考虑空间效应的基坑开挖对邻近隧道影响分析

基坑开挖引起的围护结构变形将引起周边土体的卸荷,而土体卸荷将会对邻近隧道附加变形及内力产生不利影响。考虑围护结构变形的空间效应,建立了基于基坑侧壁位移影响的三维土压力卸载计算模型,并借助Mindlin解得到了基坑开挖卸荷在隧道轴线处引起的附加应力。考虑地基土体变形连续性,将隧道视为置于Pasternak地基的Euler-Bernoulli梁,得到了隧道附加变形的受力响应。将基坑开挖引起的附加荷载施加于邻近隧道,得到了考虑空间效应的基坑开挖诱发邻近隧道附加变形的理论计算方法。通过与已有案例的对比分析,验证了本文方法的可靠性。进一步分析了围护墙最大变形、隧道与基坑边距离及地基模量等因素的影响规律,结果表明：围护墙最大变形的增大会进一步增加隧道的变形及内力,而隧道与基坑边距离及地基模量的增加,则会减小隧道的附加变形及内力。     

基坑施工对下卧地铁隧道上抬变形影响的简化理论分析

为了合理地分析基坑施工对下卧已建地铁隧道上抬变形的影响,首先,将软土地基考虑为三参量H-K黏–弹性体,推导了自由边界半无限黏–弹性空间体在内部集中荷载作用下的Mindlin时域解,并采用积分、叠加的方法,提出了一种用于计算基坑开挖及工程降水所引起的邻近隧道附加应力的方法;然后,将已建隧道视为Pasternak黏–弹性地基上的欧拉伯努利长梁,建立了隧道在附加荷载作用下的平衡微分方程,求得了隧道纵向附加变形和内力的表达式;最后,将所提方法运用于某近接既有地铁隧道的基坑工程中,并与三维数值模拟流变分析结果和现场实测结果进行了对比分析。研究发现:提出方法能较好地反映软土隧道变形随时间的发展趋势;隧道纵向附加变形、曲率和弯矩的解析解与数值解基本一致,且上抬变形的解析解与实测值能较好地吻合;成果可为基坑施工对邻近隧道的影响分析及保护措施的制定提供一定的理论依据。     

外滩通道基坑开挖对既有隧道结构影响分析

采用数值模拟方法计算隧道附加纵向变形值,应用三次样条插值对其进行拟合,并通过曲线拟合方程计算基坑影响范围内隧道纵向变形曲率的分布,以判别隧道纵向差异变形的敏感位置,从而评价在不同抽条开挖方式与不同开挖工况下隧道的变形状态,为基坑支护的设计提供依据。研究表明:基坑中心位置隧道的纵向变形最大,隧道纵向变形曲率变化最大的区域为隧道纵向基坑围护结构的位置,说明对于基坑开挖引起近接隧道的保护问题,在严格控制坑底隆起量的同时,更应关注基坑围护刚度对隧道结构变形的影响。通过施工工法、隧道纵向变形及隧道纵向曲率变化三方面的综合评价,得出顺向抽条开挖方式对隧道保护更加有利。     

基于孔隙比随深度变化的基坑开挖对邻近刚柔性桩基的影响研究

基坑开挖引起邻近土体产生附加变形和应力松弛,导致邻近建筑物桩基产生附加内力和附加位移。基于修正剑桥模型,推导了孔隙比随深度非线性变化的计算公式,采用ABAQUS中的用户子程序VOIDRI进行二次开发,分析了基坑不同开挖工况下邻近桩基的附加内力和变形,并讨论了不同桩基刚度对其附加内力和变形的影响规律,得出了一些有意义的结论,可为基坑设计和施工过程中的邻近建筑物桩基变形预测提供参考。     

基坑开挖对邻近隧道纵向位移影响的计算方法

基坑开挖卸荷会对邻近隧道产生影响,因此有必要对隧道的变形进行预测,确保隧道正常运行.针对目前计算模型的分析方法未考虑基坑壁应力卸荷对隧道位移的影响,以及有限元分析过程较为复杂繁琐,提出采用Mindlin解计算基坑壁与坑底卸荷的附加应力.然后将隧道结构视为弹性地基无限长梁,将开挖引起的附加应力施加于隧道结构上,建立隧道结构纵向变形方程,从而得到隧道位移及内力的计算公式.最后,将计算方法与数值模拟算例、工程实测进行对比分析,计算结果与其较为吻合.     

