基坑卸载对临近地铁车站影响的数值模拟研究

为探究西安地区黄土地层新建基坑开挖对邻近既有地铁车站的影响规律,依托西安某新建基坑实际工程,借助MIDAS GTS NX有限元软件建立了基坑与既有车站结构三维数值模型,研究新建基坑开挖全过程中围护结构变形与内力、既有地铁车站位移与周边地表沉降的响应规律,将模拟结果与实测结果对比验证其准确性。结果表明：基坑开挖过程中,围护结构位移较小,钢管内支撑可以有效控制围护结构的变形;既有车站最大侧向位移、竖向位移均出现于车站中间部位,侧向变形曲线呈典型的“内凸型”,竖直方向表现为沉降变形,变形增长速率随着基坑开挖深度的增加有所减小;车站周边地表沉降随基坑开挖逐渐增大,至基坑开挖结束,最大沉降值为-8.63 mm;数值模拟结果与现场监测数据规律一致且偏差较小,开挖完成后围护结构的最大位移为7.20 mm,既有车站侧墙中间部位的最大水平位移为1.18 mm,基坑施工风险较低,基坑卸载对临近既有地铁车站影响较小。     

交通荷载对基坑围护结构变形特性的有限元分析

根据某地铁车站工程的地质特点和条件,采用有限元方法分析了交通荷载对地铁车站基坑围护结构变形的影响规律,并与实测结果进行了对比。结果表明交通荷载作用下基坑变形明显增大,并且随着基坑开挖深度的增加,总体呈增大趋势。研究结果对其他相似工程有借鉴意义。     

V-H组合荷载作用下基坑围护结构变形特性分析

为了探究竖向荷载(V)和水平荷载(H)组合作用下的地铁车站围护结构变形特性,以南宁地铁5号线某地铁车站基坑为依托,首先采用FLAC3D有限差分软件对基坑开挖支护进行数值模拟,将受V-H组合荷载和仅受水平荷载作用的基坑围护结构变形计算结果进行对比分析,然后将数值计算得到的规律与现场监测数据进行对比验证.结果表明:现场实监测值与数值计算值较吻合,受V-H组合荷载和仅受水平荷载作用的基坑围护桩变形形式一致,预先作用的竖向荷载对桩身变形形式的影响较小;预先作用的竖向荷载能使围护桩身最大水平位移位置下移,下移深度约为开挖深度的12.5％;监测结果显示,V-H组合荷载下的围护桩身最大水平位移增大约27％,削弱了围护桩的水平承载力,同时预先作用的竖向荷载使内支撑轴力增大约10％.     

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.     

大断面隧道施工对既有基坑围护结构挠曲位移影响规律研究

城市地铁工程建设中,常在地铁车站基坑建设后进行区间隧道建设,同时接入车站的出入场线隧道断面增大,对既有基坑结构造成严重影响.本文针对地铁大断面隧道出入场对既有基坑围护结构产生有害影响的工程问题,依托青岛市地铁4号线大河东站区间工程,研究既有基坑围护结构受隧道施工影响产生的挠曲位移.首先,综合全覆土压力与Terzaghi松弛土压力两种计算方法确定隧道断面垂直土压力及其对应的侧向土压力、掌子面土压力,并采用Mindlin应力解计算基坑围护结构上的附加应力;然后,计算并分析平衡状态下基坑围护结构上的横向附加应力;最后,考虑基坑围护结构的横向附加荷载,采用Midas GTS NX有限元软件构建隧道-土体-基坑围护结构3者共同作用的挠曲计算模型,分析基坑围护结构的挠曲位移变化规律.研究结果表明：随着大断面隧道向基坑方向的推进,基坑中下部围护结构会发生较大挠曲变形,在实际施工中应重点监测.研究成果可为车站基坑支护结构的设计优化、隧道接近与进站施工过程中的安全防控等方面提供理论依据.     

地铁车站基坑开挖与支撑施工技术探讨

基坑的加固要采取支撑加固、监控监测等综合技术与手段,确保整个基坑开挖体系的稳定与施工安全。本文主要结合某地铁车站的建设工程,对地铁车站的基坑开挖与支撑施工技术做了探讨。     

承压水基坑离心模型试验与现场实测分析

采用分析控制方程法推导了承压水基坑渗流-应力耦合场离心试验的相似规律,得到离心试验的相似指标和相似系数;针对上海地铁M8线黄兴路车站深基坑,对承压水基坑变形稳定进行了离心试验;最后,将基坑变形的试验结果与现场实测结果进行了比较.结果表明:离心试验与现场实测的基坑变形规律基本一致,基坑变形值两者最大相差在50%以内;采用离心模型试验可有效地模拟承压水基坑降压开挖施工中地面和围护结构的位移响应,可为承压水基坑设计施工提供可靠的依据.     

