深基坑施工过程仿真及地表沉降量验证

为掌握深基坑施工引起地表沉降规律,确保深基坑工程质量和安全稳定性,以大连地铁某车站为研究背景,基于FLAC3D仿真技术构建车站深基坑土岩体摩尔-库仑弹塑性模型,对其土岩体变形和支护结构受力状况进行模拟分析,并结合现场实测数据进行对比检验,利用MATLAB绘制地表沉降对比分析曲线,从而找出地铁车站深基坑开挖过程中地表沉降量变化趋势.研究结果表明:由于基坑周围土体及地下岩层应力的影响,随着深基坑开挖工程推进到中期,地表沉降梯度增大.该研究成果可为合理预测地铁车站深基坑开挖过程中的地表沉降风险值,有效预防基坑施工事故提供技术支持.     

基坑卸载对临近地铁车站影响的数值模拟研究

为探究西安地区黄土地层新建基坑开挖对邻近既有地铁车站的影响规律,依托西安某新建基坑实际工程,借助MIDAS GTS NX有限元软件建立了基坑与既有车站结构三维数值模型,研究新建基坑开挖全过程中围护结构变形与内力、既有地铁车站位移与周边地表沉降的响应规律,将模拟结果与实测结果对比验证其准确性。结果表明：基坑开挖过程中,围护结构位移较小,钢管内支撑可以有效控制围护结构的变形;既有车站最大侧向位移、竖向位移均出现于车站中间部位,侧向变形曲线呈典型的“内凸型”,竖直方向表现为沉降变形,变形增长速率随着基坑开挖深度的增加有所减小;车站周边地表沉降随基坑开挖逐渐增大,至基坑开挖结束,最大沉降值为-8.63 mm;数值模拟结果与现场监测数据规律一致且偏差较小,开挖完成后围护结构的最大位移为7.20 mm,既有车站侧墙中间部位的最大水平位移为1.18 mm,基坑施工风险较低,基坑卸载对临近既有地铁车站影响较小。     

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.     

沈阳地铁车站深基坑沉降变形特性

为揭示东北地区地铁车站深基坑沉降变形特性,以沈阳地铁下深沟车站深基坑工程为依托,采用理论分析和现场观测的方法,推导了适合沈阳地区深基坑的最大下沉点位置和最大下沉量的计算中关键参数地基土最大下沉角的公式及值,并得到基坑外地表沉降变形最大点位置和沉降量公式.研究结果表明,地基土最大下沉角的合理性和理论计算方法的可行性.研究结论初步突破了传统沉降变形预测的计算方法,有助于寻求沈阳乃至东北地区的地铁车站深基坑设计施工中沉降变形分析和预测的有效途径.     

地铁深基坑开挖对周围地表沉降的影响

为研究基坑在开挖期间引起的地表以及地表上建筑沉降的规律,在理论分析的基础上,结合沈阳柳条湖站基坑现场监测数据,提出了地表沉降数值计算模型,并对计算模型中的参数进行了分析.研究结果表明:考虑支护结构侧移影响下建立起来的数值计算模型具有一定的合理性,能够很好地预测基坑周围地表的沉降趋势;基坑沉降计算模型的建立实现了定量地分析地表沉降问题,能够准确计算基坑周围不同距离地表的沉降值.研究初步建立计算地表沉降的模型,有助于完善沈阳地区地铁车站设计施工过程中地表沉降分析和预测的理论.     

深基坑十字交叉换乘既有地铁车站变形特性分析

基于新建天津地铁5号线与既有地铁1号线十字换乘车站——下瓦房站的现场实测数据,研究深基坑开挖与既有车站十字相交时,基坑围护结构、墙后地表和既有车站的变形规律.研究结果表明:围护结构最大水平位移约0.064%H(H为基坑开挖深度),位于地表下约0.63 H.墙后地表最大沉降约0.025%H,位于墙后约0.71 H,沉降槽影响范围约为2 H.墙后地表最大沉降与围护结构最大水平位移的比值介于0.38~1.04之间,平均约为0.77.与基坑开挖方向交叉的既有地铁车站竖向上浮,水平方向外凸,以水平变形为主.既有车站周围止水加固和加固墙后软弱土层可显著减小既有结构变形.     