考虑纵向变形影响的基坑下方盾构隧道横向受力变化研究EI北大核心CSCD

针对基坑开挖引起下方盾构隧道围压变化的机制进行分析,提出一种能考虑纵向变形影响的盾构隧道横向附加围压变化模型。建立盾构隧道管片环的有限元简化模型,进行结构计算分析。以基坑上跨杭州地铁1号线盾构隧道为例,将隧道水平收敛计算值与实测数据进行对比,验证了计算方法的可靠性。研究基坑下方盾构隧道的围压变化、衬砌内力以及纵横向受力关系,并对基坑空间开挖尺寸进行影响因素分析。研究结果表明:计算得到的隧道水平收敛变形值及其沿隧道纵向的分布规律与实测值基本吻合;基坑开挖引起的围压卸载效应主要作用于下方隧道衬砌的拱顶和拱底附近,并受纵向变形过程中环间作用力的影响;基坑开挖导致下方盾构隧道衬砌弯矩分布反转,拱腰处的轴力也显著减小;三维卸载比V3D可以较好地反映基坑空间开挖尺寸对下方盾构隧道的影响。     

浅析深基坑开挖对邻近盾构隧道的影响

以上海某隧道在运营期间受到邻近车站基坑开挖的影响为例,运用连续介质模型分析了基坑开挖前、后盾构隧道内力变化和变形趋势,分析中通过选取合理的本构模型,控制隧道的变形增量在20~30mm之间[1],观察内力增加量,并给出相应的设计施工措施加以控制。分析指出基坑开挖一般会引起隧道向基坑方向侧移并使隧道断面呈横椭圆形状变形[3]。本文研究成果对认识基坑开挖导致邻近隧道影响的规律和制定隧道保护标准具有指导意义。     

填海区深基坑施工对邻近管线影响及保护措施研究

在弹性地基梁模型的基础上,引入基坑开挖时引起的土体附加位移计算管线变形与内力,并建立三维模型与其相互验证管线变形与内力变化规律,研究发现在数值模拟中基坑开挖对管线影响范围超出基坑开挖长度,理论计算在计算基坑坑角附近的变形与内力存在不足。探讨抛石填海地区深基坑开挖时邻近管线的保护加固措施,发现采用隔离桩与注浆加固可有效减少管线竖向位移。分析了管线位置及基坑开挖形式对管线变形与内力的影响规律,研究发现由于基坑坑角效应的存在,管线埋设位置与基坑水平间距小于14 m时的管线变形被抑制,使得管线与基坑埋距越近其变形越小。     

基坑止水帷幕深度对临近双线隧道影响数值分析

基坑开挖过程中通常需设置止水帷幕来隔断基坑内外水力联系,以保证基坑降水的顺利进行,然而止水帷幕的深度问题及不同止水帷幕下基坑开挖对邻近既有隧道其应力变形特性影响仍有待了解。基于深圳某基坑开挖工程,采用有限元软件PLAXIS,研究了不同止水帷幕深度下基坑开挖对临近双向水平地铁隧道的应力及变形影响。结果表明:在不同止水帷幕下,基坑外水位下降高度随着帷幕深度的增加而不断减小;不同帷幕深度下基坑邻近隧道变形及内力变化较小;基于本工程1.33倍的基坑开挖深度是比较合适的止水帷幕深度。     

