北京地铁地连墙基坑变形规律研究

为研究北京地铁地连墙基坑受力变形特征,采用统计法对近5年期间北京在施地铁基坑变形监测数据进行整理分析,并按照围护结构厚度及支撑体系类型对地连墙基坑进行分类,得出不同类型基坑地表、墙体、格构柱的变形规律以及基坑沉降槽曲线,提出地表隆起及墙体变形的新模式。结果表明：1)基坑监测范围内的地表变形中,地表隆起占比高达20%～45%,支撑体系类别及围护结构厚度不同对地表隆起比例与最大变形范围存在不同影响;2)根据墙顶变形方向及幅度,将墙体变形分为4种类型,开挖深度对墙体变形量的影响要大于围护结构厚度对土体变形的约束作用;3)墙顶的变形规律以上浮为主,占统计数据的90%以上;4)格构柱同样以隆起为主,大于墙顶隆起。     

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。     

京张高铁大型深基坑临近地铁设计施工管控技术

大型基坑开挖引起的卸载作用将导致基坑周边土层和建(构)筑物发生隆起变形,威胁周边建筑物的运营安全。针对京张高铁清华园隧道盾构工作井大型基坑临近地铁13号线面临的变形控制问题,从设计和施工2个方面提出管控技术要求。(1)工作井围护结构采用地下连续墙+混凝土支撑,将地表沉降和水平变形控制在0.15%基坑高度以内且小于30 mm;止水结构采用地下连续墙作为悬挂式止水帷幕,基坑底进行注浆封底;邻近城铁13号线的基坑一侧采用3排锚杆桩加固。(2)地连墙施工、基坑开挖和支撑施工及邻近地铁辅助措施施工的管理要点。     

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。     

地铁车站基坑半幅盖挖法施工监测及分析

结合洛阳地铁1号线武汉路站深基坑半幅盖挖法施工过程,对支护结构和周边建筑变形进行监测分析,结果表明,半幅盖挖法所形成的不对称结构使基坑两侧地连墙水平变形和地面竖向变形特征均有不同;基坑明挖侧地连墙的水平位移较为一致,而盖挖侧的变化无一致规律性;地连墙水平位移最大值出现在基坑开挖底面以上0.22~0.42 H处,未出现在基坑开挖深度以下;盖挖侧地面变形量和附近建筑的竖向位移小于明挖侧,说明盖挖侧顶板对周围变形有抑制作用;基坑周边的施工荷载对围护结构的变形特征、混凝土支撑的轴力等均有明显影响,因此施工过程中应严格控制基坑周边出现超载。     

深大异形基坑支撑施作与拆除技术研究

为了研究深大异形基坑支撑施作与拆除中的技术难点,运用数值分析软件Midas GTS模拟基坑开挖过程中地连墙、立柱、围岩的位移和应力分布情况,研究表明:第一步开挖对整个结构的受力及变形的影响最小;第二步开挖对围岩变形影响较大;第三步开挖对地连墙变形及应力影响最明显,地连墙位移最大为9.1 mm,应力最大为4 312 kN/m~2,且均发生在拐角位置。此外,还分析对比了深大异形基坑的支撑拆除方案,并对爆破法的工艺流程进行了研究。工程实践证明,采用爆破法拆除深大异形基坑支撑效果良好。     

变刚度地连墙的计算方法及受力变形特性研究

研究目的:结合南京梅子洲青奥城地下空间依托工程及其现场监测数据,对目前在超深基坑支护中正逐渐得到推广应用的变刚度地下连续墙的二维和三维合理计算方法、计算参数选取及其受力变形机理与特性进行探讨和分析,以期指导该项目的设计施工,并为未来的类似工程提供一定的参考和借鉴价值。研究结论:(1)可以参考双排桩的荷载模式建立变刚度地连墙的荷载-结构计算模型,并对其进行较好的受力变形分析;(2)计算结果表明,变刚度地连墙的水平位移大约只有单排地连墙的1/3,充分显示了其控制变形能力强的特点;(3)单排地连墙具有侧向刚度小、墙体应力大、受力不均匀等缺点,而变刚度地连墙可以有效地克服上述缺点;(4)本研究结果对类似的工程分析与计算具有参考价值。     

