盖挖逆作法基坑开挖对地表沉降的影响及控制措施研究

深圳地铁七号线福民站工程采用盖挖逆作法进行基坑开挖,依托该工程研究新建福民车站 施工对基坑周边地表沉降的影响并提出控制地表沉降措施。采用ABAQUS有限元计算软件对基 坑开挖过程中周边土体地表沉降变形进行精细化数值模拟,结合施工过程中实时动态监测资料, 总结采用盖挖逆作法施工对地表沉降的影响规律,为施工过程中结构变形发展预测和设计方案实 时调整提供理论支撑。结果表明,在福民站基坑盖挖逆作施工过程中,地表最大沉降值随基坑开 挖第一、二次卸、加载的进行而增大,后随第三、四次卸、加载的进行逐步趋于稳定。新建地铁 周边土体地表变形较小,距离基坑从近到远,沉降值逐渐减小直至趋于零,数值模拟及现场监测 的最大沉降值均在预警值10mm之内,保证了周边建筑物的安全性和稳定性,验证了当前设计方 案的可行性。     

砂卵石地层半盖挖地铁车站深基坑变形特性

采用半盖挖法施工的地铁车站深基坑工程往往具有施工规模大、支护结构复杂、开挖深度大、施工场地狭小等特点,而砂卵石地层稳定性差,受荷载易变形,导致基坑安全事故时有发生。以成都地铁某半盖挖车站为例,采用有限元分析软件PLAXIS 3D,对基坑开挖过程中地表沉降及隆起、围护结构侧移、立柱变形情况进行数值模拟分析。受到基坑不对称开挖影响,基坑两侧结构及地表沉降变形略有差异:明挖侧顶部出现了朝坑外的位移,盖挖侧围护桩深层水平位移比明挖侧大;明挖侧累计地表沉降值比盖挖侧小;立柱在开挖过程中的竖向位移会受到上部荷载、坑内土体沉降及坑底隆起的共同作用,立柱上部结构会出现朝向明挖侧的弓形水平变形。     

深基坑单排桩支护结构受力分析

深基坑工程在开挖过程中荷载工况转换较快,有必要对支护结构受力进行理论分析,以掌握其可能破坏模式。以某明挖隧道深基坑工程为例,对单排桩支护结构进行受力分析,明确其最不利荷载工况,得到结构变形、横向支撑轴力、基坑影响范围周边地表沉降量。结果表明:进行深基坑单排桩支护结构受力分析,能够掌握支护结构变形及对周边地表的影响,为基坑支护结构安全监测提供有力的技术支撑。     

邻近既有建筑的超深基坑开挖变形控制研究

在地铁工程建设中,深基坑工程往往会不可避免地规划并建设于城市交通干道和建筑密集区。成都地区具有砂卵石地层条件,基坑降水、开挖易导致土体发生压密作用,引起地面、周边建筑物产生差异沉降及变形。以成都轨道交通17号线城隍庙站超深基坑工程为背景,应用有限元分析软件ABAQUS,结合监测数据,对车辆荷载下半盖挖超深基坑在开挖卸荷过程中的地表沉降、围护结构变形、邻近建筑基础沉降数据进行优化分析,得到结论:注浆加固深度控制在稍密卵石上层以下时,对地表沉降及围护结构侧移控制效果最佳;适当改变围护桩的插入比、提高围护结构的刚度,可减少基坑变形,但插入比应控制在72.7% 以内。此外,对加固区合理深度、围护结构参数等进行优化,并列举了部分控制基坑变形的有效措施,以期为降低砂卵石地层条件下的深基坑开挖工程对邻近建筑的影响提供借鉴。     

地表荷载对浅埋非对称小净距隧道的影响分析

为获得浅埋非对称小净距隧道在地表荷载作用下的地表沉降、拱顶下沉和支护应力在施工过程中的变化特征,依托重庆渝中连接隧道工程为依托,采用二维数值分析方法,分析了地表荷载位于小隧道正上方、大隧道正上方及均布于大小隧道上方3种荷载作用下,先行洞为小隧道或大隧道两个施工过程。结果表明:当小隧道采用单侧壁导坑法和大隧道采用环形开挖留核心土法施工时,地表总荷载越大,地表沉降越大,地表荷载影响最终地表沉降曲线的形态及沉降值大小;大小隧道的施工先后顺序对拱顶下沉随工序变化的规律没有影响;后行洞临近先行洞的开挖对先行洞的支护应力影响非常大。分析结果可为类似工程建设提供理论支持和科学指导。     

深大基坑降水开挖施工对结构及周边环境影响有限元分析

为分析深大基坑降水开挖施工对结构受力变形规律和周边环境的影响,采用有限元分析方法,分析基坑在不同连续墙厚度、入土深度和弹性模量条件下围护结构在各个开挖阶段的受力变形特征,发现土体压缩模量是连续墙受力变形的主要影响因素。文中分析基坑降水引起周围土体的固结沉降和水平变形规律,给出了基坑开挖和降水所引起沉降在总沉降中比重,为类似工程提供一定的借鉴。     

