紧邻地铁半圆内支撑深基坑受力及变形特性数值研究

基于紧邻地铁车站及区间箱型隧道的昆明某超大型半圆内支撑深基坑工程,结合现场实测数据,对深基坑开挖过程进行仿真数值模拟;在此基础上研究紧邻地铁半圆内支撑深基坑受力及变形特性。研究结果表明:1超大型半圆内支撑体系有效地限制了地下连续墙的侧移,该设计方案成功、合理,可为昆明地区类似基坑设计提供借鉴;2半圆内支撑体系在圆弧端点处剪力、弯矩较大,需加强此处的支护结构;3半圆内支撑体系在圆弧拱顶处侧向位移较大,设置对称可有效地控制其变形;4侧方地铁结构对地下连续墙的侧向位移具有抑制效应,且抑制效应随距离的增大快速衰减,在基坑设计时可考虑此效应并结合地铁保护要求及基坑安全等级要求得到最佳方案。     

地铁车站深基坑开挖对土体影响的数值模拟

为了研究地铁工程支护结构对周围土体变形影响的问题,应用有限元计算软件ADINA对地铁车站深基坑工程进行开挖支护模拟,建立明挖法深基坑开挖支护过程的三维模型,分析开挖过程中连续墙支护开挖和连续墙、锚杆联合支护开挖两种工况下,基坑周边地层的位移情况.研究结果表明:地铁车站深基坑的开挖与支护过程是一个基坑支护结构和基坑内土体、基坑周围土体共同作用的问题,支护结构和支护方法对基坑周围环境的影响明显,周围土体和基坑内土体对基坑性状的影响显著.     

紧邻运营地铁进行基坑施工的影响因素研究

基于上海地区某深基坑工程施工方案,建立了紧邻运营地铁隧道的基坑开挖变形影响的有限元数值模型,重点分析了基坑围护支撑的数量和位置、基坑土体加固、地铁隧道位置、隧道下卧层土体和地下连续墙刚度对基坑周边地层以及隧道变形的影响.结果表明:基坑围护支撑数目及位置的选择对周边地层和隧道变形产生影响较大;隧道的存在对土体沉降具有"遮拦效应",在一定程度上能够减少坑外土体沉降;增加下卧层土体模量和地下连续墙的刚度可减少坑外地表沉降,有效控制地铁隧道的变形.     

无支撑基坑变形特性的三维有限元分析

建立三维有限元模型对采用格型地下连续墙和高桩梁板地下连续墙围护结构的船坞基坑进行分析,计算中假定土体为横观各向同性体,考虑土与结构的共同作用以及土体分区开挖.通过分析实测数据和计算结果,研究了无支撑船坞基坑开挖过程中格型地下连续墙和高桩梁板地下连续墙的变形特性.计算结果表明,船坞基坑围护结构的变形性状受其结构形式以及施工工况的影响,基坑内部桩基对船坞基坑围护结构变形影响较大,船坞基坑的开挖对临近基坑的影响很小.     

某地铁车站深基坑支护方式的FLAC~(3D)模拟分析

以南宁市大学鲁班路地铁车站基坑开挖支护为背景,对深基坑地下连续墙内支撑支护结构进行数值模拟分析。运用数值模拟软件FLAC~(3D)构建数值模型,分析基坑在不同开挖阶段下的位移、剪应变增量及内支撑轴力等。在地下连续墙内支撑支护下基坑底部最大竖向位移约为9.5 cm,基坑底部隆起位移量中间大,两边小;基坑侧壁最大水平位移为2.0 cm,出现在基坑长边中轴处;随着开挖深度的增大,剪应变增量影响范围呈现先略微减小再增大的趋势;内支撑轴力大小与基坑开挖深度成正比,且在第1道内支撑上出现了拉力。     

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.     

