.方法以岩土数字软件MIDAS GTS NX为基础,结合沈阳地铁十号线北大营街站深基坑工程,建立土体与基坑围护结构相互作用的三维整体计算模型,并将数值模拟值与实测数据进行比较,检验模型的适用性;根据模型分析有哪些因素在基坑开挖时对建筑物变形有影响.结果距基坑边缘距离以及围护桩埋深度对建筑物沉降有较大影响,建筑物边缘距基坑边缘的距离为6 m时,基坑较为安全;基坑围护桩埋入土深度为1.5倍的基坑开挖深度时,可以较好地抑制相邻建筑的变形,超过这个临界点时抑制作用明显减小.结论当类似工程如果建筑物距离基坑小于6 m时,可以提前采取一些加固措施,如设置隔断墙,在开挖前采取提高围护桩入土深度来减小基坑支护结构和邻近建筑物变形.     

群坑效应下已建地下结构对紧邻基坑开挖变形的影响

目的研究软土地区深基坑分区开挖时已建地下结构对紧邻基坑围护结构变形及其周边位移场的影响.方法采用三维数值模拟方法,针对软土地区某"X"型地铁交叉换乘站工程,分别建立后开挖基坑周边有无地下结构两种工况下的数值模型进行计算,将所得计算结果与实测数据进行对比研究.结果已建地下结构对周边环境的主要影响范围为0.7 H_e～1.0 H_e(紧邻基坑开挖深度);相较基坑周边无地下结构条件下,已建地下结构最大可减小30%紧邻基坑围护结构变形值与坑后地表沉降量,但其对坑内基底隆起影响不大;已建地下结构与紧邻基坑所夹角度对影响范围与影响效果也存在着显著的影响,具体表现为处于相交成锐角区域的墙体变形和地表沉降较相交成钝角的区域减少20%,交接成锐角区的影响范围也较钝角区增加50%.结论已建地下结构在一定影响范围内可以显著减少紧邻基坑围护结构的变形量及周围地表沉降量,在实际施工中可以适当降低该区域内围护结构刚度以优化基坑设计.     

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.     

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。     

基坑开挖对邻近桩基础的影响研究

基坑开挖对邻近已有建筑或建筑基础存在较大的影响和潜在的威胁.结合具体工程实例,应用大型三维Midas/GTS有限元计算程序对西安某基坑开挖工程进行数值模拟,从基坑开挖深度、开挖距离和开挖坡度对临近建筑桩基影响的力学效应和变形特征进行研究.计算结果表明:随开挖深度的增加,基础沉降量不断增加.随着基坑与基础间距的增加,基础沉降量远大于水平位移的变形量.随着基坑开挖坡度的变化,群桩位移,变形并未出现陡增或骤降.