紧邻地铁站的超大深基坑逆作法变形规律研究

某超大深基坑紧邻城市2条地铁线交汇处的换乘站,周围环境复杂,基坑施工难度大,因此基坑支护结构施工顺利及对相邻地铁站的变形控制成为工程成败的关键。文章结合基坑工程2种施工方案,利用有限元软件MIDAS GTS建立三维有限元模型,研究了基坑盖挖逆作法施工对地表沉降、支护结构和相邻地铁站的变形和受力影响,得出影响逆作法施工的相关因素,并提出相关解决措施与建议。采用盖挖逆作法施工能够较好地控制基坑支护结构的变形,同时减小对地表和地铁站的影响。综合考虑基坑施工对围护结构、地表和地铁换乘站的影响,首层土体暗挖法要优于明挖法,但是暗挖法对围护结构强度和刚度要求高,特别是楼板临时洞口处。所得相关结论和建议可供设计和施工参考。     

地铁朝阳公园站止水帷幕渗漏分析及处置

北京市地铁十四号线朝阳公园站为两端明挖中间盖挖的岛式车站,基坑围护结构采用钻孔灌注桩加内支撑的形式,围护结构同时作为止水帷幕堵水,帷幕采用旋喷桩工艺。本文结合该工程实际,介绍了车站明挖基坑段帷幕的施工及设计概况,对帷幕止水效果欠佳造成渗漏的原因进行了分析,并提出了相应的渗漏水处置措施,可为同类工程的设计和施工提供参考。     

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。     

深基坑内支撑调节对邻近隧道受力特性相互影响规律试验研究

现有基坑近接隧道施工的保护措施多为加强支护刚度或采用轴力伺服系统以减小围护结构变形,未能深入考虑支撑伸缩调控下基坑-隧道的受力特性。为了明确基坑开挖施工对邻近既有隧道影响以及可调节内支撑伸缩对“基坑-隧道”受力特性的影响规律,开展了砂土地基中“基坑-隧道”相互影响的室内模型试验研究。获得了隧道的内力、周围土压力、隧道上部地表沉降、地连墙变形、墙背土压力等变化规律。研究结果表明：深基坑开挖施工过程中,隧道呈现上下压缩、左右拉伸的趋势。临近基坑一侧的土压力减小迅速,远离基坑一侧的土压力表现为增大。周边地表沉降呈碟形。内支撑主动伸缩调控下,基坑下部支撑伸缩引起的隧道弯矩变化量大于调控上部支撑,同时伸缩三道支撑时影响最大。支撑缩短时,隧道拱顶、拱底弯矩值正向增大,拱腰弯矩值反向增大。支撑伸长时,拱顶、拱底弯矩值减小,拱腰弯矩值增大。支撑伸缩对隧道拱腰水平土压力影响明显,对拱顶和拱底竖向土压力影响微弱。     

某国际贸易大厦基坑支护数值分析

根据某国际贸易大厦基坑开挖现场的实际情况及其施工过程,采用有限元程序ABAQUS,建立基坑支护三维数值分析模型,通过改变支撑、地下室的楼板和预加应力的大小,考虑不同基坑支护形式,分析了5种工况条件下基坑坑底回弹隆起情况,并与实测结果进行对比,验证所建数值分析模型的合理性.研究表明:支撑对基坑坑底回弹隆起的影响主要集中在地连墙附近,并随基坑宽度增大而增大;基坑中部位置坑底回弹隆起变形最终收敛;基坑形状的不对称对于小矩形基坑的影响较大,对大矩形基坑的影响较小,基坑坑底回弹隆起呈对称形状;地连墙的变形越大,墙后土体变形越大,其坑底回弹隆起量越小.     

地铁车站坑中坑开挖施工中支护体系转换对周围环境的影响

为了解决地铁隧道明挖施工中坑中坑分区开挖和内支撑转换对周边环境影响的问题,依托郑州地铁5号线西沙区间明挖段二期工程,对坑中坑分区开挖和内支撑体系转化过程中基坑围护结构和周边环境的变形规律进行了研究.并初步得到:调整各小基坑宽度、开挖和换撑顺序对围护结构和周边环境的影响非常显著.而改变各小基坑共用围护墙插入深度对围护结构...     

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。     

逆作法开挖坑底工程桩差异回弹有限元分析

逆作法开挖过程,基坑内工程桩的回弹量不同会反作用于地下室结构,引起次生应力.探讨了减小逆作法基坑开挖过程工程桩差异回弹的方法,包括改变工程桩的布置、长度和直径以及改变构件的竖向及水平的连接刚度等.有限元计算结果表明:采用不同长度的工程桩柱可以有效地减小各桩柱顶部的回弹量及回弹差,并保证开挖过程中各桩柱的回弹差基本不变;采用不同半径的工程桩柱仅对减小各桩柱顶部的回弹差有一定的作用,对减小桩柱顶部的回弹量效果不明显;对于非排土桩,增加基坑中心桩柱的数量对桩柱顶部的回弹影响很小;地下室楼板和桩柱表面可以竖向滑动,桩柱之间的回弹差不会导致楼板产生向上的凸起,也就不会带动桩产生向基坑方向的变形,桩身侧移明显减小;当减小桩柱对地下室楼板的水平支撑作用,各桩柱的顶部回弹量和回弹差均明显增加,地下室楼板中心处会在桩柱的带动下产生较大的凸起,带动桩身产生较大侧移.     

