佛山地铁二号线湾华站深基坑开挖的变形特性分析

地铁的修建尤其是车站的施工和盾构的始发过站等都涉及深基坑的开挖,需要通过监测关注开挖过程中的基坑变形.以佛山地铁二号线湾华站深基坑为工程实例,对围护结构和坑外地表的监测数据进行了整理分析.结果表明,围护桩在开挖过程中表现出内凸型的变形模式,最大水平位移发生在0. 7倍至0. 8倍开挖深度处.坑外地表沉降呈现出凹槽形,最大地表沉降发生在距坑边3 m处.根据实测和理论分析,该基坑开挖的影响范围为2倍开挖深度.     

佛山地铁文华站基坑变形特征及预警指标研究

深基坑的变形和预警直接关系到地下施工和周边环境的安全.以佛山地铁文华站深基坑为工程实例,对围护结构和坑外地表的监测数据进行整理分析.结果表明,围护结构在开挖过程中表现出内凸型的变形模式,坑外地表沉降呈现出凹槽形的特征.针对现有报警值比较单一的不足,在参考已有资料的基础上提出了基坑变形的预警指标和相应的报警值.     

上海软土地区地铁车站深基坑的变形特性

通过对上海软土地区地铁车站基坑实测数据的分析,探讨了基坑围护结构变形、坑外土体变形及地表沉降的一般规律.结果表明：上海软土地区地铁车站基坑围护结构的最大侧向位移为开挖深度的0.04%～0.6%,平均值为0.3%;围护结构侧向变形通常为深层凸鼓形,围护结构最大侧移点深度一般位于开挖面以上1.5 m至开挖面以下7 m;基坑周边最大地表沉降为开挖深度的0.05%～0.7%,为围护结构最大侧向变形的0.4～1.0;采用钻孔灌注桩结合高压旋喷桩止水帷幕的地铁车站基坑的变形控制通常优于地下连续墙和SMW工法.     

温州深厚软土地层城市轨道明挖深基坑施工环境效应实测

基于深基坑施工存在的环境效应问题,依托温州市域铁路S1线机场标段,通过对53个断面的现场实测及数据分析,研究了温州深厚软土地层城市轨道明挖深基坑的施工效应规律。结果表明:①坑外地表沉降呈明显"锅底"型,在第二道钢支撑施工完成后,地表沉降速率明显加快,影响范围约为3. 5倍基坑深度。通过测点统计,地表最大沉降点位置分布于区间H-3～H+15(H为基坑最大开挖深度,m),最大沉降范围为(0. 2%H～1. 67%H)。②地下连续墙水平位移表现为"臌胀"型模式,第二道钢支撑完成后加速变形。通过测点统计,最大水平位移点位置分布区间为H-5～H+2;最大位移范围是(0. 05%H～0. 8%H),平均值为0. 3%H。③坑外深层土体水平位移表现为"臌胀"型。通过测点统计,最大位移点位置分布区间为H-3～H+2,最大水平位移范围为(0. 13%H～1%H),平均值为0. 25%H。④坑外深层土体与地连墙表现为的相同水平位移模式和速度趋势。但在相同高度点位置,土体水平位移均大于地连墙,且深层土体变形持续时间明显长于地下连续墙。研究成果可为类似地区明挖深基坑施工提供借鉴。     

软土地区深基坑施工监测与变形特性的时空效应分析

软土地区基坑开挖时周围土体及支护结构的变形与稳定受时间、空间效应影响显著。为研究时空效应对基坑地表沉降、基坑外潜水水位、砼支撑轴力及围护桩深层水平位移的影响,以上海陶家宅块地为工程背景,通过对实测数据进行分析,探讨各个监测项目的变形特性。数据分析表明:地表沉降的最大值位于围护墙后约基坑挖深距离处,1～2倍挖深范围内沉降呈递减趋势;坑角位置处内支撑轴力小于基坑中部,支撑轴力在基坑开挖阶段增速较大,在垫层施工完毕,底板发挥作用后趋于稳定;当基坑开挖深度约为围护桩长1/2时,围护桩深层最大侧向位移出现在自然地面±0.00以下,开挖面以上(0.73～0.82)H范围内;软土地区基坑开挖完成至底板浇筑阶段,土体的蠕变是导致基坑变形随时间变化的主要因素。对坑周地表沉降及基坑不同位置处围护结构侧移提出合理的预测公式,有效地对基坑变形进行动态控制以实现信息化施工。     

