不同内支撑支护体系对深基坑开挖变形的影响分析

本文基于天津市滨海新区A07地块项目深基坑工程,首先研究了规则形状的深基坑环梁和直梁的支撑效果,发现环梁支撑结构在基坑开挖支护中的效果明显优于直梁支撑结构.其次,以有限元ABAQUS软件模拟分析实际案例下大直径环梁支撑型式对深基坑开挖变形的影响,并与直梁支护深基坑对周边环境的影响作对比.分析结果表明,数值模型可较准确地模拟深基坑开挖施工过程.结果显示,大直径环梁支护体系相比于直梁支撑体系,可更好地控制基坑开挖引起的周边土体变形.     

地铁车站多工法施工的地层变形研究

以重庆交通轨道环线冉家坝地铁车站为工程依托,采用现场监控量测方法研究了双侧壁导坑法开挖、侧洞法开挖及明挖法施工下的地层变形规律。结果表明:3种工法下明挖法引起的地表沉降变形最小,双侧壁导坑法开挖次之,侧洞法引起的沉降变形最大;2种暗挖施工下初次开挖扰动引起的地层变形最大,占总沉降量的50%以上。分析隧道拱顶变形发现,变形过程可分为左导洞开挖后的快速沉降阶段、左右导洞开挖及时支护后的过渡变形阶段和临时支撑拆除后稳定变形阶段,且2种暗挖工法下的拱顶变形曲线均可由指数函数拟合。     

基坑支护施工过程中的变形监测与控制分析

结合深基坑变形机理和工程案例,对厦门某地区一深基坑的周边土体深层水平位移、围护桩水平、竖向位移、地下水位等监测成果进行分析,以研究深基坑施工过程中的变形特性和变化规律.研究结果表明:工程地质条件、基坑开挖深度、周边荷载以及支撑拆撑过程等是引起深基坑变形及稳定性的主要因素;合理结构设计和土方开挖方案,并根据监测数据实时指导施工和采取合理控制变形的措施是确保基坑安全的基础.     

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。     

逆作法通道式土方开挖工艺及其应用

针对狭长形逆作基坑中土方开挖与支撑施工的作业面冲突,提出了逆作法通道式土方开挖工艺.该工艺首先在基坑中部挖土形成纵向作业通道,再从远离出土口一侧快速分段挖除留土,同时跟进支撑制作养护.与传统挖土工艺相比,通道式土方开挖工艺不仅可以提高施工效率、缩短工期,还可通过增加留土宽度以减小支护结构变形,降低基坑开挖对环境的影响.该工艺成功应用于上海西站15号线地铁车站地下二、三层基坑工程.结果表明：采用该方法施工可以将支护结构变形控制在允许范围内;与正常分段推进式挖土工艺相比,该工艺可以提高工效40%.     

台阶长度对软岩隧道台阶法施工影响分析

软弱围岩隧道施工时,围岩变形过大会对施工安全造成威胁.本文利用数值软件建立成昆铁路新白石岩隧道V级围岩洞口段的三维模型,模拟分析比对微台阶法和短台阶法隧道开挖引起的围岩位移和应力变化情况.结果表明:减小开挖台阶长度能够有效减小上台阶开挖引起的拱顶沉降和地表整体沉降;采用微台阶法施工可减小开挖引起的围压变形,保证施工的安全进行.     

施工过程对上海中心幕墙支撑结构的影响分析

通过对上海中心大厦幕墙支撑结构和主体结构的施工模拟分析,研究了幕墙支撑结构的变形预调值,并对主体结构变形引起的支撑结构附加内力进行了详细分析.研究表明,采用传统逐层找平的施工方法,施工完成后环梁与设计标高仍存在较大偏差,采用吊点预抬高和吊杆长度调整的措施对环梁标高进行预调整可保证幕墙的几何形态和安全使用;巨柱区间压缩量会引起幕墙支撑结构与主体结构楼面发生数值较大且分布规律复杂的竖向位移差,需通过施工模拟方法对幕墙支撑结构与主体结构间的滑动节点在主体压缩下的滑动行程进行确定,同时巨柱压缩也会引起径向支撑较大的附加弯矩,最大附加弯矩应力比达到0.3,其对幕墙支撑结构安全的影响不容忽视.     

