郑州粉土基坑开挖对下卧地铁隧道的影响

针对基坑开挖导致正在服役的下卧地铁隧道产生隆起变形而影响地铁运营安全的问题,以郑州东区粉土土质情况下邻近地铁的基坑工程为案例进行研究。通过室内土工试验得到了郑州粉土的相关具体力学参数取值,并建立了基坑开挖对下卧服役地铁隧道影响的三维数值分析模型,分析了基坑开挖对下卧地铁隧道的位移影响。结果表明:基坑开挖对下卧地铁隧道竖向位移的影响远大于对水平位移的影响;郑州东区粉土土质条件下的基坑开挖对下卧隧道竖向位移的影响要远小于上海黏土土质在经历相同基坑开挖工况下产生的对隧道竖向位移的影响;使用常规分层开挖方法进行基坑开挖引起的隧道竖向最大位移值超过了郑州地铁保护标准;采用提出的施作抗拔桩并分块开挖及时堆载的方案能大幅度减小基坑开挖对下卧服役地铁隧道竖向上浮量的影响;研究成果对郑州粉土地区基坑开挖条件下的下卧服役地铁隧道保护具有指导意义。     

新建基坑对既有下卧地铁隧道的影响研究

基坑开挖会引起下卧隧道周围的土体应力变化,使下卧地铁隧道产生变形,对隧道的稳定性产生影响。以郑州地铁1号线隧道上开挖基坑为背景,采用ABAQUS有限元软件对基坑下部隧道顶部变形和基坑外墙变形进行计算。研究表明:基坑开挖引起隧道产生竖向位移,距离基坑纵向距离越远,隧道的隆起量越小。外墙变形沿着深度方向先增大后反向增加至一定的值,最后减小至0。     

非对称荷载作用下基坑变形分析

非对称荷载作用下的基坑开挖对基坑变形、支护结构受力、周边环境等因素的影响与常规基坑开挖对其影响有着显著差异。文章以非对称荷载作用基坑为依托,用有限元模拟计算软件FLAC3D建立模型,结合原位监测,研究其变形规律,得到结论如下:非对称荷载作用下超载侧围护结构水平位移大于另一侧支护结构水平位移;单侧基坑所受荷载也会影响基坑支护结构的变形,单侧基坑荷载与基坑距离发生变化时,基坑围护结构的位移也会随之改变;当基坑两侧荷载差异加大时,基坑会整体向荷载较小一侧发生变形。     

基坑开挖对下卧地铁隧道变形影响分析

对于地铁隧道上方开挖的基坑工程,如何控制下卧地铁隧道变形是上方基坑开挖的关键问题。以深圳景田某项目基坑为例,为控制下卧地铁隧道位移,上方基坑设计时采用了桩锚支护,局部采用角撑+排桩的形式进行开挖支护,施工中采取了封闭止水帷幕、分层分区开挖。有限元分析结果显示,上方基坑开挖引起的下卧地铁隧道产生的位移变形满足规范要求。     

基坑开挖与下卧盾构隧道掘进相互影响分析

盾构隧道掘进对上部基坑支护体系安全性会产生不利影响,而上部基坑主体结构施作又会影响下卧隧道的变形特性。为保证施工安全,以实际工程为背景,针对基坑开挖与下卧盾构隧道掘进相互影响进行了研究,主要包括:1)采用有限元软件分析了盾构下穿及侧穿基坑时对基坑支护结构及底板的影响,发现盾构下穿基坑时对基坑底板变形的影响较大,而侧穿基坑时则对基坑围护结构影响较大;2)研究了基坑上部主体结构施作对下卧盾构隧道的影响,结果表明由于主体结构荷载由自身工程桩承担,区间隧道位移满足规范要求;3)基坑与下卧隧道重叠施工时,应选择合理的施工时序,保证基坑开挖与下卧隧道的安全。研究结果可为类似工程提供有利参考。     