临河深大复杂基坑变形分析

文章以合肥地铁1、2号线交叉换乘车站大东门车站复杂深大基坑工程为研究背景,通过MIDAS-GTS有限元分析软件,分别建立车站整体三维模型、1号线单独模型和1号线车站截断模型,对其盖挖逆作施工过程进行数值模拟,重点研究在不同河水水位情况下,基坑围护结构变形和地表沉降的变化规律,并和现场的监测数据进行分析对比.结果表明,所建模型可以较好地模拟不同施工条件下的基坑变形,研究所得相关结果可供设计和施工提供参考依据.     

深层搅拌桩墙围护结构裂缝成因探讨

针对基坑支护中深层搅拌桩墙围护结构出现的开裂，采用Mindlin厚板理论对其受力与变形性状进行弹塑性分析，建立了墙体的厚板力学模型和三维有限元分析模型，并编制了有限元分析程序；基于墙体受到纵向弯矩、横向弯矩和扭矩的综合作用，提出采用等效弯矩法评价墙体的综合抗弯性能；利用所编制的程序，获得了某基坑深层搅拌桩墙围护结构墙体水平位移和等效弯矩的空间分布规律；计算结果表明，墙体东侧环球广场横向支撑附加力的作用是使墙体形成破裂面的主要原因。     

MC桩组合支护结构在淤泥质土基坑工程中的应用分析

结合某淤泥质土环境基坑支护工程实例,采用有限元数值分析方法,探讨水泥土桩与混凝土桩组合支护结构（MC桩）力学变形特性,包括MC桩截面参数对支护结构水平位移、地表沉降以及坑底隆起量影响．研究结果表明,MC桩组合支护结构在淤泥质基坑中,有利于控制基坑变形,增加基坑稳定性;M桩挡墙宽度对减小支护结构变形效果明显,增大墙宽可以减小墙身弯矩以及支护结构墙体倾斜变形并且可降低坑底隆起量和坑外地表沉降量．而且,在同挡墙宽度情况下,有无C桩对控制支护结构变形和基坑变形也有很大的作用．     

填海地层深基坑支护参数优选与基坑变形分析

针对复杂填海地层深基坑支护难度大,基坑变形严重的问题,以深圳地铁13号线深登明挖区间基坑工程为例,利用弹性分析法和FLAC3D数值模拟对该基坑工程的支护结构设计和基坑变形规律进行了分析.结果表明:随着桩径和咬合量的增大,桩身水平位移减小,弯矩增大,而位移和弯矩沿桩身的分布规律基本不变,最大水平位移和最大弯矩分别发生在距...     

卵石地层偏压深基坑支护结构力学特性及影响因素分析

依托洛阳市周山大道下穿开元大道项目,对卵石地层偏压深基坑支护结构力学特性及影响因素进行研究。采用MIDAS GTS NX建立二维有限元模型,对比不同条件下支护结构侧向位移、弯矩和轴力,探讨深基坑旁偏压荷载位置、大小、分布宽度及基坑开挖深度对基坑支护体系变形的作用,得出桩身随条件变化方程式及相关系数。结果表明:当堆载达到60kPa,左侧桩体位移变幅为56.80%,右侧桩体位移小于左侧且向远离基坑方向移动,坑边荷载大于等于105kPa时桩体变形将达到本项目规定预警值;堆载与坑边距离的大小和围护桩侧移量呈极高相关,基坑至堆载距离大于1.5倍设计开挖深度时,支护结构受力变形趋于稳定;基坑开挖深度达到1.8倍设计开挖深度时,基坑灌注桩受到荷载分布宽度影响几近于零。工程实测值与模拟计算值对比分析,验证了本文方法准确性,可为偏压深基坑工程提供借鉴。     

坑中坑基坑内坑支护桩弯矩发展规律

坑中坑基坑是一种较为复杂且尚未得到充分研究的基坑形式。为研究基坑开挖过程中内坑支护桩的内力发展规律,进行了施工过程中的支护桩内力现场测试。通过采集桩身纵向受力钢筋的应力来反演桩身弯矩,分析了支护桩桩身弯矩在施工过程中的发展规律。通过有限元数值计算拟合了试验结果,研究了外坑开挖深度和平台宽度变化时内坑支护桩桩身弯矩的变化趋势,结果表明：坑趾系数(外坑平台宽度/开挖深度)与内坑支护桩桩身最大弯矩的变化存在着密切联系,通过拟合给出了桩身最大弯矩增长率随坑趾系数的函数曲线,桩身最大弯矩增长率可作为坑中坑基坑中内坑支护桩设计时的安全系数加以考虑。     

