基坑开挖及上盖荷载对下卧隧道结构的影响分析

广州珠江新城核心区市政交通项目金穗路以北地下空间基坑位于地铁隧道正上方,基坑开挖、工程(人工挖孔)桩及上盖荷载施工对地铁隧道结构的影响为该工程的关键问题。为此,利用MIDAS/GTS建立有限元模型,对实际的施工工况进行模拟。研究结果表明:隧道结构处于中风化地层的变形量仅为强风化地层的1/3;近距离人工挖孔桩、隧道上方上盖荷载施工及增大转换梁的刚度均能在一定程度上约束隧道的水平和竖向变形;土体偏压开挖对隧道结构水平方向变形影响较大。根据研究结果,提出对下方既有隧道的保护措施,以确保地铁结构安全和正常运营,为设计和施工提供指导意见。     

地铁上盖建筑的设计实例与地铁保护分析

地铁上盖建筑作为一种特殊的建筑存在,虽数量不多,但涉及城市轨道交通安全,设计时必须认真对待。对轨道交通结构的保护是地铁上盖建筑设计区别于普通建筑设计的核心内容。介绍一个地铁上盖建筑的设计实例,在保证地铁正常运营的前提下,结合上部结构对基础设计的要求、基坑支护设计及施工的影响、地铁隧道结构特点,根据该项目的地质勘察资料,进行该项目地下洞室理论分析及岩土工程三维数值模拟分析。结果表明,该项目基坑开挖、基础施工和永久使用阶段不危及下方地铁隧道的结构安全,不影响地铁的正常运营。项目施工全过程,地铁均在运营,监测数据表明,地铁隧道结构位移和本文数值模拟分析基本吻合,地铁处于安全状态。     

地下道路建设对下方地铁隧道结构的影响分析

地铁隧道结构上方基坑开挖土体卸载会扰动基坑周围土体,引起周围土体应力场的改变,从而导致基坑下方地铁隧道结构变形。根据基坑开挖对隧道结构影响的计算变形值,优化施工开挖方案,提出有效的保护措施确保地铁隧道结构安全和运营安全。计算和实测结果表明,适当对地基土进行加固,采用抗拔桩及抗隆起板,分层分块开挖可有效控制基坑下方地铁隧道的变形;施工中选取对周边环境影响小的施工工艺、信息化施工是地铁保护不可忽视的重要因素。采取的控制基坑下方隧道结构变形设计方法和施工措施可以为同类工程建设提供参考。     

利用数值建模分析跨线桥施工对既有地铁隧道的影响

拟建某城市快速路横跨既有地铁隧道,横跨地铁段采用桥梁形式。跨线桥施工可能对下方既有地铁隧道产生不利影响,需要对既有地铁隧道进行安全保护,故需进行安全影响预评估分析。使用数值建模分析的方式,分析地铁保护范围内跨线桥桩基础、上部结构施工及桥梁运营对既有地铁隧道变形的影响。数值建模分析结果表明,桩基础施工阶段对既有地铁隧道变形影响较小,既有地铁隧道变形主要发生在上部结构施工阶段。总体而言,数值建模分析能够较为真实地反映出施工过程中既有地铁隧道的变形情况,起到预判和指导作用。     

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。     

箱涵施工对下方已运营地铁盾构隧道的影响分析

本文结合广州市某道路快速化工程中箱涵所在场地的勘察资料及下方地铁区间隧道结构设计情况,采用MIDAS—GTS数值分析软件．建立了该箱涵施工及使用对下方地铁区间隧道结构影响的三维数值分析模型,以及考虑实际荷载情况的隧道平面结构荷载法分析模型,分析评估了本箱涵开挖卸荷对下方既有地铁隧道变形和受力情况的影响。研究表明,该箱涵开挖施工及修筑回填期间,下方地铁区间隧道的最大水平及竖向位移均位于箱涵正下方的管片顶部,总体位移的最大值为4．74mm,小于地铁保护要求的总位移控制值。同时,下方盾构隧道结构的最大正弯矩值为11．8kN·m,最大负弯矩为-12．3kN·m,管片及接头的弯矩均远小于相应的弯矩控制值。由此可见,该箱涵施工及使用不会危及到下方地铁区间隧道的结构安全．不影响地铁的正常运营。     