地铁车站基坑开挖对邻近管线影响的规律分析

以南通地铁振兴路车站基坑工程实施为背景,采用混凝土支撑和钢支撑组合形式的四道支护体系,在基坑开挖过程中对近地浅埋大直径污水管线的工况进行三维有限元数值分析.所建几何数值模型及工况设计实施过程的分析方法经现场实测数据验证是合理的,可用于分析地铁车站基坑开挖及其对周边地下管线的影响.受地铁车站基坑开挖影响,本工程对管道作用的敏感距离和敏感埋深分别为0.75倍和0.6倍的基坑深度.当管道的埋深较浅时,适当加强基坑上部支撑的稳定性与控制二道支撑的加设时机,对避免邻近主动区影响范围内管道的潜在破坏非常重要.仅通过提高材料刚度对管道结构的保护虽有效但并不可取,建议从地铁车站开挖基坑的围护结构设计与施工控制相结合入手.     

季冻区地铁车站深基坑支护体系合理性分析

为研究季节性冻土区地铁基坑由冻胀引起的支护体系的受力变形问题,基于呼和浩特1号线某车站深基坑工程,利用COMSOL Multiphysics软件进行二次开发,开展温度场、水分场和应力场耦合模拟,重点研究越冬地铁深基坑地下连续墙的水平位移以及内支撑轴力的变化。通过模拟改变内支撑纵向间距对原支护体系受力变形的影响来对结构进行优化,并对优化方案的适用性进行评价。结果表明：冻胀变形主要集中在0.45H（H为基坑深度）范围内,该范围内基坑围护结构需加强处理;地下连续墙和8m间隔的内支撑支护是较为合理的支护方式。研究成果可对呼和浩特地区修建地铁车站深基坑支护工程提供参考。     

太原河漫滩地区深基坑施工扰动效应研究

以太原地铁二号线南内环街站深基坑为背景,针对太原地区独特的漫滩地质条件,采用有限差分软件FLAC3D对基坑开挖的全过程进行了模拟;同时采用正交试验研究了不同的支护参数(插入比,地下连续墙刚度,内支撑纵向间距)对河漫滩地区深基坑施工扰动的效应。研究结果表明:太原地铁车站深基坑施工过程中地表沉降最大值发生在距离基坑0.7H(H为基坑深度)的位置,开挖的影响范围大致在4H左右;将地下连续墙插入比控制在0.9~1.0,同时将最下面一道支撑尽可能靠近基坑底部对于控制基坑变形具有重要意义。     

深基坑施工过程仿真及地表沉降量验证

为掌握深基坑施工引起地表沉降规律,确保深基坑工程质量和安全稳定性,以大连地铁某车站为研究背景,基于FLAC3D仿真技术构建车站深基坑土岩体摩尔-库仑弹塑性模型,对其土岩体变形和支护结构受力状况进行模拟分析,并结合现场实测数据进行对比检验,利用MATLAB绘制地表沉降对比分析曲线,从而找出地铁车站深基坑开挖过程中地表沉降量变化趋势.研究结果表明:由于基坑周围土体及地下岩层应力的影响,随着深基坑开挖工程推进到中期,地表沉降梯度增大.该研究成果可为合理预测地铁车站深基坑开挖过程中的地表沉降风险值,有效预防基坑施工事故提供技术支持.     

基坑施工降水对邻近地铁隧道的影响

基坑施工降水对邻近地铁隧道产生附加沉降,正确评估其大小及对地铁运营安全的影响具有重要意义。介绍了某工程基坑支护结构及周边复杂环境条件,考虑基坑围护桩人工挖孔桩施工降水实际情况,在某些假定条件下,采用简化大井降水分析方法。分五种工况对围护桩施工降水对邻近地铁隧道产生的附加沉降进行了计算分析。结果表明:考虑降水对地铁最大影响时,地铁隧道产生的最大沉降为5.7 mm,不满足地铁运营线路轨道变形的要求;采用跨三桩施工降水可将地铁隧道产生的附加沉降控制在地铁运营线路轨道变形范围内。针对减少基坑施工降水对地铁隧道的影响,提出了一些建议与措施。     

