双线盾构长距离穿越深基坑底部对基坑围护侧移及内力的影响

海地铁10号线同济大学站-国权路站双线盾构长距离平行穿越下立交深基坑,穿越距离为630m,隧道与下立交基坑围护净距约2.0 m,施工现场环境复杂,盾构施工可能导致下立交深基坑围护结构发生侧向位移并产生附加内力。采用三维数值方法,模拟分析在基坑底板浇筑与未浇筑等情况下盾构施工对基坑围护结构侧移及内力影响的规律。分析表明:在底板施工后进行盾构施工,盾构施工引起基坑开挖面以上的围护侧移量较少,但底部侧移量变化非常明显;随着围护结构插入深度的增大,盾构施工引起基坑围护底部的弯矩值有增加的趋势;在底板施工完成的情况下,双线盾构穿越下立交基坑将致靠近基坑底板位置处的弯矩值由正弯矩逐渐变为负弯矩。数值计算较好的指导了实际工程的施工。     

双线盾构长距离穿越深基坑底部引起地下连续墙沉降分析及控制措施

上海10号线同济大学站至国权路站双线盾构长距离平行穿越下立交深基坑底部，穿越距离为630 m，隧道与下立交基坑地下连续墙净距约2.0 m，盾构施工导致地下连续墙围护结构产生沉降。通过比较现场监测结果和Plaxis 3D Tunnel三维有限元软件模拟结果表明：随着地下连续墙底与隧道底部的夹角Φ不断变大，地下连续墙沉降量逐渐增大，当Φ≤0°时，地下连续墙沉降量基本为零；0°＜Φ≤32°时，最大沉降量为5 mm； 32°＜Φ≤51°，最大沉降量为40 mm；Φ＞51°时，沉降量大于40 mm。以此三维模型为基础，分析在基坑底板浇筑后，盾构引起的地下连续墙的沉降。研究结果表明，底板对控制沉降效果显著，工程上应用良好。在实际施工中，通过在下立交底板施工上设置注浆孔能有效地控制盾构推进后基坑底板的沉降。     

上海地铁10号线盾构长距离穿越下立交监测分析

上海地铁10号线3标同济大学站～国权路站区间隧道与中山北二路下立交基坑工程同时施工.通过现场监测数据分析,揭示盾构穿越下立交过程中,不同工况下中山北二路下立交地下连续墙的沉降规律,并总结引起沉降的因素主要有自然沉降、车辆荷载和盾构施工等,同时提出降低盾构推进速度、增加同步注浆量及加强垫层等沉降控制措施,保证穿越工程顺利实施.     

南宁地铁3号线长堽路车站基坑变形特征研究

以南宁地铁3号线长堽路站基坑为工程背景,整理、分析现场施工过程监测数据,总结围护结构水平位移、周边地表变形、支撑轴力实测数据规律,探讨基坑在不同开挖深度下围护结构及坑边地表变形规律及特征。采用有限元Midas软件,建立基坑开挖模拟模型,对其分步开挖进行了数值模拟,并将计算结果与实测数据进行对比分析,进一步总结分析狭长型基坑在不同开挖深度下整体变形特征。研究表明,长堽路站基坑随着开挖深度增加,围护桩水平位移增大,最大值位置逐渐向下部移动,最大部位位于第二层开挖线与第三层开挖线之间;整体上基坑长边及短边围护结构水平位移由基坑中部向两端逐渐减小;随着基坑开挖深度不断增加,坑边地表沉降量不断增大,基坑周附近8 m范围内沉降变形最大,随着与基坑距离逐渐增大沉降量逐渐减小。基坑周边沉降影响范围约为15 m,基坑长边及短边地表沉降量均由中部向两端减小。     

