软土地层临近地铁基坑施工影响控制研究

随着城市地铁沿线地下空间的持续开发,基坑施工对临近地铁变形影响控制越来越受到关注。以上海某邻近地铁的基坑工程为例,通过实测分析和数值计算的方法研究了基坑开挖和拆撑对临近隧道变形的影响,并对伺服系统控制临近隧道变形进行定量分析。结果表明：覆存于软土地层中的隧道对临近施工扰动非常敏感,尽管大区基坑与隧道间距超过2.5倍开挖深度,隧道变形仍超过了监护要求的控制值;大区地下结构施工时拆撑对隧道收敛变形影响超过开挖影响的50%;应力伺服支撑系统对控制临近隧道变形比较有效,适当的“负位移”可以对隧道变形产生有利效果。     

基坑开挖对周边环境影响的三维数值分析

基坑开挖会对邻近既有隧道及土体变形特性产生重要影响。基于Midas GTS420研究基坑开挖对周边土体、支护结构及邻近双向水平隧道的变形特性影响。数值模拟结果表明:周边土体沉降主要发生在开挖基坑长边中部及拐角部位,最大沉降位置位于围护结构外约1/3基坑宽度处;围护结构的最大水平位移位于基坑长短边拐角处,当基坑开挖深度接近于临界深度时,水平位移迅速增大;隧道的横向位移存在一个临界埋置深度,其深度约9m。     

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。     

基坑卸载对临近高架桥墩影响分析

为解决交通拥堵常在城市道路交叉路口采用下穿式地道,这使得基坑临近桥墩施工的情况越来越多。基坑卸载造成地层应力重新分布,势必对周边桥墩基础产生影响。通过建立有限元数值模型,模拟某下穿地道工程中南北线基坑开挖对临近3个桥墩基础的影响,得到基坑围护结构和临近桥墩基础侧向位移最大值发生在土质条件较差的坑底。距离基坑超过2倍开挖深度时,桥墩基础受基坑开挖影响较弱,可忽略。南北线基坑分期施工,中间桥墩经历了正位移转为零位移的过程。     

天津地区深大异形基坑的变形特性实测分析

针对天津地区大量进行的临近地铁深基坑工程问题,以环绕并紧贴思源道地铁车站的某深大异形基坑为工程背景,分析了地下连续墙和环形支撑支护体系作用下基坑的变形特性。结果表明:该基坑的地下连续墙后的地表沉降值随着开挖深度的增大而增大,最终沉降值控制在20mm范围内;地表沉降变形模式表现为凹槽形,地表沉降影响范围也随着开挖深度的增加而增大;基坑墙壁土体的水平位移在垂直方向上呈现凸字形特征,具体表现为中部大、上部和底部较小。最大水平位移的位置随着开挖深度的增加而逐步向下移动。基坑本体及临近建(构)筑物的变形在地下连续墙和环撑支撑结构作用下均得到了有效控制。     

基坑开挖对临近隧道的变形影响及基坑加固区间研究

为研究基坑加固对临近隧道的保护作用,以杭州地铁一号线临近项目中华饭店基坑开挖工程为背景,运用HSS本构参数建立有限元模型,将隧道实测数据与计算数据进行对比,探究临近隧道变形情况。进一步分析基坑加固区间对支护结构水平位移及临近隧道水平和竖向位移的影响,以此研究合理的基坑加固区间。得出当加固深度取0.25～0.375倍的开挖深度,加固宽度取0.5～1倍的开挖深度,此时加固的较为合理。     

临近边坡地铁基坑开挖数值模拟研究

地铁基坑施工常在城市复杂环境条件进行,基坑围护结构应力和变形容易受到周边环境影响。以长沙地铁五号线毛竹塘站基坑开挖为研究背景,采用有限差分软件FLAC~(3D)对该车站临近高边坡基坑开挖过程进行了数值模拟,结合现场实测数据和数值模拟结果,分析了基坑开挖过程中支护结构受力和变形变化规律。结果表明:基坑开挖过程中,基坑底部隆起最大值为8.0 cm,周边环境沉降较小,累计沉降为2.23 cm;围护桩顶部开始出现向内倾斜变形,随着施工深入,围护结构变形曲线转变为"弓"型,测点处累计最大水平位移为16.74 mm;测斜点的数值模拟结果比实测值稍小,二者的整体变化规律一致,验证了数值模拟结果的正确性;混凝土支撑弯矩值逐渐增大,在第2道钢支撑施作后达到最大,随后减小至稳定,钢支撑的轴力随开挖步长增加表现出不同的变化趋势。     