基坑开挖对下卧盾构隧道影响的数值分析

以某盾构隧道上方近距离基坑开挖为背景,建立了基坑开挖对邻近盾构隧道衬砌内力影响的二维数值分析模型,对实际施工工况进行模拟,动态地分析了施工过程中基坑变形及开挖对盾构隧道衬砌内力的影响,研究结果表明:基坑开挖对下卧盾构隧道有较大影响,需在施工中加强对盾构隧道的监测与控制,基坑框架和内墙对于改善盾构隧道位移和内力有明显的作用。研究结论可为优化设计和施工提供了有益的参考。     

杭州地区基坑开挖对邻近既有盾构隧道影响的统计分析

基坑施工对邻近建筑物的影响一直是研究的热点问题,而盾构隧道结构对变形更为敏感,开挖施工对既有隧道的变形影响问题值得重点关注。选取杭州地区17个既有地铁盾构隧道的基坑工程实例,研究开挖施工对隧道结构的变形影响,分析基坑与隧道的水平净距、相对高差、开挖深度等空间参数对隧道变形的影响。研究结果表明：基坑开挖的卸荷作用会引起邻近隧道结构的附加变形,且水平位移通常大于竖向位移;隧道的变形影响随着与基坑的水平净距增大而呈非线性递减;隧道的竖向位移随基坑开挖深度增加而线性增大,且不同开挖深度的敏感性不同。研究成果对类似地区的地铁隧道保护工作具有一定的参考意义。     

黄土地区既有隧道上方新建建筑施工影响分析

针对黄土地区大面积基坑开挖与高层建筑施工对下卧地铁隧道的不利影响,对基坑开挖与高层建筑施工进行了模拟分析,研究表明,大面积基坑开挖引起下卧隧道的隆起变形与内力变化均在可控范围之内,地铁隧道与上部建筑“结构分离”的设计思路是安全可行的,建筑物荷载能够通过转换梁与桩基础形成的转换机制有效地传递到隧道下方的地层深处,同时扩散至隧道的附加荷载在一定程度上是有利的;基坑开挖应遵循先两边后中间的开挖步序,尽量减少基坑中部区域地层应力的释放与坑底隆起,同时还应采取措施尽量减少基坑开挖初始阶段引起的地层扰动。研究结论对后续类似工程具有重要的借鉴意义与参考价值。     

非对称基坑开挖对浅埋下卧地铁隧道的影响

地铁隧道里程数越来越长,近接地面工程建设对其安全影响不可忽视。为了研究地面工程建设对下卧地铁隧道的影响,采用数值分析方法建立三维模型,以基坑未开挖作为初始状态,分析了基坑降水、非对称基坑开挖和桩基荷载施加等过程的地铁隧道空间位移特征及结构受力特征。结果表明:基坑降水过程对下卧地铁隧道位移影响不明显,非对称基坑开挖会导致下卧地铁隧道结构整体产生上浮及偏移,桩基荷载施加后隧道会产生相应的下沉现象,但仍有残余位移;隧道受力结果表明,基坑降水对隧道受力影响也不明显,基坑开挖过程隧道受力逐渐增大且整体受力均匀,桩基荷载施加后隧道顶部和底部受力进一步增大,两边墙受力变化相对较小,受力整体呈椭圆形。研究结果可为确保类似工程施工安全提供借鉴。     

双线隧道对近接桩基影响的模型试验研究综述

隧道的开挖卸荷会引起周围土体扰动变形,导致近接既有桩基础产生附加变形和内力,影响上部建（构）筑物的安全使用,研究盾构隧道对既有桩基的影响具有十分重要的意义。文中从隧道模型、桩基模型、试验土体材料、试验条件、研究内容等方面对现有的双线隧道模型试验研究成果进行归纳和总结。在此基础上提出进一步的研究思路和研究方向,为后续模型试验研究提供参考。     

