地铁车站施工地连墙横向变形的空间演化规律

研究目的:地铁车站往往位于城市中心,周边限制条件较多,车站基坑地连墙的横向变形是地铁施工面临的关键问题之一。地连墙横向变形规律复杂,难以得到解析解,数值模拟也存在诸多假设条件。因此,有必要基于长期监测数据,进行空间演化规律及其统计特征的研究。研究结论:(1)时间效应对基坑横向变形影响显著,施工中需优化施工工序,控制无撑暴露时间;(2)车站基坑开挖期间地连墙变形速率显著增大,车站施工期间变形速率减缓,本工程墙体最大变形速率出现在第五层土体开挖期间;(3)车站基坑坑底开挖完成至底板浇筑期间,是地连墙横向变形的关键增长时期之一,变形速率较大,而主体垫层施工后墙体变形增长减缓,在底板浇筑完成后,墙体变形趋于稳定;(4)本研究成果可为类似地铁车站基坑的相关设计与施工提供参考。     

软土深基坑有支撑暴露变形研究

软土地区深基坑的变形控制和治理问题已成为目前岩土工程研究中的一个热点。大量工程实践证明,软土地区基坑有支撑暴露对变形的影响不容忽视。结合上海轨道交通7号线沪太路站基坑,对有支撑暴露时间及其发生的变形进行了分析。结果表明:有支撑暴露变形与暴露时间、开挖深度、支撑轴力及加固情况等因素有关,随暴露时间的延长变形会逐步增加,需引起足够重视。提出尽量缩短有支撑暴露时间,减少有支撑暴露期间的施工扰动并及时按要求复加支撑轴力等控制有支撑暴露变形的施工措施。     

半幅铺盖法地铁车站基坑中立柱变形规律研究

研究目的:对于半幅铺盖法地铁车站基坑,中立柱作为其特有的支护结构,直接影响着施工安全,但中立柱变形规律复杂,在黄土地区对其还缺乏系统认识。本文以西安黄土地区首个半幅铺盖法地铁车站基坑为工程背景,对中立柱的变形机理及变形规律进行研究,以期为该施工工法条件下黄土地区车站基坑围护结构设计提供参考。研究结论:(1)中立柱的变形主要受基坑降水、车辆荷载、盖板及支撑自重、结构自重和坑底土体隆起影响,其中坑底土体隆起影响最为显著;(2)中立柱累计变形可以分为微小下沉阶段、连续上升阶段、下沉阶段和稳定阶段四个阶段,其中最大值发生在第二阶段;(3)中立柱隆起值随着土方开挖深度的增加而增大,因此设计时必须考虑中立柱隆起问题,确保中立柱具有足够长度;(4)采用钢筋混凝土支撑加路面板组成的临时路面系统和分八步实施的施工工序,可使中立柱沉降值在安全范围内;(5)该车站采用的施工方法和支护结构的各种设计参数可为以后黄土地区类似地铁车站基坑工程提供参考。     

地铁车站深基坑地下连续墙变形特征分析

上海、苏州等东南沿海软土地区深基坑围护大多采用地下连续墙结构,地下连续墙结构在开挖过程中的变形大小与变形规律直接关系到基坑的安全。根据上海地铁7号线杨高南路车站基坑的监测数据及数值模拟结果,分析地下连续墙的变形特征,发现基坑开挖过程中围护结构变形符合时空效应规律,围护结构变形速率及大小与分步开挖的空间尺寸及挡墙暴露时间密切相关;围护结构在基底附近达到最大值,增加围护结构厚度对控制其变形效果显著;监测数据显示围护结构变形受施工因素影响较大,施工中应重点从优化施工组织方面控制墙体变形。     

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1 m左右;混凝土立柱的存在会明显加大围护结构的整体刚度,进而减小围护桩的侧移;基坑外侧最大沉降发生在约为1/2基坑宽度的区域,周边土体沉降范围约为4倍支护深度;混凝土立柱能减小基坑底部土体的回弹。采用支护与主体结构结合的方式,可以减小基坑在施工过程中的变形。     

宁波地铁盾构隧道上方基坑开挖影响案例分析

针对宁波软土地区在刚建成盾构隧道结构上 方进行基坑开挖的工程实例,采用三维有限元数值模 拟和残余应力法,计算分析基坑开挖施工对已建盾构 隧道结构的影响。分析坑底加固措施对控制基坑隆起 及盾构隧道上浮的作用,同时在上部基坑施工过程中, 对刚建成的隧道进行变形监测,并对监测数据进行分 析,认为坑底加固有利于提高坑底土体的抗隆起稳定 性,可保证基坑的安全。     

成都某地铁车站深基坑水平变形分析

成都某地铁车站深基坑位于砂卵石地层中,周围各类建筑物和生命线工程密集,对施工变形控制要求严格.通过基坑围护桩测斜数据分析围护桩的最大变形、相应位置及其与支撑施作时间的关系,通过数值模拟研究围护桩在基坑开挖过程中的应力应变特征.研究结果表明:选择护壁桩加三道横向支撑作为围护体系能满足安全施工要求;基坑阳角部位、基坑轮廓长边中点部位、各围护桩的桩体中部应重点加强施工监测和支护;第二次和第三次开挖时段,基坑塑性区部位最小主应力分化明显,局部甚至出现拉应力,应加强观测.     

