基坑施工对下卧地铁隧道影响与控制措施

以广州某地铁项目为背景,提出了基坑围护桩基施工对下卧地铁矿山法隧道的锚杆和围岩的扰动;上部明挖基坑的开挖,导致下卧地铁隧道的隆降。为了研究基坑施工期间对下卧地铁隧道结构的影响,通过计算和数值分析,评估施工存在的风险,并采取了控制围护桩桩长和施工工艺、明挖基坑"分段、分层、先撑后挖"的原则控制地铁隧道变形,项目取得了良好效果。可为以后类似工程实施提供参考。     

盾构隧道下穿高速公路MJS倾斜加固技术

为保证地铁盾构隧道下穿高速公路施工安全,采取MJS工法地基加固措施。MJS倾斜加固需克服在涵洞狭小空间内的困难,同时单桩施工过程中需避开已有桥台桩基、控制沉降减少对既有运营高速的影响,保证加固体质量,可减少盾构在掘进通过过程中对上方加固体范围外地层及上层桥梁摩擦桩的扰动及变形影响。     

SMW工法在地铁一号线基坑围护中的应用

“SMW”工法是在水泥土搅拌桩内插入H型钢或其他种类的劲性材料，从而增加水泥土桩抗弯、抗剪能力，并具备较好的抗渗能力的基坑围护施工方法。最早由日本开发成功，近年来我国逐渐在基坑围护中应用。“SMW”工法在上海地铁、南京地铁工程基坑的围护中得到广泛应用。由于此类工法施工周期短、工程造价低、抗渗能力较强，在6～10m基坑围护中具备较优的技术优势。本市在地铁1号线围护结构施工中首次采用了“SMW”工法，本文就是这次实践的分析总结。     

SMW工法在玄武湖隧道基坑围护工程中的应用

SMW工法是当今基坑围护施工中常用的一种施工工艺,具有成桩对周围地层影响小、基坑开挖变形不大、抗渗性好、施工噪音小、无振动、工期短、废土产生量少和泥浆污染小等特点。结合南京玄武湖隧道B标段基坑围护工程实例,介绍了SMW工法施工工艺及质量控制措施。     

商业广场基坑SMW工法围护施工探索

以某商业广场项目基坑采用SMW工法围护为研究背景,详细介绍了围护稳定验算模型结果,SMW工法施工前的回填、放线、定位等各项准备工作;施工过程桩基下沉及注浆控制,搅拌桩施打顺序,插拔H型钢的工艺等;施工过程中对沉桩及插拔H型钢采取了质量控制措施,成功地完成了该基坑的施工,并提出设计及施工中的一些体会和建议。     

近距离上穿运营地铁隧道的基坑明挖施工控制技术

结合上海东西通道跨越地铁二号线工程研究了地铁上方基坑明挖的施工控制技术。研究提出了基于时空效应和充分利用隧道抗弯刚度的弹钢琴式开挖方法,采用SMW工法施工基坑围护墙和分隔墙将基坑分为若干个小基坑,小基坑采用跳仓和分层开挖方式。结合大面积搅拌桩地基加固以及地铁隧道的隔离桩和抗拔桩等工程措施,完成了大型基坑明挖施工中对下方运营地铁的保护。测试结果表明,地铁隧道的隆起量完全控制在安全范围之内。     

SMW工法桩施工对深层土体水平位移影响试验研究

依据现场试验资料，对比研究采用不同水灰比、下钻速度下的SMW工法桩对深层士体位移的影响，结果表明水灰比1．2、下钻速度50mm／min比较适用，可为邻近运营地铁隧道沿线围护桩提供施工参数。     

基坑开挖对下卧地铁隧道的施工影响分析

深圳市桂庙路快速化改造工程前海段下沉式隧道平行上穿已建的地铁11号线隧道,下卧的地铁左线隧道中线与下沉式隧道中线水平间距3.2~6.7 m,顶部距离新建隧道底部9.1~15.0 m。下沉式隧道主体结构全长580 m,采取明挖基坑的方式施工,长距离基坑开挖引起的大范围卸载对下卧地铁隧道产生的影响不容忽视。通过建立三维数值分析模型对基坑施工过程进行模拟,动态地分析了基坑开挖对地铁隧道衬砌内力及变形的影响;在此基础上,提出了"分区、分时、分层、分块"开挖以及采取高压旋喷桩加固地基等施工对策。采取上述施工措施后,地铁隧道实测最大上浮值9.1 mm、最大下沉值5.6 mm,这表明下卧隧道的变形得到了有效控制,该研究成果可为今后类似工程提供一定的参考。     

