盾构隧道下穿地铁车站结构沉降特性研究

依托某拟建盾构隧道下穿既有地铁车站工程,考虑实际的工程地质水文条件、隧道施工过程中上部车站结构传递到地基上的荷载、盾构施工参数等因素的影响,建立数值计算模型,模拟盾构隧道下穿施工的全过程,对车站下方有无预埋桩基、不同盾构推力、不同形式预埋桩基条件下车站沉降变形规律进行了分析。研究结果表明:设桩时隧道开挖引起车站底板的沉降变形仅为不设桩的12%,预埋桩基具有约束地铁车站沉降变形纵向扩展的作用;既有地铁车站底板的隆起量随盾构推力的增大而增大,沉降量随盾构推力增大而减小;综合考虑预埋桩基长径比、距径比、排布方式等因素的板凳桩更有利于控制盾构隧道施工对既有车站结构沉降变形的影响。     

L型墙对邻近铁路沉降影响分析方法对比研究

为研究解析法与数值模拟方法计算桩基L型墙路基对邻近运营铁路路基沉降影响结果的差异,以某新建高速铁路引入既有高铁车站为例,采用解析法(L/3法)和三维数值模拟方法(Midas GTS),分析研究了不同工况下,桩基L型墙对邻近既有高铁车站路基沉降的影响和分布规律.结果表明,采用桩基L型墙路基方案在减小地基沉降和消除路基放坡...     

控制差异沉降的复合桩基优化设计方法

目前以变形为控制条件的复合桩基设计理论是桩筏基础研究中的热点问题,而人为合理的调整地基土刚度和桩基支承刚度的方法是控制复合桩基差异沉降的有效手段之一。文章以复合桩基非线性设计理论为基础,从优化设计的角度出发,考虑上部结构、基础和地基的共同作用,讨论了设置变刚度垫层、改变桩长、桩径、桩距及布桩方式对基础差异沉降和内力的影响,并提出了复合桩基优化设计的发展方向。     

上海地区某高层建筑桩基设计研究

以上海地区某高层建筑桩基设计为背景,首先介绍了桩基选型、持力层、地下水位高度、桩端后注浆的确定过程.其次通过假定初始桩刚度,迭代计算确定设计桩刚度,结果表明,桩基沉降和筏板内力与初始桩刚度相比均有较大的不同.进行了桩基变刚度调平设计,可以减小差异沉降、筏板内力和上部结构次应力.比选了抗浮工况下3种桩基布置方案,选择了柱...     

某高层长短桩地基-基础-上部结构共同作用分析

利采用三维岩土工程有限元程序zsoil.pc v2009,采用三维地基-基础-上部结构的分析方法,计算了某采用长、短桩基的33层剪力墙结构的沉降.根据桩基施工对土体的扰动情况,提出了桩基沉降计算的"大值"和"小值",并分别采用了Mohr-Coulomb模型和HSS模型计算.计算结果表明,采用不同的本构模型分析,桩基的沉降、长短桩的内力分配有较大差别.     

软弱夹层对地铁车站结构地震动力响应影响的三维数值分析

基于ABAQUS有限元分析软件,建立了土体-结构动力相互作用的三维数值模型,利用Python二次开发程序实现了黏弹性边界的自动施加。考虑不同地震加载波形及车站与软弱夹层的相对位置,对典型两层三跨地铁车站结构动力响应进行了研究。结果表明:车站结构动力响应受加载波形及频谱特性影响明显,结构在不同地震波作用下关键部位的内力及位移变化趋势一致;车站与软弱夹层的相对位置对结构受力及变形影响显著,当车站位于软弱夹层位中时结构动力反应最大;对于典型的框架式地下车站而言,中柱的内力反应最大,为最不利受力构件,设计时应重点考虑;在含有软弱夹层的场地中布设水泥桩能够有效降低结构的地震内力反应,减小软弱夹层的不利影响。     

荷载变化对桩基受力影响的技术研究

文章以沈海复线南黄段4标高架桥桩基为研究对象,对不同地面荷载级别和不同荷载加载顺序对桩基受力的影响情况进行了研究,经研究发现:桩侧摩阻力会根据地面荷载级别变化而发生变化;另外在不改变桩基上周边及上部荷载的情况下,若荷载施加顺序改变,得到的桩基沉降情况不同,先施加桩顶加载后施加桩侧堆载产生的桩顶沉降较大,该研究成果可减小因桩基周边土沉降而引起桩基负摩阻力,保护上部结构的稳定性,对实际工程施工起指导作用。     

