Method for Estimating System Stiffness for Excavation Support Walls

Bryson, L. Sebastian; Zapata-Medina, David G.

doi:10.1061/(asce)gt.1943-5606.0000683

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“…(1) Weight of the building (due to increasing of B while most part of the building still inside the PFW) is responsible for the cases in which an increase in B is followed by an increase in Uc. (2) Locating most part of the building (due to extension of the building width, B, beyond the PFS boundary) is responsible for the cases in which an increase in B has led to a decrease in Uc. In other words in the latter, that part of B, and its corresponding weight and stiffness, beyond the PFW has controlled and restricted horizontal movements of the excavation .…”

Section: Excavation Wall Horizontal Displacement (Uc)mentioning

confidence: 99%

“…Excavations inevitably induce significant changes in stress/strain states of the surrounding soil, which in turn may cause different levels of displacement and damage in nearby structures [1]. These effects are related to a host of parameters, namely, soil properties, specifications of excavation support system, building properties and location with respect to the excavation, and excavation sequences and geometry [2][3][4][5][6][7]. In design and construction of deep excavations, it is prudent to avoid excessive lateral displacements and ground surface settlements, by carefully considering the effects of the above-mentioned factors, otherwise uncertainties would often force engineers towards inefficient constructions with high costs [8].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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A Comprehensive Numerical Study on Building-Excavation Interaction

Maddah

Soroush

2020

Civ Eng J

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This paper presents results of a plane strain comprehensive numerical study on the interaction between a 31-meter-deep excavation and an adjacent 12-story building; the study emphasizes on parametric analyses with respect to the building characteristics, such as the building width in plan (B), i.e., the side perpendicular to the excavation wall, the embedment depth of the building foundation (D), as well as the building distance to the excavation edge (e). Through the parametric analyses and assuming different values for B, D, and e, settlements and rotations of the building and horizontal displacements of the excavation edge were computed and evaluated using the finite element method adopted in PLAXIS 3D software. Prior to the parametric study, the numerical modeling was verified by modeling a recorded case study, which is an anchored deep excavation adjacent to a 12-story building. The results of the parametric analyses suggest that for the given soil and excavation, (1) the position of the developing potential failure surface, PFS, in the soil behind the excavation is almost independent from the building location and (2) the position of the building with respect to the outcrop of the PFS in the excavation crest, i.e., if the building locates fully on the potential failure wedge or PFS intersect the building base, is the main factor affecting the induced displacements and rotations of the building.

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Section: Excavation Wall Horizontal Displacement (Uc)mentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A Comprehensive Numerical Study on Building-Excavation Interaction

Maddah

Soroush

2020

Civ Eng J

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“…In der ingenieurpraktischen Anwendung werden Schlitzwände in räumlichen Finite‐Elemente‐Berechnungen häufig vereinfachend mit linear‐elastischem Materialverhalten und mit durchgehenden Strukturelementen unter Ansatz isotroper Elastizitätsmoduln des Betons diskretisiert (u. a. ). Bei der Untersuchung des Verformungsverhaltens von Baugruben mit räumlichen numerischen Modellen stellt sich indes die Frage, inwieweit die bei Schlitzwänden in Form der Schlitzwandfugen vorhandenen Diskontinuitäten bei der Modellbildung zu berücksichtigen sind.…”

Section: Bestehende Ansätze Zur Abbildung Von Schlitzwänden In Räumliunclassified

Beitrag zur Abbildung von Schlitzwänden in räumlichen Finite‐Elemente‐Berechnungen

