桩-墙叠合全预制装配明挖地铁隧道建造方案及工程应用

明挖法施工的装配式地铁隧道基坑围护桩通常为现场浇注混凝土桩，且只作为基坑开挖阶段的挡土结构，不将其作为侧墙永久结构的一部分，这种结构设计方法偏于保守，导致资源浪费。为此，提出桩-墙叠合全预制装配明挖地铁隧道建造方案，其主要特点是：基坑围护桩和隧道结构均采用预制结构且叠合布置，围护桩既是基坑开挖期间的临时挡土结构，同时也是隧道侧墙永久结构的一部分。以济南市济阳有轨电车明挖区间隧道工程为背景，开展围护桩和隧道侧墙叠合方案的比选。基于不同叠合方案结构受力分析和叠合施工方便性的综合考虑，提出在围护桩和隧道侧墙四角点进行叠合连接的措施；详细讨论了“桩-墙叠合方案、基坑预制围护桩布置、隧道主体结构装配分块、桩-墙叠合连接方法”;最后结合本工程试验段的施工，阐述了桩-墙叠合明挖隧道装配施工的关键工序及解决措施。     

砂卵石地层基坑开挖对侧方地铁交叉隧道和车站的影响分析

以成都某近邻运营地铁结构的基坑工程为背景,运用有限元法分析研究基坑大范围开挖卸载期间支护结构,尤其是斜撑加基底支挡桩支护形式的变形及受力特性,且重点分析基坑侧方地铁交叉隧道及车站的变形特性及受力变化。研究结果表明:(1)斜撑加基底支挡桩支护体系构造简单、受力明确;(2)基坑开挖卸荷使地铁隧道整体变形趋势表现为偏向基坑一侧,且变形分布形态呈"鸭蛋"状;(3)基坑开挖卸荷使侧方交叉隧道内力增大,且内力分布形态发生一定程度的偏转(偏向基坑侧),呈现出偏压状态,故实际工程中应加强动态监测;(4)基坑开挖期间近基坑侧车站端头发生整体上浮,而远离基坑侧发生下沉,即地铁车站发生一定程度的倾斜,因此基坑大范围开挖过程中应予以重点关注。     

盖挖法地下车站围护结构及顶板节点设计

以某盖挖法地铁车站施工为研究对象,探讨围护桩与车站主体结构结合的最佳结构形式,以及围护桩与主体结构关键连接节点的结构设计方案,并结合盖挖法工程特点及基坑开挖工况,将主体结构顶板参与围护体系同步计入计算模型,采用连续介质有限元法进行基坑设计。相关计算比较表明,设置结合梁替代以往扩大桩顶冠梁或设置连接件的优化方案,使结构受力体系更加明确,可有效减小主体结构构件尺寸,侧墙用钢量减少约30%。在进一步简化连接节点设计基础上,有效解决了节点处防水等施工难题。     

装配式地铁车站预制中板梁柱设计方案研究

以深圳地铁内支撑体系下的装配式车站为工程背景,研究车站预制中板梁柱设计的关键技术：中板设计需同时满足基坑支撑的受力转换及车站流水拼装的工艺要求;中板设计需满足吊装、拼装、基坑受力转换、正常使用等工况的受力要求;中板设计需满足楼梯及扶梯开洞的受力需求。针对以上问题,研究车站采用预制+叠合型式中板结构的流水拼装步序,对拼装步序中围护、中板结构受力及变形进行分析;通过采用预制+叠合结构型式的中板结构以满足施工阶段和使用阶段的受力要求;针对中板开设大孔洞的设计难点,通过孔内设置型钢支撑来满足拼装及基坑受力转换的需求,车站拼装完成后在孔边现浇纵横梁、叠合层等形成孔边加强结构,然后切除孔内型钢支撑形成永久开孔;并通过设置抗剪连接、叠合层、纵横梁体系等措施满足开孔受力需要。预制中板的设计措施研究,实现了地铁车站的全断面装配,进一步提高了地铁车站的装配率及流水拼装的工效。     

