下穿地铁深基坑开挖影响的监测分析

临近地铁隧道的软土深基坑开挖时,若不能严格控制基坑施工效应,既有盾构隧道易出现损坏.在杭州市萧山区彩虹大道(工人路-市心路)B标段深基坑工程开挖过程中,对基坑下穿地铁隧道受影响范围内的隧道位移、收敛等进行监测,同时开展基坑地下连续墙与土体深层水平位移、地下水位、支撑轴力、地表和周边建筑物沉降、基坑围护墙顶与立柱沉降的监测工作.数据分析结果表明:基坑开挖对下穿隧道的影响以竖向位移为主,对水平位移和收敛变形影响较小;地下连续墙深层墙体水平位移与深层土体水平位移有明显的相关性,可用墙体水平位移代替土体水平位移;基坑地下水位的变化趋势与周边建筑物沉降变化趋势相同,开挖期间需密切关注地下水位的变化;基坑隆起是导致支撑轴力出现负值的主要原因,当支撑轴力出现负值时应高度关注坑底隆起和地表下陷.     

隧道竖井开挖过程FLAC~(3D)的数值模拟

针对厦门市环岛路某隧道竖井开挖过程中可能出现的形变和破坏问题,以该路段地质勘测资料为背景,利用有限差分软件FLAC3D对该隧道竖井开挖过程进行了三维数值模拟分析。分析结果表明,竖井底部出现的底鼓现象,在开挖至27 m时达到开挖过程中最大竖直位移量66.2 mm;竖井侧壁发生水平位移的最大值出现在残积粘土层,达到8.37 mm;开挖过程中塑性区的范围在竖直方向延伸至-29 m,水平方向扩大到-14 m~14 m;建议在开挖过程中要加强对塑性区范围的支护,控制好周边变形。     

隧道近距离开挖对既有高架桥的安全评估

为了确保施工过程中高架桥可以正常使用，在隧道盾构施工前对高架桥的安全评估极其重要。利用数值模型分析盾构施工下穿高架桥全过程，通过对桩基础的差异性沉降及土体变形等进行分析，得出评判依据。结果表明：灌注桩和承台与周围土体存在摩擦力，影响土体沉降；盾构开挖面临近及穿越桥桩时，桥桩水平和竖直方向开始出现位移，并逐渐变大；桩基础轴线与开挖面的距离越近，水平和竖直方向位移变化量越大。通过基础差异性沉降限值作为评估标准，得出高架桥在隧道盾构施工过程中可以正常使用，该安全评估方法可为实际工程施工提供可行性指导。     

用FLAC3D分析地铁车站基坑开挖与支护

运用三维有限差分软件FLAC3D对深圳市地铁9号线某车站工程进行了基坑开挖与支护模拟.土体采用摩尔-库伦模型进行计算,得到了基坑开挖过程中各工况的竖直位移和水平位移.计算结果显示位移较小,基坑支护结构的设计安全可靠.基坑端部墙体在18 m范围内对基底隆起的影响较为明显,其范围相当于开挖深度.基坑端部墙体在20 m范围内对基坑侧移的影响较为明显,其范围相当于基坑宽度.地表沉降最大值点和水平位移最大值点都出现在距离基坑边缘15 m~25 m的区域内,大致相当于开挖深度.模拟结果可以作为今后设计施工的参考.     

软土地基长条形基坑施工对既有邻近隧道的变形影响

以杭州某邻近既有盾构隧道的软土地基狭长基坑开挖为工程背景,采用PLAXIS 3D软件模拟并结合现场实测分析了狭长基坑分区开挖对邻近既有地铁隧道的变形影响。研究结果表明:随着基坑分区开挖的进行,A2基坑开挖后隧道区间最大位移发生在上行线中部,数值模拟显示隧道收敛变形最大值为2.6 mm,既有隧道现场实测收敛变形最大值为2.0 mm,验证了分析模型的正确性。上述结论说明狭长基坑采用分区开挖结合坑内搅拌桩加固,可以有效控制基坑开挖引起的周边环境位移水平。     

