地铁车站深基坑开挖监测与数值模拟研究

以郑州市某地铁车站的深基坑工程为研究背景,运用有限元分析软件MIDAS/GTS NX建立整体有限元模型,对基坑开挖的每步施工过程进行数值模拟。探讨了深基坑开挖过程中地连墙的水平位移、周围地表沉降及内支撑轴力分布情况,用于判定深基坑在开挖过程中的稳定性和安全性。同时分别对深基坑开挖过程中周围的建筑物沉降、墙顶水平位移和沉降及支撑轴力进行了监测,并与数值模拟值进行对比。结果表明:理论计算值与现场监控值变化趋势基本一致,结果误差不大,均在设计报警值以内;墙体水平位移随着开挖深度增加而增大,且最大的位移逐渐向下移动,土体地表沉降的变形基本随着开挖深度的增大而逐渐增大,但内支撑轴力不随开挖深度的增大而增大,而是呈现波动的变化趋势;在深基坑开挖过程中,应重点对开挖引起的对墙体变形、地面过大变形和支撑结构内力进行监测。研究结果表明监控量测与数值模拟相结合能较好地运用于基坑开挖,也可为类似基坑工程的开挖提供一定的借鉴作用。     

地铁深基坑支护结构钢支撑力学参数研究

基于岩土数值软件MIDAS GTS NX,建立考虑土体与深基坑相互作用的三维计算模型,并通过模型分析钢支撑预加轴力及刚度等力学参数对深基坑支护结构变形的影响,根据参数分析对钢支撑施工方案进行优化设计。结果表明:预加轴力为设计值的50%~150%,并且钢支撑直径为609 mm、壁厚为14 mm和直径为609 mm、壁厚为16 mm时对基坑支护结构变形和周边地表沉降的限制作用较好;经过优化后基坑地下连续墙的水平位移和周边地表沉降虽有微弱增加,但都处于监测安全范围值以内,同时节省了大量工程成本。     

土岩组合深基坑围护结构受力与变形特性分析——以青岛海天中心深基坑为例

为了研究土岩组合二元地层超基坑受力、变形和邻近建筑沉降随基坑开挖的演化规律,依托于青岛海天中心城市综合体桩锚支护结构体系超深基坑工程,对预应力锚索轴力、基坑水平和竖向位移以及周边建筑物沉降进行了实时监测。结果表明,基坑开挖期间内,预应力锚索轴力随时间的变化规律主要分快速下降、稳定变化和基本稳定3个阶段,锚索轴力平均损失率约为15.08%;基坑最大水平位移为12.30 mm,最大竖向位移为11.01 mm,基坑临近建筑物最大沉降量为1.2 mm,远小于设计和现行《建筑基坑工程监测技术标准》的容许变形值,说明桩锚支护结构体系可以有效控制基坑变形,确保毗邻建筑物安全;同时表明该基坑的支护设计方案有较大的优化空间,从而节约工程成本。研究成果对相似地质条件的超深基坑围护结构设计具有重要参考价值。     

软土区某地铁深基坑施工过程数值模拟及现场监测

为研究软土区地铁深基坑围护结构变形及周边土体位移特性,运用ABAQUS软件对软土区某地铁深基坑施工过程进行建模分析和安全监测,并将计算结果与实测数据进行对比分析.结果表明:采用摩尔库伦模型模拟基坑施工过程得到的地连墙水平位移结果准确,墙体最大水平位移的平均计算误差为实测值的15%,周边土体沉降计算值与实测值相比偏小;开挖最后一层土体且开挖面附近无支撑作用时,墙体水平变形明显增大,长边中点断面及端部断面变形增量分别为9.1和10.5 mm,安全监测应以开挖面附近地连墙水平位移变化速率为控制指标;狭长型深基坑长边中点断面及端部断面地连墙变形差异较大,应针对不同位置分别制定变形监测预警值;支撑轴力在开挖下一层土体时会出现较大突变,设计应充分考虑该突变对支撑安全储备的影响,监测应重点关注突变前后支撑轴力的变化.     

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。     

复杂环境下多种支护结构并存的深基坑监测分析

南宁市九州国际深基坑采用桩撑以及桩撑锚联合支护等多种支护体系,其周边环境非常复杂,文中针对基坑支护桩深层水平位移、地表沉降、环梁支撑轴力、建筑物沉降等监测数据进行分析,得出了以下结论:深基坑变形情况与基坑周边环境有关,临近道路和建筑一侧变形较大;桩顶锚索能有效控制基坑顶部水平位移,环梁内支撑能有效控制基坑深层水平位移;支护桩深层水平位移图线大致为弓形,最大侧移小于软土地区的统计结果,车辆荷载会加剧蠕变效应,增大侧移;最大地表沉降与支护桩顶侧移密切相关;周边建筑在发生沉降的同时向坑内倾斜;立柱的隆起受开挖面积和开挖时间影响较大;环梁支撑轴力值表现为环撑角撑辐射撑,支撑体系均能满足围护结构变形控制指标要求。研究结果可为同类深基坑设计提供参考。     

某深基坑开挖对周边环境的影响

为研究深基坑工程开挖过程对周边环境的影响,根据某深基坑工程的实际情况,通过对基坑工程圈梁及周边房屋道路的变形监测,支撑轴力和地下水位的监测,得到了基坑支护结构的变形规律及受力特点,以及基坑开挖过程中对周边道路、房屋环境的影响规律,为保证基坑工程施工的工程安全与稳定,控制基坑开挖对周边环境的影响提供了参考.结果表明,监测...     