BP神经网络在基坑周边地表短期沉降预测中的应用

在对基坑的监测数据进行预测和分析中,现有的一部分方法很难满足实际施工中高度非线性问题的拟合,如指数法预测的沉降量往往偏小,双曲线法预测的沉降量往往偏大,而GM(1,1)对观测值的累加往往又不具有指数规律。考虑到这些局限,引用BP神经网络,以苏州地铁2号线某工程为例,结合历史的沉降监测值,对其基坑周边地表短期沉降进行预测。实践表明,该方法预测误差较小,为基坑周边地表沉降的预测提供了一种较好的途径,在基坑动态设计与信息化施工方面具有重要的参考价值。     

合肥地区地铁车站深基坑稳定性分析

文章以临近某国家级实验室的地铁车站深基坑为研究背景,针对合肥地区上层为黏性土、下层为泥质砂岩的地质状况,研究了地铁车站深基坑施工对周边建筑物的影响,确保基坑和支护结构安全施工。采用有限元分析软件MIDAS/GTS建立了弹塑性有限元模型,针对不同的围护设计形式对基坑变形进行敏感性分析,并对车站深基坑开挖的施工过程进行仿真模拟计算,预测深基坑开挖将产生的基坑变形及对该实验室的影响。研究结果表明:钢支撑施作位置的不同对基坑的侧向位移有一定的影响;对于不同的围护桩入土深度,土体向基坑内侧变形的趋势基本相同,随着入土深度的增大,基坑的侧向变形有所减缓;围护桩+钢支撑的围护形式对基坑土体侧向位移及周边地表沉降有较强的限制作用。研究成果对该地铁基坑的安全施工具有重要的现实指导意义。     

大连地铁车站基坑变形特性分析

为了研究大连地铁车站基坑变形特征以及基坑变形与开挖深度的关系,采用统计分析、数值拟合相结合的方法,通过对基坑实测数据的分析,结果表明:大连地区基坑墙后地表沉降最大值约为基坑深度的0.154%,基坑围护结构最大侧向位移值约为基坑深度的0.159%;最大地表沉降值与围护结构最大侧向位移值比为0.97,近于相等.研究结果可对后续地铁车站建设的设计提供一定依据,初步经济有效地控制由于车站深基坑变形引起的周围地层的移动.     

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.     

考虑开挖全过程的基坑坑外任意地表沉降实用计算方法

基于所收集的16个杭州地铁基坑案例,首先,建立基坑相对“标准化模型”,包括基坑物理参数模型、基坑施工过程模型以及场地土层参数模型,并由此进行三维有限元建模分析;其次,将建模计算的地表沉降值与工程实测、既有文献解进行对比,验证所建标准化模型的准确性,并提出考虑全开挖过程的杭州地铁车站基坑坑外任意地表沉降实用计算方法;最后,分析杭州地铁基坑各开挖阶段地表沉降特征。研究结果表明：当开挖深度超过7 m时,坑外地表横向沉降曲线由“悬臂状”转化为“三段式”折线;随挖深的增加,地表沉降显著增大,地表最大沉降的位置距基坑距离也逐渐增大。所建标准化模型和所提实用计算方法具有准确性。     

地铁车站深基坑半逆作法施工的环境变形控制分析

针对紧邻多栋7层建筑和高架地铁车站的深基坑工程,提出了地铁车站基坑半逆作施工方法并分析了环境变形控制效果.根据地铁车站的特点和周围环境控制要求,通过对比分析确定了结合临时支撑和逆作中板的半逆作施工方法,综合顺作法和逆作法的优点.对紧邻浅基础7层建筑和高架地铁车站沉降监测的结果表明：高架车站和多层建筑的沉降与差异沉降均在控制要求以内,距离基坑仅0.4 m的建筑物最大沉降小于10 mm.在逆作中板制作完成后,各测点的沉降曲线趋于平缓,即半逆作法可有效控制基坑施工后期深部开挖引起的环境变形.该方法在保证施工效率的基础上,将基坑周围变形控制在有效范围内.     

北京地铁洞桩法车站地表沉降变位控制分析

以北京地铁6号线洞桩法车站为工程背景,首先在现场实测数据分析的基础上对北京地区暗挖车站地表沉降值进行预测;然后选取Cam-clay(修正剑桥模型)对北京地区洞桩法地铁车站地表沉降规律进行分析;最后基于变位分配法对洞桩法地表沉降的位移控制进行分阶段处理,实现地表沉降分阶段控制的目标.结果表明:北京地铁6号线洞桩法车站地层损失率V1均小于1%,地表沉降槽宽度参数K为0.65~0.8;小导洞开挖(施工步序1)和二衬扣拱施作(施工步序3)引发的地表沉降所占比例之和近80%,施工步序1、3对控制地表沉降具有重要意义;现场实测和数值计算的结果基本吻合,地表沉降最大值均出现在车站中心线上方.     