基坑开挖对地铁结构的影响分析

以周边基坑开挖对相邻广佛线某车站结构的影响为依托,采用midas GTS软件分析了基坑开挖对地铁位移及受力的影响。计算结果表明,基坑开挖对地铁结构的影响在规范允许范围之内,且略大于实际监测,对类似基坑的设计与施工有一定的指导意义。     

基坑开挖对近距离地铁隧道及车站影响的计算分析

基坑开挖引起地面不均匀沉降并导致周围地下构筑物倾斜、开裂等问题,一直以来受到人们关注。文中结合具体工程实例采用有限元法模拟基坑开挖过程的工况,分析基坑开挖对周围地铁隧道和地铁车站的影响,通过对比基坑开挖前后地铁车站和地铁隧道的位移和弯矩变化来判断基坑开挖和支护方式的合理性,提出相应的预防和保护措施,具有很重要的工程实际意义。     

后建车站基坑开挖及区间近距离下穿既有车站安全技术措施研究

本文以成都地铁某换乘站后建车站基坑开挖及区间近距离下穿既有地铁车站工程为背景,采用三维有限元方法分析研究后建车站基坑开挖及区间下穿对既有车站的叠加影响效应,重点研究后建工程实施对既有地铁车站结构及轨道的力学行为影响,提出切实可行的技术措施,并对施工全过程进行动态监测。研究结果表明:(1)应考虑后建车站基坑开挖及区间下穿对既有车站的叠加影响,以后建车站施工完成后的残余变形允许值作为区间下穿的控制标准;(2)后建车站基坑开挖卸载后,既有车站受偏压荷载发生扭转变形,后建车站支撑结构采用刚度较大的混凝土支撑,能有效控制既有车站的水平变形;(3)后建区间应尽量避免设置于既有车站柱下方,将支撑桩设置于既有车站柱下方,如不能将支撑桩设置于既有车站柱下方,应结合支撑桩实际受力状态进行设计;(4)后建工程实施后,支撑桩边桩轴压力增加2.6倍,应加强边桩设计。     

地铁车站深基坑拉槽分层开挖稳定性分析

针对地铁车站基坑开挖体量大、施工空间狭小、施工工序繁多,传统基坑开挖方法效率低的问题,提出拉槽分层开挖方法.结合乌鲁木齐地铁 1 号线某车站施工,采用数值模拟计算方法对比分析拉槽分层开挖方法与传统基坑开挖方法在施工过程中的基坑的稳定性,说明拉槽分层开挖方法的可行性.同时,结合该车站施工现场监测结果对拉槽分层开挖方法进行验证.结果表明:拉槽分层开挖方法可以保证车站基坑开挖的稳定性,且在施工组织管理和施工效率方面优势明显,可为类似工程提供参考.     

佛山地铁花卉世界站基坑开挖对周边环境影响研究

地铁车站基坑开挖施工过程容易发生基坑围护结构稳定性问题,也会对周围环境产生不利影响,引发安全事故甚至造成经济损失与人员伤亡.佛山地铁2号线花卉世界站基坑工程地质条件复杂,通过现场监测分析和数值仿真模拟,研究基坑开挖过程中的支护结构水平位移和轴力、邻近管线的受力与位移,以及邻近基坑建筑物的位移情况.结果显示本站围护结构0.6倍深度处水平位移最大,0.75倍深度处的支撑轴力最大,第三道支撑设置前的开挖容易引发最大的周边建筑与管线位移.本文的研究可为佛山地铁车站基坑风险预警体系的构建提供参考.     

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.     