盾构施工对自由单桩受力性状的影响

针对苏州轻轨一号线盾构隧道的施工情况,采用三维有限元数值模型,研究了盾构施工对不同边长桩身的影响。计算结果表明:随着桩身边长的逐渐增大,盾构施工引起的桩身最大横向位移、竖向位移均逐渐减小,桩身最大正、负弯矩则逐渐增大,但桩身轴力、桩底和桩顶处弯矩则变化较小。最大负弯矩均发生在隧道轴线位置处,最大正弯矩则均发生在桩顶下6m处。盾构穿越正上方单桩时,在桩身边长逐渐增大的情况下,桩身受拉的长度及弯矩也逐渐增大,但盾构施工引起的单桩上部轴力则逐渐变小。整个桩身全部为负弯矩,且最大负弯矩均在桩身中点附近。     

地铁车站深基坑开挖支护变形力学特性分析

以某城市地铁车站深基坑开挖支护施工为工程背景,针对城市复杂环境下的深基坑开挖和支护的施工过程开展了数值仿真分析。有限元分析结果表明:随着基坑开挖深度和范围的增加,引起周围地层发生向基坑内的变形,其水平位移随着其距基坑边距离的增大而逐渐减小,基坑开挖对周围地层水平位移的影响范围约30 m;而基坑开挖引起的周围土体地表沉降量,则呈现先增大后减小的趋势,并且在距基坑边20 m范围内的地表沉降量较大;分析基坑开挖过程中支护结构的变形规律,可以发现随着基坑开挖深度增加,支护结构两侧向基坑中间部分鼓出;基坑支撑轴力的最大值发生在拆除第3道支撑时,此时整个支撑体系处于最不利工况,应引起重视。     

复合支护下深基坑的变形破坏和支护结构

以某深基坑工程为研究对象,利用岩土数值分析FLAC 3D软件,建立三维数值分析模型,模拟开挖和支护实际工况,分析了双排微型桩复合土钉支护下基坑开挖过程中的变形破坏和支护结构受力演化特征。结果表明:坑壁水平位移总体上呈现基坑顶部小、基坑中下部大的形式,位移等值线呈鼓肚状;基坑基底隆起量较大,随着距基坑壁距离的减小而减小;基坑边坡竖向沉降较小,最大沉降量出现在支护结构之后;土钉轴力分布呈中间大、两端小的形式,离基坑底部越近,土钉的最大轴力点越靠近基坑开挖面,且随着开挖深度增加,土钉轴力初始增长迅速而后发展较为缓慢;前排微型桩弯矩大于后排,微型桩最大弯矩随着开挖深度的增加不断增大且不断下移,开挖完成后弯矩最大值位于基坑底部以下2 m深度处;基坑开挖及支护过程中监测点的位移时程曲线和塑性区分布区域说明基坑整体稳定性较好,但在坡顶后缘出现拉张塑性区,基坑壁浅表层和基坑底角部位出现剪切破坏区,在施工中应对其采取针对性措施进行保护;该研究成果对深基坑开挖过程中动态演化过程认识和变形破坏防治具有一定参考意义。     

复合支护下深基坑的变形破坏和支护结构受力演化过程分析

以某深基坑工程为研究对象,利用岩土数值分析FLAC 3D软件,建立三维数值分析模型,模拟开挖和支护实际工况,分析了双排微型桩复合土钉支护下基坑开挖过程中的变形破坏和支护结构受力演化特征。结果表明:坑壁水平位移总体上呈现基坑顶部小、基坑中下部大的形式,位移等值线呈鼓肚状;基坑基底隆起量较大,随着距基坑壁距离的减小而减小;基坑边坡竖向沉降较小,最大沉降量出现在支护结构之后;土钉轴力分布呈中间大、两端小的形式,离基坑底部越近,土钉的最大轴力点越靠近基坑开挖面,且随着开挖深度增加,土钉轴力初始增长迅速而后发展较为缓慢;前排微型桩弯矩大于后排,微型桩最大弯矩随着开挖深度的增加不断增大且不断下移,开挖完成后弯矩最大值位于基坑底部以下2m深度处;基坑开挖及支护过程中监测点的位移时程曲线和塑性区分布区域说明基坑整体稳定性较好,但在坡顶后缘出现拉张塑性区,基坑壁浅表层和基坑底角部位出现剪切破坏区,在施工中应对其采取针对性措施进行保护;该研究成果对深基坑开挖过程中动态演化过程认识和变形破坏防治具有一定参考意义。     