基坑开挖对临近地铁影响的数值模拟研究

依托地下室基坑开挖工程,采用数值模拟手段,分析基坑开挖对临近地铁隧道和车站的影响。研究结果表明：基坑开挖引起最大变形发生在地表部位,坑底隆起变形较小;基坑开挖导致隧道和车站结合部应力集中,对隧道结构的渗漏水产生不利影响;基坑施工中,应加强监测并进行局部加固处理。     

深基坑施工对邻近桥墩变形的影响

依托南京某深基坑工程,采用有限元软件MIDAS GTS研究深基坑施工对邻近桥墩变形的影响,通过对比现场监测结果与数值模拟结果,验证了数值模型的可靠性。利用已验证的模型,通过数值模拟,分析了各个施工阶段下围护结构及桥墩的变形规律,探讨了深基坑与既有桥墩距离对桥墩变形的影响。结果表明：围护结构的水平变形形态与基坑开挖深度及支撑结构有关,水平变形沿深度方向呈现先增大后减小的规律,最大水平变形量为15.8mm,未超过控制值±30mm,基坑围护结构整体稳定;桥墩承台沉降量最大值为1.5mm,桥墩倾斜率为1.08‰,未超过控制值±2‰,结构安全稳定;基坑周边土体注浆加固及增大桥墩与基坑距离可有效减小桥墩的变形,桥墩变形与桥墩距基坑距离反相关。     

基坑降水开挖对邻近铁路高架桥的影响区研究

以国内首例下穿城际铁路结构的基坑工程——深圳轨道交通12号线和平站为依托,建立了基坑近接铁路高架桥降水开挖有限元模型,对邻近高架桥进行近接影响区研究,以期对地铁车站基坑施工过程中邻近桥梁的状态进行预测。研究结果发现：在仅考虑基坑降水开挖时,桥梁墩顶水平位移比竖向位移更容易超限,当桥坑间距为0.341～3.029倍基坑开挖总深度时墩顶位移会超过极限值,当桥坑间距大于3.664倍基坑总深度时墩顶位移会始终小于警戒值(极限值的60%);将铁路高架桥受邻近基坑降水开挖的影响范围划分为三类大区和五类小区,根据桥坑间距及基坑开挖深度预测桥梁结构状态,在仅考虑基坑降水开挖时,邻近铁路高架桥30号和31号桥墩随着基坑开挖会存在位移超限的可能,因此现场采取隔离桩和旋喷桩的组合加固措施来保证桥墩安全;数值计算结果及现场监测结果吻合性较好,均表明采用的加固措施能保证桥梁结构的安全。     

地铁车站深基坑工程的监控量测与数值模拟

 以南昌地铁艾溪湖东站深基坑工程为研究对象,对现场施工过程的监控量测数据进行分析,重点研究深基坑施工过程中围护结构的水平变形随基坑开挖深度和时间的变化规律,并对工程受地下水的影响效应作简明陈述。同时,利用ABAQUS对第二施工区段建立三维有限元计算模型,对车站深基坑的施工过程进行模拟,对比分析围护结构变形的计算结果与监测结果,最终证明在南昌富水地质条件下地铁车站深基坑施工所设计采用的围护结构是安全合理的,围护桩与支撑组合结构能有效地控制地铁深基坑施工过程中土体变形。     