基坑开挖对支护桩及临近建筑桩基的影响

鉴于城市建筑密度越来越高，基坑开挖会对其临近建筑桩基产生不利影响，文中基于有限元软件Midas GTS NX，模拟大面积降水后基坑开挖过程，研究土方开挖对支护桩及临近建筑桩基位移及内力的影响。研究结果表明，大面积降水后，随着基坑开挖深度的增加，支护桩的水平和竖向位移分别表现为逐渐增大和先减小后增大的变化规律；临坑建筑的桩基，其水平和竖向位移均表现出随着基坑开挖深度的增加而逐渐增大的变化趋势。     

基坑开挖对桩基建筑物影响的研究

在基坑工程中,随着基坑内土体开挖以及降水使基坑周围的土体产生位移,即水平位移和竖直位移。基坑工程邻近的建筑物桩基受开挖的影响而产生的附加侧向位移和弯矩,当这种附加位移、弯矩和应力达到一定数值时,会使桩基的变形超过限度甚至破坏,最终会导致桩基所承载的上部结构失稳或破坏,因此研究基坑开挖对邻近桩基建筑物的影响是十分必要的。悬臂式支护由于缺少水平支撑体系而对地面超载等因素影响特别敏感,当基坑附近有桩基建筑物时,基坑开挖势必对其造成较大影响。本文论述了悬臂式支护基坑,在开挖过程中对不同距离和不同桩长的桩基建筑物影响的规律。     

临近地铁隧道的基坑支护变形控制

对于地铁隧道施工作业而言,基坑开挖作业会导致原土层受力平衡状态改变,进而对地铁隧道结构产生一定的影响.如基坑开挖作业未按照规范要求进行合理操作,就很容易引发隧道结构位移变化以及不均匀沉降问题,甚至会对地铁正常运行造成不良影响.为减少地铁隧道周边基坑开挖作业对地铁隧道施工的不利影响,主要立足于临近地铁隧道基坑支护施工技术,对基坑支护变形控制要点问题进行研究分析,以期减少不良问题的出现.     

超深TRD工法控制承压水的邻近地铁深基坑工程设计与实践

基于邻近运营地铁隧道的苏州财富广场深基坑工程,从基坑支护结构设计、深层承压水处理等方面采取了一系列针对性措施来保护地铁隧道。首次在苏州地区采用超深TRD工法等厚度水泥土搅拌墙,有效地隔断了深层承压含水层,避免了承压水降水对地铁隧道的影响,相比采用地下连续墙隔断方案,大大节省了工程投资。建立三维有限元模型对基坑开挖过程进行了模拟分析,结果表明:基坑围护体和地铁隧道位移计算值和实测值较吻合,地铁隧道位移的分布和发展与基坑围护体的位移及开挖进程密切相关,地铁隧道水平和竖向位移主要产生在邻近基坑开挖的范围内,隧道底部埋深与基坑挖深较接近时隧道产生隆起。该基坑工程成功实施,基坑开挖和降水满足保护地铁隧道的要求。     

隧道开挖对临近水平荷载作用下桩基影响研究

为了系统研究隧道开挖对邻近既受水平桩基的位移和内力的影响规律,本文采用三维数值分析方法,通过改变桩顶水平受力的方向和大小而获得隧道开挖对桩基附加内力和附加位移的影响规律。结果表明:隧道开挖对邻近既受荷载桩基的影响具有方向性,隧道开挖时尽量避免桩基不利方向的受力情况;隧道开挖前桩基承受的荷载越大,隧道开挖后对桩基的位移影响越大。因此,隧道开挖时需对不同受力情况的桩基加以区别保护,研究成果可为隧道施工和设计提供参考。     

基坑施工对已建下卧地铁影响有限元仿真分析

以某实际工程为背景,针对如何减小基坑施工对周围地铁隧道的影响问题,采用FLAC3D三维有限元进行了数值模拟,通过分析基坑降水及土体开挖等施工全过程,得到了基坑施工过程对地铁隧道位移的影响,为类似工程提供有益指导。     