广义复合桩基的变刚度调平设计

差异沉降是导致基础内力和上部结构次应力增大、板厚与配筋增加的根源所在。本文分别对摩擦桩复合桩基和端承桩复合桩基的变刚度调平进行了数值分析。结果显示:摩擦桩复合桩基可以通过不同桩长、桩径、桩距的设置方式来对桩基的支承刚度进行合理的分布,以达到减小差异沉降的目的。端承桩复合桩基通过设置变形调节器,不仅解决了端承桩基无法利用地基土承载力的难题,而且可对调节器支承刚度的进一步优化和调整,还能显著减小基础的不均匀沉降。     

地铁车站下穿桩基建筑物施工影响研究

对北京核心敏感区某地铁车站暗挖施工下穿桩基建筑物进行了数值模拟分析,研究结果表明:地铁暗挖车站施工过程中,扩底墩基础最大沉降值发生在车站站台中部上方位置,扩底墩基础沉降值与桩基建筑物相应位置沉降值基本相同;柱基建筑物沉降主要发生在导洞支护开挖施工阶段和扣拱施作阶段,必须严格控制桩基建筑物的沉降值;控制地基基础附加变形始终在控制值范围内,可采用数值模拟分析手段进行工前预测。     

沉降差作用应参加效应组合及防范措施

针对基础不均匀沉降对结构内力的影响,分别在重力荷载、风荷载及相邻桩基的允许沉降差作用下进行了框架弯矩的内力分析及对照比较,从设计、施工、使用等方面提出了减少沉降差引起内力的措施.     

变刚度调平设计中桩基承载性状研究

桩基变刚度调平设计的框筒结构体系大比尺模型试验和实际工程桩顶反力测试结果均显示工作荷载作用下,核心筒不同区位桩顶反力随荷载水平的提高而增加,核心筒外围框架柱下桩顶反力也与核心筒下桩顶反力一样趋于均匀。可见,变刚度调平设计可调整反力分布,改善筏板的受力性状。模型试验中核心筒桩顶反力提高的比率是角桩最大、边桩次之、中心桩最小,角桩、边桩、中心桩反力与平均值的比值为:1.15∶1.02∶0.83。工程实测中外框架角桩下桩反力外框架边柱下桩反力核心筒下桩反力。这主要由于群桩效应引起的桩基竖向支撑刚度弱化,外框架柱下角桩处桩数少,群桩效应影响较弱。     

基于等效变温法的基坑钢支撑预应力损失研究

针对钢支撑预应力损失和复加对基坑稳定性及邻近桥桩的影响,基于等效变温法,将预应力损失(复加)量换算为温度变化量,通过改变钢支撑活络端温度模拟预应力加卸载;讨论了预应力损失量、桩顶荷载、桩端支撑屈服强度等因素对围护结构及邻近桩侧移、内支撑轴力、桩顶沉降及桩身内力等影响。结果表明：预应力损失将引起邻近支撑轴力增大,但随着与之距离的增大,远端支撑轴力的增量逐渐减小;相比于损失阶段,预应力复加过程中邻近支撑轴力及围护结构侧移的恢复达不到损失前状态;第二、三道钢支撑预应力先后损失引起的邻近桩响应(沉降和轴力)均大于2道支撑同步损失;增加桩顶荷载或降低桩端支撑屈服强度将加剧预应力损失引起的桩身沉降。     

基于特尔菲–理想点法的隧道围岩分类研究

基于理想点法的基本原理,选取岩石单轴饱和抗压强度Rc、岩石质量指标RQD、岩体完整性系数Kv、结构面强度系数Kf、地下水渗水量ω作为评价指标,通过特尔菲科学方法确定其权重系数,建立隧道围岩分类模型,并利用广州抽水蓄能电站第1期工程围岩实测资料进行模型检验。结果表明:特尔菲–理想点法判别结果与实际围岩类别大致相同,且和人工神经网络判别结果、突变级数法判别结果基本符合,从而验证了特尔菲–理想点法用于围岩分类是可行的。最后,运用建立的特尔菲–理想点法围岩分类模型对浙江省诸永高速公路西华岭隧道围岩类别进行判别,经计算分析发现,所选洞段围岩判定结果与设计围岩类别相吻合,进一步证明了该方法用于隧道围岩分类的合理性和有效性。这一方法在西华岭隧道中的成功应用,不仅可以为该隧道设计、施工提供参考,同时对以后同类隧道工程围岩分类有一定的参考价值。     