长距离深大基坑开挖下卧隧道变形规律研究

基坑进行开挖时,将不可避免的对周边土层产生一定的影响,并可威胁位于土体中隧道的运营安全。以深圳某道路快速化改造明挖基坑项目为背景,进行数值模拟研究并与实际监测结果进行了比对。研究发现,由于开挖卸载,下卧隧道变形以竖向变形为主,当下卧隧道邻近于围护桩时,受围护桩变形影响,隧道会产生一定的水平变形;施工过程中,隧道变形在断面开挖完成底板浇筑后能及时回落,但会受到后续邻近断面施工影响,影响范围约为40 m。高压旋喷桩加固,纵向分段分步开挖等措施对隧道上浮变形控制效果明显。     

盾构进洞段施工中刀盘遇钢板桩瘫痪的掘进问题与对策

结合上海地铁M8线黄兴绿地一延吉中路站上行线进洞段盾构推进过程中遭遇钢板桩刀盘瘫痪,不能运转的掘进实例,在确保下行线隧道及市政管线安全的前提下,采用地面钻孔取土与盾构闭胸推进、端头井加固区域采用SMW桩防护等一系列施工措施.结果证明,盾构姿态、盾构千斤顶油压、下行线隧道位移、市政管线沉降等参数均控制在允许范围内.     

地铁盾构侧穿高速桥桩基的影响分析

以佛山地铁莲塘~张槎盾构区间侧穿佛开高速桥施工为工程依托,运用MIDAS/GTS有限元程序模拟盾构开挖的全过程,采用不加固和袖阀管注浆加固两种施工工况,分析不同工况下盾构施工对地表沉降和桥梁桩基的差异沉降,结果表明,地层受盾构施工的影响范围都逐步扩展,地表沉降曲线符合Peck沉降槽规律,袖阀管注浆加固后地表沉降量减小约为4mm,桥梁桩基差异沉降减小1.3mm。     

盾构隧道受上方地下空间开挖荷载的影响分析

利用有限元软件MIDASGTS建立的三维有限元模型模拟下方盾构隧道的竖向和水平方向变形过程,以及在地下室和覆土荷载作用下的隧道变形增量、转换梁和连接板竖向变形、保护桩竖向和水平方向变形增量等,结果表明盾构隧道处于中风化岩层产生的变形增量约为其处于强风化岩层的13;增大转换梁刚度可在一定程度上减小盾构隧道和转换梁在上方荷载作用下的变形量;在基坑开挖和地下室施工全过程,盾构隧道的轴力和弯矩均处于较低受力水平,结构安全性未受影响。     

基于HSS模型隧道近接群桩基础施工影响分析

依托盾构隧道近接侧穿群桩工程建立三维数值分析模型,土体采用小应变硬化(HSS)模型,参数取值借鉴已有研究成果并根据监测位移数据反演,同时考虑土体开挖、衬砌拼装以及盾尾同步注浆等一系列施工工艺措施,并将模拟结果与监测数据进行对比验证,研究了不同工况下地表沉降的形态分布、群桩桩基变形及基桩结构受力,同时考虑地表位移对等代层厚度的敏感性。结果表明:HSS模型能有效预测隧道近接侧穿高架桥桩引起的变形,模拟结果与监测值较吻合; 隧道开挖引起土相对桩产生了滑移,地表沉降及桩身竖向位移在中心线前后各1D(D为管片外径)范围内随推进步数的增加而不断增大,且增加幅度明显减小; 两线推进地表沉降具有叠加效应,最大沉降量增幅达76.8%; 隧道与基桩水平距离越近,引起基桩沉降变化越大,两线推进基桩桩顶沉降增幅达134%; 群桩中各排桩的水平位移变化趋势基本相同,且同排桩的水平位移值相差不大,由于群桩遮挡效应,水平位移值由大到小依次为前排桩、中排桩、后排桩; 桩身水平位移主要在盾构中轴线2.5D范围内,桩身最大水平位移均出现在隧道中轴线附近; 群桩中同排桩桩身附加弯矩及附加轴力沿桩身分布规律相同,桩身最终附加受力与其距离隧道远近有关; 随着注浆充率β的增大,等代层厚度及地表沉降呈线性减小; 穿越段采取的施工工艺方案是有效的,经估算附加弯矩及轴力对桩基承载力的影响在容许范围内。     

土-岩复合地层盾构掘进对桥梁变形影响分析

依托深圳地铁11号线宝安—碧海湾区间盾构穿越桥梁桩基工程,采用FLAC3D有限差分软件研究土-岩复合地层盾构近距离掘进对桥梁桩基础、桥面的变形影响规律及影响范围,并与实测结果进行对比。结果表明:隧道施工对周围地层的影响可划分为塑性破坏区、弹性区和无影响区3个区域;盾构隧道掘进引起的桥面沉降较大,盾构对桥面变形的影响范围为盾构掘进面距桥面为-5D~4D;位于2条隧道之间的桥梁桩基受到2条隧道的影响,桩身竖向位移较大,且最大竖向位移位于桩顶;位于隧道侧方的桩基,盾构施工引起的X方向水平位移值较大,且施工对其影响范围也更大,具有一定的滞后性。     

