地铁换乘车站深基坑支护体系测试研究

研究目的:城市地铁换乘车站基坑施工难度大,维护结构安全性和稳定性尤为重要。针对某换乘车站工程地质条件、周边建筑环境和工艺特点,选取合适的围护方案和水平支撑体系。采用现场测试方法,分析基坑围护桩水平位移和钢支撑轴力变化规律,得出城市地铁换乘车站基坑支护有益结论,为相类似工程提供借鉴。研究结论:基坑开挖过程中,围护桩的变形随着开挖深度的增加而增大,由于桩顶设置有冠梁,围护桩变形最大值出现在开挖深度的中下部,随着开挖深度的增加,最大位移值的位置也随之下移。支撑轴力值在开始时增加量很大,随着基坑的开挖和下一道支撑的安装,变化幅度不大;施工过程中各道支撑的实测轴力占设计值百分比均小于70%。     

环境温度变化对地铁车站深基坑受力影响分析

为分析地铁车站深基坑施工期间温度变化对支撑轴力的影响,根据多层深基坑中各道支撑与对应土体间力的平衡与位移协调条件,提出了计算地铁车站深基坑中多层水平支撑温度应力的实用计算方法。相应数值分析结果表明:理论计算值与实测值较为一致,支撑轴力和位移增量随温度近似呈线性变化,环境温度对支撑轴力的影响不可忽视。     

西安地铁车站深基坑变形规律的有限差分法模拟

采用数值模拟与现场实测相结合的方法研究西安地铁车站深基坑变形规律。计算结果表明,桩身水平位移能够直接反映围护结构变形特性,围护桩水平位移最大的地方发生在基坑中部到三分之二基坑深度处,基坑周边地表沉降槽中心距坑壁8 m。将数值计算值与现场实测值对比分析发现,各个工况下桩身水平位移、内支撑轴力以及基坑周围地表沉降的实测值和模拟值趋势基本一致,表明FLAC(有限差分法)数值模拟可为施工前深基坑围护结构设计方案的可行性做出合理评价。     

成都地铁17号线东延伸段膨胀土胀缩变形力学特性

为了研究成都地区典型膨胀土深基坑的支护参数，采用现场调研、室内试验、数据分析和现场监控量测等方法，以成都地铁17号线二期东延伸段威灵站深基坑工程为例，开展膨胀土的自由膨胀率、无荷载膨胀率及膨胀力等胀缩变形力学特性研究。结合现场施工监控量测分析，研究了各施工步骤下基坑的支护桩水平位移、断面支撑轴力和地面竖向位移的情况。研究结果表明：(1)该地区膨胀土主要分布在地下5～10 m深度处，主要为弱膨胀土，自由膨胀率在50%以内；(2)试验土样的无荷载含水率与含水率有较大的关系，遇水后的无荷载膨胀率随着土样含水率的增加而降低；(3)随着土体含水率的增加，试验土样的膨胀力呈线性降低趋势；(4)随着基坑的开挖，支护桩的水平位移逐渐增大，其主要发生在第1道支撑和第3道支撑之间，桩体主要向基坑内侧偏移，少部分向基坑外侧偏移；(5)支撑轴力出现过大的现象，当开挖至轴力监测点ZL32-3支撑位置时，ZL32-1测点处的支撑轴力超过设计值约50 kN;(6)从地面竖向位移监测结果来看，该工程深基坑开挖支护设计总体可控。     

黄土地区地铁车站深基坑变形规律

以黄土地区西安地铁车站深基坑工程为依托,通过FLAC软件建立模型,模拟分析深基坑围护桩桩体水平位移特性、地表沉降规律和钢支撑轴力变化规律.实际监测结果与模拟结果基本一致.研究结果表明:车站深基坑采用钻孔灌注桩加内支撑联合围护形式有效限制围护桩桩体水平位移和地表沉降;钢支撑的及时架设能够明显限制深基坑变形,为施工安全提供保障.     

厚冲积黏性土层基坑支护结构力学行为研究

为研究厚冲积黏性土层基坑桩锚支护结构在基坑开挖支护过程中的力学行为,以济南市某大型深基坑为工程背景,通过理正深基坑、FLAC3D软件对不同工况下桩锚支护结构体系进行了工程试算与数值模拟。结果表明:理正深基坑软件推知围护桩水平位移、弯矩和剪力最大值分别为-42.44mm、684.53kN·m和183.56kN,3道锚索轴力分别为125.3kN、185.3kN和155.3kN;采用FLAC3D软件模拟求得基坑开挖时地表沉降、围护桩水平位移最大值分别为35.4mm和37.6mm,3道锚索轴力分别为148kN、202kN和186kN。经对比分析可知,数值模拟误差可控制在20%之内。     