盾构施工对地表沉降影响数值模拟研究

为揭示盾构施工过程对地表沉降的影响,以某地铁东部市场至拱星墩区间盾构施工工程为背景,运用ABAQUS对不同土质、土体相关参数、盾构推进进尺、上部结构刚度进行数值模拟分析,通过改变参数数值,研究地表沉降规律。试验结果表明:不同土质的地表沉降曲线区别较大,其本质是各类土体相关参数的不同引起的地表沉降差异;地表竖向沉降值随着土体力学参数的增大而逐渐减小;随着盾构推进距离的增加地表竖向沉降值在增大,并且呈一定的线性关系;在沉降槽宽度系数以内,地表竖向沉降值随着土体上部建筑物结构刚度的增大而逐渐减小;在沉降槽宽度系数以外的一定范围内,地表竖向沉降值随着土体上部建筑物结构刚度的增加而逐渐增加。     

深基坑开挖对毗邻管网及建筑物安全影响的研究

在城市更新改造过程中深基坑开挖将诱发围岩与地表变形,从而对周围各类市政设施及建筑设施安全产生严重威胁。对某市区富水区深基坑开挖,分析并研究开挖过程对周围建筑和毗邻管网的影响。采用数值分析法系统分析并模拟随着基坑降水以及开挖施工阶段研究对象的位移和变形情况。结果表明初始很小随着距基坑边缘距离增加,地表沉降量逐渐增大,而后地表沉降量逐渐减小,开始降水后地面开始产生大面积下沉。周边建筑和管道的沉降及变形会随着基坑开挖深度的增加而迅速增大。     

车辆荷载及盾构施工对既有快速路基坑三维数值模拟

以杭富城际铁路盾构下穿既有快速路基坑为研究背景,利用PLAXIS 3D对地面车辆动荷载及盾构施工下穿既有快速路基坑进行三维数值模拟,分析对既有快速路基坑力学性状的影响.研究表明,车辆动荷载和盾构施工对既有基坑的影响主要体现在对周围土体的扰动上,盾构施工主要影响基坑底板,使基坑底部隆起变形,车辆荷载主要影响基坑上部,车辆...     

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。     

盾构法施工对近距离侧穿桥梁桩基的影响分析

盾构法施工地铁隧道近距离侧穿高速公路桥梁桩基时,引起地层移动和应力调整,导致桩基位移和内力发生变化,给上部结构带来安全隐患。以杭州地铁3号线工大站—留和站盾构区间双线施工为依托,运用三维有限元软件模拟盾构开挖施工的全过程,研究开挖过程对地层沉降及邻近桥梁桩基影响规律。结果表明,先行隧道开挖导致地表形成沉降槽,后行隧道开挖沉降曲线向后行线扩展;桩基竖向呈现刚体位移,单线开挖时在横向(Y方向)上嵌入土体桩基上半部分向隧道内倾移,下半部分背离隧道方向倾移,在纵向(X方向)上桩基呈现拱形弯曲,双线开挖时桩基横向位移发生反向叠加效应,导致最终横向位移基本接近初始状态,纵向上弯曲位移发生正向叠加效应;双线隧道先后开挖使桩基产生附加摩阻力和附加轴力,在隧道顶面分界线以上桩基总侧摩阻力较初始状态不断减小,分界线以下增加,位于-2.5 m以上桩基轴力较初始状态减小,以下增加;单线开挖时桩基弯矩变化明显,双线开挖弯矩出现反向叠加效果,基本保持初始状态。     