注浆法加固基坑附近建筑物施工工艺分析

地铁车站基坑开挖施工会对附近建筑物造成一定程度的影响,尤其是当建筑物距离基坑边缘近,基坑深度大,土层工程性质差,建筑物自身稳定性差时,往往很难控制建筑物的沉降,采用袖阀管注浆加固土体是解决该问题的有效途径之一。该技术可以在基坑与建筑物之间的地层形成一道幕墙,减少了基坑开挖施工对建筑物产生的影响。本文以天津地铁某车站基坑开挖施工为例,对该项技术的应用进行了详细的阐述,并对其可行性及效果进行了分析。     

基坑变形数值分析中土体力学参数的确定方法

依托上海地区地铁车站基坑,提出了结合有限元的多目标反分析参数确定理论与算法,以不同开挖工况中的围护墙体水平位移和临近地表沉降作为目标,分析确定典型软土层的修正剑桥模型参数.对基坑开挖施工过程用ABAQUS进行有限元模拟,同时选取AMALGAM算法,利用Matlab对基坑工程中的土体参数进行反分析.结果发现,根据基坑开挖前一步实测变形确定的计算参数能够有效预测下一步开挖变形,开挖到一定深度时所确定的土体参数能够准确地预测后续步开挖的影响.证实了多目标反分析对后续施工步预测的精确度,并且得到了长寿路车站基坑第2~6步的9个土体参数反分析结果,可作为基坑工程的借鉴.     

列车振动荷载对邻近深基坑的既有站变形影响

通过模拟的轮轨激振荷载 ,分析新建的平行换乘车站深基坑开挖过程中 ,既有车站结构的动力响应 .分析认为 :在换乘站基坑开挖过程中 ,由列车动荷载引起的既有车站结构位移在允许值的 7%范围以内 ;车振荷载主要引起连续墙的竖向振动加速度 ,但基坑开挖后 ,竖向振动加速度变化不大 ,而水平振动加速度幅值有较大增长 .     

软土地层基坑群模型试验相似材料研制及应用

针对基坑群连续开挖存在的耦合效应,首先确定相似材料配比方案,其次通过正交试验得出合理的配比材料,进而设计基坑群模型试验,研究了两侧基坑叠加作用影响下车站基坑的围护结构和土体表层变形。研究结果表明：满足该软土地层相似常数的土层材料配比为石英砂：滑石粉：双飞粉：膨润土：水=0.27：0.27：0.232：0.058：0.17;相较于无邻近基坑开挖的地铁站,旁侧存在基坑开挖时由于相邻墙体引起的墙后土拱效应叠加而减小了坑间土体水平应力,进而减小开挖引起的围护结构受力和变形,但坑间土体沉降较大;基坑间距是支护结构变形的主要影响因素,两侧基坑间距位于1-2H之间（H为基坑深度）,接近1倍开挖深度一侧的叠加影响大于接近2倍开挖深度一侧。基于所配相似材料开展的基坑群模型试验具有很好的试验效果,对相关基坑群模型试验有一定参考作用。     

地铁车站基坑施工对运营明挖区间的影响分析

深基坑开挖会引起邻近地铁结构变形,影响地铁运营安全,因此在工程实施前应对基坑设计及施工方案对运营结构的影响进行有效的评估分析。以某城市一邻近既有运营地铁明挖区间的地铁车站基坑为研究对象,采用MIDAS-GTS有限元软件对基坑开挖进行模拟,分析了车站基坑施工对邻近既有地铁明挖区间的变形影响,并提出相应的措施降低影响,以满足运营要求。研究结果可指导本工程及类似工程实施。     

大连地铁车站基坑变形特性分析

为了研究大连地铁车站基坑变形特征以及基坑变形与开挖深度的关系,采用统计分析、数值拟合相结合的方法,通过对基坑实测数据的分析,结果表明:大连地区基坑墙后地表沉降最大值约为基坑深度的0.154%,基坑围护结构最大侧向位移值约为基坑深度的0.159%;最大地表沉降值与围护结构最大侧向位移值比为0.97,近于相等.研究结果可对后续地铁车站建设的设计提供一定依据,初步经济有效地控制由于车站深基坑变形引起的周围地层的移动.     

基坑开挖卸载对下部地铁的作用分析

随着城市建设的高速发展,越来越多的基坑开挖工程处于既有地铁上方,由于上部的卸载作用,对下方既有地铁会带来一定的影响。宁芜改线项目基坑工程位于南京地铁的正上方,坑底距地铁顶的距离仅为7.5m,基坑开挖对地铁影响的分析与计算成为该工程的关键之一,文章建立了该基坑工程的数值分析模型。计算结果与实测结果的分析表明,基坑开挖对开挖面以下土体具有显著的垂直方向卸荷作用,带动土体中的地铁产生位移,同时基坑开挖卸荷的速度和方式是直接影响既有地铁变形的关键因素。所得成果可为优化设计和施工提供有益的参考,为类似工程提供借鉴。