地铁盾构近距离下穿既有建筑结构影响分析

建筑结构与城市地铁交叉时,地铁盾构区间施工对建筑结构安全产生一定的影响,合理选择施工顺序及设计方案是保证先期施工结构安全的有效措施。通过武汉地铁11号线盾构区间对即将施工的某些建筑结构的安全影响进行分析,比较了与底板相连的桩基础位于盾构区间上方的原设计方案与采用桩+梁结构、桩端位于盾构区间下方的优化方案。结果可知,采用桩+梁结构、桩端位于盾构区间下方的设计方案更能保证上部结构的安全,该方案合理可靠。     

地铁盾构隧道下穿建筑基础诱发地层变形研究

城市繁华地区地铁盾构隧道施工常需从建筑基础下穿越,如何确保上部建筑与隧道结构安全是施工中的难题。基于沉降预测理论及FLAC3D进行了地铁施工诱发地层环境损伤评估与控制设计STEAD系统的开发,以广州地铁区间隧道下穿某7层框架结构建筑为例,采用数值模拟研究了地铁盾构隧道穿越建筑基础诱发地层变形的空间效应问题,考虑了不同工况下隧道施工引起地层沉降对该建筑物的影响,采用本研究建议,盾构隧道成功穿越该建筑物,实测证实了变形空间效应研究的科学性与有效性。     

跨地铁预制管沟零卸荷施工技术

采用U型槽、底板与盖板组成的预制管沟是一种新型的地下结构。利用预制管沟盖板上的砂袋进行压载,补偿土方开挖所造成的卸荷,达到施工期间的基本零卸荷,能够有效控制开挖区域下方地铁隧道的隆起变形,从而确保地下管线安装期间的地铁隧道运行安全。该项技术现已成功运用于苏州中心跨地铁区域的共同管沟施工中。     

超高层大跨度预应力转换筏板-桩基础设计与研究

国内城市地铁建设已进入快速发展阶段,地铁上盖物业开发项目日益增多。超高层建筑基础区域位于地铁区间上部,为尽量减少地铁与上部建筑的相互影响,上部建筑的基础与地铁结构完全脱开,从而使上部建筑在基础底板处形成大跨度转换结构,且由于建筑和地铁结构的限制,使得大跨度基础转换结构的高度受到较大限制,为此,需采用新型的超高层基础形式,并考虑该基础对地铁结构的影响。介绍了武汉轨道交通某地铁上盖超高层建筑新型基础结构的设计。该基础采用大跨度预应力转换筏板+钻孔灌注后压浆桩基础,采用理论分析和现场检测相结合的方法,充分考虑了桩-筏板-土共同作用,并通过施工模拟分析,考虑上部结构对基础的影响,并进行施工过程中预应力筏板内力和变形、桩顶内力和沉降、桩间土反力的实时检测和研究工作,以期验证和确保基础及结构安全,进一步明确预应力筏板-桩-土共同作用的机理和相关参数,为类似工程设计提供参考。     

在运营地铁隧道正上方的基坑大底板钢筋笼整体吊装施工技术

在地铁隧道正上方进行基坑施工,为控制基坑挖土卸载引起地下隧道的上浮,采用土方分块开挖及底板分块采用钢筋笼预制整体吊装方法,比现场绑扎底板钢筋工艺大大缩短了施工周期,也减少了基坑暴露的时间,减小了卸土对地铁隧道隆起变形的影响,从而保证了正在运行的地铁隧道的安全。     

紧邻地铁修复段的L形深基坑设计优化及施工技术研究

轨道交通尤其是地铁隧道对周边环境变化敏感,在邻近地铁隧道的深基坑施工过程中,尤其要关注深基坑施工的基坑变形,并应尽量缩短支撑形成时间及基坑暴露时间。以邻近上海轨交4号线区间隧道修复段的L形建筑深基坑施工为例,通过有效的设计优化及施工控制措施,成功地完成了基坑开挖和底板施工,并很好地控制了基坑变形,大大降低了深基坑施工对地铁隧道的影响。     

近接盾构隧道上方建筑拆除适宜方案研究

文章以苏州地铁3号线上方某厂房拆除项目为依托,基于隧道所处地质条件、拟拆厂房与盾构隧道相对位置关系和轨道交通结构特点,进行厂房拆除机理分析,并建立三维仿真模型,分析了 8种厂房拆除方案对周边土体变形、盾构隧道变形及其内力的影响.结果表明:厂房地面建筑拆除及基础开挖主要引起下方盾构隧道产生竖向隆起变形,且下部基础开挖为主要影响阶段,各方案施工后的隧道竖向变形不超过10 mm,衬砌裂缝均在0.3 mm以下,厂房拆除遵循"地面建筑分层、分块拆除,下部基础独立、跳仓、限时开挖,及时回填"的原则,可有效减少隧道结构变形和位移,保证盾构隧道运营安全.     