基坑爆破施工对邻近建筑物的动力响应研究

以深圳地铁某车站基坑开挖遇硬岩爆破施工为工程背景,分析了基坑爆破开挖对邻近建筑物的震动加速度及速度响应规律。结果表明:爆破施工引起会引起邻近建筑物的震动,建筑物的最大震动响应出现在炸药爆破过程中,随后逐步衰减致稳定。震动沿建筑物各个方向的响应增长或衰减情况有所差异,震动响应随着程高增加而增大,随着水平X方向距离和水平Y方向距离增加而减小;且水平Y方向响应衰减程度大于水平X方向;该建筑物各个监测点的震动速度均在工程安全规定范围内,在车站基坑爆破过程中处于安全状态。     

暗挖车站洞内地下连续墙施工导洞环境效应分析

随着城市地铁建设的迅猛发展,地铁工程建设中车站开挖大面积抽降水作业与国家保护地下水资源政策的矛盾日益突出,亟需寻求适用于地铁车站开挖的非降水止水方式。以北京地铁16号线在施暗挖车站——看丹站为依托,对其采用的洞内地下连续墙止水措施导致的环境效应开展了深入探讨。由于地下连续墙在暗挖车站局促空间内的施作尚属首例尝试,因此重点聚焦于揭示地下连续墙施工引起的导洞拱顶沉降、水平净空收敛和应力分布的变化规律。数值模拟结果表明:地下连续墙施工主要引起导洞拱顶沉降的变化,导洞水平净空收敛较为稳定;地下连续墙施工前,导洞初期支护拉应力主要在导洞拱顶处和侧壁底角处。地下连续墙施工完成后,拉应力分布范围扩大,左右边导洞初期支护底板处扩大最为明显,向地下连续墙处大致呈条带状延伸。     

地铁车站洞桩法施工对地层及邻近桩基的影响规律

以北京地铁国贸站工程为背景,分析大跨度分离式地铁车站采用洞桩法施工,对周围地层及邻近桩基的影响.采用现场实测方法分析洞桩法施工地层沉降的规律,认为纵向沉降明显分为前期沉降区、急剧沉降区和沉降收敛区,而急剧沉降区又分为导洞、扣拱及下部开挖3个阶段;横向沉降符合Peck曲线,影响范围为3~4倍洞径.采用三维数值分析方法模拟施工过程,选取典型的邻近桩基所在断面,研究车站施工对邻近桩基变形以及地表沉降的影响,对国贸站邻近桩基变形现场量测数据进行对比分析,认为邻近桩基沉降变形与其施工过程相对应,也分为导洞、扣拱及下部土体开挖3个阶段.影响沉降的主要因素是其空间位置,特别是桩基与车站结构的最小距离,其次桩端所处的地层条件也有一定的影响;施工对邻近桩基水平方向的扰动影响非常显著,扣拱施工对邻近桩基的侧向变形影响最大.在此基础上总结了车站上侧桩、中侧桩、下侧桩等邻近桩基的变形规律.     

软土地区超深基坑引发邻近重要建筑沉降的倾斜注浆主动控制方案——以天津地铁7号线某地下四层站工程为例

注浆常用于基坑引发邻近重要建构筑物变形的主动实时控制,但当注浆与基坑距离较小时,注浆可能会对基坑支护体系造成威胁,目前尚无此方面的有效解决途径。以天津地区某超深地铁车站基坑邻近医院敏感建筑开挖为例,对基坑开挖影响进行分析,在超深地铁车站与医院敏感建筑之间的土层中注浆恢复建筑沉降。因竖直均匀注浆对基坑支护结构有较大不利影响,提出倾斜注浆以减小对基坑的影响。结果表明：倾斜注浆相比竖直注浆对邻近车站基坑的不利影响大幅减小,同时对建筑物沉降控制依然有效;倾斜注浆角度过大在减小建筑物邻近注浆体一侧的沉降时,其他位置会发生较大隆起;增大注浆体顶部埋深能够减弱建筑物隆起现象,使建筑物沉降恢复更加均匀。     