基于复杂环境下软土基坑开挖阶段的变形监测与分析

为研究软土地区城市中心区域基坑开挖对临近道路地表沉降的影响,围护结构顶部变形规律,内支撑轴力变化趋势以及内支撑对道路地表沉降和围护顶部变形的影响性状,以上海地区陶家宅深基坑工程为背景,通过对该深基坑开挖过程中围护结构顶部水平位移、垂直沉降,临近道路地表沉降,内支撑轴力进行信息化监测,并对实测数据进行了分析。结果表明:位于基坑中部位置的围护结构,其顶部水平位移的变化速率及最终位移量都要比处于坑角位置处的围护结构相应的值要大,且二者差值较大。基坑临近道路地表在不同的工序下不是以单一沉降特征进行沉降,而是不同特征交替出现。由此可见:内支撑可较好的约束围护结构顶部变形以及道路地表沉降,在开挖时要缩短暴露时间及时加设支撑。基坑中部的变形及沉降均要大于角部位置处的变形与沉降,在施工时要对该位置做好防护工作。     

西安地铁某车站深基坑开挖变形特性分析

为了确保基坑开挖中周边环境的安全,以西安地铁某车站深基坑开挖为例,运用ABAQUS软件建立三维模型模拟开挖对周边地表沉降和围护结构变形的影响,重点研究开挖中周边地表的沉降分布规律和围护结构变形的规律,并与现场实际监测数据进行对比分析。结果表明：地表沉降的实测值比模拟计算值大,但变化趋势基本一致;在基坑开挖过程中,地表最大沉降位置距离基坑边缘约11 m处,最大值为3.298 mm;围护结构水平变形沿开挖深度的变化曲线呈抛物线形,最大水平位移位于基坑最大开挖深度的 1/2 处,最大水平位移为11.05 mm,距基坑长边边缘0~25 m及短边边边缘0~22 m范围内的地表沉降最大,施工监测中应重点关注。     

软土基坑分步开挖卸荷时效及其对邻侧隧道影响

为研究软土地层中基坑开挖卸荷时效及其对邻侧隧道影响,设计并实施了相似比为1:20的物理模型试验,得到了基坑围护结构变形、地表沉降、坑底隆起、隧道竖向变形、隧道水平变形以及隧道断面收敛变形等数据。研究结果表明：基坑开挖引起的围护结构最大侧向变形为0.61%H(H为基坑深度),大于上海软土地区地铁车站基坑围护结构最大值的上限0.50%H;分步开挖过程中的墙体侧向变形和地表沉降具有明显的时间效应,卸荷时效对基坑变形的影响随开挖深度增加而增强;基坑开挖引起隧道变形以朝向坑内的水平变形为主,同时伴随少量朝上的竖向变形;隧道侧向变形与相同深度处围护结构侧向变形大致呈线性关系,据此可预估后续开挖引起的隧道侧向变形;基坑开挖引起邻近隧道产生径向收敛变形,隧道断面呈“横向伸长、竖向压缩”的特点,横向收敛约为竖向收敛变形的1.7倍;当隧道与基坑开挖面的竖向净距在0.2H～0.5H时,基坑开挖卸荷引起的隧道变形响应十分敏感,隧道竖向变形随坑底隆起增加而显著增加。     

上海软土地区深大基坑卸荷变形机制

通过室内K0试验和数值分析以及工程实测,并结合近年来上海软土地区深大基坑的工程实践,对深大基坑卸荷变形的影响因素和影响区域特性以及坑周的地表沉降机制进行了研究,对基坑卸荷变形的影响范围按变形特性进行分析和归纳.结果表明:上海软土深大基坑卸荷变形的影响深度范围为坑底以下2.5倍开挖深度;当基坑开挖宽度达到5倍开挖深度以上时,在围护结构底与影响深度范围内存在深层土体滑移带,坑外地表沉降影响范围扩大到3.5倍开挖深度以上,且地表最大沉降值是基坑侧向变形最大值的1～2倍;深大基坑与窄条基坑的变形特征有明显区别.针对深大基坑卸荷变形的特点,提出了减少和控制其卸荷变形的设计对策和工程措施,以保护周边设施和环境,为软土地区的深大基坑工程设计、施工提供借鉴和参考.     

深基坑降承压水对墙体变形和地表沉降的影响

针对深基坑施工引起的环境变形问题,采用流固耦合数值方法,探讨了深基坑降承压水对墙体变形和地表沉降的影响规律.依托工程实例,采用基于Biot固结理论的流固耦合分析方法,通过力学和渗流交替迭代计算模拟开挖降水的耦合作用,并以实测数据验证该方法的合理性.建立三维数值分析模型,对比有无降水条件下基坑的墙体变形和地表沉降,获得深基坑降承压水引起的坑外附加地表沉降曲线,并与相同水位变化下一维固结理论的计算结果对比,探讨两者间的差异及其产生机理.研究结果表明:深基坑降水对墙体变形影响较小,但会明显增大坑外地表总沉降量及其影响范围;基坑降承压水引起的坑外附加地表沉降在墙后1.5倍开挖深度以外,与一维固结理论的计算结果相同;墙土共同作用是导致深基坑降水引起的坑外附加地表沉降在墙后1.5倍开挖深度范围内波动的主要原因.     

