分坑施工在控制基坑长边效应中的应用

分坑施工通过把一个大的基坑划分为若干个小的基坑,利用时空效应,先后施工,能有效地控制基坑长边的变形,确保基坑周边管线及建筑物的安全。通过一分坑施工的基坑实例,采用Plaxis3D三维有限元软件进行数值模拟,分析了基坑分坑施工和不分坑施工对基坑周边环境的影响,并通过分坑施工有限元数值分析结果和实际基坑监测数据进行了对比。结果表明,分坑施工能有效减小基坑长边的变形。     

敏感环境下深基坑工程变形控制方法及应用

以南京水游城深基坑工程的地质环境和周边敏感环境为出发点,探讨了该深基坑工程的设计原则、支护结构型式、对周边敏感环境保护和施工变形控制的措施,利用Plaxis软件对深基坑北侧敏感环境的开挖效应进行了数值模拟。结果显示:传统的基坑支护形式仍是深基坑工程变形控制首选方法;周边环境敏感、施工场地狭小的基坑,施工前可对周边敏感建(构)筑物地基进行加固;设计时可在支撑梁上设置材料堆放场地和栈桥,及在基坑内设置挖土操作平台;数值模拟能很好地预测深基坑支护结构和土体在施工过程中的变形;根据场地土体基本性质、周边敏感环境特性,因地制宜,使设计、施工方案更加优化。     

基坑开挖时邻近桩基性状的数值分析

基坑开挖时尤为关注的问题是土体侧向移动对邻近桩基的不利影响,土体的侧向移动使邻近桩基产生侧向位移和附加应力及弯矩,甚至可能使上部建筑物功能失效。采用土工有限元软件Plaxis 8.2对内支撑排桩支护基坑开挖过程进行数值模拟,分析了基坑开挖时对邻近桩基的各种影响因素,包括单排桩、双排桩在不同开挖深度、支护桩的刚度、桩基刚度、桩基距基坑开挖面距离、桩身的约束和桩长条件下桩身水平位移和弯矩的变化特性。     

六堡地铁站基坑围护结构的设计与施工要点

正目前,地铁已成为经济发展较快的大城市公共交通建设的重要内容,但地铁在施工期间也容易暴露出许多安全性与稳定性问题,其中,基坑围护结构安全稳定性问题尤为凸显。基坑围护是保障地铁站安全施工的重要措施,但是其结构的设计及施工较为复杂。目前,很多学者对地铁车站的基坑围护结构性能展开了研究。其中,王振峰[1]对青岛车站深基坑开挖支护进行了稳定性数值分析。王骏[2]对佛山地区软土层深基坑围护结构的变形控制开展了相关研究,通过研究影响围护结构变形的设计因素,来制定出周边环境的保护措施。杨新强、夏思林[3]-[4]分析了地铁车站基坑围护结构的施工方案及监测结果,并提出建设安全地铁车站的措施。张晓龙[5]采用Plaxis有限元软件模拟了基坑开挖支护的全过程,其研究结果基本反应了基坑开挖中围护结构的变化情况。     

悬挂式止水帷幕地下水渗流数值模拟

悬挂式止水帷幕在基坑工程中得到了广泛应用。采用地下水渗流软件GMS对室内地下水渗流模型试验进行数值模拟,数值模拟结果与试验结果相互对比,进而验证地下水数值模拟软件的可靠性。在确定软件准确性的基础上,进一步研究在相同悬挂式止水帷幕插入深度下,不同形状基坑中地下水渗流变化规律,为实际工程降水设计提供参考依据。结果表明:数值模拟的计算结果与实际监测到的坑外涌水量以及坑外水位变化较为吻合;不同形状的基坑,帷幕插入深度的增加对坑外水位影响并不明显,但在相同的帷幕插入深度下,不同形状的基坑的涌水量差异较为明显,具体表现为正方形基坑涌水量最大,矩形基坑次之,圆形基坑的涌水量最小。     

不对称基坑开挖过程中的沉降变形与数值模拟分析

为控制不对称基坑开挖形变、保障基坑稳定性和安全性,开展不对称基坑开挖过程中的沉降变形与数值模拟研究。以西安某地铁坑中不对称开挖工程为例,选取桩体水平位移、桩顶沉降、地表沉降和周围建筑物沉降4个变形指标,对其施工进行监测和Plaxis 3D有限元模拟。研究发现：随着基坑开挖,桩身水平位移不断增加,其最大值为8.23mm;桩顶沉降呈波动趋势,最大值为0.45mm;地表沉降也不断增加,最大沉降值8.81mm,且靠近基坑侧土体沉降较远离侧高15%左右,承载建筑物一侧土体的水平位移较未承载侧高12%;周围建筑物沉降量随着离基坑距离的减小而增加,最大值为9.4mm。通过对比分析发现4个变形指标的实测和模拟结果虽略有差异,但变化趋势基本一致,且4个指标的变形均处于变形控制范围内,不对称开挖过程基坑十分安全和稳定,说明该工程选择的桩-撑联合支护方式能有效控制不对称开挖过程的基坑变形,且在坑中坑不对称开挖工程中使用数值模拟方式能确定基坑开挖方案的安全性。     

