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坑底加固对深基坑地连墙支护稳定性影响研究

坑底加固对深基坑地连墙支护稳定性影响研究

作者：孙辉东南大学

学位级别：硕士

“深、宽、软”基坑工程中,由于土质条件差、开挖量大,基坑往往伴随着较大的变形,严重影响基坑的稳定性。工程实践表明,对基坑坑底土体进行加固可以有效抑制基坑的变形、提高基坑的稳定性。本文以大连湾跨海交通工程为依托工程,通过PLAX... 详细信息

“深、宽、软”基坑工程中,由于土质条件差、开挖量大,基坑往往伴随着较大的变形,严重影响基坑的稳定性。工程实践表明,对基坑坑底土体进行加固可以有效抑制基坑的变形、提高基坑的稳定性。本文以大连湾跨海交通工程为依托工程,通过PLAXIS 3D有限元软件模拟,系统的研究了不同坑底加固参数对基坑变形和稳定性的影响,为类似的基坑工程设计提供了参考。(1)抽条加固的加固效果跟面积置换率有关,和抽条宽度关系不大。面积置换率存在限值,当面积置换率超过66.7%时,加固效果已无明显提高。基坑稳定性系数随面积置换率成“S”型增长,当加固置换率处于区间33.3%-66.7%时,基坑稳定性系数增长速度较快。置换率在此区间加固效益较好、较为合理。(2)裙边加固中,由于加固区与未加固区的模量差异,坑底隆起存在“瓶颈效应”,即加固区下方软土塑性流动绕过加固区从未加固区中挤出,加剧坑底隆起变形。在类似基坑工程中,不推荐裙边加固方案。(3)格栅加固中,当基坑中心线处有加固区分布时,坑底隆起曲线呈“M”型,当基坑中心线处没有加固区分布时,坑底隆起曲线呈“W”型,在纵向置换率为40%(基坑中心线处没有加固区分布)时,坑底隆起加固效果仅为18.56%,低于纵向置换率为30%(基坑中心线处有加固区分布)时的加固效果25.49%。格栅加固方案中,加固区的分布非常重要,设计中应重点考虑。(4)抽条加固、格栅加固、满堂加固都存在着明显的加固深度限值,当加固深度超过0.8H时,增加加固深度并不能有效抑制基坑的变形,但仍然可以提高基坑的稳定性。(5)在相同体积置换率的前提下,抽条加固、格栅加固、阶梯加固、满堂加固四种加固方案对基坑变形和稳定性均具有明显的改善,其中满堂加固能够更好的抑制基坑的变形、提高基坑的稳定性,综合加固效果较为理想。(6)基坑变形最值随着加固土体内摩擦角的增加呈线性下降,基坑稳定性系数F呈抛物线式增加;加固土体粘聚力在一定范围内对基坑变形无明显影响,基坑稳定性系数F随着粘聚力的增加呈线性增长;基坑变形最值与压缩模量呈对数函数关系,随着加固土体压缩模量的增加,基坑变形均有所减小,基坑稳定性F随压缩模量增加呈抛物线式增长。(7)对加固土体力学参数进行敏感性分析发现,基坑变形影响因素主要为内摩擦角和压缩模量,内摩擦角的影响比例约为压缩模量的4倍。基坑稳定性影响因素主要为内摩擦角和粘聚力,粘聚力的影响比例为内摩擦角的1.4倍。

关键词：基坑工程坑底加固基坑变形基坑稳定性 PLAXIS3D

软土地铁深基坑底加固设计对附近敏感建筑物沉降影响分析

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建筑结构 2010年第S2期40卷 600-604页

作者：刘智成杨德春王世君广州地铁设计研究院有限公司广州510010

结合宁波轨道交通一号线西门口站软土地铁深基坑工程设计与坑底土层加固计算分析,在地质条件较差,敏感建筑物较近,周边环境对基坑变形要求较高,结合PLAXIS 2D 8.X和FLAC3D3.0有限元软件建立三维有限元模型,分析得出模拟值,作为施工超前... 详细信息

结合宁波轨道交通一号线西门口站软土地铁深基坑工程设计与坑底土层加固计算分析,在地质条件较差,敏感建筑物较近,周边环境对基坑变形要求较高,结合PLAXIS 2D 8.X和FLAC3D3.0有限元软件建立三维有限元模型,分析得出模拟值,作为施工超前预警值,结合基坑施工的监测实践,分析了软土地铁深基坑设计与施工对周边敏感建筑物的沉降影响因素,提出了周边建筑物的安全保护措施。