复杂环境中某软土深基坑变形性状监测分析

为研究南京河西地区复杂环境中软土深基坑开挖与施工过程,基坑变形和地面沉降等规律,以南京河西南部地区某基坑工程为实例,在整个基坑施工过程进行了现场监测。根据监测结果对土体深层水平位移、管线沉降、周边道路沉降、支撑立柱沉降、支撑轴力变化各测点进行筛选,最后对所选监测数据进行了较详细的分析与总结。     

长江漫滩地区深大基坑开挖工程半逆作半顺作法研究

针对长江漫滩高承压水地基,以南京市某工字型地下6层地铁换乘站基坑为依托工程,采用FLAC3D三维有限差分软件,分别对半顺作半逆作开挖法和明挖顺作法进行数值模拟,分析了基坑开挖及降水的应力渗流耦合作用对周围地表沉降、连续墙侧移和支撑轴力的影响。结果表明：1)长江漫滩高承压水地基深基坑开挖工程,地表沉降值和连续墙变形值均较大;2)工字型深基坑开挖工程,地表沉降、连续墙侧移最大值出现在上下横边中点处;3)半顺作半逆作法的地表沉降、连续墙侧移、横向支撑轴力值均小于明挖顺作法,更有利于控制基坑侧壁变形,降低基坑开挖风险。     

砂性土深基坑开挖与支护变形监测的数值分析

地铁车站深基坑开挖面大、变形控制等级高,而南昌又处在砂性土地区,土层黏聚力较小,与其他地区地质差异较大,基坑开挖与支护可借鉴的经验较少。因此,需要对其变形规律进行研究,为其他车站深基坑设计与施工提供一定的参考。本文以南昌轨道交通某深基坑工程为背景,通过现场实测并结合FLAC3D建立计算模型,对其开挖与支护进行了数值模拟分析,通过计算得出不同开挖阶段的地表沉降、围护桩和周围土壤分层水平位移、轴力的变化规律。研究结果表明:围护桩分层水平位移和轴力以及周围地表沉降直接反映了基坑变形特性,而钢支撑的施加则明显限制了基坑的变形。现场监测结果和数值模拟结果得到的规律基本一致。     

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。     

基于HSS模型与分布式光纤监测的内支撑深基坑变形特性分析

深基坑监测可为基坑设计、施工安全提供重要的技术支持。为研究大连东港商务区内支撑深基坑开挖变形特性,结合分布式光纤监测与常规监测两种手段对基坑围护结构进行开挖同步监测,主要监测对象为：支护桩深层水平位移、内支撑轴力和基坑周边地表沉降。采用基于小应变硬化土体本构模型（HSS）的有限元软件Plaxis进行数值模拟分析,并结合有限元模拟结果与两种深基坑实测数据进行对比分析。研究表明考虑了土体小应变特性的HSS模型的有限元分析结果与实测数据都具有较高的吻合度,证明了模型的合理性。并验证了分布式光纤监测方案较常规监测手段在数据连续性和准确度方面也具有明显的优越性。本文的研究成果可为深基坑支护结构的变形监测和预警提供参考。     

某圆砾地层异形深基坑支护变形规律及开挖空间效应研究

以广西南宁某复杂周边建筑物环境的地铁异型深基坑工程项目为依托,通过建立三维有限元计算模型,仿真模拟基坑动态开挖过程,对比分析数值模拟与现场监测数据结果,得到异型深基坑开挖过程中建筑物变形沉降、围护结构水平位移、地表沉降和周边管线的变形规律。研究结果表明：基坑边中部围护结构的侧向位移和地表沉降值都显著大于基坑边角处的,呈现出明显基坑开挖的空间效应;当基坑开挖第3(粉土)、第4层土(圆砾)时移动大楼和七天酒店的建筑物沉降量分别占总的沉降量的68.8%、82.3%,说明第3、第4层土的开挖对建筑物影响最大;开挖第4层土时,地表沉降典型测点的实测和计算值的沉降量分别占总沉降量的62.9%、58.5%,表明在该基坑开挖中,圆砾层土层相比较于其他土层更为敏感,对基坑周边环境影响更大。     

软弱地层基坑支护结构内力特性与变形规律监测

为验证支护结构设计的合理性与安全性,对基坑支护结构的内力和变形进行研究.针对盘锦地下商业街的工程地质条件,采用现场监测方法,获得了钢支撑轴力、桩顶水平位移及周边建筑物沉降随时间的变化规律.监测分析结果表明:钢支撑轴力随开挖深度的增加而增加,其大小变化和开挖速度与方向、钢支撑架设与拆除时机、钢支撑与土的相互作用等因素有关;桩顶水平位移随开挖时间的推移而增加并最终趋于稳定,其变化主要是由土方开挖引起的,且与开挖后基坑无支撑暴露时间长短相关;周边建筑物沉降随开挖时间的递增而增大,增长速度前慢后快.通过与基坑支护结构内力与变形设计值及监测报警值进行比较,结果表明该基坑支护结构设计是安全合理的.     