基坑悬臂支护桩双参数弹性地基杆系有限元法

对地基抗力双参数法在基坑悬臂支护桩位移和内力计算方面进行了探讨,即采用地基土抗力系数随深度按双参数非线性变化的假设,以弹性地基杆系单元模拟,支护桩则按弹性梁单元模拟。对某基坑悬臂支护桩进行数值模拟反分析表明,通过试算调整可获得适合于实际设计计算的地基抗力双参数,该法应用到福州市某基坑悬臂桩的实际分析和设计中获得了较为满意的结果,可供悬臂支护桩设计计算时参考。     

工字钢水泥土搅拌墙基坑支护的力学性能研究

河南某基坑最大开挖深度为5.8 m,场地以饱和淤泥质粉质黏土为主,与周边既有建筑最近距离为1.2 m,采用工字钢水泥土搅拌墙和预应力扩大头锚杆进行支护。运用PLAXIS有限元软件对该基坑支护结构进行数值模拟,得到了不同工况的土体位移、工字钢水泥土搅拌墙轴力和弯矩、预应力锚杆的锚固力和各开挖阶段的总乘子 ,结果表明,数值计算的土体水平位移与实际监测数据比较吻合,验证了工字钢水泥土搅拌墙建模的合理性;PLAXIS软件能较好地模拟基坑开挖过程中土层及结构的变形特点,验证了PLAXIS有限元软件在基坑工程的适用性;数值计算的土体水平位移、锚杆轴力、采用强度折减法计算的各开挖阶段的总乘子 均满足基坑设计要求,验证了工字钢水泥土搅拌墙在基坑支护的可行性,为类似基坑设计提供了理论依据。     

三维数值模拟技术(Visualmodflow)在基坑降水中的应用

基坑降水设计常采用大井法计算基坑涌水量,但是当研究区水文地质条件复杂,含水层非均值性,防渗围堰的存在且渗透系数的不确定性时,利用"大井"解析法求解涌水量时,概化的条件较多,往往降低计算结果的可信度;而数值法不受其限制。因此本文采用了数值模拟软件Visual Modflow对基坑涌水量进行了模拟。在正确分析水文地质条件的基础上,建立合适的水文地质概念模型并确定数学模型,通过非稳定流计算求取基坑涌水量,并对防渗墙的防渗效果进行三种方案模拟计算,结合工程降水实际,推求防渗墙的渗透系数。     

复合土钉支护的有限元数值模拟及稳定性分析

在平面应变条件下,对采用水泥搅拌桩复合土钉支护的基坑进行了有限元数值模拟,在此基础上采用有限元稳定分析方法评价基坑的稳定性。通过对复合土钉工作机理的分析,并与普通土钉支护的基坑进行比较,分析二者的差异。通过分析不同支护参数的影响,研究基坑的变形以及稳定性变化规律,为设计和施工提供一定的参考依据。     

深基坑PCMW工法开挖过程离散元数值模拟分析

深基坑稳定性问题是重要的工程问题,其中,有效支护结构是保证基坑工程顺利实施的基础。本文引入离散元法,提出了基坑及支护结构建模和数值模拟方法。采用紧密堆积离散单元构建模型初始地层,引入了离散单元团簇模型来构建表面较为光滑的管桩。以南京某深基坑工程为例,采用三维离散元模拟软件MatDEM3D构建几何模型,并根据土体的力学性质设定相应单元的力学参数。数值模拟中,通过预平衡操作实现土层的压实,进而模拟了基坑开挖过程中土体和管桩的变形。将数值模拟结果与实测监测数据进行了对比分析,评价了基坑支护结构的有效性。这种基坑离散元数值模拟方法在基坑开挖过程的稳定性预判和支护结构的有效性评价上具有潜在的应用前景。     

有限元数值模拟技术应用于基坑降水设计和结构防浮分析

利用有限元数值模拟技术进行建筑基坑开挖工程降水设计,在首都机场新航站楼工程中,用此项技术进行基坑降水和结构防浮分析,取得良好了效果。与传统的设计方法相比,该技术具有能适应复杂含水地层,满足不同开挖深度的基坑降水设计,具有全面模拟整个降水过程的水量和水位变化的优点。     

基坑工程设计方法的比较

不恰当的设计方法是导致基坑破坏的主要原因之一。针对这种情况,提出了基坑工程模拟的方法论。基于这种方法论,比较了极限平衡与数值模拟两种方法在基坑稳定性分析时的优点及其局限性,最后通过一个实际的基坑工程,比较了两种方法模拟的结果。结果表明,数值模拟方法在一定程度上能够更好地揭示出基坑土体的应力与变形规律。     