苏州地铁车站基坑多支点咬合桩插入比分析

以苏州地铁一号线南施街站咬合桩支护结构为例,运用深基坑支护结构分析软件,对插入比与基坑变形、支护结构内力的关系进行了分析.结果表明,咬合桩的最大侧移并非随插入比的增加而无限制地减小,当插入比达到一定值后,继续增加插入比几乎不能减小咬合桩的最大侧移;插入比对最大坑外地表沉降、最大支撑轴力、咬合桩桩身最大弯矩和最大剪力的影...     

深基坑开挖和降水对紧邻既有地铁隧道的影响

以深圳某深基坑工程为案例,利用Midas-GTS有限元软件建立三维数值模型,基于流固耦合理论分析基坑开挖和降水对紧邻既有地铁隧道产生的影响,以期为实际的基坑设计和施工提供有效的数据参考。结果表明:基坑降水造成的地下水渗流具有空间差异性,基坑长边侧渗流速度大于短边一侧,且地铁隧道处水力梯度较大;最大总位移出现在地铁隧道中部,且近基坑侧隧道产生的总位移比远离基坑侧隧道多一倍,其中最大水平位移发生在隧道侧边,最大沉降位移发生在隧道顶部;测斜位移曲线具有明显的拐点,临近地铁隧道的基坑长边一侧在35～40 m深度处可能形成潜在滑动面。     

南昌地铁地下多管线近邻地铁人行通道的施工影响分区

针对地下地铁人行通道暗挖施工对近邻多管线扰动影响问题,依托南昌地铁3号线邓埠站1号出入口人行通道暗挖工程,采用数值计算与理论分析相结合的方法,系统研究了通道暗挖施工扰动作用下近邻多管线的力学特性,总结关键因素对管线力学行为的影响规律,提出了通道暗挖下近邻密集管线影响分区计算方法与控制措施。结果表明：结合Peck曲线分布规律确定出以控制值的60%与20%作为强影响分区、弱影响分区、无影响分区的阈值;采用多元非线性函数进行拟合得出的线竖向位移与多因素的关系函数,对影响分区划分效果较好;建立的地铁隧道暗挖对近邻密集管线强弱影响分区方法,可通过有效的措施将密集管线强影响区转变为弱影响区和无影响区,进而保障施工安全。     

基坑开挖对坑内工程桩影响的实测及有限元分析

基坑开挖对坑内工程桩的影响越来越受到工程界的重视.对天津站地下换乘中心盖挖逆作法基坑工程开挖过程中支承于桩基上的钢管柱的竖向位移进行了实测,在此基础上进行了有限元分析.实测结果及有限元分析表明：基坑开挖可导致工程桩产生较大隆起,截至底板浇筑完毕本工程实测钢管柱顶最大值达到33,mm,钢管柱之间及钢管柱与地下连续墙之间产生了可观的差异竖向变形.随着盖挖逆作法基坑分层降水、分层开挖及分层施做地下结构,钢管柱的竖向位移呈波动式发展.坑底以下土体的隆起除在引起桩发生较大的竖向位移外,在桩身还可引起一定的拉力.不同位置处工程桩对应桩身拉应力和侧阻分布相差较大,基坑边部桩受地连墙变形影响较大.在桩顶作用有较大荷载的情况下,基坑开挖后,桩身中下部仍会产生较大的拉力,在设计时须加以考虑.     

双层车站零距离下穿既有车站变形控制技术

大中城市地铁已由点线状发展成网状,常会出现既有地铁车站密贴增建形成换乘车站的情况.为了保证既有地铁车站的正常使用,开展新建地铁车站密贴下穿既有地铁车站变形控制研究.依托北京地铁6号线苹果园站零距离下穿既有地铁1号线苹果园站工程,结合具体施工方案,采用数值方法研究两层三跨地铁车站密贴下穿既有结构变形控制技术,探究注浆抬升...