CFG桩基坑内施工对基坑周围环境稳定性的影响

在地下工程中,由于天然地基承载力不足,带有地下室的主体结构采用CFG桩复合地基。因为CFG桩长螺旋钻施工设备限制,地下室底板下的CFG桩必须在深基坑开挖一部分后进行施工。在某深基坑工程中,随着CFG桩的施工,基坑周围地表出现明显开裂现象。为探究其原因,结合该基坑工程实例,利用FLAC3D软件,通过数值模拟分析考虑渗流作用下CFG桩基坑内施工对基坑周围地表变形的影响规律,并把计算结果同实际监测数据进行对比分析。研究结果表明:CFG桩在部分开挖基坑内施工的快速取土作用对基坑内被动土压力区产生扰动,削弱原有的被动土压力,导致基坑周围土体变形。基坑周围地表变形的影响范围超出2倍基坑深度的监测范围,因此,部分开挖基坑内施工CFG桩的基坑工程周围环境的监测范围应在满足国家规范要求的基础上适当增大。根据计算结果建议类似基坑工程监测范围距基坑边缘的距离采用基坑开挖深度与基坑底面以下CFG桩长之和。类似基坑工程设计应加大支护结构和止水帷幕深度,施工时从基坑内部向外部隔桩跳打,并适当增加工期,将有利于降低由于CFG桩基坑内施工对基坑周围土体的影响。     

有限元分析在深基坑开挖中的应用及对邻近地铁隧道的影响分析

深基坑工程涉及的土质条件及地下水条件复杂多变,基坑尺寸及支护形式繁多,众多不利因素综合作用导致了深基坑工程在开挖过程中产生的变形值难以预测。利用有限元分析软件对辽宁地区某深基坑工程实例进行数值模拟,围绕工程实例放坡结合桩锚支护挡墙在地铁隧道影响下的结构水平位移,支护挡墙外侧不同距离处的土体深层水平位移以及地铁隧道在开挖过程中的结构位移等变化规律展开研究工作。     

辽宁营口沿海地区某深基坑工程数值模拟的分析

软土地区基坑开挖产生大量的支护结构变形和周围土体变形,通过Midas有限元分析软件对营口某深基坑工程进行数值模拟,结合工程实例监测数据验证数值模拟计算结果的准确性。通过分析数值模拟各节点位移数据,总结双排桩支护结构和型钢水泥土墙支护结构对应的挡墙顶部位移及周围土体沉降位移的变化规律,分析发现:1基坑工程变形均存在空间效应,但基坑工程开挖深度不大时,空间效应并不明显;2基坑支护挡墙变形与结构抗弯刚度和开挖深度有关,增加开挖深度或降低结构刚度均导致基坑变形的增加;3锚索结构对于控制基坑变形的效果明显,在今后的工作中应针对不同的工程情况,灵活运用,充分发挥锚索结构的降低变形能力。     

水文地质勘查在基础设计和施工中的应用实践

本文介绍了水文地质勘查对场地基坑开挖及止水的设计施工、地下水利用等问题提供解决方案的工程实例。     

佛山某深厚软弱土层基坑监测分析

佛山市燃气抢修中心工程位于佛山市禅城区南海大道东侧,基坑开挖深度10 m。基坑土质较差,主要为冲积型软弱土层,基坑开挖存在一定的风险。基坑支护形式采用护坡桩+钢筋混凝土内支撑+三轴大直径搅拌桩止水帷幕。针对基坑情况依据有关规范制定了基坑监测方案,对监测结果进行了整理,并与有限元软件计算对比分析,表明基坑支护合理可行,可供同类工程借鉴。     

不同支护方案下深基坑开挖对邻近轨道变形控制研究

针对深大基坑开挖邻近既有轨道时引起的工程安全问题,以工程实例为依托,针对当前基坑开挖对轨道影响限值尚无系统性规定这一问题,依据规范、地区经验、工程要求系统构建了轨道结构影响的安全控制标准;随后,以变形控制为目的提出了适用于依托工程的变形控制方案,并采用三维数值仿真分析软件系统研究深基坑开挖后邻近轨道路基、高架桥响应特征...     

地铁站施工荷载对软土地表沉降的数值分析

目前我国软土地区城市地下空间迅速发展,高层建筑的深基坑、地下轨道交通地铁车站及隧道区间的建设带来了一系列岩土工程问题。针对目前施工中的问题,本文结合宁波软土地区某地铁站深基坑工程,揭示随着地铁深基坑分层降水、分步开挖和分步支撑的施工步序,触发地面沉降的机理。采用有限元软件FLAC建立了考虑施工步序的宁波某地铁车站深基坑计算模型,计算分析不同施工步序下的地表沉降。研究结果表明,不同施工步序对地表沉降的影响作用不同,其中降水的影响作用随着开挖的加深而增强;在深基坑的开挖过程中,基坑外侧20m范围内的土体沉降急剧变化,工程技术人员比较重视,而20~30m范围内的土体沉降差异较大,也易引发工程事故,对此不容忽视;控制基坑外侧土体的水平位移能够有效减小地表沉降,保护周边建筑和市政管线。     