地铁深基坑施工与邻近建筑的关联效应研究

目的研究地铁深基坑开挖对邻近建筑物的影响,分析造成建筑物产生沉降的不同因素,为类似地铁深基坑工程与对建筑物的保护提供可靠指导.方法以岩土数字软件MIDAS GTS NX为基础,结合沈阳地铁十号线北大营街站深基坑工程,建立土体与基坑围护结构相互作用的三维整体计算模型,并将数值模拟值与实测数据进行比较,检验模型的适用性;根据模型分析有哪些因素在基坑开挖时对建筑物变形有影响.结果距基坑边缘距离以及围护桩埋深度对建筑物沉降有较大影响,建筑物边缘距基坑边缘的距离为6 m时,基坑较为安全;基坑围护桩埋入土深度为1.5倍的基坑开挖深度时,可以较好地抑制相邻建筑的变形,超过这个临界点时抑制作用明显减小.结论当类似工程如果建筑物距离基坑小于6 m时,可以提前采取一些加固措施,如设置隔断墙,在开挖前采取提高围护桩入土深度来减小基坑支护结构和邻近建筑物变形.     

地铁站深基坑桩撑支护开挖变形

以济南地铁邢村站基坑开挖支护为工程依托,通过理论分析、数值模拟和监控测量相结合的方法,首先在理论方面阐明基坑变形的理论依据,然后利用有限元软件ABAQUS对邢村站基坑开挖的全过程进行了模拟,并结合现场的监测结果,对基坑开挖过程中围护结构的水平与竖向位移和基坑周边的地表沉降以及支撑结构的轴力变化进行了分析。研究结果表明：随着基坑的开挖,基坑顶部呈现出逐渐向坑内运动的趋势,并且随着开挖过程中支撑结构的施加,围护结构整体呈现出向坑内变形的“弓”形分布,在支撑施加的部位,变形明显减小;由于基坑开挖土体的卸荷,围护结构出现隆起变形;地表沉降曲线呈现“U”形分布,并且随着基坑开挖深度的逐渐增加,地表沉降最大值逐渐增大,基坑开挖的影响范围基本在0～20 m内;各道支撑的轴力呈现出逐渐增加的趋势,下部的支撑发挥作用的效应更明显,并且下部支撑轴力大于上部支撑的轴力。     

基于空间效应的土岩二元地层深基坑变形规律研究

为了研究土岩二元地层深基坑的变形规律,以徐州市地铁3号线南三环站深基坑工程为研究对象,监测不同施工阶段基坑围护桩侧移、基坑周边地表沉降和内支护轴力。同时,采用数值模拟方法进一步探究不同刚度放大系数和施工顺序下基坑空间效应的差异性。结果表明:土岩二元地层基坑有明显的空间效应,基坑围护桩变形和周边地表沉降要远小于土质基坑,围护桩最大侧移所处位置的平均值为0.439 45倍的开挖深度;随着刚度放大系数的减小,围护桩弯矩增大,基坑长边与短边展现出更加明显的空间效应,而阴角与阳角处的空间效应变化不显著;施工顺序对基坑空间效应有影响,分层施工的空间效应较分区分层施工更加显著。     

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。     

深基坑开挖对周边地表沉降变形的影响

为有效控制基坑周边地表的沉降变形,应用弹塑性大变形理论与有限差分理论,对哈尔滨地区桩-锚支护形式下深基坑开挖引起的周边地表沉降进行了数值模拟,分析了开挖深度、锚杆层数、建筑物距离对基坑周边地表沉降变形的影响规律及基坑周边地表沉降变形的量化范围。结果表明,基坑周边地表的沉降量与沉降范围随锚杆层数的增加而减小;建筑物的存在不仅增大了地表的沉降量,而且使基坑周围地表的最大沉降区向基坑方向移动;当建筑物与基坑的距离小于1.0倍基坑设计开挖深度时,建筑物距离对地表沉降变形的影响较明显;基坑开挖对周边地表的影响范围基本在与基坑边缘相距1.5倍基坑设计开挖深度范围之内。     

地铁车站深基坑施工中的变形监测研究

为了解决深基坑在施工过程中发生变形,严重会导致工程事故发生的问题,采用了现场实例方法,以广州地铁六号线东湖站基坑工程为例,描述了该车站基坑开挖的变形监测过程,并结合工程现场施工情况对监测数据进行了研究分析.结果表明,监测施工过程中基坑连续墙及支撑结构、支撑轴力、立柱、地下水位、周边建筑(构)物等项目的变形情况对工程安全施工具有重要作用.在施工过程中根据变形监测的结果,随时调整施工参数,优化设计并采取相应的处理措施,确保后续施工能够安全顺利地完成,为安全生产提供有力保障.