基坑施工邻域隧道围土应力路径演变规律研究

为研究基坑开挖过程中邻域既有隧道周围土体应力路径演变规律,采用Mindlin经典理论,求解基坑底部和四周侧壁卸荷效应在隧道围土各点引起的附加应力场,并与初始应力场相叠加可得各点的现有应力场与应力路径,选用Mohr-Coulomb强度准则作为土体破坏控制标准以判断隧道围土各方向土体安全度。研究表明 :(1)随基坑开挖深度增加,隧道围土各点应力路径呈现靠近主应力破坏线K_f的演变趋势,其中隧道顶部与靠近基坑侧土体处于易破坏状态,隧道底部与远离基坑侧土体处于较安全状态。(2)沿隧道轴向,基坑开挖对邻域既有隧道围土应力场影响以一倍、二倍基坑开挖宽度为界线。一倍基坑宽度内为强影响区,一倍至二倍基坑开挖宽度内为过渡区,二倍基坑宽度外为弱影响区。(3)基坑与隧道净距越大,基坑开挖对隧道顶部和靠近基坑侧土体应力路径影响越小,该方向计算点处土体应力路径演变规律越趋于相似和稳定。     

某基坑支护方案对相邻地铁区间的影响分析

城市地下空间的发展经常会遇到基坑开挖影响地铁隧道安全的难题。本文结合工程实例,建立弹塑性土体-围护结构有限元计算模型,对两个基坑方案中邻近盾构区间隧道变形、隧道内力变化进行分析。结果表明:(1)地铁周边深基坑开挖对区间隧道影响与众多因素有关,属于较为复杂的土力学行为,因此,在设计阶段应对设计方案加以比选并进行有效地分析,以减小施工过程中对隧道的影响;(2)基坑与隧道的相对距离越大,基坑开挖对隧道影响越小。基坑支护结构水平位移最大值并不出现在坑底,而是坑底下一定范围内;(3)靠近地铁侧基坑需加强支撑,并需在基坑与隧道之间增加测斜监测。     

地铁“先隧后站”车站基坑施工力学效应分析

为了解“先隧后站”法先期隧道施工产生的土体扰动对后期地铁车站基坑开挖的影响规律,以厦门地铁2号线高林站工程为依托,根据工程经验考虑4种地层损失率η,通过数值模拟先盾构隧道后明挖法扩建地铁车站基坑开挖过程,研究基坑开挖破除隧道前后基坑变形及围护墙内力变化规律。计算结果表明:地表沉降和墙体侧移及内力分布规律基本不变,但极值存在一定变化;对于地表沉降极值η为0.5%、1%和2%时的比无隧道时(η=0)分别增大15.8%、12.6%和10.7%;对于围护墙侧移,η从0.5%增至2%,极值增幅约4.1%;先期盾构隧道施工力学效应不利于后期基坑开挖。为克服这种不利效应,现场提出了一套基坑土方开挖及管片拆除的施工方案,实践表明采取的方案可靠,基坑安全稳定。     

基坑开挖对邻近既有盾构隧道的影响分析

为研究基坑开挖对既有盾构隧道产生的影响,以某已建地铁周边基坑工程为背景,通过数值模拟的方法对开挖过程中隧道的位移和膨胀变形进行研究,并与现场监测数据进行了对比分析。结果表明:基坑开挖时,两平行隧道中距离基坑较近隧道的位移变形量大于较远隧道的位移变形量; 同一隧道同一监测线上距离基坑越近隧道监测点位移总变形量越大,且隧道整体朝向基坑方向偏移; 同一隧道的同一竖向截面上不同点的位移不同,靠近基坑一侧监测点位移数值大于背向基坑侧的位移数值; 隧道在整体隆起变形趋势下,存在“竖鸭蛋”变形趋势; 纵向隆起位移量随监测点呈抛物线分布并向两边逐渐减小; 数值模拟结果与现场监测结果基本一致,验证了模拟的正确性; 研究成果可为因地铁周边新建建筑引起地铁变形可能发生的危害做出预警,并提出相应防治措施,为待建地铁隧道项目的安全设计和施工提供参考。     