桩筏基础在竖向荷载作用下的时间效应

大量桩筏基础下存在较厚的饱和软弱下卧层 ,其变形和内力的研究不仅涉及到筏板、桩和土三者之间的相互作用 ,而且还跟时间有很大的关系。在建筑物施工和使用期间 ,地基变形逐步发展 ,基础的刚度不断变化 ,两者之间产生相互影响。地基的差异沉降还引起筏板及上部结构内力的变化。本文首次研究了存在软弱下卧层的桩筏体系的工作性状随时间变化规律 ,发现桩筏基础筏板内力、变形及桩顶反力受时间的影响较为显著     

嵌岩桩建筑物与地铁深基坑施工的相互影响

以武汉地铁名都站为工程实例,建立了地铁车站深基坑施工过程与近距离高层建筑物相互影响的计算分析模型。计算结果表明,车站深基坑施工将引起嵌岩桩高层建筑物的不均匀沉降,但影响不大;而高层建筑物嵌岩桩对基坑开挖的稳定性是有利的。     

施工过程巨型框架结构、筏基和砂卵石地基共同工作分析

在室内试验的基础上,从上部结构、筏基两方面分析施工过程中巨型框架结构、筏基对砂卵石地基的沉降和应力分布影响,结果表明：上部结构对基础的沉降和内力及地基的反力有较明显的影响,而结构层数的影响是有限的;筏板厚度、混凝土等级的增加使基础的沉降和差异沉降减小;板中应力越大,基底反力向边缘集中,分布越不均匀,正应力增大。     

减沉桩基变形控制机理的案例分析

桩数沉降关系是按变形控制设计桩基础(减少沉降桩基础设计)的重要依据,受荷载大小、桩位布置和场地类别等多个因素共同影响。结合某工程现场实测数据,运用近似数值方法和平面应变有限元方法对2幢采用不同桩数的多层住宅桩筏基础进行计算分析,研究不同桩间距对地基压缩变形、基础内力和土体应力应变分布的影响,对桩数减少一半时基础沉降几乎没有变化这一问题给出合理解释。结果表明,作用于基础顶面的荷载水平越低,桩侧与桩端土层可压缩性差异越小,基础沉降量对桩数变化越不敏感。对于深厚软土地基中的低承台群桩基础,按变形控制进行桩基设计,能最大程度地节约基础用桩量,可获得十分显著的经济效益。     

地铁施工方案对邻近桥基的沉降影响优化分析

针对国贸站西北和东北风道施工对近邻桥基沉降影响这一实际工程问题。运用ABAQUS软件,建立了两个风道施工过程中桩-土相互作用模型,在对施工过程进行动态模拟的同时,重点分析了不同施工方案对桥基绝对沉降和差异沉降的影响程度,并提出了优化的施工方案。研究表明,东北风道和西北风道不同的施工路径对桥基的沉降值影响不明显。但对桥基的差异沉降影响较为显著,从而表明,施工方案的优化是非常必要的。对该工程施工过程中为保障近邻桥基的安全提供了依据和指导作用。     

兰州某地铁车站深基坑监测与数值模拟分析

依托兰州市地铁某车站基坑工程,对基坑施工过程中的桩顶水平和竖向位移、地表沉降、钢支撑轴力及地下水位进行了监测,并对监测数据进行了系统分析。监测结果分析表明,桩顶水平位移随着基坑的开挖由小变大逐渐趋于平稳,桩顶竖向位移随着开挖深度的增加而逐渐增加,在开挖的过程中钢支撑的轴力趋于稳定。最后借助有限元软对基坑开挖进行了数值模拟,并将模拟结果与监测结果进行了对比分析,结果表明,数值模拟和监测结果变化规律基本一致,证明了钻孔灌注桩联合钢管内支撑结构安全可行,保证和维护了基坑的稳定,为类似基坑的施工提供了有效可靠的参考资料。     

地铁车站暗挖隧道施工对既有桩基的影响

针对广州地铁五号线西村站暗挖隧道的设计和施工方案，运用有限差分方法，论证了地铁车站暗挖隧道施工过程中，其附近的既有桩基的受力特性及位移变化规律，提出了相应的施工关键工序和有效、合理的预加固措施。研究结果表明：桩侧呈负摩阻力状态，对桩基的受力非常不利；高架桥桩基最大轴力递增了30％，最大弯矩递增了2倍多，安全系数降低了40％，相应地高架桥桩基承载能力降低了40％，需注意关键工序施工；高架桥桩基属于端承桩，在隧道施工过程中，桩端承载力不足，需采用相应的加固措施；人行桥桩基内力变化不大，但位移较大，在隧道施工过程中，应密切注视上部结构的变化：人行桥桩基属于摩擦桩，但桩周土体剪应力标准值小于计算剪应．也需要采用加固措施。