武汉地铁车站深基坑支护结构选型研究

地铁工程包含地铁车站和区间隧道两大部分,其中地铁车站深基坑支护结构的选型设计,是确保地铁车站深基坑施工安全的首要任务和重要环节.为了降低设计过程中造成的施工安全风险,地铁车站深基坑工程的设计选型应根据地质水文条件,周边建筑物及地下管线等工程环境以及支护类型的特点和要求综合确定,才能实现安全、经济、合理的设计方案.本文根据武汉地区三种典型地貌形态,结合武汉地质水文条件分布特点,通过武汉地铁二号线一期几个典型的车站深基坑工程支护结构的分析,讨论了基坑加固范围与深度、地下连续墙深度、降水方式等对车站深基坑施工的影响,进一步阐明了地铁车站深基坑支护选型的方法及施工中需注意的问题.     

黄土深基坑桩锚联合支护结构变形与稳定性分析

为保证某临近地铁车站深基坑在施工过程中安全,采用数值模拟的方法分析了该基坑临近地铁车站一侧桩锚联合支护结构在施工过程中的变形情况,并对其进行稳定性分析.分析表明:临近地铁车站一侧基坑支护结构最大侧移发生在离坑顶约7 m处,最大侧移为13.4 mm;最大地表沉降出现在距离基坑边约4m处,最大沉降量为8.81 mm;桩锚联合支护结构具有较好的稳定性,能够有效控制基坑在开挖过程中变形,工程深基坑的开挖没有影响到地铁车站安全.     

地铁车站深基坑工程开挖模拟分析研究

以天津地铁二号线青年路站深基坑工程为依托,利用岩土工程有限元软件MIDAS GTS的修正摩尔-库伦本构模型及其优越的前后处理及计算性能,仿真模拟了基坑施工过程中不同工序下每步开挖之后基坑的变形情况,对该工程施工中支护结构的位移、坑内土或坑边土的变形、支护结构的内力变化进行了探讨分析.     

偏压异型深基坑支护结构内力和变形分析

以合肥地铁1号线、2号线换乘站大东门地铁偏压异型深基坑工程为背景,采用FLAC3D建立数值计算模型模拟开挖施工过程,考虑支护结构与土体的相互作用,计算和对比分析偏压异型深基坑地下连续墙的内力和变形,得到其分布规律。结果表明:深基坑支护结构异型点的主应力比直臂部分的主应力大,而且应力集中现象也较为明显,水平方向的变形比同等条件下直臂部分也要大,异型部分的受力和变形都是深基坑的最不利情况。     

西安地铁运动公园站深基坑变形规律现场监测研究

以降低城市地铁车站深基坑开挖对周围环境影响,保障地铁工程施工安全为目的,该研究依托西安市地铁二号线运动公园车站深基坑施工,对施工过程中钢支撑轴力、桩身水平位移、基坑周围地表沉降进行了现场监测,分析了工程开挖前后一段时期内基坑变形规律.研究结果表明:围护桩变形的最大部位在距桩顶2/3的基坑开挖深度处;距基坑长边10m左右地表变形随着基坑开挖深度增加,基坑开挖初期变形速率较大,随着开挖深度的增加,速率逐渐减小;钢支撑能够有效地限制围护桩的水平位移,随着基坑开挖深度和钢支撑的增加,钢支撑的轴力随之增大,最后随时间内力趋于稳定.     

城际轨道深基坑支护优化及实测分析

为研究莞惠城际轨道基坑施工方案的可靠性,结合莞惠城际轨道工程深基坑开挖的具体实践,基于现场实测数据,对深基坑开挖过程中桩体水平位移、桩顶水平位移、地表沉降、支撑轴力、地下水位变化规律进行了全面深入的研究.结果表明:降水对地表沉降有较大影响,施工中应予以重视;钢支撑的预应力对基坑的变形特别是围护结构侧向位移控制有较大影响;钢支撑轴力远小于设计值,设计方案可以进一步优化;优化后的支护方案较好地限制了基坑变形.     