地铁车站深基坑开挖对邻近建筑物沉降影响的数值模拟分析

以合肥市新交通大厦地铁车站深基坑工程为依托,利用FLAC3D有限差分数值计算软件,对该基坑开挖和支护的全过程进行了数值模拟,研究了基坑开挖对周围建筑物的沉降变形影响。结果表明,新交通大厦深基坑开挖对周边建筑沉降影响不大。建筑沉降随开基坑开挖深度的增大而增大,且沉降位移主要受基坑一、二、三层施工工况影响较大。     

地铁车站深基坑现场实测研究

以南京地铁某车站深基坑为工程背景,对基坑变形及周边建筑沉降进行数据分析,结果表明：基坑侧向变形的最大值一般出现在基坑开挖面附近;地表沉降在开挖前期、中期变化速率较大,后期基坑处于趋稳状态,地表沉降速率减缓;基坑开挖对于无桩基础建筑物的影响要远大于有桩基础建筑物,开挖期间尤应加强临近基础薄弱的建筑物的监测与监控.     

基坑施工变形分析与安全风险技术管控重点

以北京地铁10号线慈寿寺站明挖基坑为例,通过建立严密的监控量测体系,对基坑周边地表沉降、管线沉降、桩体水平位移以及锚索拉力等项目进行监测与分析,结果表明变形主要发生在上层土方开挖阶段。结合现场巡视,从明挖基坑施工的各个阶段阐述基坑施工安全风险技术管控的重点,为同类工程提供施工参考。     

富水软土地层地铁开挖地表沉降离心模型试验

为了选择富水地层地铁隧道开挖的最佳施工方法，考虑流固耦合、时间和施工3种效应的综合作用，对在富水软土地层中开挖地铁隧道引起的地表沉降进行了离心模型试验，并对降水、动态降水和非降水3种施工方法进行了对比研究．结果表明，非降水施工是控制地表沉降最有效的方法．研究成果已成功地应用于深圳地铁工程中．     

富水地层基坑悬挂降水对邻近建筑物影响研究

以南京地铁7号线某站为工程实例,基于该站的基坑规模、地质条件及围护方案,研究悬挂降水过程中地铁车站周边建筑物沉降的控制。通过三维降水模拟及理论公式推导得出悬挂降水施工沉降理论值和基坑降水沉降规律,同时,比选了狭长基坑单基坑悬挂降水与分基坑悬挂降水的沉降值,发现前者引起周边建筑物的沉降比后者大15%~20%。另外,对现场降水试验及施工回灌后各建筑物沉降监测点记录值进行分析,结果表明:在长江漫滩地区基坑内施工降水会引起基坑外各含水层的水位显著下降,而采用回灌对坑外各含水层水头进行补偿是控制周边环境影响的关键。综上研究,针对位于长江漫滩地区,具有周边环境复杂、基坑体量大、岩面深等情况的工程,该方法具有较好的经济可行性,能对周边环境起到较好的保护效果,为今后类似工程提供思路。     

不同开挖顺序对基坑围护结构变形影响分析

基坑开挖顺序对围护结构的变形影响较为明显。结合杭州某地铁车站基坑工程项目，基于考虑土体小应变特性的硬化模型，采用三维有限元软件（PLAXIS 3D）进行了数值模拟，详细分析了施工过程中不同基坑开挖工况对围护结构变形、支撑轴力、地表沉降等变化的影响。结果表明：同一基坑的围护结构左右两侧变形差异显著，分析时不能简单将土层视为水平均布土层，需对变形较大的一侧土体减少基坑堆载，尽可能将荷载分布在围护结构变形较小一侧；地连墙水平位移、地表沉降均随基坑开挖及车站的建造逐渐增大；地连墙变形受基坑开挖顺序的影响较为显著，从中间往两侧开挖对地连墙的变形影响最小，仅为18.35 mm，相较于原工况减少约25%，对工程产生最有利的影响。     

深基坑工程周边建筑物沉降变形及控制探讨

深基坑在开挖过程中易引起周边建筑物的沉降和位移。如基坑开挖施工周期长且周边环境复杂,对周边建筑物沉降变形监测及控制则显得至关重要。结合实际工程,对基坑监测资料进行了分析,并探讨了控制深基坑工程中的基坑变形、预警等问题。     