浅埋地铁下穿高层建筑关键技术

随着我国大量地铁隧道的建设,频繁出现了地铁施工穿越各种建筑物现象,新建的地下隧道的施工不可避免的对周围地层产生扰动,使地层和地表产生变形,必然引起近邻既有结构产生附加内力和变形,要实现施工过程中既有结构的安全,必须采取相应控制措施,减轻地铁开挖施工对既有结构影响的技术措施。     

车站深基坑变形规律与稳定性分析

针对车站深基坑施工中的变形与稳定性问题,以地表沉降变形≤22 mm 、土体侧向位移≤20 mm及等效安全系数SSR等为评价指标,研究不同深基坑开挖进程中地表沉降变形、底部土体隆起变形、深基坑内支撑稳定性和连续墙及墙后土体变形的演化规律,结果表明：地表土体受基坑开挖引起的变形规律呈“抛物线型”,最大沉降量0.5 mm;基坑底部最大隆起量23 cm,主要发生在粉质黏土层,在风化花岗岩层终止;支护结构以受压为主,局部受拉,整体稳定性良好;连续墙长轴方向中间墙体受后方土体挤压向基坑内产生1.25 cm变形,连续墙后2 m处土体最大变形量为1 mm,整体稳定;通过实测地表沉降量并与模拟结果进行对比,表明数值模拟结果可较好的获取基坑开挖过程中的变形规律,研究结果可为施工顺利进行提供有益指导。     

地铁车站小直径管幕工法开挖变形规律

沈阳地铁市府大路站是采用小直径管幕工法施工的地铁暗挖车站.通过有限差分软件FLAC^3D建立车站结构-地层三维模型,分析总结了小直径管幕工法动态开挖过程引起的地层及主体结构的位移变形规律.结果表明:小直径管幕工法开挖过程引起的地表沉降具有明显的阶段性,沉降槽形态在群洞效应和管幕预支护作用的影响下变化频繁,横导洞间土体开挖阶段引起的地表沉降占到了最终沉降的50.54%,该阶段是地表沉降控制的关键阶段;管幕-梁-桩-柱施工完成后,主体结构变形表现出良好的协同作用,横梁竖向变形表现为车站两端小中间大,边桩及中柱的水平位移在负二层施工期间增长显著,占到了水平位移最大值的47.1%和55.8%,该阶段是控制主体结构变形的关键阶段.     

无支撑基坑变形特性的三维有限元分析

建立三维有限元模型对采用格型地下连续墙和高桩梁板地下连续墙围护结构的船坞基坑进行分析,计算中假定土体为横观各向同性体,考虑土与结构的共同作用以及土体分区开挖.通过分析实测数据和计算结果,研究了无支撑船坞基坑开挖过程中格型地下连续墙和高桩梁板地下连续墙的变形特性.计算结果表明,船坞基坑围护结构的变形性状受其结构形式以及施工工况的影响,基坑内部桩基对船坞基坑围护结构变形影响较大,船坞基坑的开挖对临近基坑的影响很小.     

深基坑开挖引起的支护结构受力特性研究

基于修正摩尔库伦本构模型,采用MIDAS/GTS对基坑开挖及支护全过程进行数值模拟,对深基坑开挖引起的支护结构受力特性进行了研究,并与实际监测结果进行对比分析．研究结果表明,基坑开挖引起的内支撑内力主要是轴力,开挖完成时最大轴力约为-2 085 k N,位于第三道内支撑处;基坑开挖引起的地连墙内力主要是弯矩,开挖完成时最大弯矩约为498.1 k N·m,监测值约为522.8 k N·m,均位于第三道内支撑和开挖面之间,现场实测结果与数值模拟结论一致．该研究成果对深基坑开挖过程中动态演化过程认识和变形破坏防治具有一定参考意义．     

