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.     

西北地区地铁基坑降水对周围环境影响的计算方法

为保证西北地区地铁建设的顺利进行,通过对西安和兰州的地铁车站深基坑降水工程进行研究分析,总结地铁车站深基坑降水引发基坑周围地面沉降变形的附加沉降估算公式和考虑渗流力作用的沉降计算公式,并结合实际工程对两种理论计算结果与实测沉降结果进行对比分析.结果表明:附加沉降估算公式的计算结果相对于实测沉降结果偏保守,应代入经验系数使结果更符合实际情况;考虑渗流力作用的沉降计算公式相比于附加沉降估算公式在精度上有很大提高,与实测沉降结果较为接近,可作为西北地区地铁基坑降水对周围环境影响的计算公式.     

基于弹性地基梁模型的交叠隧道衬砌变形研究

新线隧道近距离穿越既有隧道是城市地铁网开拓中的重点和难点,具有重要研究价值。根据交叠隧道的变形特点,提出了计算既有隧道衬砌变形和内力的理论模型,推导了新线隧道近距离开挖穿越时,既有隧道衬砌变形和内力的相关计算公式,并对既有隧道衬砌拱底变形槽反弯点处的沉降量和最大下沉坡度角的计算结果进行了分析。以青岛市地铁交叠隧道工程为背景,通过一系列数值仿真试验分析了理论公式计算结果的可靠性和合理性。     

深基坑开挖引起的周边地表变形预测

应用模糊数学理论推导出的Fuzzy测度模型,根据实际基坑的情况对地表下沉公式积分范围进行了修正,使用Matlab语言编写了预测地表下沉及水平位移变形的程序.对深基坑开挖引起地表下沉及水平位移变形量进行预测的结果表明:该模型对基坑周围土体变形量的预测结果与实测情况吻合较好,所获得的理论公式可应用于深基坑工程开挖引起的地表移动变形预测.     

地铁风道近接下穿既有地铁车站引起的结构变形

为保证北京某新建地铁风道工程近接施工安全,借助FLAC3D软件对该风道CRD工法的施工过程进行动态数值模拟。计算模型为地层结构模型,土体材料模型采用摩尔-库仑准则。结果表明:既有地铁车站最大沉降量为2.54 mm,发生在该车站东南出入口及风道结构转接的位置,车站与出入口的连接处最大沉降量为0.63 mm。靠近新建地铁风道开挖一侧的既有车站出入口侧墙最大水平位移为0.49 mm,车站与出入口连接处的纵向最大水平位移为0.28 mm。新建地铁风道工程对既有地铁车站整体结构变形影响较小,既有车站最大沉降量及轨道最大差异沉降值均在安全范围内。该研究为地铁工程的设计与施工提供了有益参考。     

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.     

基坑对称开挖引起下穿隧道竖向变形解析解初探

深基坑施工引起的邻近地铁隧道变形是我国城市轨道交通施工安全控制和风险评估中较为关心的一类问题。目前针对该问题的理论研究,大都采用Mindlin解求基坑开挖作用在地铁隧道上的附加应力;然后基于Winkler地基模型求解隧道的变形;该方法没有考虑软土的流变性以及地基变形的连续性。根据弹性理论的经典解答Mindlin公式,同时考虑软土的非线性流变性,推导出基坑对称开挖引起下方隧道附加应力的简化计算公式。采用Pasternak双参数地基模型,建立隧道竖向变形的平衡微分方程,得到两侧深基坑开挖引起下穿地铁隧道竖向变形和内力的实用计算表达式。通过将某市深基坑工程下方的隧道变形监测结果与Pasternak地基和Winkler地基计算结果进行对比,验证了采用Pasternak地基的优越性和提出的理论计算方法的有效性。     

合肥地区地铁车站深基坑稳定性分析

文章以临近某国家级实验室的地铁车站深基坑为研究背景,针对合肥地区上层为黏性土、下层为泥质砂岩的地质状况,研究了地铁车站深基坑施工对周边建筑物的影响,确保基坑和支护结构安全施工。采用有限元分析软件MIDAS/GTS建立了弹塑性有限元模型,针对不同的围护设计形式对基坑变形进行敏感性分析,并对车站深基坑开挖的施工过程进行仿真模拟计算,预测深基坑开挖将产生的基坑变形及对该实验室的影响。研究结果表明:钢支撑施作位置的不同对基坑的侧向位移有一定的影响;对于不同的围护桩入土深度,土体向基坑内侧变形的趋势基本相同,随着入土深度的增大,基坑的侧向变形有所减缓;围护桩+钢支撑的围护形式对基坑土体侧向位移及周边地表沉降有较强的限制作用。研究成果对该地铁基坑的安全施工具有重要的现实指导意义。     

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.     

地铁车站深基坑半逆作法施工的环境变形控制分析

针对紧邻多栋7层建筑和高架地铁车站的深基坑工程,提出了地铁车站基坑半逆作施工方法并分析了环境变形控制效果.根据地铁车站的特点和周围环境控制要求,通过对比分析确定了结合临时支撑和逆作中板的半逆作施工方法,综合顺作法和逆作法的优点.对紧邻浅基础7层建筑和高架地铁车站沉降监测的结果表明：高架车站和多层建筑的沉降与差异沉降均在控制要求以内,距离基坑仅0.4 m的建筑物最大沉降小于10 mm.在逆作中板制作完成后,各测点的沉降曲线趋于平缓,即半逆作法可有效控制基坑施工后期深部开挖引起的环境变形.该方法在保证施工效率的基础上,将基坑周围变形控制在有效范围内.     

