海太过江通道公路段工作井基坑降水优化设计

海太过江通道公路段工作井基坑采用悬挂式止水帷幕,其帷幕深度对基坑开挖施工安全有重要影响。根据承压水抽水试验实测数据,采用数值反演法获取了承压含水层相关水文地质参数;基于研究区地层结构特征,建立了三维地下水流运动数学模型,确定了帷幕最优深度、井群位置和降水井数量。计算结果显示,设计的降水方案能够保证施工场地干燥、基坑底部不发生突涌、土体不发生渗透变形和基坑周围沉降量在允许值内。因此,本建议方案优化了承压降水井群,降低了悬挂式止水帷幕深度,节约了降水成本,为设计部门提供了依据和技术支撑。     

基坑开挖中渗流-应力耦合模拟

根据基坑工程施工实际情况,基于地下水渗流的基本规律以及岩土体受力的本构模型,建立了在应力场和渗流场耦合作用下基坑受力的力学模型,通过有限元方法模拟了基坑开挖过程中周围应力场及渗流场的变化规律。计算结果表明：在设置挡土墙并及时排水情况下,随着开挖的进行,基坑周围的土体变形增大,挡土墙前的土体发生沉降,墙体最终发生变形,基坑底部土体向上隆起,在基坑角落处水头梯度较大,发生应力集中,容易导致工程事故,必须谨慎处理。另外,基坑在降水时内外水头差过大将会引起墙体承受过大压力,基坑周围沉降会更大,这样不利于墙体和周围建筑安全。     

软土基坑周围地表沉陷变形计算分析

在分析总结基坑周围地表沉陷变形计算方法的基础上,根据软土基坑变形规律,按指数曲线拟合基坑周围地表沉降变形,推导出在软土地区深基坑开挖中由支护结构变位引起周围地表沉降变形的计算方法,并通过实例分析、比较,预测地表沉降,对于周围环境要求严格的基坑工程提供了较可靠的计算方法,对于基坑周围环境保护有重要的意义。     

基坑降水引起周围土体沉降性状分析

从影响基坑周围土体沉降的诸多因素中选出3个主要因素:弹性模量、降水深度和渗透系数,利用二维有限元法分析了它们对基坑周围土体沉降性状的影响。同时通过建立二维有限元模型,研究了工程上采用的回灌和止水措施对减小地表变形的作用。研究表明,使用回灌井、回灌沟或止水帷幕措施可减小地表总沉降和不均匀沉降。     

土岩组合地层异形深基坑支护体系优化研究

某明挖隧道基坑位于土岩组合地层,基坑大面深度约17.1 m,深挖部位约27.9 m,原设计整体基坑采用地下连续墙+4道钢筋混凝土支撑,坑中坑内侧壁采用钻孔灌注桩作为竖向支护结构,深坑部位加设2道钢管支撑。为节约工期和工程造价,综合考虑地层分布及地质条件,对原设计方案进行了系列优化。运用数值模拟对比分析了优化前后基坑支护体系和周边环境的变形特性,结果表明优化后的支护方案满足设计和规范要求。基坑按优化方案施工,并开展了现场监测工作,基坑监测结果表明：（1）基坑连续墙水平位移、地表沉降、支撑轴力、周边建筑物变形及坑底隆起等指标均小于控制要求;（2）连续墙最大水平位移发生在土岩分界面以上一定高度,最大值约为浅基坑深度的0.025%;(3)异形基坑两侧变形不对称,最大地表沉降发生在浅基坑侧,基坑外地表影响范围约为1.0H;(4)下部基岩段基坑开挖侧向变形量小,且对地表沉降槽范围影响不大。优化方案节约了工期和造价,可为类似基坑工程提供参考。     

基坑工程降水渗流场特性分析

基于Biot固结理论和Terzaghi有效应力原理,采用有限元法对深基坑工程降水渗流场进行应力场与渗流场耦合的数值模拟。结合南京九华山隧道基坑工程降水实例,分析了基坑降水水位线的形状、流速分布及地表沉降规律;比较了降水井不同布置、井深对基坑渗流场及周围地表沉降的影响,其结果有助于进一步了解地下水与土体相互作用机理,并为基坑工程降水井的设计提供可靠的指导。     

北京轨道交通指挥中心二期基坑工程地表变形影响分析

深基坑在开挖过程中易引起周边地表的变形,因基坑开挖施工周期长且周边环境复杂,对周边地表沉降变形监测及控制则显得至关重要。结合北京市轨道交通指挥中心二期基坑工程地表沉降控制的实践经验,运用ANSYS软件,建立三维数值分析计算模型,并与实测数据进行了对比分析,两者基本吻合。     

基坑降水对周围建筑物的影响

建筑物基础施工中,随着荷载的变化及基坑降水的发生,在一定范围内改变了土体内应力的变化,进而可能影响到此范围建筑物的变形.为了避免变形的发生,保证施工过程中周围建、构筑物的安全及基坑施工面的干燥,在基坑开挖过程中进行必要的降水,降水的速度、降水量视基坑开挖速度、方位及周围建、构筑物的变形情况确定.结合工程实例,简要阐述了降水工程的意义、变形观测在降水工程中的作用、控制建筑物变形的观测要求、方法和精度,并提出了几点体会.     