地下结构梁板替代内支撑在深基坑中的应用

地下主体结构与支护结构相结合的深基坑支护设计,即利用地下结构梁板体系作为水平内支撑体系, 是一种高效节约的新式深基坑支护方案。结合工程条件和水文地质条件,详细论述了地下梁板结构替代水平 内支撑的深基坑支护设计方案。对水平结构与围护结构的连接设计、水平结构与竖向支承结构连接设计、出 土进料口设计等关键施工技术进行了详细说明并论述施工流程,最后分析实地监测数据,得到了地下结构梁 板替代内支撑设计下深基坑的部分变形特征和规律,论证了新型深基坑支护设计与施工的安全性与可行性。     

内支撑替换对深基坑变形影响的数值分析

深基坑开挖工程相对一般基坑工程而言比较复杂,因为大开挖深度使整个基坑维护结构的稳定性控制变得更为困难;目前的主流的做法是理论设计和实际监测相结合,实时把控基坑施工的具体情况。利用有限元分析软件Midas GTS NX对合肥某地铁区间站第一道预留砼支撑用钢支撑代替进行了数值分析,得出基坑支护结构的受力及其变形特性。结果表明:钢支撑代替第一道钢筋砼支撑会使得围护结构最终弯矩增大4%,最终水平位移增大0.5 mm;围护结构的最大位移会发生在基坑开挖深度的0.4~0.7倍。从而为支撑代替提供理论依据。     

地铁隧道上部基坑施工监测与数值模拟研究

在已有地铁隧道顶部进行深基坑工程施工,支护结构及基坑的稳定会受到较大的影响。以武汉市光谷大道南延线的地铁隧道上某深基坑工程为例,对基坑的支护结构水平位移、钢支撑轴力等进行现场监测,结果表明:采用灌注桩组成的基坑支护结构相比分级放坡开挖更有利于基坑的稳定;随着基坑开挖的进行,钢支撑的轴力会先增大后减小,当开挖接近底部时支撑轴力趋于稳定;灌注桩支护结构的深层水平位移随着基坑开挖逐渐增大,总体呈两头小中间大的"弓"形。在此基础上采用midas/gts有限元对基坑开挖进行了数值模拟,对比分析模拟值与监测值变化规律,验证了数值模拟方法的可行性,为基坑支护方案设计、施工方法的选择和监测点布设提供依据。     

深基坑支护结构数值模拟及变形分析

以合肥市某深基坑工程为背景,采用非线性有限元分析软件MIDAS/GTS建立了该基坑开挖的三维有限元模型。对基坑开挖的过程进行数值模拟,研究了"围护桩+内支撑"支护方案下,围护结构的变形规律。分析了影响维护结构变形和稳定性的因素,如土体抗剪强度,桩径和桩体嵌入深度。为该工程支护结构的优化设计以及变形控制提供了依据,对类似工程的设计和施工也具有参考价值。     

明挖地铁车站围护结构内支撑力学参数研究

以北京某地铁车站深基坑工程为研究对象,结合现场监测数据,分析基坑开挖过程中围护结构的水平位移随开挖深度和时间的变化规律,同时,运用FLAC3D进行有限差分法数值模拟,对比分析围护结构水平位移的监测值与模拟值,并对钢支撑在不同预加轴力及刚度作用下的桩体水平位移及弯矩进行量化分析.主要结论有:1)实测值和模拟值的桩体水平位移曲线变化趋势大体相似,都表现出两头小、中间大的括弧状,最大变形都发生在基坑侧壁中部上下;2)预加轴力的大小对桩体位移变化有一定影响,因此在基坑施工中应合理地选择钢支撑的预加轴力来限制围护结构变形;3)在基坑施工中,对变形要求严格的工程,可通过加大钢支撑的刚度来减小桩体的水平位移.     

地连墙变形影响因素分析及支撑设计研究

结合工程实例,利用有限元分析软件PLAXIS模拟地下连续墙设计参数,探讨不同设计对地连墙变形影响大小及差异,并根据分析结果对支撑设计方法进行优化。结果表明:适当增加墙体刚度,可以有效减小地连墙侧移;如满足地连墙最小入土深度,再增加入土深度意义不大;用混凝土支撑替换钢支撑、增加支撑刚度、减小支撑水平间距以及必要时在竖直方向上增加一道支撑对减小墙体变形具有较好的作用;同时对基坑周围软弱土体及结构薄弱区域进行土体加固对控制基坑变形效果明显。     

煤矿储煤仓非典型状况下基坑变形研究

以煤矿储煤仓基坑工程为对象,结合工程现场实际,模拟储煤仓基坑工程施工过程中可能发生的非正常情况下的施工现象,借助有限元分析方法模拟基坑土体及支护结构在非正常状况下的受力与变形特性.结果表明:钢支撑没有预加轴力对围护桩的受力和变形影响较大;桩体嵌固深度不足对位移影响不明显,但对桩体应力增大明显.     