既有单桩在邻近基坑开挖下的水平向响应简化分析

为了探究既有单桩在邻近基坑开挖作用下的水平向响应规律,提出基于虚拟镜像技术的基坑开挖引起邻近单桩水平向响应解析解. 发挥基坑围护结构变形易于实测的优势,借鉴虚拟镜像技术,考虑土体位移的实际情况,修正土体的等量径向移动模式,推导出土体非等量径向移动模式下基坑开挖引起的坑外土体水平位移场. 基于Pasternak双参数地基,引入修正地基反力模量以考虑埋深效应,利用两阶段法,将土体水平自由位移场视为外荷载施加于邻近单桩,建立在邻近基坑开挖扰动下既有单桩的水平向位移控制方程. 与三维有限元数值模型、既有理论解及已发表案例的工程实测数据的对比,验证该方法的正确性及适用性. 参数分析表明：提高地基反力系数和单桩抗弯刚度有助于减小单桩最大水平位移;当桩与基坑间距较远时,单桩最大水平位移几乎不再受自身抗弯刚度的影响.     

邻近深基坑地铁隧道过大位移及保护措施

以紧邻宁波地铁1号线某区间的深基坑为例,基坑开挖导致邻近左线隧道产生明显的位移和变形,局部位置甚至出现渗漏和开裂.结合现场资料和室内试验,获得硬化土模型参数,建立基坑和隧道共同作用的三维有限元模型,对比基坑开挖影响下隧道位移计算值与现场实测值,通过探究基坑围护结构、周围土体位移规律,分析并比较基坑分块开挖、被动区土体加固以及隔断墙等几种典型隧道保护措施的效果.分析结果表明,基坑分块开挖对隧道保护具有明显作用,而被动区土体加固和隔断墙对隧道保护效果较差.     

平行双孔隧道开挖变形三维数值分析

基于Gibson土建立平行双孔隧道的三维实体结构计算模型,考虑衬砌与周围土体的共同作用,并在盾构开挖面处施加表面力以模拟切削刀盘的推进力效应,分析平行双孔隧道同步开挖及不同滞后距离异步开挖时隧道相互作用所引起的周边土体变形及收敛形式。研究表明,平行双孔隧道异步开挖时,滞后距离对超前开挖隧道周围的竖直沉降影响微小,而对后挖隧道断面竖直沉降以及左右隧道水平位移的影响较大;随两隧道间距的增加,开挖时相互的影响会随之减小。     

某地铁站非对称坑中坑开挖数值模拟研究

以兰州地铁1号线盘旋路站基坑工程为背景,通过PLAXIS 2D对基坑整体建模,分析了非对称坑中坑开挖过程中支护结构的变形特性;对比了不同工况下两侧支护桩的位移变化规律;研究了内坑开挖对外侧支护结构的影响。结果表明：非对称坑中坑的开挖不同于对称坑中坑的开挖,左右两侧支护结构的水平位移明显不对称,且由于左侧被动土体开挖过深导致基坑上部整体向右侧发生偏移;内坑开挖对外坑两侧支护桩水平位移的影响系数随着挖深基本呈正态分布;在工程施工时宜对左侧支护桩中部、内坑底左侧等区域进行重点监测和防护。     

深基坑放坡开挖与下部隧道的相互作用分析

宁芜改线项目基坑工程位于南京地铁某隧道的正上方,坑底距隧道顶的距离仅为7.5 m.基坑开挖对地铁隧道影响的分析与计算成为该工程的关键之一,为此建立了该基坑工程的数值分析模型.计算结果表明,基坑开挖对开挖面以下土体具有显著的垂直方向卸荷作用,不可避免地引起坑底土体发生变位,带动土体中的隧道产生位移,同时隧道管片的应力状态也有所改变.其成果可为优化设计和施工提供有益的参考,为类似工程提供借鉴[1].     