温度变化对地铁深基坑支护体系的影响研究

济南地铁烈士陵园站深基坑支撑轴力监测数据表明,支撑轴力变化随大气温度变化十分明显。为深入研究温度变化对地铁深基坑支护体系的影响,运用有限元计算分析地下连续墙厚度、刚度及支撑刚度在不同温度应力下对地下连续墙水平位移和支撑轴力的影响规律。计算结果表明,连续墙墙顶水平位移和支撑轴力随温度变化呈线性变化,随着温度升高,第1道支撑轴力逐渐减小,第2道和第3道支撑逐渐增大,第3道支撑轴力增幅更大;支撑刚度对支撑轴力的影响最为显著,地下连续墙刚度对墙顶水平位移的影响最为显著,地下连续墙厚度对墙体最大水平位移影响最为显著;温度变化20℃支撑轴力的变化幅度为13%~26%。     

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。     

宁波软土地区相连深基坑开挖施工时空效应实测分析

软土深基坑施工期变形具有明显的时空效应,以宁波软土地区相连深基坑为工程背景,对软土地区相连深基坑开挖的时空效应开展研究。基于基坑施工过程中地表沉降、地连墙水平位移、支撑轴力的监测数据,分析施工工序、开挖深度等因素对不同位置处基坑结构与土体的变形影响,并通过有限元软件对2基坑同时开挖的情况进行计算讨论。研究结果表明:采用2个基坑单独开挖的顺序,在一个基坑开挖时,已完成的地连墙或已封顶的车站结构将对这一侧的地表沉降和地连墙水平位移有较好的约束作用;地表沉降与地连墙水平位移在基坑长边上的值大于端头部分,且这2个变形值具有明显的深度效应,即随着开挖深度的增加,变形值增加更快;支撑轴力的变化主要受开挖土体的位置影响,越近的土体开挖,支撑轴力增加越大;若采用2基坑同时开挖的方式,控制中间部分地连墙的变形将是重点,施工安全也面临较大挑战。     

杭州市秋涛路地铁车站深基坑钢支撑轴力监测与分析

通过对杭州市秋涛路地铁车站深基坑工程钢支撑轴力进行监测,分析了基坑在施工过程中轴力的变化规律。分析结果表明：在基坑开挖过程中,每道支撑架设后其轴力一般是逐渐增大,当其下的一道支撑开始受力时该道支撑轴力达到最大值,并随着各道支撑间的应力调整逐渐趋于稳定,部分支撑轴力的最大值出现在回筑阶段换撑的过程中。标准段除第1道支撑设计偏于不安全外,其它各道支撑实测轴力最大值约为设计值的20%～70%,各道支撑竖向间距设计不合理;端头井支撑实测轴力最大值约为设计值的30%～50%,设计值偏于保守,远小于设定的警戒值。     

深基坑监测技术在工程实施中的应用分析

以长江一级阶地某深大基坑为例,根据深基坑周边环境、水文地质条件等确定工程监测重点及监测报警值,介绍了支护结构顶部水平和竖直位移、临近建(构)筑物竖向位移、管线沉降、水位监测、土体深层水平位移和支撑轴力的监测方法。监测结果表明,支护结构顶部水平位移小于15 mm且竖向位移较小,临近建(构)筑物和管线沉降相对较大,但均未超过报警值。另外,部分支撑轴力超过报警值,但经过分析,确定其整体结构仍处于安全状态。研究成果验证了在长江一级阶地二元结构地层,深10 m左右的基坑采用单排围护桩结合一道钢筋混凝土内支撑及三轴搅拌桩止水帷幕的围护设计合理可行。     

利用既有车站作为重力式挡墙的换乘车站深基坑支护设计方案

宁波轨道交通1号线T形换乘大卿桥车站同步施工了换乘节点,1号线已建车站为地下二层,后建4号线换乘车站为地下三层,后建车站深基坑施工需对既有的车站进行保护。采用三维有限元分析比选了不同基坑支护设计方案对既有车站变形和内力的影响,从而确定合理的支护方案,并将计算结果与监测数据进行了对比分析。结果表明:已建车站整体纵向刚度大,能够有效减少基坑开挖引起的变形,在基坑开挖过程中可以对既有车站结构不设置斜支撑。利用既有车站结构作为重力式挡墙有利于减少施工工序,缩短施工周期。     

兰州地铁湿陷性黄土深基坑在降低水位条件下的渗流稳定性分析

以兰州某地铁湿陷性黄土深基坑工程为研究对象,对深基坑开挖施工过程中钻孔灌注桩的桩体水平位移、坑周地表沉降、支撑轴力和地下水位进行实时监测;采用Midas Gts软件建立车站端头井的三维渗流应力耦合模型,分析车站深基坑在降低水位条件下的渗流稳定性。结果表明:在水位降低条件下开挖深基坑,随着开挖深度的增加,桩体的水平位移增大,而且呈现桩体中间的增幅大、两端的增幅小的特征,桩体最大水平位移通常出现在基坑开挖深度的1/2至2/3处;钢支撑的拆除对相邻钢支撑的轴力有较大影响,因此拆除钢支撑时应合理设计拆除方案;孔隙水压力由坑内向坑外呈现增大趋势;在深基坑内侧降低水位对围护结构的影响较小,而在深基坑外侧降低水位会导致有效应力增加,加大地面沉降;数值模拟结果与现场监测结果较为接近;采用钻孔灌注桩加钢支撑这一支护形式能够有效地控制湿陷性黄土深基坑围护结构的变形和坑周的地表沉降。     

苏州地铁超宽超深基坑工程监测与分析

介绍了苏州地铁东端头井超宽超深基坑工程的支护设计、施工和监测方案,重点分析支护结构的水平变形、支撑轴力的变化规律、基坑周围地表沉降以及地下水位变化情况.监测结果表明,工程设计方案的实施和施工过程中的信息化控制技术有效地保护了基坑周边的环境.     