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。     

双圆盾构施工对邻近砌体建筑物影响的数值模拟

采用三维MIDAS/GTS软件,考虑建筑物-土体-隧道共同作用,模拟了双圆盾构隧道垂直穿越墙下筏基砌体结构建筑物的工况,研究隧道施工引起的建筑物附加沉降及荷载,考虑隧道水平位置及墙体层数改变的影响。分析结果表明:随着双圆盾构机穿越建筑物,建筑物的沉降量逐渐增大,完全通过以后建筑物沉降趋于稳定并略有回弹;沿隧道掘进方向的建筑物产生短期不均匀沉降,先从零逐渐增大,随后逐渐减小并趋于零;构件第一主应力最大值σ1和墙体最大剪应变均逐渐增大并趋于稳定。随着隧道轴线与建筑物轴线水平距离从零开始增大,建筑物呈现向隧道一侧倾倒的趋势,基础局部倾斜先增大、后减小;在一定范围内,σ1最大值和最大剪应变基本保持不变,超出后逐渐减小,并接近初始值。随着建筑物层数的增加,墙体最大剪应变呈线性增长,对建筑物造成轻微的损害。     

基于HSS模型隧道近接群桩基础施工影响分析

依托盾构隧道近接侧穿群桩工程建立三维数值分析模型,土体采用小应变硬化(HSS)模型,参数取值借鉴已有研究成果并根据监测位移数据反演,同时考虑土体开挖、衬砌拼装以及盾尾同步注浆等一系列施工工艺措施,并将模拟结果与监测数据进行对比验证,研究了不同工况下地表沉降的形态分布、群桩桩基变形及基桩结构受力,同时考虑地表位移对等代层厚度的敏感性。结果表明:HSS模型能有效预测隧道近接侧穿高架桥桩引起的变形,模拟结果与监测值较吻合; 隧道开挖引起土相对桩产生了滑移,地表沉降及桩身竖向位移在中心线前后各1D(D为管片外径)范围内随推进步数的增加而不断增大,且增加幅度明显减小; 两线推进地表沉降具有叠加效应,最大沉降量增幅达76.8%; 隧道与基桩水平距离越近,引起基桩沉降变化越大,两线推进基桩桩顶沉降增幅达134%; 群桩中各排桩的水平位移变化趋势基本相同,且同排桩的水平位移值相差不大,由于群桩遮挡效应,水平位移值由大到小依次为前排桩、中排桩、后排桩; 桩身水平位移主要在盾构中轴线2.5D范围内,桩身最大水平位移均出现在隧道中轴线附近; 群桩中同排桩桩身附加弯矩及附加轴力沿桩身分布规律相同,桩身最终附加受力与其距离隧道远近有关; 随着注浆充率β的增大,等代层厚度及地表沉降呈线性减小; 穿越段采取的施工工艺方案是有效的,经估算附加弯矩及轴力对桩基承载力的影响在容许范围内。     

软土盾构端头井基坑加固稳定性数值分析

主要介绍了软土地区盾构端头井基坑加固方法,重点阐述了高压旋喷桩和三轴搅拌桩联合加固的方法,并用FLAC软件对加固后土体进行数值分析,结果表明此种方法可用于软土盾构端头井的设计和施工。     

基坑开挖对下卧地铁隧道的施工影响分析

深圳市桂庙路快速化改造工程前海段下沉式隧道平行上穿已建的地铁11号线隧道,下卧的地铁左线隧道中线与下沉式隧道中线水平间距3.2~6.7 m,顶部距离新建隧道底部9.1~15.0 m。下沉式隧道主体结构全长580 m,采取明挖基坑的方式施工,长距离基坑开挖引起的大范围卸载对下卧地铁隧道产生的影响不容忽视。通过建立三维数值分析模型对基坑施工过程进行模拟,动态地分析了基坑开挖对地铁隧道衬砌内力及变形的影响;在此基础上,提出了"分区、分时、分层、分块"开挖以及采取高压旋喷桩加固地基等施工对策。采取上述施工措施后,地铁隧道实测最大上浮值9.1 mm、最大下沉值5.6 mm,这表明下卧隧道的变形得到了有效控制,该研究成果可为今后类似工程提供一定的参考。