深基坑十字交叉换乘既有地铁车站变形特性分析

基于新建天津地铁5号线与既有地铁1号线十字换乘车站——下瓦房站的现场实测数据,研究深基坑开挖与既有车站十字相交时,基坑围护结构、墙后地表和既有车站的变形规律.研究结果表明:围护结构最大水平位移约0.064%H(H为基坑开挖深度),位于地表下约0.63 H.墙后地表最大沉降约0.025%H,位于墙后约0.71 H,沉降槽影响范围约为2 H.墙后地表最大沉降与围护结构最大水平位移的比值介于0.38~1.04之间,平均约为0.77.与基坑开挖方向交叉的既有地铁车站竖向上浮,水平方向外凸,以水平变形为主.既有车站周围止水加固和加固墙后软弱土层可显著减小既有结构变形.     

软土地区超大规模深基坑设计与变形监测分析

于家堡深基坑位于天津软土地区,整体开挖规模达10×104,m2.依据监测数据,详细分析了基坑施工各阶段的围护桩身变形、土体侧移以及坑外地表沉降的变形及发展规律.分析结果显示,该基坑支撑刚度和施加位置对排桩变形模式起决定性作用,桩身最终仍呈"倒三角"悬臂排桩的线性变化规律,最大位移仍出现在桩顶.第2步开挖对该基坑围护结构影响很小,围护桩及土体变形均主要发生在第1步开挖.监测数据分析揭示了该超大规模深基坑的实际状态,可为类似超大规模深基坑工程的围护结构设计和科学施工提供参考.     

基于FLAC3D地铁车站基坑开挖的变形规律研究

文章运用FLAC3D有限差分软件对合肥轨道交通2号线潜山路车站基坑工程开挖全过程进行数值模拟,计算中土体采用摩尔-库伦弹塑性模型,围护结构采用实体单元,围护结构与土体的接触面采用接触面单元。通过分析计算结果与监测数据可得:围护结构的最大水平位移发生在基坑的中部,随着基坑不断开挖,围护结构最大水平位移逐渐下移,其最大变形位置位于开挖面附近,呈现两端小、中间大的"抛物线"分布;基坑外地表沉降是一种典型的凹槽形沉降,最大沉降值发生在距基坑边缘10m处;数值模拟结果与监测数据基本一致,且变形规律及趋势相吻合,可为类似工程的设计与施工提供参考。     

软土地区基坑分区开挖参数分析

在敏感环境下施工时,为减小基坑开挖对临近结构的影响,常将深大基坑用分隔墙分割成若干个小基坑。以上海软土地区某工程为背景,借助数值计算,分析深大基坑分区开挖时分区宽度、分区开挖次序和分隔墙插入比对临近被保护结构一侧地下连续墙和墙后土体变形的影响。研究结果表明:当先远后近(远近相对于被保护结构而言)方式开挖,分区宽度等于基坑开挖深度时,分区开挖的作用效果最好,此时墙体水平位移和墙后地表沉降比未分区时分别小39%和41%;当先近后远的方式开挖时,分隔墙离基坑边缘越近,分区开挖的作用效果越明显;在同等分区宽度下,先远后近开挖所引起的墙体变形和墙后地表沉降比先近后远开挖的低;分隔墙的插入比对基坑围护墙位移和墙后土体沉降影响比较小。     

群坑效应下已建地下结构对紧邻基坑开挖变形的影响

目的研究软土地区深基坑分区开挖时已建地下结构对紧邻基坑围护结构变形及其周边位移场的影响.方法采用三维数值模拟方法,针对软土地区某"X"型地铁交叉换乘站工程,分别建立后开挖基坑周边有无地下结构两种工况下的数值模型进行计算,将所得计算结果与实测数据进行对比研究.结果已建地下结构对周边环境的主要影响范围为0.7 H_e～1.0 H_e(紧邻基坑开挖深度);相较基坑周边无地下结构条件下,已建地下结构最大可减小30%紧邻基坑围护结构变形值与坑后地表沉降量,但其对坑内基底隆起影响不大;已建地下结构与紧邻基坑所夹角度对影响范围与影响效果也存在着显著的影响,具体表现为处于相交成锐角区域的墙体变形和地表沉降较相交成钝角的区域减少20%,交接成锐角区的影响范围也较钝角区增加50%.结论已建地下结构在一定影响范围内可以显著减少紧邻基坑围护结构的变形量及周围地表沉降量,在实际施工中可以适当降低该区域内围护结构刚度以优化基坑设计.     