铁路数据中心建筑基坑支护关键技术及监测分析

位于天津市武清区的中国铁路总公司主数据中心建筑基坑工程,采用三轴水泥土搅拌桩、钻孔灌注桩及一道钢支撑体系相结合的基坑支护方案。本文阐述基坑支护的关键技术,并分析施工过程中围护结构水平位移、竖向位移及支撑轴力的监测数据。结果表明:围护结构最大水平位移13. 5 mm,最大竖向位移7. 7 mm,周围建筑物最大水平位移3. 65 mm,基坑周边地表最大沉降量4. 8 mm,支撑轴力最大增量25 kN,地下水位最大变化量-10. 60 m。位移及轴力监测结果满足规范要求,支护结构安全可靠。该基坑支护结构实施方案可为类似项目基坑设计提供参考。     

入土深度和预加力对基坑支护结构变形及内力的影响

文章以某深基坑工程为背景,采用弹塑性本构模型,考虑地下水渗流作用,进行了基坑分步开挖有限元数值模拟。分析了围护桩入土深度和钢支撑预加轴力对桩身内力及变形特性的影响规律。结果表明,入土深度减小会明显增加坑底处桩身水平位移,但能显著减小桩身最大弯矩值;支撑预加力均匀施加方案不可取,进而确定了合理的围护桩的入土深度以及钢支撑预加轴力加载方案。     

光纤传感智能监测系统在复杂基坑工程中的应用研究

光纤传感智能监测系统是基于光纤光栅传感技术、虚拟仪器技术和阿里云平台,针对复杂深基坑工程施工的智能化安全管控系统。通过光纤传感智能监测系统在北京新机场城际铁路联络线明挖隧道深基坑工程中的应用,阐述了深基坑开挖支护过程中的监测指标、监测元器件和监测实施过程;通过实施过程中的在线实时监测数据分析,总结了基坑开挖、支护过程中施工对基坑边坡稳定性的影响,分析了邻近支撑安拆对钢支撑轴力及基坑顶部和底部水平位移的影响。结果表明:在基坑开挖时,施工扰动对基坑边坡变形有一定的影响;每道支撑对邻近支撑的支撑轴力影响明显;光纤传感智能监测系统能够提供准确、及时、可靠的监测数据,为深基坑的安全施工提供保障。     

北京东部地铁车站明挖基坑开挖变形规律分析北大核心

以北京东部地层中地铁车站明挖基坑施工为研究对象,分别对围护桩＋锚索、围护桩＋内支撑、地下连续墙＋内支撑三种支护形式的监测变形进行了分析、总结。结果表明：墙撑结构较其余两种支护形式基坑地表沉降值及其离散性均较小;三种支护形式的基坑桩体水平位移情况类似,最大值发生在约5-10 m埋深位置。通过分析桩体水平位移最大值与埋深之间的关系,预测桩锚、桩撑和墙撑形式基坑桩体水平位移最大值分别为10-20 mm,12.5-25.0 mm,8-16 mm。通过对支撑轴力（锚索拉力）实际预加值与后期轴力增长之间关系的曲线拟合,得到实际轴力预加值小于设计预加值50%之后,随着预加值的减少,最终的轴力将存在较大幅度的增长。     

北京东部地铁车站明挖基坑开挖变形规律分析

以北京东部地层中地铁车站明挖基坑施工为研究对象,分别对围护桩+锚索、围护桩+内支撑、地下连续墙+内支撑三种支护形式的监测变形进行了分析、总结。结果表明:墙撑结构较其余两种支护形式基坑地表沉降值及其离散性均较小;三种支护形式的基坑桩体水平位移情况类似,最大值发生在约5~10 m埋深位置。通过分析桩体水平位移最大值与埋深之间的关系,预测桩锚、桩撑和墙撑形式基坑桩体水平位移最大值分别为10~20 mm,12.5~25.0 mm,8~16 mm。通过对支撑轴力(锚索拉力)实际预加值与后期轴力增长之间关系的曲线拟合,得到实际轴力预加值小于设计预加值50%之后,随着预加值的减少,最终的轴力将存在较大幅度的增长。     

地铁中间风井深基坑围护结构变形规律分析

以成都地区砂卵石地层一地铁风井深基坑工程为背景,采用现场监测与三维数值模拟相结合的方法,研究了开挖过程中地铁风井深基坑围护结构的变形规律。将数值计算值与实测值进行了比较,两者的水平位移变化趋势基本一致,钢支撑轴力比较接近,表明所建模型用来研究深基坑的变形规律是可行的,该深基坑工程采用的围护结构设计和施工方案能够确保基坑开挖安全。