Klein¹,

Moormann

2017

Bautechnik

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1 Einführung Bei der Herstellung tiefer Baugruben in innerstädtischen Bereichen mit setzungsempfindlicher Nachbarbebauung sowie bei der Ausführung von Baugruben im Grundwas ser kommen häufig Schlitzwände zum Einsatz. Schlitz wände zeichnen sich grundsätzlich durch eine vergleichs weise hohe Steifigkeit sowie einen im Vergleich zu Bohr pfahlwänden geringeren Fugenanteil und damit eine geringere Anzahl potenzieller Wasserwegigkeiten entlang der Verbauwand aus. Bedingt werden diese Diskontinui täten durch die lamellenweise Herstellung der Schlitz wand. Die Länge l S der Schlitzwandlamellen wird durch baubetriebliche und geotechnische Randbedingungen be einflusst. Bei Einfach und Doppelstichlamellen wird die Länge der einzelnen Lamelle durch die Breite des Schlitz wandgreifers definiert, welche üblicherweise zwischen 2,4 m und 4,2 m beträgt. Die ausführbare Schlitzlänge l S ergibt sich letztlich aus dem gemäß DIN 4126 [1] zu füh renden Nachweis der "Sicherheit gegen den Schlitz ge fährdende Gleitflächen im Boden". Für die Ausbildung der zwischen den Primär und den Sekundärlamellen entstehenden systemimmanenten Fugen stehen grund Bei der Herstellung wasserdruckhaltender Baugruben sowie zur Gewährleistung geringer aushubbedingter Verformungen angrenzender baulicher Anlagen werden häufig Schlitzwände eingesetzt. Im Zuge der Durchführung numerischer Berechnungen mit räumlichen Finite-Elemente-Modellen zur Untersuchung des Verformungsverhaltens der Baugrube und der Verformungsauswirkungen auf Bauwerke im Umfeld stellt sich die Frage, welchen Einfluss die Schlitzwandfugen auf das Tragund Verformungsverhalten der Baugrube haben. Basierend auf einer Betrachtung der zur Ausführung kommenden Fugensysteme sowie der bestehenden Ansätze zur Berücksichtigung der Schlitzwandfugen werden in dem Beitrag die Ergebnisse einer numerischen Parameterstudie, in deren Rahmen unterschiedliche Modellierungsansätze für die Schlitzwandfugen bei Verwendung von Volumen-und Schalenelementen zur Abbildung der Verbauwände betrachtet werden, vorgestellt. Dabei wird der Einfluss der Schlitzwandfugen auf die Horizontalverformungen und Biegemomentenbeanspruchung der Verbauwände, die Setzungen der Geländeoberfläche sowie die Verteilung des entlang der Verbauwände einwirkenden Erddrucks untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Schlitzwandfugen einen gewissen, jedoch geringfügigen Einfluss auf die auftretenden Verformungen von Verbauwand und Geländeoberfläche haben. Auch die Verteilung des einwirkenden Erddrucks entlang der Verbauwand sowie deren Biegebeanspruchung werden nicht maßgeblich beeinflusst. Unter Berücksichtigung der gewonnenen Erkenntnisse wird ein Vorschlag zur einfachen Berücksichtigung des Einflusses von Schlitzwandfugen bei der Durchführung von numerischen Verformungsberechnungen unter Einsatz von Schalenelementen entwickelt. Contribution to the modeling of diaphragm walls in spatial finite element calculationsIn the construction of deep, watertight excavation pits ensuring small excavation-induced deformations of adjacent structures, di...

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“…Besides, no external loads were considered in the model. Plate structural elements (linear elastic) were used to model the diaphragm walls, which were considered wished in place (Bryson, Zapata 2012). A compressive strength f ck = 30 MPa, a Poisson ratio  = 0.2, and a specific weight of 24 kN/m 3 were considered for the concrete of both layers.…”

Section: Materials and Model Characteristicsmentioning

confidence: 99%

Bi-Layer Diaphragm Walls: Structural and Sectional Analysis

Segura-Castillo

Aguado

Antequera

et al. 2015

Journal of Civil Engineering and Management

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Abstract. The bi-layer diaphragm wall, a new slurry wall type designed to cope with the problem of watertightness is studied in this paper. These walls consist of two bonded concrete layers, the first, a conventional Reinforced Concrete (RC) diaphragm wall, and the second, a Sprayed Steel Fibre Reinforced Concrete (SFRC). The main objective of this paper is to analyze the structural and sectional behaviour of these walls. A study in the form of an uncoupled structuralsection analysis based on various hypothetical cases of bi-layer diaphragm walls was performed to fulfil the objective. It is concluded that there exists a potential of reduction in the reinforcement of the RC layer through the structural use of the SFRC layer. However, when the reduction is quantified, even though a reduction of between 3.2% and 1.7% in the RC reinforcement is confirmed, it appears insufficient to offer a cost-effective solution. Nonetheless, the system becomes a promising solution when particular conditions are taken into account, such as basement space limitations.

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Method for Estimating System Stiffness for Excavation Support Walls

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A Comprehensive Numerical Study on Building-Excavation Interaction

A Comprehensive Numerical Study on Building-Excavation Interaction

Beitrag zur Abbildung von Schlitzwänden in räumlichen Finite‐Elemente‐Berechnungen

Bi-Layer Diaphragm Walls: Structural and Sectional Analysis

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