吊脚桩+超前微型钢管桩体系在地铁基坑工程中的应用

以紧邻国道、上软下硬二元结构地层的明挖两层两跨箱形框架结构车站青岛地铁3号线双山站基坑支护为背景,通过对当地建筑基坑的调查及场地地层的研究,采用吊脚桩+超前微型钢管桩支护体系,经过软件计算及对现场施工的反馈,支护结构受力和变形均在设计范围以内。结论:吊脚桩+超前微型钢管桩支护体系是适用于青岛当地上软下硬地层的基坑支护形式。     

组合支护形式在地铁车站围护中的应用

研究目的:通过介绍近年来对地铁车站围护结构组合的应用研究与实际应用经验,探讨和创新设计理念,以期达到安全经济的目的。研究方法:通过工程实践,结合工程周边环境、地质水文情况,对地铁车站围护结构形式和施工技术进行深入的阐述,并将单一的围护桩支护形式和土钉墙与围护桩组合形式进行了对比分析。研究结果:在基坑开挖过程及车站主体施工阶段,基坑围护经历了时间和恶劣天气的考验。通过对基坑的监控量测,基坑位移及地面沉降等各项数据都在控制值范围之内,充分验证了基坑的安全性。研究结论:在地质及周边环境允许的情况下,基坑围护采用上部放坡土钉支护、下部排桩 内支撑或预应力锚索支护方案,有利于土方挖运,提高了机械利用率,施工进度快,且节约了成本;设计时应根据地质勘察报告,分析场地土的性质,根据理论分析、类似工程的经验和监控量测结果,及时修正设计参数。     

基坑开挖对既有地铁结构变形影响的研究

深圳市曦湾名苑基坑工程西侧紧邻已运营的地铁2号线车站和区间隧道,采用 MIDAS-GTS 有限元软件建立三维数值分析模型,对基坑施工的全过程进行动态模拟,研究了基坑采用咬合桩、支护桩和止水帷幕结构施工时基坑围护结构与地铁结构变形的相互关系.研究表明:基坑采用钻孔咬合桩,围护结构的选型合理;采用钢筋混凝土支撑体系受力明确,基坑护壁的变形小于一级基坑限定的数值;土体变形与卸荷引起既有地铁车站与隧道的变形未超出安全限值;施工过程中应加强基坑监管和控制.     

复合立柱桩支承下深基坑围护结构变形性状

研究目的:基坑工程中支护结构与主体结构相结合,不仅对基坑稳定性有着重要影响,而且还具有较大的工程应用价值。本文以济南轨道交通R1线演马庄西站基坑工程为例,针对车站主体结构永久立柱兼作竖向临时支撑这一新型结构形式建立三维数值计算模型,以挡墙围护结构的水平侧移作为基坑稳定和安全性评价指标,讨论立柱桩的插入比、直径和间距等因素变化对基坑挡墙结构侧移的影响,并给出在济南黄河厚冲积地层条件下深基坑支护体系中立柱相关参数的取值建议。研究结论:(1)增加立柱桩插入比对围护桩的约束起到的作用有限,类似条件工程的插入比建议值为0.5～0.7;(2)立柱桩直径为400～500 mm时,能够有效地限制围护桩的水平侧移;(3)立柱桩间距对围护桩的水平侧移存在一定的影响,类似条件工程的立柱桩间距建议值为7.5～9.5 m;(4)本研究成果可应用于采用新型支护方法的深基坑工程设计与施工中。     

某地铁深基坑桩撑支护结构施工力学行为分析

研究目的:特殊红砂岩地层严重影响兰州地铁车站深基坑支护施工安全,因此研究特殊红砂岩复杂环境下深基坑施工力学行为迫在眉睫。本文以兰州地铁1号线东方红广场站深基坑桩撑支护结构为工程背景,依据现场监测结果和数值计算模型对比分析了围护结构、周边建筑物及地表沉降的位移变化规律。研究结论:(1)数值模拟结果和现场监测结果对比分析表明,两者的结果相近,变化趋势基本一致,说明运用生死单元法对基坑开挖支护分析的结果可以为深基坑的设计与施工提供有效指导;(2)现场监测桩顶水平位移最大值为10.51 mm,小于30 mm的控制值,这说明咬合桩+钢支撑的支护结构可以有效地控制兰州特殊红砂岩地层基坑位移;(3)随着基坑开挖和支护的持续进行,桩身的前倾型变化曲线逐渐成为"鼓肚"形,最大测斜值为10.56 mm,发生于2/3倍的开挖深度附近;(4)随着基坑的不断开挖,周边建筑物距离车站越远,其竖向沉降位移越小;(5)基坑周边的最大沉降发生于距离基坑边缘1/3倍坑深处;(6)本研究成果可为兰州地区类似特殊地层地铁深基坑的设计与施工提供指导。     