基坑开挖对在建道路的影响及加固措施

目的 分析基坑开挖对围护结构和在建道路的影响,探究保证基坑和道路结构稳定的加固措施。方法 以杭州市某基坑与在建道路交叉施工为工程背景,进行三维有限元建模,对基坑开挖和道路振动施工全过程进行模拟。结果 在道路振动施工作用下,基坑围护结构最大水平位移为5.26 mm;基坑开挖完成后,基坑围护结构的水平变形和道路的竖向变形均较大,须采用加固措施控制围护结构和道路的变形。结论 在基坑全部卸荷后,采用斜撑和增加支撑预应力综合加固措施与未采用加固措施相比,CX20监测点的最大水平位移和道路最大沉降分别减小了28.97%和35.34%,变形控制效果显著。     

深基坑坑中坑开挖支护案例分析——以合肥某污水处理厂为例

以合肥市某污水处理厂为例,项目进水泵房设置在第八区,基底标高远低于其他区基低标高,属于坑中坑支护结构,安全等级为一级。针对本基坑面积大、坑中坑的开挖深度深的特点,并结合现场地质条件介绍坑中坑放坡后,边开挖边支护的施工方式。利用变形及轴力检测的方式分析基坑开挖过程中各支护结构如围护桩、横向砼支撑和钢支撑结构、格构柱、变形特点,各围护结构的变形均在规范规定的安全值以内。验证了基坑开挖方式及支护结构的设计的合理性,为类似工程提供借鉴和参考。     

后建车站基坑开挖及区间近距离下穿既有车站安全技术措施研究

本文以成都地铁某换乘站后建车站基坑开挖及区间近距离下穿既有地铁车站工程为背景,采用三维有限元方法分析研究后建车站基坑开挖及区间下穿对既有车站的叠加影响效应,重点研究后建工程实施对既有地铁车站结构及轨道的力学行为影响,提出切实可行的技术措施,并对施工全过程进行动态监测。研究结果表明:(1)应考虑后建车站基坑开挖及区间下穿对既有车站的叠加影响,以后建车站施工完成后的残余变形允许值作为区间下穿的控制标准;(2)后建车站基坑开挖卸载后,既有车站受偏压荷载发生扭转变形,后建车站支撑结构采用刚度较大的混凝土支撑,能有效控制既有车站的水平变形;(3)后建区间应尽量避免设置于既有车站柱下方,将支撑桩设置于既有车站柱下方,如不能将支撑桩设置于既有车站柱下方,应结合支撑桩实际受力状态进行设计;(4)后建工程实施后,支撑桩边桩轴压力增加2.6倍,应加强边桩设计。     

深基坑开挖变形控制及对周边建筑物影响的研究

在城市建筑密集区内,深基坑开挖变形控制及对周边建筑的影响保护是城市地下空间开发过程中出现的典型技术难题。文章以南京江东路某段基坑工程为研究对象,基于MIDAS/GTS软件,采用三维数值模拟,建立考虑土体与结构相互作用的三维整体计算模型,并将计算值与监测值对比。结果表明,计算模型能够较好地预测基坑支撑轴力、围护桩变形及对周边建筑沉降的影响,支撑轴力和围护结构的侧向变形与周边建筑物沉降有较强的关联性。同时也论证了基坑设计和开挖方案的合理性及深基坑施工变形控制措施的有效性,为以后相关工程的设计与施工提供依据。     