悬挂式深基坑地下连续墙支护数值模拟及工程优化

现场监测难以预测基坑和围护结构后期变形规律,为提前预判并规避基坑破坏风险,采用数值模拟方法预测基坑变形及围护结构工作状态。依托南京市和燕路过江通道八卦洲明挖段实际工程,针对悬挂式地下连续墙深基坑支护方式,动态模拟基坑开挖,研究地连墙墙体深层水平位移和墙体弯矩变化规律,对比监测数据验证模拟合理性。改变悬挂式地下连续墙厚度及埋深,发现地连墙厚度增大可减小深层水平位移,但对抗弯性能要求较大;增大墙体埋深可减小水平位移和墙体弯矩,但超过一定深度影响减小,通过寻求墙体厚度及埋深合理值,优化施工方案。     

基坑抗隆起稳定性研究新进展

坑底隆起易造成基坑坍塌及邻近建(构)筑物不均匀沉降,是影响基坑安全的关键因素之一。针对近10年国内外基坑抗隆起稳定性研究进展,阐释了基坑宽度、土体各向异性及支挡结构嵌固深度等因素对坑底抗隆起稳定性影响规律,列举了近年来基于地基承载力模式及圆弧滑动模式的基坑抗隆起安全系数改进公式,对比了不同改进公式对应的破坏机制及适用范围。进一步介绍了可靠度分析方法在坑底隆起失效概率计算中的运用及失效概率影响因素。最后总结了圆形基坑及坑中坑式基坑坑底隆起破坏机制及抗隆起安全系数计算方法。得到以下结论:(1)基坑越窄、土体各向异性比越低及支挡结构嵌固段越深对基坑坑底抗隆起稳定性越有利,但当支挡结构位于均质土层且端部未嵌入较硬土层时无法体现此规律;(2)基坑坑底隆起的失效概率与岩土体材料及土体参数的空间变异性有关,与安全系数无直接联系;(3)由于尚未建立统一的计算模型,且如何考虑三维效应及拱效应也未明确,圆形基坑抗隆起稳定性分析至今未有统一定论;坑中坑式基坑内外坑间距决定抗隆起破坏机制,抗隆起安全系数应根据内部型及外部型两种不同破坏机制分别计算。     

渗流对深基坑开挖及支护过程的影响

利用FLAC3D软件对哈尔滨市金都大厦项目深基坑工程进行基坑开挖卸荷过程与支护过程的数值模拟,分析考虑渗流与否两种情况下,基坑侧壁沿长度方向和深度方向的变形分布及支护结构的内力分布情况。计算结果表明,考虑渗流作用后,随着土层应力的释放,基坑侧壁的最大位移和基底的隆起量均有所增大;桩身弯矩有所增加,最大弯矩发生在桩长的中部偏上处,呈中间大两头小的规律;降水开挖过程中桩体变形量及锚杆轴力也增大。该结果为进一步研究深基坑工程中渗流对支护体系的影响提供了参考。     

深基坑双排桩支护排距室内模型试验研究

为了研究深基坑双排桩支护结构最佳排距及支护结构内力,分别对2D、3D、4D和5D(D为桩径)4种排距的双排桩支护结构进行室内模型试验,通过千斤顶在基坑顶加压模拟荷载,不同开挖深度下,测量模型桩身内力大小及桩顶位移的变化.分析排距和开挖深度对双排桩支护结构的影响,包括前后桩正负弯矩大小、差值、桩顶位移等,得出双排桩支护结构的最佳排距.研究表明:双排桩支护排距变化,对桩弯矩及桩顶位移影响均较大,且双排桩排距的变化对后排桩的内力影响明显大于前排桩,对正弯矩的影响小于对负弯矩的影响;开挖深度对桩顶位移影响较大,对正弯矩的影响大于负弯矩,深度位移曲线近似为过原点的二次曲线,基坑底以上为正弯矩,坑底下为负弯矩,3D排距时桩顶位移最小,4D排距时正弯矩最大.     

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。     

紧邻地铁半圆内支撑深基坑受力及变形特性数值研究

基于紧邻地铁车站及区间箱型隧道的昆明某超大型半圆内支撑深基坑工程,结合现场实测数据,对深基坑开挖过程进行仿真数值模拟;在此基础上研究紧邻地铁半圆内支撑深基坑受力及变形特性。研究结果表明:1超大型半圆内支撑体系有效地限制了地下连续墙的侧移,该设计方案成功、合理,可为昆明地区类似基坑设计提供借鉴;2半圆内支撑体系在圆弧端点处剪力、弯矩较大,需加强此处的支护结构;3半圆内支撑体系在圆弧拱顶处侧向位移较大,设置对称可有效地控制其变形;4侧方地铁结构对地下连续墙的侧向位移具有抑制效应,且抑制效应随距离的增大快速衰减,在基坑设计时可考虑此效应并结合地铁保护要求及基坑安全等级要求得到最佳方案。