逆作深基坑围护结构变形空间效应分析

以某交通枢纽基坑工程为例,基于数值模拟计算,进行了基坑开挖过程中围护结构不同位置处、不同方向上的水平变形分析。得到结论是,逆作法施工基坑围护结构变形较小;水平位移最大值发生于围护墙体的中部,一般位于基坑开挖面以上0.2～0.3倍的基坑深度处;地连墙水平变形的空间效应明显。     

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。     

滨江软土地层逆作法深基坑变形及控制研究

以某滨江软土地层逆作法深基坑为依托,利用有限差分软件对该基坑进行了数值仿真,结合监测数据对不同开挖深度下地连墙、内支撑轴力及基坑外土体沉降的变化规律进行了较为系统的研究。逆作法基坑地连墙的水平变形随开挖深度近似呈"弧形"分布,水平位移最大值出现的位置在基坑开挖面底部,与顺作基坑的变形规律区别较大;基坑开挖影响范围较大,距离基坑开挖深度2倍的地表也能受到基坑开挖的影响,地表监测点的沉降趋势及沉降曲线形态类似;该模拟方法及变形监测所得规律可以为类似基坑工程提供科学指导和理论依据。     

软土地区深基坑超邻近建筑物施工的保护技术

以苏州轨道交通5号线某车站深基坑工程为例，研究了软土地层深基坑施工对邻近建筑物的影响规律。通过分析地下连续墙施工及深基坑开挖引起的建筑物沉降原理，提出了多种针对性保护措施，并结合实测数据对建筑物沉降和地面沉降规律进行了分析。研究结果表明：地连墙成槽后，土体最大水平位移出现在距离地面1/5 H(H为地连墙深度)处，且地连墙成槽阶段产生的沉降约占地连墙施工总沉降的90%;地连墙施工引起的建筑物沉降随施工步骤逐渐增加，在混凝土浇筑完成后趋于稳定，最大沉降量约为0.98 mm;基坑开挖阶段，建筑物沉降随着开挖深度的增加而增大，建筑物最大倾斜值为1‰,满足控制要求。     

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.     

伺服钢支撑系统“双控法”在邻近地铁隧道深基坑中的变形控制效果分析

目的：为控制新建基坑变形，减小基坑开挖对邻近地铁隧道的影响，需探究轴力控制和位移控制双重控制方法(以下简称“双控法”)下伺服钢支撑系统对基坑及邻近地铁隧道的变形控制效果。方法：依托杭州某基坑工程建立了该基坑与邻近地铁线的数值模型，提出了“双控法”的伺服钢支撑系统轴力模拟方案和位移控制方案，设定了相应的计算步和监测工况。对6种伺服方案下的基坑沉降量及深层水平位移量进行了对比。对不同轴力控制值和单次位移变化量控制值下对基坑的变形影响进行了分析，进而得到本工程的伺服钢支撑系统体系的设置方案。基于此方案，对基坑土体深层水平位移、基坑地面沉降、邻近地铁右线隧道沉降的模拟值和实际监测值进行对比，以分析伺服钢支撑系统变形的控制效果。结果及结论：双层支撑伺服钢支撑系统比单层伺服钢支撑系统的变形控制效果更好。“双控法”控制指标中，轴力控制值的增加可使围护结构的最大水平位移量和地面沉降量明显减小，单次位移变化量控制值的改变对最终变形结果影响不大。“双控法”下的伺服钢支撑轴力系统能够有效控制基坑变形，保护邻近既有地铁隧道结构安全。     