富水粉土基坑装配式可回收支护开挖响应分析

装配式可回收支护结构为地下空间开发提供了一种经济安全、功能协同、可持续发展的新型绿色支护体系。以郑州市某顶管工作井基坑为背景,基于相似比理论开展了缩尺基坑模型试验,并采用ABAQUS建立能够区分支护系统中刚性构件与柔性构件变形差异的三维流固耦合模型,研究降水开挖过程中支护结构受力和变形特性,分析了降水和开挖对基坑变形发展的影响规律。研究表明：降水开挖过程中,支护结构受力及变形整体均小于设计值,但是钢面板在与支撑连接的位置易出现局部屈服现象;支护结构水平位移增量模式随降水施工和开挖施工的情况不同而差异较大,随着基坑降水开挖的进行,影响支护结构变形的主要因素由基坑降水逐渐向基坑开挖转变;基坑降水对地表沉降的影响较基坑开挖更大,第1级降水期间地表沉降快速增长,沉降增量占比最大达44.6%。     

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。     

基坑工程对周边建筑物影响的数值分析

基坑开挖及降水引起周围地面不均匀沉降并导致周围建筑物倾斜、开裂等问题，一直以来都受到人们的关注。在总结当前地面沉降计算方法的基础上，结合具体工程实例采用弹塑性有限单元法模拟基坑支护、降水以及开挖步骤，分析其对周围地面沉降及建筑物的影响。计算分析结果表明，施工支护条件对支护结构周围土体影响较大，考虑降水和不考虑降水计算结果相差20 mm左右，表明抽水引起的变形较大，最后提出了减少沉降的主要措施。     

悬挂式止水帷幕条件下深基坑开挖变形特性研究

降水条件对基坑开挖的变形特性具有重要影响。为了研究悬挂式止水帷幕结合承压非完整井组成的墙井系统条件下基坑开挖过程中的变形问题,以某悬挂式止水帷幕深基坑为例,通过定义降水井和地表渗流边界条件建立了考虑分级降水和基坑开挖实际工况的三维流固耦合有限元数值分析模型,使用现场监测数据与数值模拟结果互相验证的方法研究了悬挂式止水帷幕情况下基坑开挖过程中地下连续墙变形和地表沉降的变化特征,对比分析了悬挂式止水帷幕和落底式止水帷幕条件下的地表沉降。结果表明：在不同分级降水情况下,降水深度初次达到场地第一承压水含水层降水期间产生的地下连续墙水平位移增量最大,地表沉降也主要在这一期间产生;悬挂式止水帷幕情况下的地表沉降最大值约为落底式止水帷幕的2.7倍,最大值位置距地下连续墙边缘的距离比落底式止水帷幕大0.85 m;地下连续墙水平位移峰值处,降水期间产生的位移占28%,地表沉降峰值处,降水期间产生的沉降占49%;使用悬挂式止水帷幕时,距地下连续墙边缘12倍开挖深度处,地表沉降与地表沉降峰值的比值为0.1、该距离比落底式止水帷幕大13 m左右。研究成果对确定深基坑降水方案、保证深基坑开挖施工安全具有一定的参考价值。     

济南西客站站房基坑降水对京沪高铁路基沉降影响分析

工程上通常用降水的方法来保证基坑开挖的顺利进行,但是基坑降水会改变基坑周围土的工程性质,所以基坑周围的建筑物必然会受到很大影响,如出现不均匀沉降、建筑物开裂等。济南西客站站房基坑施工降水对其附近的京沪高速铁路路基的沉降产生了很大影响。本文针对此问题,基于在宽大站场条件下基坑降水对其周围的桩板复合地基沉降影响的理论尚未成熟,对基坑降水对复合地基沉降的影响进行了研究。本文选取济南西客站断面DIK419+250作为研究对象,现场采用沉降板进行路基表面的沉降变化监测,采用分层沉降仪进行路基深层土层的沉降变化监测,采用剖面沉降管进行路基横断面的沉降变化监测,并将各监测结果整理得出站房基坑降水对高铁路基表面沉降的影响、对路基深度方向土层沉降的影响、对路基横断面方向沉降的影响; 又根据现场的工况采用有限元软件进行数值模拟计算分析; 最终将数值模拟计算结果与现场监测所得结果进行对比,总结了基坑降水对复合地基沉降的影响。通过对比分析结果得出以下结论:(1)复合地基的加固会使路基沉降受基坑降水的影响减小; (2)复合地基的变桩长区域受基坑降水影响较大; (3)基坑降水对路基加固区沉降的影响大于对下卧层沉降的影响。     

深基坑降水与沉降的非线性耦合计算

结合润扬长江公路大桥南锚基坑工程,基于不同水文地质层水流运动特征的差异,对基坑降水过程中的地下水流计算,提出了双层结构数学模型,由此可以同时求出各分层地下水位。在土层降水-固结过程中,考虑到渗透系数和贮水系数随土层物理力学参数的非线性变化,提出了深基坑降水与沉降的非线性耦合计算方法。这为基坑土体变形预测、控制,指导工程施工和设计提供了新的途经。     