深基坑施工对既有变形运营隧道影响实测分析

随着城市建设的发展,部分运营隧道结构历史上已经出现了一定程度的变形,结构状况不良,比其他位置的隧道更容易受基坑开挖或辅助措施施工的扰动。某工程深基坑紧邻运营地铁隧道6 m,距离在建地铁隧道12 m,基坑开挖深度14.9 m,坑底位于隧道以下,施工过程严格遵循“时空效应”理论。本文通过对深基坑不同施工阶段的隧道沉降、收敛及水平位移的监测分析,提出了必要的控制措施,使得隧道变形控制在允许范围之内,为日后类似工程提供借鉴。     

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。     

基坑开挖对邻近桥梁桩基的影响分析

针对无锡市某下穿高架桥的地下通道基坑工程,采用弹塑性有限元方法模拟无支撑基坑开挖对邻近高架基础的影响,分析了不同加固方案对控制桥梁桩基变形的作用.结果表明,由开挖引起的高架桩基附加位移较小,所采取的加固措施有效控制了该基坑的变形,降低了对邻近高架基础的影响.     

地铁车站基坑变形特征的数值模拟及实测分析

本文以北京地铁大兴线新宫车站深大基坑工程为研究背景,介绍了该基坑工程的工程结构、工程环境以及施工场区的水文地质条件,并以基坑实测数据为基础侧重分析了支护结构位移和周边土体沉降随施工进度的变化规律。建立有限元模型,对基坑开挖施工进行了仿真模拟计算,并将计算结果与实测数据分析结果进行对比,总结基坑支护结构和周边地表的变形规律,为地铁车站深基坑开挖及支护结构设计提供了科学依据。     

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。     

深厚软弱土层地铁车站深基坑施工对既有建筑物影响分析

地铁车站深基坑施工常导致周边建筑物变形过大。基于现场监测数据，研究深厚软弱土层地铁车站深基坑施工对既有建筑物的影响，分析地下连续墙水平变形、土体水平位移和建筑物变形规律。结果表明，地下连续墙水平位移和土体深层水平位移变形曲线呈“鱼腹状”；端头井处墙体和土体水平位移大于标准段；地表变形曲线呈“漏斗状”；地下连续墙施工对建筑物竖向位移影响较小；距离基坑较近处，建筑物变形表现为沉降，距离基坑较远处，建筑物变形表现为隆起，既有建筑物主要表现为向基坑内侧倾斜。     

某紧临地铁车站土岩基坑设计与变形规律研究

广州某紧临地铁车站土岩组合深基坑,开挖深度大,周边环境复杂,变形控制要求非常严格。依据实际监测数据,详细分析了基坑施工各阶段的围护结构变形、土岩体侧移、支撑轴力、锚索拉力及周边环境沉降的变化规律。分析结果表明:围护墙与外侧土岩体最大水平位移均发生在土岩结合面附近;基坑开挖结束至底板施工期间,围护墙及外侧土岩体水平变形呈蠕变特点;地下室采用的“复合墙”及跳仓法施工技术,使施工完毕后的围护墙、土岩体水平位移均发生了明显回弹,最大水平位移约为开挖至基底时的40%~60%;开挖引起的周边地面沉降最大值发生在离坑边0.5倍开挖深度附近,沉降值约为邻近围护墙最大水平位移的0.47倍;条件允许时,土岩组合基坑可优先采用支撑+锚索组合支护方案。本工程的监测数据相互印证,揭示了该土岩深基坑在各种条件下的实际工作状况,可为类似情况深基坑的设计与施工提供参考。     

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。     

某深基坑锚式连锁灌注排桩的变形分析

随着我国各大城市基础设施的飞速发展,地铁建设在既有建筑物附近的现象会越来越多,在城市建筑物林立、管道密集、交通繁忙的地区进行深基坑开挖已经变得越来越普遍,而在这些地区进行深开挖和地下结构的施工是一件非常困难的工作。在施工过程中,除了确保深基坑自身的安全外,还要尽量减少对周边环境的影响,保证周围的建筑物、地下管线、道路等的安全,这就对深基坑开挖技术提出了更高、更严的要求。本文结合具体的工程实例,采用有限单元数值模拟方法,研究基坑开挖深度、桩体直径、桩体嵌入深度的变化与其锚式连锁灌注排桩支护结构水平位移变形的关系。