土体本构模型及简化模型对基坑开挖变形数值分析结果的影响

基于大型商用专用软件的数值模拟方法已成为基坑开挖稳定性分析的重要手段之一,但对变形的分析研究较少。通过分析基坑开挖引起的地表沉降变形、基坑侧壁水平位移及坑底隆起变形,研究ABAQUS软件内置土体本构模型及二维简化分析模型对基坑开挖数值模拟结果的影响,并给出基坑开挖三维模型简化成二维模型的适用条件,为基于ABAQUS软件的基坑开挖稳定性分析及变形数值模拟提供参考。     

深基坑开挖对周边环境影响范围的数值模拟研究

为研究深基坑开挖对周边环境的影响范围,以泉港地下储粮库项目工程为背景,利用三维岩土工程有限元软件PLAXIS^3D 进行数值模拟,对比了摩尔—库仑(M-C)本构模型和高级硬化本构模型(HS本构模型)对模型沉降变形的影响。同时计算了逐级开挖基坑变形影响范围以及监控点的沉降和水平合位移曲线。研究结果表明：从位移量值来看,基坑开挖引起的水平变形远大于沉降变形,水平变形与沉降变形的比值,约为4:1;基坑开挖过程中降排水引起的地表沉降变形影响范围较大,但量值较小;而土体开挖引起的变形较大,但变形影响范围有限,仅限于基坑周边一定距离;采用M-C本构模型与HS本构模型,得到的变形规律基本一致。     

湖相沉积典型软土HSS模型参数取值研究

数值分析被广泛用于研究复杂环境下深基坑开挖变形,但本构模型及模型参数选择对计算结果合理性影响较大。比较分析多种本构模型的特点,硬化土小应变(HSS)本构模型能很好对软土场地基坑开挖引起的变形进行预测,但HSS模型参数多且取值困难。湖相沉积软土在昆明分布范围广,但针对此类土,特别是有机质含量及含水率较高的泥炭质土的HSS模型参数如何取值无相关研究。针对这些问题,对大量土工试验及取原状样进行室内试验资料进行分析,研究得到几个刚度参数间的经验取值关系,获得湖相沉积典型软土层的HSS模型参数。为检验HSS模型及相关参数取值的合理性,运用PLAXIS 2D数值分析软件,对软土场地的两个地铁基坑建立数值模型,计算在不同开挖工况下引起的基坑变形,并与实际变形监测值进行对比分析,两变形吻合较好,从而验证研究结果是合理可靠的,且研究结果对于深基坑支护设计、岩土工程研究及勘察等具有重要的参考价值。     

后注浆刚性桩复合地基的工程实践

某高层建筑物原设计为人工挖孔扩底桩基础,施工过程中由于土层软弱以及地下水影响无法扩底成桩。本文介绍了对上述工程实施的大直径刚性桩复合地基设计方案,该方案利用后注浆技术提高了人工挖孔桩单桩承载力。基桩检测和建筑物沉降观测结果表明该工程地基处理方案是成功的。     

Seismic response of a pile-supported excavation on Santiago gravel

Non-secant anchored piling support is one of the most frequent earth-retaining systems for temporary deep excavations in Santiago, Chile. The main advantages of using non-secant piling support are their relatively low cost and ease of installation. This system is particularly efficient on stiff soils with deep groundwater table, conditions usually found in Santiago. This paper presents the results of a numerical investigation aimed to study the characteristics of earthquake-induced lateral pressures on a recent pile-supported excavation 26 m deep. The estimated static deformations of the piles were compared against some measurements performed during the excavation. The dynamic pressures, and their influence on the piles׳ internal forces, were evaluated using a synthetic Ricker wavelet in the numerical FE model. Two kinds of FE models were developed, an approximate 2D-plain strain model and a fully 3D model. The accuracy of the 2D model on predicting static and dynamic lateral pressures was also investigated.     

Effects of deep excavation on seismic vulnerability of existing reinforced concrete framed structures

In this paper the effects of deep excavation on seismic vulnerability of existing buildings are investigated. It is well known that deep excavations induce significant changes both in stress and strain fields of the soil around them, causing a displacement field which can modify both the static and dynamic responses of existing buildings. A FEM model of a real case study, which takes into account geometry, non-linear soil behavior, live and dead loads, boundary conditions and soil–structure interaction, has been developed in order to estimate the soil displacements and their effects on seismic behavior of a reinforced concrete framed system close to deep excavation. Considering a significant accelerometric seismic input, the non-linear dynamic responses of the reinforced concrete framed structure, both in the pre and post-excavation configurations, have been evaluated and, then, compared to estimate the modification in seismic vulnerability, by means of different seismic damage indices and inter-story drifts.     