基于数值模拟的深基坑支护设计

利用Midas GTS数值模拟软件,对某深基坑工程建立二维几何模型,模拟其开挖施工过程。利用模拟计算结果,对基坑稳定性进行分析,对开挖过程中土体水平位移和竖直位移的变化情况进行分析,并对土体水平位移和沉降情况进行总结。     

超大逆作基坑地下连续墙变形分析

本文基于天津滨海新区某深基坑施工监测资料,对超大逆作基坑开挖过程中地下连续墙水平、竖向位移进行了分析。认识到,逆作基坑地连墙水平变形随开挖深度变化近似呈“弓形”分布,水平位移最大值出现的位置约为基坑开挖面以上1 /3 深度处,与顺作法位于基底开挖面附近区别较大。在竖直方向上,随着开挖深度不断加深,墙体的隆起值不断增加,但每步开挖后墙体隆起均有一定的滞后性,底层板浇筑后隆起趋于平缓。同时认识到基坑逆作法相对于顺作法具有变形小、整体性强的特点。     

软土结构性对基坑开挖及邻近地铁隧道的影响

为了研究软土地基结构性改变对基坑开挖围护墙变形、地表沉降及其邻近地铁隧道位移和弯矩的影响,针对宁波粉质黏土,采用在重塑土中掺入盐粒和不同质量分数水泥的方式制备人工结构性土,开展一维压缩试验和三轴试验研究原状土与人工结构性土的工程特性,分别通过压缩性指标、抗剪强度指标和结构屈服应力验证和建立水泥质量分数与土体结构性之间的联系;采用Plaxis2D,分析土体结构性改变对基坑开挖过程中围护墙水平位移、地表沉降及其邻近地铁隧道的影响. 研究结果表明,当水泥质量分数为2%时,其压缩性指标、抗剪强度指标和结构屈服应力与原状土基本一致;随着土体结构性降低,扰动度增加,围护墙水平位移、地表沉降和隧道位移急剧增大,其中隧道对于土体扰动度最为敏感,位移增长趋势最为明显,当扰动度为39%时,隧道位移会超过规范允许值;当隧道距离基坑较近时,由于隧道的约束作用,围护墙水平位移和地表沉降较小,但是隧道位移和弯矩会相应增大.     

某停车场深基坑支护方式的FLAC3D模拟分析

目的为解决某停车场基坑不同支护方式的选择问题,对该基坑开挖状态的稳定性进行研究,为基坑工程设计与计算提供参考依据.方法运用岩土工程软件FLAC3D模拟某基坑在桩锚支护下以及疏排桩锚-土钉墙联合支护下的开挖状态,分析数值模拟所得的应力与位移等值线图.结果在桩锚支护下基坑土体最大水平位移约为15.5 mm,而在桩锚-土钉墙联合支护下,其最大水平位移增大到约21.4 mm.基坑的位移引起周围土体不同程度的沉降.结论该基坑土体位移的最大值出现在基坑边坡顶缘.桩锚支护与桩锚-土钉墙联合支护都能够有效地抵抗基坑土体位移,但桩锚支护的效果更好.     

隧道明挖施工对临近地铁安全稳定性分析研究

针对徐州某市政重点工程明挖开挖对下穿的既有地铁项目为研究背景,探讨两个存在交叉点的临近工程施工影响规律,选取典型工程断面,通过数值模拟计算了明挖隧道开挖、支护、回填过程中,既有地铁隧道典型位置的位移变化.计算结果表明:随着地铁隧道深度的减小,明挖隧道基坑开挖对其下方地铁隧道的影响敏感性逐渐增大,应做好工程施工全过程的监控措施.研究结果对类似工程提供了设计和施工依据.     