关键词：地铁深基坑坑底加固地下连续墙敏感建筑物沉降分析施工监测

软土地铁深基坑底加固设计对附近敏感建筑物沉降影响分析

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现代隧道技术 2010年第3期47卷 39-45页

作者：刘智成杨德春王世君广州地铁设计研究院有限公司广州510010

结合宁波轨道交通一号线西门口站软土地铁深基坑工程设计,文章运用PLAXIS和FLAC3D建立二维及三维有限元模型进行了基坑开挖地表沉降分析。依据计算模拟结果和以往的监测经验,提出了坑底加固的有效措施和基坑施工的沉降预警值。其研究成... 详细信息

结合宁波轨道交通一号线西门口站软土地铁深基坑工程设计,文章运用PLAXIS和FLAC3D建立二维及三维有限元模型进行了基坑开挖地表沉降分析。依据计算模拟结果和以往的监测经验,提出了坑底加固的有效措施和基坑施工的沉降预警值。其研究成果可供其它复杂地质条件下对变形要求较高的基坑加固设计中参考。

关键词：地铁深基坑坑底加固沉降分析施工监测

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不同坑底加固方式对深基坑变形影响的研究

建筑技术 2015年第6期46卷 486-490页

作者：熊春宝高鹏田力耘熊爱成天津大学建筑工程学院天津300072 天津市陆海测绘有限公司天津300191

通过使用ABAQUS有限元软件建立三维模型,研究内撑式深基坑内被动区坑底加固对基坑变形的影响,讨论基坑坑底满堂、裙边、抽条、格栅等四种不同加固方式对坑底隆起和围护结构侧向位移的影响,并结合工程实例的实测值与模拟值对比,验证模型... 详细信息

通过使用ABAQUS有限元软件建立三维模型,研究内撑式深基坑内被动区坑底加固对基坑变形的影响,讨论基坑坑底满堂、裙边、抽条、格栅等四种不同加固方式对坑底隆起和围护结构侧向位移的影响,并结合工程实例的实测值与模拟值对比,验证模型的合理性。结果表明:坑底加固能有效抑制土体的隆起,其抑制作用从大到小依次是满堂、格栅、抽条、裙边加固,裙边加固能有效减小加固范围内土体的隆起;这四种加固方式对抑制围护结构侧向位移的效果差距不大,主要影响最后一道支撑以下围护结构的侧向位移。

关键词：坑底加固内撑式深基坑基坑变形修正剑桥模型

软弱土地基深基坑坑底加固对邻近地铁隧道的保护作用分析

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科技通报 2015年第7期31卷 59-62页

作者：胡琦祁晓翔许四法王志健浙江工业大学建筑工程学院杭州310014

软粘土地基土体力学性质差,在软粘土地基中进行深基坑施工,易对周边环境产生影响。本文通过杭州地区典型软粘土地基中深基坑工程案例分析,研究了软弱土地基中深基坑坑底加固方式对减少基坑变形的作用,及其对邻近地铁结构的保护作用。研... 详细信息

软粘土地基土体力学性质差,在软粘土地基中进行深基坑施工,易对周边环境产生影响。本文通过杭州地区典型软粘土地基中深基坑工程案例分析,研究了软弱土地基中深基坑坑底加固方式对减少基坑变形的作用,及其对邻近地铁结构的保护作用。研究结果表明:对坑内软粘土进行加固,能有效增强坑内土体强度和刚度,减小坑内土体变形,尤其是采用满堂加固,加固后的坑内土体在坑底形成了一道强有力的加固土支撑带,能大幅减小围护结构和周边环境变形。

关键词：深基坑地铁隧道软土坑底加固

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基坑底加固对悬臂式排桩支护结构的影响分析

建筑结构 2016年第S2期46卷 540-544页

作者：廖孙静吴曙光华蓝设计(集团)有限公司南宁530011 重庆大学土木工程学院重庆400045

本文结合某实际工程,采用FLAC3D数值模拟,分析软土地区基坑底加固对悬臂式排桩支护结构的侧移、侧压力、地表沉降分布情况和变化规律,并结合现场监测数据与理正深基坑软件的计算结果进行对比验证。结果表明:排桩的侧移最大值出现在排桩... 详细信息

本文结合某实际工程,采用FLAC3D数值模拟,分析软土地区基坑底加固对悬臂式排桩支护结构的侧移、侧压力、地表沉降分布情况和变化规律,并结合现场监测数据与理正深基坑软件的计算结果进行对比验证。结果表明:排桩的侧移最大值出现在排桩顶部,坑底加固可使侧移减小1/3~1/2;坑底加固基本不改变排桩上土侧压力;地表沉降最大值发生在基坑边缘,坑底加固可使地表沉降减小约1/2;提出了坑底加固的深度和宽度的建议值。