软土地区基坑开挖降水引起既有高铁隧道变形分析研究

针对基坑开挖可能造成邻近高铁隧道结构及运营问题,文章采用MIDAS GTS软件建立数值模型,运用摩尔-库伦本构模型对基坑开挖卸载和施工降水引起的地层移动和变形问题展开研究,以某基坑开挖对周边既有高铁隧道岩土应力-应变状态的影响为例进行分析,预测了隧道的变形并结合基坑施工阶段隧道变形监测数据,对模拟结果进行了验证,结果表明:文章提出的基于有限元数值模型的渗流-应力耦合分析方法,可准确预测隧道变形趋势和幅度,是评估类似条件下基坑开挖降水的有效手段。     

京杭大运河堤防加固工程对地铁隧道影响分析

以京杭大运河堤防加固工程为背景,采用Midas GTS有限元计算软件,对工程进行全过程的仿真模拟分析,研究填河围堰、基坑开挖及降水、后期闸体运营等主要工程活动对既有隧道交通结构的安全影响,进而对堤防加固施工过程提出合理建议。研究结果表明:工程在施工和使用阶段,会引起下部地铁盾构隧道产生一定的位移和变形,闸体使用阶段对既有盾构隧道的位移和变形影响最大;在河道回填阶段,相比初始状态,盾构管片结构的内力有一定增大,其余施工工况下,盾构管片结构的内力变化不大。依据变形、应力等控制指标,对最不利条件下管片位移、应力及曲率半径等参数进行安全影响评估,认为该工程条件下,基坑开挖对区间隧道影响较小。     

紧邻运营地铁基坑开挖近接施工变形预测

随着城市地下空间的进一步开发,经常遇到紧邻运营地铁进行基坑开挖等近接施工难题。文章结合上海市世纪汇深基坑工程,采用有限元方法分析基坑开挖对已建运营地铁的影响规律,重点研究了基坑开挖引起共用地连墙和隧道楼板的变形特点。总结控制已建结构变形的关键技术措施,可为同类工程设计施工提供借鉴。     

高孔隙水压地层基坑降水开挖施工技术研究

为研究高孔隙水压地层基坑降水施工的变形及受力特征,采用有限元软件对深基坑的施工降水和开挖过程进行模拟,建立考虑地层—围护结构—水的基坑三维施工模型.结果表明:基坑降水施工的变形及围护结构的内力均满足安全要求;设计方案的内支撑结构对基坑变形有明显的控制作用;降水过程会对围堰结构的变形有明显影响.     

近接地铁隧道的基坑开挖土体扰动影响测试研究

近接地铁隧道的软土基坑开挖会对周边土体产生扰动,其应力状态和力学性质将发生变化,进而影响邻近隧道的变形和稳定。为此,本文在现有施工扰动评价方法的基础上,以近接宁波轨道交通3号线某区间盾构隧道的JD08地块基坑工程为例,采用现场原位测试方法,研究了基坑开挖前、开挖后周边土体的变形、水土压力和静力触探指标变化,分析了基坑开挖对周边土体的扰动作用以及扰动度分布规律,结果表明：近基坑侧的测点的锥尖阻力衰减(扰动度)主要分布在20%～40%之间;邻近地铁隧道侧的测点的锥尖阻力衰减总体上小于20%,基坑开挖卸荷影响较小。本基坑所采用的地连墙支护有效减小了基坑开挖对周边地层的扰动,确保了邻近地铁隧道的安全和稳定。     

广州某地铁车站基坑施工对毗邻既有地铁车站和隧道的影响分析

新开挖的广州地铁7号线石壁站与原2号线石壁站相邻,原2号线石壁站处于运营状态,在换乘大厅两站共用一面墙。地铁2号线和原石壁站位于开挖基坑的北侧,新石壁站基坑的开挖使得南侧卸载,引起隧道和车站结构发生变形,并产生次生结构应力。本文采用ABAQUS有限元软件,完整分析基坑施工对地铁车站及隧道的影响,包括基坑施工引起的变形和结构内力,结果表明,基坑开挖对既有地铁车站和隧道影响较小,基坑支护结构能有效保证既有地铁车站和隧道的安全。