盾构隧道下穿桥梁引起桩基变位的数值分析

依托某地铁盾构隧道下穿既有桥梁桩基工程,考虑实际的工程地质水文地质条件、上部桥梁结构传递到承台顶的荷载、盾构设计及施工参数等因素的影响,建立FLAC3D数值计算模型,模拟盾构隧道顺桥向穿越桥梁桩基的全过程,对两种不同的桩基加固方案条件下地表沉降和桩身变形规律进行了分析。研究结果表明:隧道开挖引起桩的挠曲,桩身的水平位移随桩洞距离增大而减小;后开挖侧的桩身位移比先开挖侧大;桩和承台约束了地表的沉降。     

软土地层SMW工法盾构出洞施工技术

本文利用了SMW工法中水泥土搅拌桩的止水功能与H型钢的抗变形能力,在施工场地比较狭小和地下管线复杂的情况下,将其应用于加固某盾构隧道出洞时的周围软土地层,取得了良好的效果和经济效益,对类似工程有一定的指导意义。     

盾构刀盘扭矩对风化岩地基中邻近桩基的影响

基于地铁盾构施工对邻近某客运站桩基影响的问题,利用FLAC^3D有限元模拟分析软件,通过八种工况对比分析了刀盘扭矩与盾构推力对风化岩地基中邻近桩基的影响。结果表明:刀盘扭矩与盾构推力对桩基的影响呈现不同的规律。刀盘扭矩对桩基的影响规律主要为:盾构刀盘扭矩的存在使得桩身主要产生沿隧道横向的附加弯矩和位移,桩身沿隧道纵向的附加弯矩和位移相对较小;桩身最大弯矩和最大水平位移均发生在隧道中心线附近。与刀盘扭矩的影响不同,盾构推力主要使桩身产生沿隧道纵向的附加弯矩和位移;但桩身最大弯矩和最大水平位移也发生在隧道中心线附近。在风化岩地基中,刀盘扭矩对桩基沿隧道横向的影响是不可忽略的。     

盾构掘进施工对群桩基础变形的动态影响研究

针对苏州轻轨1号线盾构隧道区间施工情况,采用三维有限元数值计算模型,研究了盾构施工对侧边群桩变形的动态影响,结果表明:当盾构机切削面逐渐逼近群桩时,各单桩的隧道轴线处横向位移背离隧道,承台背离隧道发生倾斜;当盾构到达各单桩时,横向位移在隧道轴线处偏向隧道且为最大,承台发生了双向倾斜;当盾构逐渐远离群桩时,各单桩横向位移变化较小,承台的双向不均匀沉降减小。随着盾构的掘进,群桩整体沿着掘进方向移动,桩身沿隧道轴向位移在隧道轴线处达到最大。当群桩基础的桩底位于隧道轴线处和隧道轴线以上时,群桩承台仅仅发生偏向隧道的单向倾斜;当群桩基础的桩底位于隧道轴线以下时,群桩承台则产生了双向倾斜。     

桥梁下方桩基托换过程中开挖暴露长度研究

在上海轨道交通10号线溧阳路站-曲阳路站区间隧道的施工中,盾构在推进至四平路沙泾港桥梁位置时,将不得不从桥梁的桩基中穿过。由于桩的入土深度已经贯穿了整个隧道断面,导致必须对桩基进行拔除或切断等处理。为了在去除影响盾构推进障碍物的同时保证施工中旧桥功能的发挥,本工程采用扩大板式基础托换和隧道内除桩的方案。为此,需要确定桥下桩基托换过程中的合理开挖暴露长度。本文通过理论计算和数值模拟,结合对桥梁结构在施工过程中内力和变形的分析,提出了合理开挖暴露长度,从而为工程的顺利实施提供了借鉴和指导作用。     

砂卵石地层圆形隧道施工引起的土体移动特征

采用室内模型试验研究了不同地层损失率下的地表沉降及地中位移分布,揭示了砂卵石地层圆形隧道施工地层损失引起的土体移动特性及传播机制。试验结果表明:不同地层损失下地表沉降槽同样具有高斯分布函数形态特征,距隧道中心线1D范围为地层沉降的主要区域,该区域沉降受地层损失的影响最大;水平位移量值较大,最大水平位移出现在隧道左侧拱肩斜向上至地表的区域;地层颗粒的移动方向总体指向地层损失产生区域,同时受地层损失的大小、形态及分布特征等因素的影响;地表及地中沉降槽宽度系数随地层损失率的增大而缓慢增大。研究表明,不同地层损失下土体的松动、塌落及重新固结是砂卵石地层位移的主要原因,由于地层损失导致砂卵石地层物性参数的改变和颗粒在水平方向的移动和填充作用,使得地表及地中沉降槽宽度系数随地层损失率的增大而改变。