关键词：坑底加固数值分析软土地区深基坑

泥炭土环境综合管廊基坑工程变形与坑底加固研究

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泥炭土环境综合管廊基坑工程变形与坑底加固研究

作者：杜孟翔昆明理工大学

学位级别：硕士

随着城市建设的发展,深大基坑、城市轨道交通、地下综合管廊等地下工程越来越多,在泥炭土地层上进行工程建设已经无可避免。泥炭土通常具有含水率高、孔隙比大、压缩性显著、抗剪强度低的特点,是工程性质极特殊的土,在基坑开挖过程极易... 详细信息

随着城市建设的发展,深大基坑、城市轨道交通、地下综合管廊等地下工程越来越多,在泥炭土地层上进行工程建设已经无可避免。泥炭土通常具有含水率高、孔隙比大、压缩性显著、抗剪强度低的特点,是工程性质极特殊的土,在基坑开挖过程极易出现坑底隆起、地表沉降过大。为了更加明确泥炭土环境综合管廊长条形基坑变形规律与坑底加固效果,本文以云南省保山市海棠路、东环路综合管廊工程为背景,结合泥炭土三轴固结排水剪切试验,运用ABAQUS有限元软件,开展泥炭土环境综合管廊长条形基坑工程变形、坑底加固研究。主要研究内容及主要结论如下:(1)对海棠路、东环路综合管廊岩土工程勘察的土样进行固结排水剪切试验和基本物理指标测定实验。结果表明,三个场地下伏泥炭土夹层有机质含量差异较大、邓肯-张E-B模型参数K值也有较大差异,拟建场地的地基土强度不均,各土层在纵横方向强度差异性大;对各土层开展三轴固结排水剪切试验,确定了各土层邓肯-张E-B模型参数。建立数值模型模拟固结排水剪切试验并与三轴固结排水剪切试验结果对比、建立基坑放坡开挖计算模型并与监测值进行对比,验证了考虑中主应力的修正Duncan-Chang E-B模型可以较合理地描述所依托综合管廊工程场地泥炭质土的本构关系。(2)依托工程项目,建立泥炭土环境下综合管廊基坑开挖三维模型,主要研究了长条形基坑尺寸对基坑开挖变形的影响,其次研究了坑底下伏泥炭土夹层的厚度、泥炭土夹层的下伏深度、放坡系数、横向支撑水平间距、钢板桩长度及基坑降水对基坑开挖变形的影响。1)尺寸效应分析结果表明:基坑宽、深不变,存在一个临界值长宽比,当基坑长宽比小于3时,基坑中心隆起量随着长宽比的增大逐渐增大;当基坑长宽比大于3时,基坑的隆起量几乎没有变化,趋于一个稳定值,基坑中部一定范围内计算结果接近二维平面应变问题分析结果。无横向支撑情况下,当基坑长宽比小于临界长宽比2时,基坑长边和短边围护结构的水平位移随着基坑长宽比的增加逐渐增大;当基坑长宽比大于临界长宽比2时,基坑长边围护结构水平位移量基本上趋于一个稳定值;相同工况下,基坑尺寸越小,基坑尺寸效应越明显。2)泥炭土夹层厚度、顶部埋深对基坑开挖变形影响显著,开挖前评估其对基坑开挖变形的影响,合理选择施工方案和坑底加固方案以减小基坑开挖对基坑周围环境的影响。(3)建立泥炭土环境综合管廊基坑开挖坑底加固模型,分别研究了坑底土体素混凝土换填参数、坑底工程桩参数(桩长、桩距、桩径)对基坑开挖变形的影响及工程桩受力与变形。结果表明:素混凝土换填加固厚度可以显著减小基坑的变形,存在一个临界换填加固厚度,当换填加固厚度过小时,容易造成坑底隆起值过大,影响基坑的稳定性;当换填加固厚度过大时,又会造成一定的浪费;工程桩可以使坑外地表沉降、坑底隆起变形显著减小,存在一个临界桩径和桩长,当桩径、桩长过小时,容易造成坑底隆起值过大,影响基坑的稳定性;当桩长、桩径过大时,又会造成一定的浪费。即存在一个临界加固桩距;当加固桩距过大时,容易造成坑底隆起值过大,影响基坑的稳定性;当加固桩距过小时,又会造成一定的浪费。