移动荷载作用下土岩组合基坑吊脚桩变形分析

以青岛地区特有的土岩组合地质条件为背景,采用现场监测和Plaxis有限元模拟相结合的方法,研究了土岩基坑中吊脚桩在龙门吊移动荷载作用下的变形规律及动力响应。结果表明：桩身变形模拟结果与实测值吻合较好,基坑的变形主要发生在基坑上部软弱土层,吊脚桩嵌岩处产生应力集中;在龙门吊移动荷载作用下,桩顶水平位移较大,但其动力响应最小,而嵌岩处水平位移较小,但其动力响应最大;嵌岩处、桩身最大正弯矩处及最大负弯矩处的土压力动力响应较大,且移动荷载刚经过时刻影响最大。研究成果可为类似土岩结合地区深基坑支护设计提供参考。     

紧邻已有建筑物基坑支护综合施工技术研究

城市基坑附近建筑物一般都比较密集,与已有建筑物距离越来越近,随着基坑深度越来越大,对基坑支护设计与施工提出了越来越高的要求。以某规模较大的与已有建筑物距离很近的深基坑为背景,采用现场监测和数值模拟相结合的方法对基坑支护的综合施工技术进行了研究,为类似工程优化设计和合理施工提供一定的借鉴。     

土体本构模型对强度折减法分析基坑整体稳定性的影响

运用有限元强度折减法对基坑工程进行整体稳定性分析时,已有研究主要采用摩尔-库伦模型对土体进行模拟,由于摩尔-库伦模型给出的基坑变形曲线与实测不符,故据此得到的基坑整体稳定安全系数也不甚合理。采用Plaxis硬化模型模拟开挖过程,在强度折减分析中采用特征点位移突变对基坑整体稳定性进行收敛判断,通过分析对比所选取的不同特征点的位移与折减系数的关系曲线,提出采用挡墙内侧开挖面附近土体作为收敛判断的判别点较为合理,其安全系数的取值与采用极限平衡法得到的结果比较接近,而摩尔-库伦模型所得到的计算结果则偏大。最后分析了基坑宽度、基底软土层厚度、挡墙插入深度和挡墙刚度等因素对基坑整体稳定性的影响,并比较了采用这两种不同土体本构模型对分析结果的影响     

河湖相软土区某深基坑开挖变形特征分析

为研究在昆明市河湖相软土地区的复杂地质条件下，基坑开挖施工过程中的变形特征，以昆明市某地铁站深基坑的工程实例为背景，结合基坑开挖施工过程中支护结构及周围土体变形监测数据，运用MIDAS/GTS NX有限元软件，建立三维模型进行全过程整体的数值模拟分析，对比数值模拟结果和监测数据。结果表明：数值模拟结果与监测数据相比，两者结果差值较小，变化趋势基本一致，验证了有限元数值模拟软件在软土地区深基坑工程中运用具有可行性；地连墙顶竖向位移和墙顶附近土体沉降受基坑坑底软土隆起的因素影响较大；各监测点变形均小于控制值；基坑周边土体沉降和地连墙体变形符合基坑开挖变形规律，验证了基坑设计支护的合理性。研究结果可为昆明河湖相软土地区基坑工程提供经验借鉴。     

有限元法模拟开挖引起的基坑水平位移和邻近建筑物沉降

以徐州某采用水泥土墙支护的基坑为例,采用有限元数值模拟的方法,对基坑开挖引起的水平位移量和邻近建筑物沉降量进行了计算,并与实际监测值进行了对比分析,得到了一些关于如何控制基坑水平位移和减少基坑周边建筑沉降的结论。     

深基坑工程软托换技术影响因素分析

“软托换”是近年来工程实践中总结出来的一种新概念,其工作原理是根据基坑与既有建筑物的相对位置(距离)、建筑物重量、基土工程性质、可能产生破坏的类型和破坏的范围,以荷载传递和应力转移的原理为指导思想,设计用更少量的托换结构构件来达到防倾、抗倾的目的。以深基坑软托换工程为研究对象,借助Plaxis ver7.2有限元分析软件,对既有建筑物情况下的深基坑开挖过程采用锚杆静压桩进行软托换设计,并进行有限元模拟,以此来研究软托换对支护结构内力和变形的影响。通过有限元分析可以看出：基坑离既有建筑物的距离、软弱层厚度是影响软托换效果的重要因素。     

南通市南山湖综合楼基坑工程降水数值模拟分析

基坑降水的成功与否,关系到整个基坑的安全。南通市南山湖综合楼基坑开挖过程中虽建立了止水帷幕,但仍需对基坑降水的方案进行安全评估。采用MIDAS/GTS数值分析软件建立三维渗流模型,通过对现场单井抽水试验进行模拟分析,综合地勘报告中室内试验渗透系数和抽水试验的渗透系数,反向推演出符合工程实际的渗流边界函数和渗透系数;然后利用反推得到的计算参数,建立三维渗流模型,模拟群井抽水状态下水位降深与时间的变化关系,对群井降水效果进行分析,验证降水井设计是否合理,指导基坑土方的开挖。