基坑开挖施工对邻近地铁影响的实测分析

对于运营地铁隧道邻近基坑施工必将导致地铁结构位移,对地铁隧道使用功能及结构安全产生影响.以上海地铁一号线邻近深基坑施工为工程背景,阐述了基坑施工对地铁隧道的工程风险控制措施,结合施工工况,对地铁结构变形及病害情况进行了分析,得出了隧道变形控制的若干结论.     

运营隧道正上方的基坑卸载工程变形控制技术

针对部分位于地铁隧道上方的基坑工程,在施工过程中一旦施工不当或支撑、底板施工不及时,极易造成既有隧道结构变形问题。基于此,以上海市中漕路106号地块为例,详细介绍了位于地铁隧道正上方的基坑设计和施工中采取的变形控制技术,并总结分析了基坑开挖各阶段对地铁变形的影响。其成功经验可为后续基坑卸载工程提供参考。     

大直径盾构下穿地铁车站结构变形数值分析

以一大直径盾构隧道下穿地铁车站工程为背景,研究盾构掘进施工对车站结构变形的影响情况。通过建立结构-土体三维有限元模型模拟盾构施工过程,分析车站结构的变形、抗拔桩的位移,以及周围土体的位移变化。结果表明盾构施工对地铁结构变形和抗拔桩位移的影响均较小;车站正下方区域外的施工引起的结构底板和抗拔桩竖向位移影响有限。     

盾构隧道始发段上跨穿越施工对既有地铁隧道的影响分析

文章以深圳地铁10号线福田口岸站—福民站区间盾构始发段施工工程为依托,研究设计袖阀管注浆加固方案下,新建地铁隧道在盾构始发处正交上跨穿越既有地铁线路施工的力学行为。通过数值分析,得到以下结论:在设计方案下,新建盾构隧道施工对既有隧道管片受力影响有限;新建隧道开挖后的土体卸载作用会引起下方既有隧道产生轻微隆起;在设计方案下进行上跨施工,可以保证既有地铁隧道的受力和变形满足安全运营的要求。     

上软下硬复合地层初支拱盖法围岩变形与力学特性研究

以贵阳地铁二号线阳明祠单拱大跨地铁车站为背景,对上软下硬复合地层初支拱盖法施工力学特性进行研究,通过开展相似比为1︰50的室内模型试验,结合有限元极限分析法,对比分析不同工况下初支拱盖施工过程中围岩变形规律以及拱盖结构极限承载能力,研究结果表明:(1)拱盖能够有效抑制围岩及初支变形,特别是隧道下部开挖阶段;(2)合适的拱盖施做时机能够保证各施工步序转换过程中围岩及支护变形的平稳发展;(3)拱盖拱脚处围岩强度及隧道下部(边墙和底板)支护结构是决定拱盖承载能力的关键;(4)有限元极限分析法所得结果与室内试验结果吻合较好,可以作为室内试验的补充分析。研究成果可为初支拱盖法的设计及施工提供理论指导。     

地铁上盖超高层结构竖向振动台模型试验——工程背景与模型验证研究

以广州某地铁上盖120m高超高层结构为研究对象,针对该项目存在上盖结构影响地铁隧道下沉问题和地铁振动影响住户舒适性的问题,对地铁运行引起的地表和地下15m深度的竖向振动源进行了实测,分析了地铁运行引起的该场地类别振源激励的频谱特征.针对上盖结构地铁运行激励,提出了桩周减振降阻层、桩顶基础底板下部设置减振褥垫层及其上部橡...     

上跨地铁基坑施工对地铁隧道结构安全影响分析

文中既从理论研究、数值分析、现场实测等方面,总结了国内外基坑开挖对既有隧道结构影响研究现状,又总结了国内上跨地铁区间基坑土体加固方法。以广州地铁六号线某地铁区间隧道为研究对象,通过有限元分析,研究其上部基坑施工对隧道结构安全的影响,得出如下结论:(1)上跨地铁区间的基坑施工过程中,由于地铁隧道上方土体卸载作用,地铁区间隧道产生较大的隆起变形和较大的内力变化;(2)采用土体加固和优化基坑开挖工序等方法可以将地铁隧道的变形和内力变化控制在合理的范围之内。