黄土地层雨水管道施工对既有下卧地铁变形的影响

为探究基坑开挖和顶管施工共同作用下下卧隧道结构的响应规律,以西安兴善寺东街雨水管道工程为背景,采用数值模拟和实测数据分析相结合的方法对比分析采用明挖法和顶管法两种不同施工方式施工时下卧隧道变形规律,利用正交试验法研究基坑开挖和顶管施工共同作用时下卧隧道隆起量影响因素。结果表明：下卧隧道沿纵向5倍基坑开挖宽度内结构的隆起变形受基坑开挖影响较大,且基坑开挖卸荷使下卧隧道结构发生不均匀变形。左隧道拱顶最大隆起量为4.13 mm,拱腰最大收敛值约为0.55 mm,结构易发生扭转变形;右隧道拱顶最大隆起量约为3.19 mm,拱腰最大收敛值约为0.24 mm,结构易发生竖向拉伸变形。采用顶管法施工可以减少下卧隧道的变形量,实测数据表明顶管施工会使下卧隧道产生横向收敛,最大为1.7 mm,实际工程中应注意控制既有隧道结构的横向变形。基坑开挖和顶管施工共同作用时,各因素对左右隧道的影响程度不同,左隧道的隆起量主要受基坑开挖卸荷作用影响,右隧道的隆起量主要受顶管施工的顶推作用和开挖卸荷作用影响。同时应注意各因素之间不一定是相互独立的,需要考虑因素组合对下卧隧道隆起量的影响。     

地铁站深基坑桩撑支护开挖变形

以济南地铁邢村站基坑开挖支护为工程依托,通过理论分析、数值模拟和监控测量相结合的方法,首先在理论方面阐明基坑变形的理论依据,然后利用有限元软件ABAQUS对邢村站基坑开挖的全过程进行了模拟,并结合现场的监测结果,对基坑开挖过程中围护结构的水平与竖向位移和基坑周边的地表沉降以及支撑结构的轴力变化进行了分析。研究结果表明：随着基坑的开挖,基坑顶部呈现出逐渐向坑内运动的趋势,并且随着开挖过程中支撑结构的施加,围护结构整体呈现出向坑内变形的“弓”形分布,在支撑施加的部位,变形明显减小;由于基坑开挖土体的卸荷,围护结构出现隆起变形;地表沉降曲线呈现“U”形分布,并且随着基坑开挖深度的逐渐增加,地表沉降最大值逐渐增大,基坑开挖的影响范围基本在0～20 m内;各道支撑的轴力呈现出逐渐增加的趋势,下部的支撑发挥作用的效应更明显,并且下部支撑轴力大于上部支撑的轴力。     

ADINA在隧道开挖中的数值模拟应用

采用ADINA软件,通过对鲍家湾隧道的开挖进行数值模拟。对比台阶法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法三种不同开挖方法的力学性质,找出最合理的施工方法。研究结果表明：隧道的开挖过程是和应力路径与应力历史密切相关的非线性不可逆过程。采用不同的开挖步骤将会引起程度不同的变形和应力状态。也就是说,只有考虑施工过程才能准确反映隧道施工过程中围岩和结构的应变、应力状态,也才能保证隧道的安全施工。     

软土地层中分隔型基坑变形特性及应力路径

以上海软土地区紧邻历史保护建筑的超大地下综合体施工为例,建立考虑土体小应变特性的三维有限元计算模型,研究分隔型基坑变形特性及土体应力路径;将数值模拟结果与现场实测数据进行比对以检验模型参数取值的合理性,并基于此模型进行多工况计算分析。结果表明:仅靠优化基坑开挖顺序对基坑变形控制作用有限且不全面,有必要考虑地下结构回筑引起的基坑支护刚度和边界条件变化;先开挖小基坑并完成其地下结构回筑后再施工较大基坑的施工方案效果最优,与较不利工况相比可减小紧邻敏感建筑物侧围护结构最大侧向变形30%;不同开挖顺序、地下结构施工引起的边界条件变化,以及不同排水条件使得坑内外土体应力状态复杂多变,其中坑内土体在不同工况下呈现不同应力路径,坑外土体则呈现多次卸荷的应力路径;当应用伺服式预应力钢支撑时,坑外土体表现出先水平卸荷而后加荷的应力路径,围护结构变形控制在开挖深度的0.1%内,可有效保护周边敏感建筑物的安全。