一个采用多种支护技术的基坑工程

基坑支护是一种临时施工措施,目的是挡土挡水,为地下室施工创造条件,同时控制好对周边环境的影响。以一个基坑工程为例,介绍根据其不同的周边环境采用不同的支护技术及在施工过程中发生问题的解决办法,供类似基坑支护工程参考。     

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。     

56m深TRD工法搅拌墙在深厚承压含水层中的成墙试验研究

上海国际金融中心项目基坑面积约为48 860m2,开挖深度为26.5²7.9m,周边环境复杂。为控制抽降承压水对周边环境的影响,经方案比选,基坑周边设置厚700mm、深56m等厚度水泥土搅拌墙(TRD)作为承压水悬挂隔水帷幕。在上海地区施工如此深TRD墙体尚属首例,为此现场开展了试成墙试验,试成墙监测表明,墙身在深厚承压含水层中水泥土强度达到0.8427.9m,周边环境复杂。为控制抽降承压水对周边环境的影响,经方案比选,基坑周边设置厚700mm、深56m等厚度水泥土搅拌墙(TRD)作为承压水悬挂隔水帷幕。在上海地区施工如此深TRD墙体尚属首例,为此现场开展了试成墙试验,试成墙监测表明,墙身在深厚承压含水层中水泥土强度达到0.84¹.38 MPa。室内渗透性试验表明,渗透系数由10-3cm/s提高到10-7cm/s,满足隔水帷幕设计要求;墙体施工期间,地表最大沉降约8mm,主要影响范围约5m;土体侧向位移主要产生在距离墙体5m的范围内,TRD墙体施工对周边环境影响很小。试验墙体的顺利实施为后续正式墙体的施工提供了依据,也为类似工程提供了重要参考。     

开挖前降水引发基坑变形机制模型试验研究

现有基坑相关研究主要关注土方开挖过程引起的变形,认为围护结构变形起点是土方第1次开挖。然而,一些工程实测表明,基坑开挖前降水阶段即可引起围护结构及周边地层发生厘米级的变形。显然,未考虑开挖前变形的基坑监测数据将低估基坑施工的环境效应。为了研究基坑开挖前降水引发基坑变形的机制,开展了室内模型试验,对基坑开挖前降水过程进行了缩尺精细化模拟。通过微型降水井的设置与调控,模型试验真实再现了实际基坑降水过程中井流效应对围护结构受力变形的影响。试验过程中发现,随着降水的进行,坑外降水漏斗不断扩展,围护结构悬臂式侧移及坑外拱肩式地面沉降也随之产生。另外,降水导致墙前水压力明显减小,并诱发墙前侧向总压力重分布（以减小为主）,围护结构为此发生指向坑内的悬臂式运动以寻求新的受力平衡,并通过墙后土体损失诱发坑外地层变形。     

反压土对悬臂式支护结构嵌固深度的影响研究

基于Rankine土压力理论、滑移线场理论和Boussinesq解答在均布条形荷载作用下的表达式,建立了考虑反压土自重对坑底土体水平抗力的增强作用和反压土本身的嵌固作用两种机制时悬臂式支护结构嵌固深度的计算方法,并进行了算例分析。研究表明：虽然反压土能提供给支护结构的水平抗力较小,但由于其合力力臂较大,因此对支护结构有明显的嵌固作用;另外,反压土的自重能明显提高坑底土体的水平抗力。综合考虑反压土的以上效应后,支护结构的嵌固深度可以明显减小。基坑内侧预留反压土的施工方法可以省去水平支撑、降低支护结构深度,还可以节约投资和缩短工期,具有良好的经济效益、社会效益和环境效益。因此,在条件许可的情况下,该施工方法应优先选用     

土钉基坑支护的空间效应研究

利用三维弹塑性模型研究了土钉基坑支护的空间效应,着重对深基坑工程中的阴角、阳角及分段分层开挖等问题进行了计算分析。结果表明,基坑的阴角能大大降低基坑位移和土钉轴力,其影响范围大于开挖深度,直立开挖面的阴角效应比放坡开挖面时的要大;阳角处的位移及土钉轴力明显增大,其影响范围延伸至3倍基坑开挖深度;分段分层开挖支护能充分利用土钉支护的空间效应,其影响范围接近于基坑开挖深度。     

BIM技术在深基坑工程中的应用探讨

BIM技术是一种新型的设计方法,它实现了设计从二维空间向三维空间变革,从静态的信息向动态的信息发展。在大量查阅国内外有关基坑支护设计研究文献的基础上,综述了基坑支护设计方法,分析了不同设计软件优缺点和设计方法需解决的关键性理论问题,提出了基于BIM技术在深基坑工程中的应用设想,分析了BIM技术应用在深基坑工程中需解决的关键性技术问题,为相关研究提供参考借鉴。     

既有隧道扩建爆破振动数值模拟研究

基于原有隧道改扩建拱顶塌腔段扩建开挖,系统研究了多临空面条件下岩体爆破振动规律。采用完全重启动数值方法和拉格朗日算法分析岩体爆破振动规律,模拟爆破振动对隧道塌腔加固区和既有隧道围岩的影响,并获得了特征点的振动速度和衰减规律。数值模拟的最大振速符合爆破振动安全允许标准的要求,从而验证了爆破设计的可行性,并指导了爆破施工。同时,对隧道塌腔段开挖进行爆破振动监测。通过对比分析现场振动监测数据,数值模拟与现场监测结果吻合。结果表明,采用拉格朗日算法和完全重启动数值模拟方法可以描述隧道多孔毫秒延期爆破破岩和质点振动传播规律。该研究结论对隧道多孔毫秒延时控制爆破工程具有参考和指导意义。     

边界环境复杂条件下基坑支护施工技术分析

介绍了广西梧州市河滨饭店原址改造基坑支护工程的场区边界复杂环境条件、基坑支护设计和支护施工技术分析。针对基坑周边场地狭窄,施工边界环境复杂的条件,对不同的支护面采用不同的支护技术措施,很好地解决了在复杂周边环境下基坑支护施工安全性、可靠性不高的问题,又相对降低了整个基坑支护造价。     

超深基坑信息化施工实例分析

结合某工程实例,针对复杂地质条件下圆形超深基坑的特点,建立了一套信息化施工监测体系,并将其运用到工程实践。选择了合理的计算模型,运用数值反分析手段着重就圆形围护结构的变形和承压水的信息化监测进行了分析,并且根据实际情况进行了改进,取得了良好效果,实践表明,这种信息化施工监测体系是可行的。