双排桩计算方法探讨

双排桩围护结构是一种新型的围护结构，这种结构具有较大的侧向刚度，可以有效地限制围护结构的变形，不必设置支撑，是深基坑支护结构的优选方案之一。但其实际受力机理比较复杂，前后排桩之间的土对结构的作用较难确定，针对这一问题，本文提出了一个新的计算模型，即将前、后排桩及桩间土视为一个整体；前排桩爱驻动土压力，基坑深度以下的后排桩受被动土压力，并进行了桩-接触面-土的非线性分析，提出了一些具有参考价值的结论。     

高层房屋建筑深基坑支护承压结构局部抗震性试验分析

为了研究地震时地面运动加速度作用下高层房屋建筑深基坑支护承压结构的局部抗震性能，针对高层房屋建筑深基坑支护承压结构进行局部抗震性试验分析。采用有限元软件对某高层房屋建筑深基坑工程进行分析，构建高层房屋建筑深基坑支护承压结构有限元计算模型。利用地震模拟振动台，分别输入0.4g、0.5g、0.6g的地震时地面运动加速度，测试不同深基坑施工阶段和插入比地下连续墙深基坑支护承压结构的抗震性能，并研究不同地震烈度对深基坑支护承压结构位移的影响。通过振型分解反应谱法，获取高层房屋建筑深基坑支护承压结构位移以及加速度响应，实现高层房屋建筑深基坑支护承压结构局部抗震性能测试。试验结果表明，高层房屋建筑深基坑支护承压结构的抗震稳定性与深基坑开挖深度、插入比和地震烈度有关。其中，深基坑开挖深度和地震烈度与高层房屋建筑深基坑支护承压结构的抗震稳定性成反比，而插入比与高层房屋建筑深基坑支护承压结构的抗震稳定性成正比，且能够有效提高高层房屋建筑深基坑支护承压结构的抗震性能。     

软土地区航道开挖对桥梁桩基变形影响研究

以京杭运河二通道海宁段东西大道桥某桥梁桩基为研究对象,针对陆上航道开挖穿越密集交叉点重要桥梁工程的建设施工和安全防护的科学和技术难题开展研究。运用现场勘察、室内试验和三维数值仿真技术,对研究区深厚软土地质条件下的航道开挖进行模拟计算,分析航道开挖卸载过程中邻近桥梁桩基水平偏转位移,并重点探究桥梁桩基受邻近航道开挖关于不同桩长、桩径对桩基水平偏移的影响规律。结果表明：航道开挖工程势必会引起土体扰动而造成桩基偏移,对于超长桩来说,增大桩径对于桩基水平承载力的提升与控制桩基水平倾斜帮助有限;对于软土地区桥梁桩基来说,其桩长应大于临界值,否则桩基水平承载力不足以抵消土的开挖扰动对于桩的影响力,使得桩的水平倾斜急剧增大,使之发生破坏。研究成果可为后续相类似的工程及施工提供参考依据。     

基于梁柱稳定理论的深埋隧洞岩爆破坏及孕育机理研究

深埋隧洞中岩爆轴向位置的确定以及破坏机理的研究是岩爆灾害预测和防治的理论基础。根据深埋长大隧洞围岩的结构、受力以及变形特点,建立了梁柱力学模型。在弹性范围内,运用力法,求解了该一次超静定梁柱的挠曲线方程和转角方程,得出了临界力的解析表达式。以锦屏II级水电站的松动圈实测数据为依据,给出了梁柱模型截面尺寸的确定方法,计算了围岩各部位存在稳定性问题的临界长度值以及达到临界稳定状态的特征长度值。最后,给出了深埋隧洞坑状岩爆的演化模型,分析了掌子面推进过程中,开挖卸荷、动力扰动等对于裂纹的萌生和扩展、围岩结构的形态和稳定性以及岩爆破坏模式的影响。     

基坑对场地地震响应影响的数值分析

基坑会对附近场地的动力响应产生影响,目前对基坑附近的场地在地震作用下的动力响应还缺乏足够的认识,现行的建筑抗震设计规范也没有给予充分的关注。本文对典型基坑及附近场地的地震反应进行动力数值模拟,分析基坑对两侧地表加速度峰值的影响及不同深度加速度峰值的变化规律。结果表明,相对于没有基坑的场地,基坑的存在会使其周围2倍开挖深度范围内地表的加速度峰值增大很多,这不利于邻近浅埋基础建筑的抗震设防。     

深部岩体应力瞬态释放激发微地震机制与识别

从能量释放的角度讨论了深部岩体开挖激发微地震的机制. 研究表明, 伴随着爆破破岩新自由面形成而发生的岩体弹性应变能释放属于瞬态过程, 高地应力条件下爆破开挖产生的微地震由爆炸荷载和初始地应力(开挖荷载)瞬态释放耦合作用引起. 地应力瞬态释放激发的微地震可成为周围岩体振动的主要组成部分, 这有赖于岩体自身的蓄能能力、岩体开挖方式及开挖面的大小. 通过瀑布沟地下厂房爆破开挖过程中实测围岩地震信号的时能密度和幅值谱分析, 对地应力瞬态释放激发的微地震进行了识别. 耦合地震信号的低频成分主要由初始地应力瞬态卸荷引起,而高频成分主要由爆炸荷载引起. 应用数字信号处理的FIR滤波方法对耦合振动信号进行了初步分离,数值计算验证了分离结果的可靠性.