西安地铁某车站深基坑开挖变形特性分析

为了确保基坑开挖中周边环境的安全,以西安地铁某车站深基坑开挖为例,运用ABAQUS软件建立三维模型模拟开挖对周边地表沉降和围护结构变形的影响,重点研究开挖中周边地表的沉降分布规律和围护结构变形的规律,并与现场实际监测数据进行对比分析。结果表明：地表沉降的实测值比模拟计算值大,但变化趋势基本一致;在基坑开挖过程中,地表最大沉降位置距离基坑边缘约11 m处,最大值为3.298 mm;围护结构水平变形沿开挖深度的变化曲线呈抛物线形,最大水平位移位于基坑最大开挖深度的 1/2 处,最大水平位移为11.05 mm,距基坑长边边缘0~25 m及短边边边缘0~22 m范围内的地表沉降最大,施工监测中应重点关注。     

"两墙合一"条件下地铁车站深基坑变形特性

针对地铁车站深基坑施工主体回筑后受力变形特性与空间效应复杂的问题,综合采用模型试验和数值模拟方法,对土体沉降与支护体系变形特性进行分析,得到地连墙水平位移、周围地表沉降规律、沉降与位移之间的相互影响关系以及基坑的三维空间效应.研究结果表明:本文条件下地表沉降的主要影响范围为0.5He～1.5He(He为基坑深度);最大地表沉降与地连墙最大水平位移的比值为1.0～1.6,地表沉降随地连墙水平位移的增大呈非线性增大,最大地表沉降、地连墙最大水平位移与开挖深度具有线性关系;基坑边角效应对地表沉降的影响大于对基坑水平位移的影响,基坑水平位移的空间效应相比地表沉降大约滞后0.5He的距离.     

暗挖隧道施工对既有地铁车站的影响与控制分析

针对暗挖隧道施工过程中对既有地铁车站的影响,笔者结合实际隧道暗挖工程模拟其施工全过程。结果显示:呈现狭长特性的隧道,其基坑周围地表的最大竖向位移出现在隧道南、北两侧且呈对称分布;基坑地表变形最严重的一层其沉降曲线呈现明显的"凹陷状";随着开挖深度的逐渐增加,隧道北侧地表竖向位移的增加值与其呈现非线性的变化趋势。结论:暗挖隧道施工对于既有地铁车站的影响很小。     

基坑变形数值分析中土体力学参数的确定方法

依托上海地区地铁车站基坑,提出了结合有限元的多目标反分析参数确定理论与算法,以不同开挖工况中的围护墙体水平位移和临近地表沉降作为目标,分析确定典型软土层的修正剑桥模型参数.对基坑开挖施工过程用ABAQUS进行有限元模拟,同时选取AMALGAM算法,利用Matlab对基坑工程中的土体参数进行反分析.结果发现,根据基坑开挖前一步实测变形确定的计算参数能够有效预测下一步开挖变形,开挖到一定深度时所确定的土体参数能够准确地预测后续步开挖的影响.证实了多目标反分析对后续施工步预测的精确度,并且得到了长寿路车站基坑第2~6步的9个土体参数反分析结果,可作为基坑工程的借鉴.     

上海软土地区地铁车站深基坑的变形特性

通过对上海软土地区地铁车站基坑实测数据的分析,探讨了基坑围护结构变形、坑外土体变形及地表沉降的一般规律.结果表明：上海软土地区地铁车站基坑围护结构的最大侧向位移为开挖深度的0.04%～0.6%,平均值为0.3%;围护结构侧向变形通常为深层凸鼓形,围护结构最大侧移点深度一般位于开挖面以上1.5 m至开挖面以下7 m;基坑周边最大地表沉降为开挖深度的0.05%～0.7%,为围护结构最大侧向变形的0.4～1.0;采用钻孔灌注桩结合高压旋喷桩止水帷幕的地铁车站基坑的变形控制通常优于地下连续墙和SMW工法.     

基坑开挖的实测分析与短期预测方法探索

为研究基坑开挖对周围环境的影响和提高基坑监测分析的及时性,根据基坑工程的实际案例,通过使用测量仪器如水准仪、全站仪和轴力计等对沉降、水平位移和轴力等进行监测,得到冠梁,支护桩,周边地表和临近建筑的变形规律,并采用指数平滑法分析监测数据,预测基坑各项安全指标的变化趋势,此方法只适用于短期预测。分析结果表明,基坑的开挖深度和基坑侧面施工机械和大面积的堆载对于基坑的变形有很大影响,但钢支撑的及时架设可以有效的控制基坑的变形。采用指数平滑法进行预测能够弥补监控量测的滞后性,对于实际工程具有重要的指导意义。     

某深基坑开挖过程的三维数值分析

本文运用有限差分软件FLAC^3D对某地铁车站基坑开挖与支护进行了模拟计算,分析了基坑开挖过程中围护结构变形、坑底隆起、地表沉降和相邻高架桥桩体的变形规律。结果表明：在深厚的粉细砂层中,地连墙变形有明显的“踢脚”现象;基坑由于开挖卸荷会导致明显的基坑隆起;坑外地表沉降影响范围主要在开挖深度的一倍范围内;基坑开挖也会引起相邻高架桥桩的侧向变形,最大侧移发生在开挖面附近。计算得到的地连墙和高架桥桩的侧向变形规律与已有文献的实测沉降规律基本一致,验证了计算结果的正确性。分析结果为类似工程设计与施工提供了有益参考。