关键词：综合管廊泥炭土基坑开挖数值分析坑底加固邓肯-张模型

花岗岩层高压旋喷咬合桩坑底加固对基坑变形的影响研究

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花岗岩层高压旋喷咬合桩坑底加固对基坑变形的影响研究

作者：白二彪广州大学

学位级别：硕士

广州地铁车站站点多，站址地质情况复杂，很多都是建在花岗岩不良地层中，如地铁二号线的越秀公园站，三号线北延段燕塘站、梅花园站，四号线新造站，六号线天平架站都建在工程性质复杂的花岗岩层上。直接在花岗岩不良地层上进行基坑开... 详细信息

广州地铁车站站点多，站址地质情况复杂，很多都是建在花岗岩不良地层中，如地铁二号线的越秀公园站，三号线北延段燕塘站、梅花园站，四号线新造站，六号线天平架站都建在工程性质复杂的花岗岩层上。直接在花岗岩不良地层上进行基坑开挖，引起的基坑变形常常会比较大，如地铁梅花园站基坑工程施工过程中地下连续墙变形达十几厘米，对基坑产生了一定的不利影响。虽然目前对花岗岩层的工程性质的认识有了很大提高，但是并没有完全找到一种经济合理、科学有效地处理它的方法。本文结合广州轨道交通六号线天平架站基坑工程施工、监测项目，从以下方面对花岗岩层高压旋喷咬合桩加固对基坑变形的影响进行研究：（1）对基坑的变形机理进行总结，讨论了基坑变形的主要影响因素，对于残积土复合地基设计中出现压缩模量法和变形模量法计算出的地基沉降不协调的情况进行解释，并指出两种方法计算出结果都是偏于安全的。相对于压缩模量法来说，采用变形模量法计算地基沉降更为合理。分析了被动区土体加固对基坑变形的影响机理。（2）对花岗岩层高压旋喷咬合桩坑底加固基坑工程的地质资料和实测数据进行分析，得出坑底加固条件下的基坑变形规律。（3）本文以广州轨道交通六号线天平架站基坑工程为背景，重点是根据实测资料分析花岗岩层高压旋喷咬合桩地基处理对内支撑式地下连续墙变形的影响规律。首先对被动区土体加固对基坑变形的影响机理进行分析，运用有限元软件对天平架站基坑工程进行模拟，将模拟结果与实测资料对比分析，验证该软件在分析此类问题的可行性，对模拟曲线进行分析。接着将模拟结果与未做地基处理的地下连续墙模拟结果进行对比研究，说明这种坑底加固的效果。（4）针对天平架站基坑工程具体情况，对高压旋喷咬合桩的的合理布置形式进行探究，以优化设计与施工。最后研究了咬合桩坑底加固条件下连续墙厚度、连续墙嵌固深度对基坑变形的影响。

关键词：花岗岩层高压旋喷注浆咬合桩坑底加固连续墙变形

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坑底加固对深厚软土狭长基坑变形影响研究

现代城市轨道交通 2024年第8期 75-83页

作者：蔡子勇中湘海外建设发展有限公司湖南长沙410004

为研究坑底加固对基坑变形及周边环境的影响规律,以广州南沙港铁路明挖隧道深厚软土狭长基坑为例,选取典型基坑断面建立三维计算模型,通过现场监测和数值模拟结果对比,验证有限元计算的合理性,在此模型的基础上,探讨被动区土体加固参数... 详细信息

为研究坑底加固对基坑变形及周边环境的影响规律,以广州南沙港铁路明挖隧道深厚软土狭长基坑为例,选取典型基坑断面建立三维计算模型,通过现场监测和数值模拟结果对比,验证有限元计算的合理性,在此模型的基础上,探讨被动区土体加固参数及承载桩加固设计参数变化对基坑变形的影响。结果表明:坑底土体加固对基坑变形控制效果影响显著,加固宽度和加固深度影响效果相当,可控制墙体水平位移35%~40%,其中加固深度建议取0.15H~0.31H(H为基坑开挖深度),加固宽度建议取0.61H~0.92H,当超出有效范围,加固效果变得不显著;坑底承载桩加固对基坑变形控制效果差距不大,墙体水平位移与地表沉降随着桩长及桩径的增加而减小,随着桩间距的增加,墙体水平位移呈增大变化趋势,不利于基坑变形控制,但地表沉降近似线性减小,且变化速率较小,地表沉降最大沉降位置距基坑边缘约0.77H,主要影响范围约3.0H。研究成果可为软土地区基坑变形控制及类似工程加固设计提供参考。

关键词：铁路隧道坑底加固基坑变形现场监测数值模拟