明挖地铁车站叠合墙与复合墙方案比选

以深圳地铁白石洲车站为例,从结构体系特征、施工难度与工程质量、工程造价等方面,对明挖地铁车站叠合墙与复合墙方案进行综合分析比较,并提出作者观点。     

新型预制装配式地铁车站结构横断面受力性能研究

预制装配式地铁车站具有能缩短工期、改善施工质量等优势。结合地铁车站主体结构常用的双层三跨矩形断面形式,建立了整体有限元模型,研究了这种新型预制装配式结构在使用阶段的受力变形规律,为预制装配式地铁车站在未来的工程应用提供力学支撑。     

上海地铁内江路站基坑支护结构设计

上海市轨道交通12号线内江路站紧邻黄浦江,站位所处地层主要为流塑状淤泥质黏土,地下水位埋深约1m,地质条件极差。以该车站基坑支护结构设计为依托,详细阐述采用SAP84有限元程序建立荷载-结构模型对叠合墙体系进行内力增量分步叠加法计算的过程,以及钢筋混凝土与钢管相结合的内支撑体系设计。目前,车站的主体和3个附属结构已经完工,工程进展顺利,说明基坑支护结构设计方案合理。     

膨胀土地区地铁车站轨排井设计与分析

地铁车站轨排井通常情况下采用传统的悬臂围护结构、围护结构+锚索等基坑支护方式,然而膨胀土地区的独特岩土特性导致不能使用锚索,因而需要采用车站主体结构承担全部水、土荷载。文章通过对成都地铁2号线保安村站轨排井设计方案进行优化调整和有限元分析,提出膨胀土地区车站轨排井设计采用主体结构受力方案,轨排井使用和监测结果表明优化调整后的轨排井满足设计要求。     

软土深基坑施工配合抢险总结与研究

以佛山地铁3号线美旗站深厚软土基坑工程施工为研究对象,收集和统计施工过程中围护结构变形与支撑内力变化情况,并将统计结果与理论计算值进行对比,分析和总结围护结构受力变形与理论值产生较大差异的原因。针对现场连续墙开裂问题及时进行应急处理,合理调整设计施工方案,实现主体结构顺利封顶,切实有效防止安全事故发生。结合现场施工配合抢险经历,对地铁车站软土深基坑工程围护结构从设计和施工方面提出建议,进一步完善了深厚软土区域地铁地下车站建设技术,推动地铁地下围护结构形式选取合理化,为今后类似地质条件地铁车站深软土基坑工程围护结构方案设计提供一定的借鉴。     

地铁车站支护与主体结构相结合深基坑变形

依托济南某地铁车站基坑工程,建立考虑土与结构共同作用的三维数值模型,模拟支护结构与主体结构相结合的基坑施工全过程,研究基坑的围护桩侧移、坑外地表土体沉降和坑底土体回弹规律.结果表明:随着开挖深度的增加,围护桩向基坑内部运动,且最大侧移沿桩身逐渐增大,最大值为开挖深度以上1m 左右;混凝土立柱的存在会明显加大围护结构的整...     

基坑不同施作顺序引起邻近车站变形对比分析

研究目的:邻近已建成地铁车站深基坑开挖卸载会引起车站结构不均匀变形,而不同施作顺序对其变形特性的影响还缺乏系统认识。结合长沙地区某地铁车站工程实例,基于数值方法对不同施作顺序下深基坑开挖引起的邻近地铁车站变形规律进行对比分析,并探讨车站基坑明挖顺作段和盖挖逆作段在不同开挖深度时围护结构及车站主体结构的变形特性。研究结论:(1)随着开挖深度的增加,地铁车站围护结构水平变形逐渐增大;(2)明挖顺作段由于基坑开挖引起的邻近地铁车站变形要明显大于盖挖逆作段;(3)盖挖逆作段由于基坑开挖引起的地面沉降变形较小,而不同施作顺序下地表沉降值均在结构安全和正常使用要求的范围之内;(4)该研究成果可为邻近既有地铁车站深基坑设计与施工提供参考。     