盾构施工参数对土体及单桩的影响

采用对隧道洞室周边及开挖面的土体施加由盾构机引起的各种荷载的方法模拟盾构施工,通过变化注浆压力及推进力研究盾构施工对周边土体及单桩基础的影响.增加注浆压力是减小盾构推进对周围土体影响的最有效的措施.当注浆压力足够大,推进力、盾尾脱离及浆液硬化对土体的影响程度相同.若使隧道顶点的沉降及隧道底部土体的回弹减小相同的数量,底部注浆孔的压力要大于顶部注浆孔的压力.当推进力大于临界值时,推进力对隧道周边土体的影响明显增加.隧道周边及地表处各点的位移变化主要发生在盾构机通过这些点所在位置时,衬砌生成后,随后的开挖步对其影响很小.桩侧隧道洞室衬砌生成后,随后开挖步施加的注浆压力可以明显减小桩顶沉降,注浆压力越大,桩顶最终沉降越小.推进力对桩顶沉降影响不明显.盾构施工引起的桩顶和桩底的沉降始终相同,即桩整体下沉.桩顶无荷载及桩顶施加工作荷载时,开挖引起的桩顶沉降相同;桩顶施加极限荷载时,开挖引起的桩顶沉降明显增加.     

既有地下人防洞库对基坑变形的影响分析

为了深入研究既有人防洞库对基坑变形的影响情况,运用 PLAXIS有限元程序对开挖进行模拟,得到在基坑开挖过程中,既有人防结构对基坑周边位移场、沉降变形及坑底土体隆起变形情况的影响。模拟计算结果表明,在相对于无人防洞库基坑开挖情况下,基坑开挖到人防结构时,基坑支护结构周围沉降变形模式明显改变,同时最大沉降有少许降低,而最终隆起量降低明显。人防洞库的存在对基坑变形有明显的限制作用,这种作用主要是限制坑底隆起,从而影响周围沉降。同时,总结出了基坑开挖地层变形的基本规律,为今后类似工程提供有益的参考。     

紧邻铁路线路地铁站基坑施工过程变形分析

地铁明挖车站施工邻近铁路轨道时,两者之间往往会产生相互的负面影响,对于施工的安全以及铁路的正常运营造成影响。以南昌市轨道交通3号线上沙沟站基坑施工为背景,分析了其在基坑开挖过程中对紧邻铁路线路的影响。通过有限元建模,建立了地铁车站基坑开挖及铁路路基相互关系的三维有限元分析模型,对施工过程中铁路运营与基坑施工相互作用下地表沉降、支护体系内力以及铁路轨道沉降的变化规律进行了分析。最后结合实际施工监测数据进行对比,验证了有限元数值模型的可靠性与准确性。研究成果为今后类似工程的变形预测以及相互作用分析提供参考借鉴。     

富水填土区基坑开挖引起的地表沉降研究

探讨了地下水渗流作用下填土区基坑开挖引起的周围地表沉降估算方法,推导了基坑开挖引起的地表沉降计算公式;结合富水填土区轨道交通区间深基坑开挖工程实例,对基坑周围地表沉降进行了理论分析和数值模拟研究。结果表明:地下水渗流是引起基坑周围地表沉降的重要原因之一。该方法实用性及可靠性较好,是类似地质环境条件下一种较好的地面沉降估算方法。     

富水粗砂层地铁暗挖区间地表沉降模拟分析

为揭示富水砂质围岩地铁施工对周围环境的影响,采用应力释放法并考虑流固耦合模拟了某富水粗砂层地铁暗挖区间开挖及渗水引起的地表沉降过程。模拟结果表明:地下水向洞内渗漏的初期引起地表非均匀沉降,在后期影响范围内地表的沉降增量相差不大,表现为整体沉降;开挖面封闭后,孔隙水向低水头区渗流导致拱顶上方地表略有隆起;应力释放与渗水引起的地表沉降最大值出现位置相距约2.5m;最大地表累计沉降10.70mm。表明施工对周围环境影响有限。     

地铁深基坑逆作施工的数值模拟与实测分析

针对上海市某地铁深基坑,基于FLAC3D,软件,采用摩尔一库伦弹塑性模型,时既有建筑物旁盖挖逆作法施工的深基坑进行了分步开挖数值模拟;并将计算得到的围护结构水平位移和基坑周围地表沉降与实际监测结果进行对比分析,验证了计算模型和计算参数的合理性,最后分析了基坑开挖对临近建筑物桩基的影响,为基坑工程的设计与施工提供参考.     

高架桥桥基与地下车站深基坑近距离施工相互影响分析

基于某地下车站深基坑与高架桥桥基近距离施工难题，利用Midas GTS NX软件，土体采用修正摩尔库伦本构模型，对基坑开挖、桥基施工、支撑拆除以及车站主体结构回筑进行施工全过程数值模拟，分析施工全过程基坑和桥基的相互影响规律，并结合现场实测数据对数值模拟结果进行对比验证。研究发现，基坑开挖阶段，由于土体水平卸荷，基坑变形不断增大，基坑地表最大沉降发生在距基坑边缘约0.4倍基坑宽度处，地连墙最大侧移发生靠近基底处；桥基施工后，基坑地表沉降和地下连续墙侧向位移进一步增加，桥基本身也产生了一定沉降；基坑支撑拆除和车站主体结构回筑阶段，由于围护结构的作用，基坑和桥基的变形增长并不明显。