南沙港区软土狭长深基坑围护体系性状

为了阐明南沙港区软土狭长深基坑围护体系性状,对广州深厚软土地层采用地连墙加内支撑作为围护体系的狭长深基坑实测分析.研究结果表明,1)墙体最大侧移量δm的变化范围为0.07%H～0.38%H(H为开挖深度),平均值为0.22%H,最大侧移位置深度Hδm为H-6～H+3,且大多数位于开挖面以上. 2)墙体变形主要发生在第2、3层土体开挖阶段,其变形量分别占累积变形的32.6%、40.1%,基坑开挖具有深度效应,深基坑分层开挖对墙体变形控制非常重要,墙体变形主要影响深度约为基坑开挖深度的2倍,空间效应显著. 3)墙体竖向钢筋应力与侧斜位移变化特性基本相似,随着基坑深度开挖,最大值位置逐渐下移,揭露了墙体变形与应力动态调节过程.4)支撑轴力在支撑架设后历时2周左右即达到最大值,随基坑开挖表现出即时性,多层支撑结构的各支撑轴力大小随着基坑开挖支护过程动态调整以协调变形发展,当基坑开挖完成,最终趋于稳定的钢筋混凝土支撑轴力约为设计值的0.73倍,第1、2道钢支撑轴力分别为其设计值的0.40、0.31倍,钢支撑设计偏保守,在保证基坑稳定的前提下,可以考虑支撑方案优化设计.研究成果对后续该地区同类基坑...     

某深基坑监测数据分析

基坑开挖对周边地表沉降的影响越来越受到重视。工程施工中如何保证基坑周边地表的稳定以及减小对周边环境的影响是当前研究热点和难点。本文以合肥市地铁一号线大连站深基坑工程为背景,介绍了工程概况和监测方案;对基坑围护结构内力、变形和周边土层沉降数据进行了对比;分析了基坑周边不同距离处与不同时间段内地表沉降的变化规律并对其原理进行了探究。结果表明:合理安排深基坑工程的施工进程与采取恰当的施工方法是保证安全生产的重要前提。本文可为相关类似深基坑工程的设计和施工提供一定的参考。     

基坑开挖对临近基坑地铁高架结构变形的影响

以苏南地区临近城市轨道交通结构的基坑工程为例,通过三维有限元模拟施工过程,反演适宜模拟该基坑施工过程的计算参数,并在此基础上研究不同开挖距离、基坑规模、开挖深度、基坑数量和施工工序的基坑施工对临近地铁高架结构的影响。结果表明：基坑与结构水平间距小于2H（H为基坑深度）时,结构横向变形发展大于竖向,水平间距为1H时,桥墩水平位移和沉降达到最大;地铁高架桥桥墩附加变形伴随着基坑宽度的增大而迅速增大,当基坑宽度大于8H时,影响迅速减小;基坑开挖深度对基坑中线4H范围内的桥墩影响最大,尤其是开挖深度超过10 m后;多个基坑施工引起的结构变形表现出明显的非线性叠加效应;多基坑施工工序对结构总变形略有影响。     

基坑工程装配式钢管混凝土内支撑体系设计方法

为了解决常用基坑内支撑刚度不足、拆装不便等问题,针对明挖地铁车站基坑工程特点提出装配式钢管混凝土内支撑体系,包括标准直撑、短接直撑及连接节点等。根据该支撑体系受力和结构特点,推导了各组成部分的内力计算公式;依据钢管混凝土规范和压杆稳定欧拉公式,建立了钢管混凝土支撑、围檩等部件的承载力计算方法;通过混凝土材料的配合比设计及工作、物理、力学性能检测试验,配制出了具有轻质、微膨胀和自密实性能的CL50高强混凝土作为钢管混凝土内支撑的填充材料;以北京地铁某车站基坑工程设计资料为依据,对其标准段进行了详细的支撑体系设计,并对基坑变形、稳定性和支撑受力进行了验算。研究结果表明：所提出的内支撑体系设计计算方法合理可靠,所设计的装配式钢管混凝土内支撑体系能满足该基坑工程内支撑体系受力和基坑稳定的要求。     

深基坑地连墙支护体系动态调整方法及应用

深基坑地连墙支护体系工程变形与理论设计值之间存在较大差异且难于动态调整. 采用支护结构动态调整方法解决此问题,提出动态调整方法,并运用经实测数据验证后的数值模型研究深基坑地连墙支护体系协调变形规律,得出不同调整方案下支护体系受力、变形规律及协调变形曲线（即轴力-位移关系曲线）. 基于弹性地基梁理论,给出反映支护结构动态调节思想的适用于多层支撑结构的支护体系力学解析模型. 研究发现,在工程中,更严格的位移控制不一定能够带来更安全的结果,应该寻找合理受力平衡点并将支护体系受力参数控制在最优区间内. 研究得到本工程支护体系受力参数最优区间,最大轴力与钢支撑屈服强度比值为0.32~0.38,墙体位移与开挖深度比值为0.80‰~0.92‰.