深厚淤泥地层地铁车站基坑变形控制技术研究

在深厚淤泥地层中建造深基坑易发生基坑大变形及周围地层沉降过大等工程问题。以深圳地铁海上田园东站为背景,研究基坑穿越深厚淤泥层时的变形规律和相应的控制措施。分析现场施工监测数据发现,当采用地连墙+内支撑设计时,基坑变形太大均超计算值。为优化基坑支护体系,采用加固坑内土体、增加围护结构厚度以及提前真空降水等措施来控制基坑变形。周围地表沉降、墙体变形等监测数据显示,优化后的基坑支护体系能够有效控制基坑自身及周围地层的变形,达到预期的效果,可为类似的深基坑围护设计和施工提供参考。     

基坑被动区软土层加固宽度的数值分析

结合深圳市一实际工程,采用数值模拟方法,研究基坑被动区软土层加固宽度对基坑桩锚(撑)支护结构的影响规律。结果表明:坑底被动区加固对减小围护桩变形、受力及坑外地表沉降有效;同时坑底被动区软土层加固存在最优加固宽度,在加固宽度大于最优加固宽度时,围护桩变形、受力及坑外地表沉降基本处于稳定状态;考虑安全、经济等多方面的因素,在以减小围护结构变形、内力和地面沉降为主要目标时,建议基坑被动区软土层最优加固宽度取坑底软土层厚度的3~4倍。     

基于现场监测的地铁车站深基坑安全控制研究

针对厦门地铁2号线吕厝站车站深基坑出现的地下连续墙及周边地表变形超限问题,结合现场监测及基坑加固手段,提出了相应处理措施并取得了较显著效果。结果表明,吕厝站基坑变形过大主要由于基坑深度大,支撑体系变形后应力损失、地下水变化明显、受施工场地及周边活动荷载影响,致使地下连续墙局部位置变形量及变形速率均超出限值,同时地表竖向位移变形速率也超出规定要求。通过加强基坑支护结构,优化基坑内施工方法,并置换坑底软弱土体和加快封底速度,有效减缓了地下连续墙及周边地层变形,其中地下连续墙最大变形速率由9.83 mm/d减小至1 mm/d左右;地表竖向位移最大变形速率由4 mm/d减小至1 mm/d以下,确保了变形超标深基坑的施工安全。     

基坑开挖引起下卧地铁区间隧道上浮控制研究

基坑开挖对其下部的地铁区间隧道有明显的影响.上海轨道交通7号线浦江南浦路站--浦江耀华路站区间的中间风道基坑工程位于地铁区间隧道的上方,坑底距隧道顶的最小距离仅为9 m.基坑开挖对该地铁区间隧道上浮影响的分析与计算成为该工程的关键.为此建立了该基坑工程的数值分析模型,对实际施工工况进行模拟,动态地分析了施工过程中开挖卸荷对地铁区间隧道上浮的影响:下行隧道上浮较上行线要大.提出了相应的控制措施:地铁区间隧道变形值超过允许值,需对隧道周围土体进行加固处理,或者采用堆载的方法.建议加载大小为160 kN/m2;若采用坑底加固的方法,加固弹性模量为30 MPa.     

基坑降水对滨海软土地区基坑施工的影响分析

为讨论滨海软土高水位地区基坑降水对施工的影响,采用Midas GTS NX数值模拟软件依据广州某淤泥质软土场地基坑建立了3D分析模型。分别对未进行降水处理、一次性降水、分次降水三种不同工况下的基坑模型进行讨论,对基坑开挖后整体变形、内外部的土体变形、围护桩变形、锚索应力等力学参数进行了分析。结果表明,降水对基坑的变形控制有利,在条件允许时采用分次降水效果最佳。不降水工况与降水工况对比,土体与支护结构的最大变形位置会产生变化,基坑边角位置采用排桩+内支撑被动支护形式支护,位移控制效果比锚索主动支护效果略逊一筹。     

高灵敏性软土深基坑变形影响因素分析及控制措施

本文依托宁波地铁3号线仇毕车站高灵敏性软土地铁深基坑施工成功案例,对车站基坑在施工过程中的监控量测数据进行探讨分析,从围护结构墙体变形、基底土体隆起、基坑周围地表沉降三个方面进行研究得出影响基坑变形的因素,并详细阐述宁波地铁3号线在地基加固、内支撑竖向间距、钢支撑预加轴力、基坑开挖空间效应、基坑降水等方面所采取的针对性措施,以期为类似工程提供借鉴。     