基坑开挖对既有隧道影响分析

基坑开挖势必导致下部隧道发生变形,威胁地铁隧道的安全。通过Midas/GTS有限元软件,对合肥地铁1号线上部基坑开挖过程中隧道的位移进行了数值模拟,分析了不同工况下隧道横向和纵向变形。结果表明:基坑中心下方的隧道拱顶产生最大竖向位移,且在基坑开挖范围内隧道竖向位移变化最大。隧道横向水平位移最大值发生在距离基坑中心8 m下的拱腰处,并不是在基坑中心位置。数值计算结果和隧道原位测试结果比较接近,说明数值模拟的边界和参数的选取是符合实际工况的,本文的方法可以为今后类似工程提供参考。     

深基坑围护混合支撑体系内力与变形监测分析

以混合支撑体系内力与变形的变化规律为研究目标,以某明挖隧道深基坑为例,采用现场监测方法,对基坑开挖引起的围护结构位移、锚索应力、支撑轴力的变化规律及施工中遇到的一些问题进行了分析.试验表明:开挖至基底标高时,桩顶和桩身位移达到最大值,桩身最大位移发生在基坑中上部6 m处;随着基坑的开挖,锚索应力呈波浪上升状变化,温度和施工荷载是造成波浪状变化的原因;围护结构位移、锚索应力、支撑轴力与开挖深度具有同步性.监测数据整体稳定,基坑采用的混合支撑方案安全可靠.     

软土深基坑围护结构水平变形特性研究

结合广州某软土深基坑工程实例,建立了地下连续墙、钢筋混凝土内支撑和土层的二维有限元模型,对深基坑开挖过程进行数值模拟.研究结果表明：随着基坑开挖深度的增大,围护结构水平位移增大,最大水平位移的位置由桩顶往下移,而且围护桩水平变形曲线发展形态呈现出向坑内凸的“大肚形”,与实测结果基本一致.支撑结构对减小基坑围护结构的变形起着重要作用,无支撑结构的桩体水平位移最大值达到24.6 mm;土体弹性模量及围护结构刚度对基坑围护结构变形影响较大,桩体水平位移随着土体弹性模量及围护结构刚度的增大而减小.     

考虑地基变形连续的基坑开挖诱发邻近盾构隧道位移预测

从工程实际出发,建立考虑基坑坑底及侧壁卸荷作用的基坑开挖引起的附加荷载计算模型;基于Mindlin解给出由基坑开挖所引起的邻近隧道处的竖向附加荷载;引入能考虑隧道任意埋深效应的修正基床反力系数, 将既有隧道简化为搁置于Pasternak地基上的Euler-Bernoulli梁,进而提出基坑开挖下邻近既有隧道响应的简化计算方法. 所提方法能考虑隧道埋深效应以及地基剪切效应,与工程实际更为接近. 通过与三维有限元以及2组已发表工程实测数据的对比,验证所提简化计算方法的合理性与适用性. 针对地基弹性模量、地基剪切模量、隧道纵向等效抗弯刚度、隧道-基坑夹角、隧道埋深、隧道-基坑间距以及基坑几何形状等主要参数对隧道纵向位移的影响进行系统分析. 结果表明：隧道与基坑平行工况下的隧道最大位移是垂直工况下的1.60倍;提高隧道纵向抗弯刚度可以有效减小隧道的最大位移,但这种“削弱作用”会随隧道-基坑间距的增大而减小;随着隧道埋深、隧道-基坑间距的增大,隧道最大位移呈非线性递减规律;基坑的“长开挖”会影响隧道的位移和隧道隆起范围,而“短开挖”则主要影响隧道的位移. 研究成果可以为较为合理地预测既有盾构隧道在邻近基坑开挖下的响应规律提供理论支持.     

地铁隧道上部基坑施工监测与数值模拟研究

在已有地铁隧道顶部进行深基坑工程施工,支护结构及基坑的稳定会受到较大的影响。以武汉市光谷大道南延线的地铁隧道上某深基坑工程为例,对基坑的支护结构水平位移、钢支撑轴力等进行现场监测,结果表明:采用灌注桩组成的基坑支护结构相比分级放坡开挖更有利于基坑的稳定;随着基坑开挖的进行,钢支撑的轴力会先增大后减小,当开挖接近底部时支撑轴力趋于稳定;灌注桩支护结构的深层水平位移随着基坑开挖逐渐增大,总体呈两头小中间大的"弓"形。在此基础上采用midas/gts有限元对基坑开挖进行了数值模拟,对比分析模拟值与监测值变化规律,验证了数值模拟方法的可行性,为基坑支护方案设计、施工方法的选择和监测点布设提供依据。