PBA法扩挖大直径盾构隧道修建地铁车站地表沉降控制

北京地铁14号线试验段采用土压平衡盾构修建,并结合PBA(Pile-Beam-Arch)法小规模暗挖拓展区间隧道形成地铁车站.这种工法可以有效地解决地铁车站和盾构隧道施工之间的矛盾,但没有经验可以借鉴.综合运用预测地表沉降的经验公式、相关统计资料和规范及数值模拟方法,对PBA法扩挖大直径盾构隧道修建地铁车站的过程进行地表沉降分析.结合北京地铁车站地表沉降控制基准值和现有地铁车站地表沉降统计数据,提出地表沉降控制标准,并按照三级控制的管理方法,分级分步进行地表沉降控制,研究结果对工程施工有一定的参考价值.     

考虑扰动影响的地基非线性沉降分层总和分析方法

为预测工程地基土体沉降,针对受到施工扰动影响的地基土,基于扰动状态概念分别以抗剪强度和相对密实度为扰动参量建立扰动因子函数,从而提出能够考虑扰动影响的地基土修正Duncan-Chang模型.首先,考虑地基土实际应力状态,将地基土沉降变形视为由附加静水压力和附加偏应力引起的两部分变形之和,建立地基土沉降变形分析模型;其次,考虑地基土的应力历史并采用分级加载分析方法,给出了不同埋深地基土初始变形模量的确定方法;然后,基于虎克定律和修正Duncan-Chang模型并采用分级加载分析方法分别建立由附加静水压力和附加偏应力作用下的地基沉降变形计算模型,给出了考虑附加应力影响的地基土变形模量的确定方法;最后,将本文方法应用于工程实例并进行了沉降变形分析.研究结果表明:本文方法在反映地基土扰动程度、应力状态和应力历史等方面具有一定的优越性和可行性,其计算结果符合沉降预测规律.     

高填方涵洞地基承载力分析

通过理论方法与数值模拟分析了地基土黏聚力和内摩擦角对涵洞地基承载力与沉降的影响.并根据高填方涵洞工程的受力特性,提出了综合考虑强度与沉降控制的承载力基本容许值确定方法.在<公路桥涵地基与基础设计规范>(JTG D63-2007)天然地基承载力公式的基础上.提出了考虑深、宽修正的复合地基承载力计算表达式.数值模拟和现场实测结果表明,综合考虑强度与变形要求来确定高填方涵洞的地基承载力,并进行深、宽修正的计算方法是合理的.     

高速铁路CFG桩-筏复合地基沉降试验研究

为了解路堤荷载作用下CFG桩-筏复合地基沉降变形特性,在京沪高速铁路凤阳试验段进行了沉降变形现场试验.设置沉降板、观测桩和测斜管,分别监测地基面桩土沉降、路基顶面沉降和地基侧向水平位移,分析了沉降变形随路堤填筑高度和时间的变化规律,探讨了双曲线沉降预测方法.研究结果表明:CFG桩-筏复合地基沉降随路堤填筑高度和时间的增加而增大;路基经过6个多月的静置后,沉降已趋于稳定;复合地基总沉降量小于15 mm,桩土沉降差小于2 mm;路堤坡脚线外1 m处的地基侧向最大水平位移小于4 mm;采用双曲线法进行路基沉降预测是可行的,且预测精度较高.采用CFG桩-筏复合处理后的地基总沉降、沉降差和水平位移均较小,路基沉降稳定较快,能够提高路基的稳定性并缩短工期.     

沈阳某超深基坑支护系统监测分析

通过现场监测的方法,对沈阳某超深基坑的支护设计进行了研究.结果表明:该超深基坑采用桩锚支护方案,总体可行,但支护结构变形过大,安全储备不足,类似工程应采取相应措施来提高支护设计的安全性;附近地铁隧道开挖,对基坑稳定影响很小,支护设计可不予考虑;地基土冻胀对该基坑稳定性的影响不可忽略,是沈阳越冬基坑工程所要考虑的一个因素.研究结果为沈阳地区的超深基坑工程设计和施工提供了重要参考.     

地铁深基坑开挖对周围地表沉降的影响

为研究基坑在开挖期间引起的地表以及地表上建筑沉降的规律,在理论分析的基础上,结合沈阳柳条湖站基坑现场监测数据,提出了地表沉降数值计算模型,并对计算模型中的参数进行了分析.研究结果表明:考虑支护结构侧移影响下建立起来的数值计算模型具有一定的合理性,能够很好地预测基坑周围地表的沉降趋势;基坑沉降计算模型的建立实现了定量地分析地表沉降问题,能够准确计算基坑周围不同距离地表的沉降值.研究初步建立计算地表沉降的模型,有助于完善沈阳地区地铁车站设计施工过程中地表沉降分析和预测的理论.     

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.     

浅基础建筑物最终沉降量分析与预测

建筑物地基的沉降对于正常使用有很大影响,应用分层总和法计算地基的最终沉降量与实测的最终沉降量往往有较大的差距,因此有必要从已有的建筑物沉降观测资料中探求建筑物最终沉降量与建筑物及地基参数的关系,并将这种关系表示为沉降经验公式,作为预测和控制建筑物沉降量的依据.本文从弹性力学半空间理论出发,提出了浅基础建筑物最终沉降量的影响因素及其预测公式,与实测资料相比较,结果表明所提出的预测公式可基本正确预测出浅基础建筑物的最终沉降量.     

深基坑周围地表任意点移动变形计算及应用

深基坑周围地表任意点移动变形计算及应用唐孟雄，赵锡宏首先用回归分析方法求得深基坑挡土墙侧向位移函数，并导出挡土墙任意剖面沉降的最大下沉值，得出地表任意点沉降计算公式，并推导出地表任意点沿任意方向的倾斜、曲率变形及曲率半径．最后从管道在基坑开挖过程中是...     

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。