邻近高架桥桩基的地铁深基坑变形控制研究

上海地铁 14 号线歇浦路站横穿杨浦大桥引桥,为国内首座已实施的采用超高压喷射搅拌成桩(N-Jet 工法) 技术进行基坑封底止水的地下车站。采用数值模拟软件,建立考虑土体、支护结构和桥桩间变形相互耦合作用的三 维实体模型,模拟车站基坑开挖的全过程,分析不同变形控制措施下深基坑开挖对邻近高架桥桩基的变形影响,将 数值分析与实际监测结果进行对比分析,结果表明：在基坑分次开挖、减小支撑竖向间距、坑底土体加固、N-Jet 工法封底等变形控制措施的条件下,高架桥桩基的变形满足控制指标的要求,可保证高架桥的正常通行。     

富水半成岩砂岩地层地铁车站深基坑变形监测与数值模拟分析

以兰州市某地铁车站深基坑为例,研究第三系富水半成岩砂岩地层条件下桩撑支护结构深基坑的变形规律。通过对围护桩体水平位移、钢支撑轴力、地表沉降等实测结果进行分析,对基坑开挖过程进行数值模拟,将数值计算结果与实测结果进行对比研究基坑的变形规律。监测结果与数值分析表明:桩体变形呈现出两头小中间大的"弓型"变形特征,围护桩水平位移最大值发生在开挖面附近;正常施工下地表沉降形态为凹槽形,若围护桩间出现明显漏水、漏砂现象时为三角形;钢支撑轴力跳跃上升并在其下一道支撑架设后受力达到最大;深大基坑工程采用钻孔咬合灌注桩作为围护及止水结构时,必须确保桩体垂直度,保证桩体施工质量达到设计要求;数值计算结果与实测结果基本一致,数值模拟可为基坑的设计和施工提供依据。     

基坑时间效应对临近地铁车站的变形影响

软土地区进行基坑工程施工,在采用相同的开挖空间参数(分层厚度、每步开挖宽度、分区长度等)前提下,采用不同的时间参数,对基坑变形影响较大。结论表明:控制基坑开挖放置时间和有撑暴露时间,不但对控制新车站基坑变形有效,而且对调整老车站结构变形状态和控制老车站结构的变形也非常有效。采用按限时原则的逆作法施工,新车站基坑东侧墙体变形可满足一级基坑变形控制要求,老车站结构的变形均较小。     

基坑工程开挖支护的数值计算分析

在详细分析地质条件及支护设计的基础上,运用ABAQUS软件,建立非对称分布土层的计算模型,采用Mohr-Coulomb弹塑性本构模型,对基坑开挖支护过程中土体变形和支护应力进行数值仿真。结果表明,基坑四周土体变形和围护结构内力均随开挖深度的增加而增大,当基坑两侧土层呈非对称分布时,基坑开挖过程中土层较薄一侧的土体将向远离基坑方向变形,施工过程中及时设置支护结构能有效地减少土体变形及上部支撑的内力。     

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。     

邻近既有地铁线基坑工程的自适应支撑系统变形控制技术

预应力钢支撑是深基坑变形控制的重要手段之一,但传统钢支撑施工、监测技术由于自身的缺陷,无法满足实时、有效控制基坑变形的要求。以某邻近既有地铁线的基坑工程为背景,采用有限元数值分析方法定量分析了钢支撑预应力对深基坑围护桩变形的影响。介绍了一套自适应支撑系统施工技术,对其在本基坑工程中的应用效果进行了分析。研究结论表明,支撑预应力损失对基坑变形有较大影响,与支撑无预应力时的桩体变形值相比较,支撑施加设计预应力时的桩体变形值减小约40%;自适应支撑系统对深基坑施工的变形真正实现了动态、实时及昼夜不间断的监测与控制,可解决基坑开挖过程中邻近既有地铁线路变形控制难题。     

基于单因素分析的某深基坑优化设计

研究目的:深基坑工程涉及影响因素多,变量间作用关系复杂.通过本研究,拟找到一个施工便捷、结构安全、经济合理的支护体系.研究结论:基于仿真分析采用单因素分析方法结合具体地铁基坑工程分析了支护系统围护桩刚度、支撑刚度、围护桩的入土深度对基坑工作性状的影响,得出结论如下:(1) 适当地增加围护桩墙和支撑的刚度可以减小围护结构的变形,提高基坑的稳定性,但如果刚度过大会使支撑轴力过大,导致支撑失稳破坏,还会造成工程造价的提高;(2) 围护桩入土深度应控制在合适的范围内,一般在基坑(开挖)深度的1.2～1.4倍之间.入土深度过小、桩身整体变形过大使基坑破坏,入土深度过大,对变形的控制效果不明显,会增加工程造价;(3) 对围护桩径进行优化,得出在800桩径的围护结构作用下地表沉降满足控制要求,且能极大地降低工程成本.