北京市轨道交通基坑工程地表变形特性

根据基坑开挖深度、地层条件的不同,对北京市轨道交通80个明挖顺作法基坑工程实测结果进行统计分析,研究确定北京砂卵石和黏性土地区深基坑开挖引起的周边地表变形规律。研究表明：基坑工程周边地表最大变形的实测结果分布形态为正态分布或半整体分布,地表沉降变形值较大;最大地表沉降的平均值约为砂卵石地区0.11%H（H为开挖深度）,黏性土地区0.20%H;地表变形与桩体向基坑内、外的水平位移值有一定的对应关系;地表沉降随插入比的增大而减小,黏性土地区基坑支撑系统刚度对地表沉降有明显的影响;北京地区基坑工程周边主要影响区约为0.6H或0.7H范围以内。研究成果可对未来北京及其他地区城市轨道交通基坑工程变形大小、安全性的预测和评估、指导基坑工程设计与施工和对防止基坑事故的发生等具有重要意义。     

基坑开挖地表沉降模型适用性研究

基坑开挖引起的地表沉降对周边建筑物的安全造成了一定的威胁,在已有大量实测数据分析的基础上,提出了一种新的数学函数模型,并结合模型函数性质提出了基于最大沉降量Smax和沉降范围r的沉降模型表达式,结合相关工程实例中的数据分析,证明该模型对基坑开挖引起的地表沉降规律有着较好的适用性,将该模型与其他类似的模型进行了对比.研究成果可为相关基坑工程开挖引起的地表沉降的预测和控制提供参考.     

基于Processing Modflow的某基坑降水诱发地面沉降预测仿真分析

为确保设计基坑降水时尽可能的降低地下承压水位及最大程度上保证地上附近建筑物的安全。依托天津某综合楼基坑工程,根据该工程水文与地质条件,结合基坑支护的设计,借助Processing Modflow软件,开展了该综合楼基坑降水诱发地面沉降预测仿真分析,并将仿真结果与实测沉降资料进行了绘图对比分析。结果显示:(1) 20 d内基坑沉降量值大且速度较快,沉降量约为1. 7 mm; 20～80 d内基坑沉降量值小且速度缓慢,沉降量约为0. 6 mm;(2)基于实测沉降资料沉降值与理论计算值规律基本一致。计算结果可为工程设计与施工提供参考。     

含裂隙岩质深基坑桩锚支护结构变形特征研究

由于开挖量大、施工周期长、施工环境复杂等特点,深基坑工程容易发生施工安全事故。以重庆市某含裂隙岩质深基坑工程为背景,采用有限差分软件FLAC3D建立三维数值模型,模拟了在多层预应力锚索桩板挡墙支护下基坑全开挖过程。基于数值结果分析了基坑开挖过程中土体以及支护结构变形特征。数值计算结果及实测数据表明:(1)受裂隙及邻近建筑的影响,基坑支护结构体系变形以及坑外地表沉降分布具有明显的空间效应;(2)基坑角点处冠梁弯矩随开挖深度的变化规律与基坑中部明显不同;(3)基坑北、南侧中部支护桩的桩身变形呈复合式,东、西侧中部呈悬臂式;(4)采用HS土体本构模型获得的结果与工程实测结果更加符合。地表沉降的数值结果与实测数据较为接近,证实了数值模型的可靠性。研究结果可为类似工程提供参考。     

广西大学地铁车站深基坑变形监测数据分析

本文以南宁市地铁1号线试验车站广西大学站基坑工程为背景,通过对基坑工程施工动态监测数据进行分析,总结了广西大学站地铁车站深基坑的连续墙变形及周围地表沉降变形特征。监测数据的分析结果表明:广西大学站基坑开挖引起的地表沉降量值比较小,影响范围主要集中于0～2H(H为基坑开挖深度),产生最大沉降值的位置约为墙后0.5～0.7H,沉降变形影响最远延伸至距基坑边缘约为4H处; 并可依此变形特征规律给出圆砾层地区基坑地表沉降预估曲线与环境保护等级的划分。     

基于SFLA-GRNN模型的基坑地表最大沉降预测

为可靠预测基坑周边地表沉降的发展趋势,提出了一种基于混合蛙跳算法和广义回归神经网络模型的基坑地表最大沉降预测模型（SFLA-GRNN模型）。首先,在沉降机制分析并初选输入变量集的基础上,利用灰色相关度分析对模型输入、输出变量的相关性进行量化,并剔除与输出变量相关性明显偏小的输入变量;其次,利用混合蛙跳算法（SFLA）对广义回归神经网络模型（GRNN）的平滑因子进行优化确定,减少人为因素对模型精度和泛化能力的不良影响;最后,利用筛选得到的输入变量集建立基坑地表最大沉降预测的广义回归神经网络模型。实例应用及对比计算结果表明,基于灰色相关度的输入变量筛选和基于混合蛙跳算法的平滑因子优化均能够有效提高广义回归神经网络模型的精度和泛化能力,以上结论可为类似变形预测提供参考。