堆土加卸载与基坑开挖叠加对既有隧道变形的影响研究

针对堆土加卸载与基坑开挖叠加效应导致既有地铁隧道变形较大的问题,建立考虑加卸载叠加效应影响的三维空间分析模型,研究不同堆土加卸载叠加基坑开挖卸载模式对邻近地铁隧道变形规律的影响,探讨隧道在堆土加载、移土卸载再叠加基坑开挖下的变形规律。结果表明:正上方堆土加卸载对隧道的竖向位移影响较大,是侧向堆土加卸载的3倍～5倍; 在经历堆土加卸载后,隧道会残留不可忽视的变形,其残留竖向位移约为加载后位移的62%; 堆土加卸载叠加侧方基坑开挖时,隧道变形受基坑开挖深度的影响较大,大于隧道埋深的开挖阶段会加剧隧道变形; 4种叠加模式中,正上方堆土加卸载-侧方基坑开挖卸载隧道最终竖向位移最大,约17 mm,侧方堆土加卸载-异侧基坑开挖卸载隧道最终水平位移最大,约8 mm,邻近隧道施工时应充分考虑叠加效应的影响,尽量避免这两种情况。     

环形结构支撑体系在基坑工程中的应用

通过广州珠江新城B1-7项目基坑支护工程,讨论在场地狭窄的闹市区并且附近有运营的地铁隧道的情况下,进行基坑支护和土方开挖时产生的问题。考虑地质条件、主体结构形式、施工场地和地铁隧道等因素,提出采用环形结构支撑体系作为基坑支护结构,有效地解决了场地狭窄、阻碍主体结构施工的内支撑等问题。采用理正深基坑支护F-SPW 5.41和MIDAS/GTS两个软件进行计算,分析基坑开挖对地铁隧道、周边建筑物的影响。计算结果和监测数据显示,采用环形结构支撑体系有效地保证了地铁及周边建筑物的安全。     

地铁深基坑开挖对紧邻建筑影响的有限元模拟与监测研究

以临近北京地铁朝阳门站深基坑某高层建筑为背景,采用有限元分析软件PLAXIS建立了考虑位移场、渗流场情况下的深基坑开挖对临近高层建筑影响的三维数值模型,对工程降水、基坑开挖引起的高层建筑变形与沉降进行了分析计算,并结合实测数据探讨了基坑和高层建筑相对位置与开挖深度对地基基础的卸载或加载作用。结果表明:数值计算结果与实测结果比较接近,可为深基坑开挖对周边环境的影响分析及类似工程提供参考。     

复杂地层地下连续墙内支撑超大深基坑支护监测分析

南京某工程位于南京市河西地区,地层复杂,附近有地铁隧道,环境复杂,平均开挖深度17 m,基坑面积36000 m2,属于超大基坑。采用地下连续墙加内支撑的支护方式,采取详细的基坑监测方案,文章重点对施工过程中墙体深层水平位移、地铁中轴上方沉降和内支撑轴力的监测并进行分析,确保施工过程的安全,也可供类似过程借鉴。     

基坑开挖对邻近地铁变形的影响分析

本文通过基坑开挖对邻近地铁隧道影响的原型案例分析,归纳基坑开挖引起邻近隧道沉降、水平位移及收敛变形的主要因素,研究结果表明:邻近隧道的基坑开挖对隧道的沉降和水平位移均产生较大的影响,隧道产生的变形在空间上表现为斜向坑底的位移;隧道横断面的收敛情况表现为,隧道呈现出横鸭蛋形。引起隧道变形的主要因素有基坑与隧道相对距离(水平距离和垂直距离)、开挖的时空效应等。其中基坑与隧道的相对距离对隧道的变形影响较大,当基坑与隧道的水平距离在4m以内时,隧道产生的水平位移、沉降均较大。