某深基坑开挖过程的三维数值分析

本文运用有限差分软件FLAC^3D对某地铁车站基坑开挖与支护进行了模拟计算,分析了基坑开挖过程中围护结构变形、坑底隆起、地表沉降和相邻高架桥桩体的变形规律。结果表明：在深厚的粉细砂层中,地连墙变形有明显的“踢脚”现象;基坑由于开挖卸荷会导致明显的基坑隆起;坑外地表沉降影响范围主要在开挖深度的一倍范围内;基坑开挖也会引起相邻高架桥桩的侧向变形,最大侧移发生在开挖面附近。计算得到的地连墙和高架桥桩的侧向变形规律与已有文献的实测沉降规律基本一致,验证了计算结果的正确性。分析结果为类似工程设计与施工提供了有益参考。     

悬挂式止水帷幕深基坑分级降水开挖变形特性

在地下水丰富且发育有深厚的透水层的地区,考虑到施工难度以及经济性因素,深基坑的隔水设计往往采用悬挂式止水帷幕.基于佛山地铁某深基坑变形实测资料,采用ABAQUS建立三维流固耦合模型,考虑分级降水开挖的实际工况,研究开挖过程中悬挂式止水帷幕基坑的变形规律.结果 表明:地连墙变形在开挖的各个阶段均呈“中间变形量大,两侧变形量小”的鼓胀形.最大侧向位移点在开挖的各个阶段均位于开挖面附近,随开挖深度的增加呈下移趋势.地连墙墙顶位置容易朝着坑外发生变形.坑外地表沉降曲线呈“凹槽”形,随着开挖深度的增加,最大地表沉降点逐渐远离基坑.在基坑开挖过程中,软土层开挖扰动引起的地表沉降呈减小趋势,由坑内降水引起的地表沉降呈增加趋势,由降水引起的沉降可达总沉降量的一半以上.回灌前后坑外地表沉降分布规律基本一致,均呈“凹槽”形,采取回灌措施可在一定程度上控制悬挂式止水帷幕地表沉降变形.     

城市地铁车站基坑变形监测分析

深基坑工程的施工监测可以对深基坑的开挖施工提供控制依据。结合上海地铁临港新城站基坑监测实例,分析了该基坑工程的工程概况及监测内容,并对基坑坑外地表沉降、围护墙顶部变形、围护墙体侧向变形、支撑轴力、坑外潜水水位、承压水水位、立柱桩垂直位移的监测数据进行了分析,为基坑的变形预测提供了基础数据条件。研究成果可为类似的基坑工程提供参考和借鉴。     

基坑开挖对既有临近滩涂铁路路基影响规律及安全措施研究

既有滩涂铁路路基因基坑开挖卸荷产生过大沉降差,对铁路正常使用和安全运营产生影响,对变形控制提出了更高要求.针对临近既有滩涂铁路的基坑工程,结合工程地质条件和施工要求,利用有限元方法对既有临近滩涂铁路路基影响规律及安全措施开展系统研究.针对滩涂铁路路基的影响规律,分析了不同基坑开挖深度、不同既有铁路路基至基坑距离等因素对路基的沉降差、坡脚水平位移和围护结构水平位移的演化规律影响.结合工程需求,针对危险的铁路路基工况,提出了围护结构的刚度、打设隔墙和增加支撑个数3种安全优化措施,确定了最优施工方案.研究表明:基坑开挖深度越深和基坑距离路基越近,铁路路基施工风险越高,临近滩涂铁路路基施工安全控制距离应大于5.0 m;此外,针对危险的铁路路基施工工况,进行优化方案对比分析.单纯增加围护结构的刚度,无法保证安全施工;打设隔墙使得围护结构承受的土压力减小,具有良好的加固效果;增加支撑使围护结构的水平位移最小,加固效果最佳.     

降雨影响下残积土层中深基坑变形特性测试及分析

残积土水稳性差,强度参数随饱和度和应变水平变化而变化.为了研究深厚残积土层中的基坑变形特性受降雨的影响,依托厦门某残积土深基坑工程开展围护桩变形和坑外地面沉降的监测;结合开挖工况和降雨数据,探讨降雨条件下残积土结构弱化对基坑支护结构和土层环境变形响应的影响.结果表明:基坑围护结构和土体的变形在连续降雨阶段较小,在雨停后的排水清淤阶段开始缓慢增大;排水清淤后继续开挖,基坑变形急剧增大.开挖结束后,基坑围护桩的最大侧向变形量约为无降雨影响下的1.5倍,坑外地表沉降的影响范围从开挖深度的1.5倍增至2.5倍.研究结果对受降雨影响的残积土基坑的工程应用具有一定的参考意义.