地铁车站钻孔咬合桩围护结构的关键施工工艺

以杭州地铁秋涛路站围护结构设计为背景,对钻孔咬合桩的关键施工工艺进行论述,并对施工中常见问题的处理措施进行系统归纳。钻孔咬合桩是国内近年来深基坑工程中,特别是地铁车站基坑工程中常用的围护结构形式,在富水地层中有较强的适用性,其较地下连续墙围护结构形式造价低、施工难度小、对环境影响小;较钻孔桩+旋喷桩止水帷幕围护结构形式防水效果好、结构刚度大。杭州地区的地质条件在华东地区,甚至广深地区均有一定代表性,因此,针对杭州地铁车站基坑围护工程,对钻孔咬合桩施工工艺的重点及难点、解决措施进行论述。     

不同桩撑支护形式的地铁明挖车站基坑变形监测研究

为研究不同桩撑支护形式的地铁明挖车站的基坑变形规律,对北京地铁6号线二期2座采用直径800 mm围护桩+3道钢支撑支护形式,1座采用直径1 000 mm围护桩+2道钢支撑支护形式的明挖车站基坑变形监测数据进行分析。研究表明:(1)两种桩撑形式下的基坑外地表沉降、桩顶水平位移和桩体水平位移变化规律接近;(2)基坑外地表沉降、桩顶水平位移、桩体水平位移分别在0.15%H、0.1%H、0.15%H范围以内(H为基坑开挖深度);(3)直径1 000 mm围护桩+2道钢支撑支护形式下的基坑变形更小,同时针对盾构先行过站而后开挖车站基坑的工程,直径1 000 mm围护桩+2道钢支撑支护形式可在综合费用几乎不变的情况下显著缩短工期,因此可为今后类似工程提供借鉴。     

TRD工法联合伺服钢支撑在地铁深基坑中的应用

软土区地铁深基坑开挖围护结构中,TRD型钢水泥土搅拌墙使用越来越广泛,由于其为两种刚度相差较大材料的组合围护结构,TRD型钢水泥土搅拌墙的承载及变形机理与传统的连续墙差别较大。软土地区基坑工程,在支护结构设计及施工过程中,由于土体性质、荷载条件、施工环境的复杂性等因素,传统的钢支撑轴力在开挖过程中损失较为严重,伺服钢支撑作为轴力补偿的一种有效措施,在地铁深基坑支护结构中得到推广应用。宁波钱湖南路地铁站深基坑采用了TRD型钢水泥土搅拌墙作为围护结构,同时采用伺服钢支撑轴力补偿系统作为内支撑,对比分析实测围护结构水平位移,结果表明TRD型钢水泥土搅拌墙与伺服钢支撑轴力补偿系统作为内支撑的结合,可以较大减小围护结构最大水平位移。研究结论为软土区地铁深基坑开挖支护提供了设计、施工、安全控制等参考。     

柔性基坑支护体系的局限性与应对措施研究

研究目的:本文以重庆市土岩组合地层中某地铁车站深基坑工程变形控制为例,对基坑变形原因进行分析,提出变形控制措施,进一步通过计算分析,得出基坑桩锚柔性支护体系在控制基坑大变形时的缺点,并明确桩锚撑组合支护体系的优势。研究结论:(1)基坑变形过大的原因可分为内因与外因两大类,其中地层软弱分界面倾向基坑侧、降雨导致分界面地层强度参数降低以及锚杆柔性支护体系控制变形能力较弱是基坑变形超限的内因,施工爆破、地表塔吊超载是基坑变形超限的外因;(2)基坑失稳在很大程度上取决于变形超限,而非围护结构强度破坏,实际工程中应加强变形监测与动态反馈;(3)桩锚体系下,锚杆作为一种柔性支撑结构对控制变形的继续发展作用有限,桩锚撑组合支护体系可有效地将原锚杆承担的荷载转移至内支撑,从而减小锚杆的拉力与变形,达到控制基坑稳定的目的;(4)该研究结论可为类似工程提供理论支撑与应用参考。