超大直径盾构出井吊装对工作井影响研究

以济南黄河隧道南岸接收工作井盾构机出井吊装为工程背景,借助有限元分析软件,重点分析东线隧道贯通及吊装施工对黄河隧道南岸工作井的变形及受力影响。结果表明:(1)东线隧道贯通时,地连墙最大水平位移为-1.13 mm,主体结构最大水平位移为-0.92 mm;吊装施工时,地连墙最大水平位移为-1.06 mm,主体结构最大水平位移为-0.86 mm,受吊装荷载的影响,地连墙顶部出现向坑外的位移。(2)东线隧道贯通、吊装施工时环框梁的最大弯矩值为16325 kN·m,出现在第二道环框梁中部位置;受履带吊吊装施工超载影响,主体结构最大弯矩值为3915 kN·m,出现在东墙(竖向)支座处。(3)受隧道开洞及施工超载影响,主体结构最大弯矩值为2837 kN·m,出现在北墙支座处;受结构埋深影响,环框梁最大弯矩值为9634 kN·m,出现在第三道环框梁端部位置。盾构出井吊装方案可行,施工过程对工作井影响较小,能保证工作井安全;此外,在满足吊装要求的同时,履带吊应尽量远离接收井,以减小对主体结构的影响。     

深厚软土基坑地下连续墙支护优化设计及其评价

基坑支护优化设计的优劣直接影响着基坑施工安全性与经济效益.以广州南沙港铁路隧道深基坑工程为例,基于MATLAB语言,采用遗传算法对地连墙厚度、墙体嵌入深度及支撑位置进行优化设计,通过ANSYS软件对优化前后进行分析比对,并结合现场监测进行可行性评价.研究结果表明:在满足基坑安全的前提下,采用优化后的设计参数可节省工程成本12.7％,优化后的基坑开挖对变形控制有所改善,优化结果可行.基坑实际监测结果比数值模拟结果偏大,但整体变化规律基本一致,基坑最大水平位移位于开挖底面附近,主要影响深度约为基坑开挖深度的2倍,进一步验证了优化结果的可靠性,为基坑工程建设提供了决策依据,具有一定的工程应用价值.     

分仓墙兼作抗拔墙在地铁明挖车站基坑中的应用

以北京地铁8号线永定门外站在全国首次采用地铁车站水下开挖封底混凝土浇筑工程为背景,介绍采用分仓墙结构解决封底混凝土一次浇筑的技术问题,同时分仓墙兼作抗拔墙,以满足基坑抗浮要求。通过有限元分析分仓墙布置形式对地连墙支护结构变形的影响,对基坑分仓墙平面布置结构进行了优化设计,并系统阐述了分仓墙的关键施工技术。     

轨道交通基坑工程变形监测控制指标

通过全国各地城市轨道交通基坑工程实测案例分析,研究基坑围护桩（墙）和周边地表的变形特点和监控要求。对不同监测项目的实测结果进行数理统计分析,结合相关研究成果和技术规范要求,分场地土类型给出变形监测控制指标的建议数值,以合理评价基坑工程的安全状态。基坑工程变形监测控制指标的影响因素众多,工程实际应继续深入开展相关研究,以提高基坑工程的安全风险管控水平。     

考虑工程桩效应的滨海深基坑变形特性分析

为探究基坑底部工程桩(抗拔桩和立柱桩)的作用效应,基于实测数据分析珠海某深基坑的变形特性,并通过三维有限元仿真计算,研究坑底工程桩直径、长度和纵向间距对基坑变形和地连墙内力的影响机制。研究结果表明：1)受滨海深厚软弱淤泥质地层影响,该深基坑变形相较上海、苏州和我国台湾地区的典型基坑偏大,且基坑封底后变形仍有较大增长,地下连续墙水平位移和周边地表沉降最大增量可达30%～40%。2)工程桩可有效抑制基坑变形,相较无桩工况,直径0.4 m的工程桩可使地下连续墙最大水平位移减少18%,坑底最大隆起量减少20%。3)工程桩长度对基坑变形的影响存在明显的边际效应,当桩长大于1.4He时(He为基坑开挖深度),增加桩长对地下连续墙水平位移的抑制作用不再明显,而当桩长超过2He后,增加桩长并不能有效减小坑底的隆起变形。4)工程桩纵向桩间距对基坑变形的抑制效应存在有效域,约为10D～6D(D为桩径),其中尤以桩间距由7D减小至6D时的效果最为显著。5)与变形影响机制类似,工程桩可减小地下连续墙的弯矩,最大弯矩随桩径增大而持续减小,桩长对弯矩的影响存在边际效应,桩间距对弯矩的影响存在有效域。研究成果可为基...     

基于ABAQUS的深基坑围护结构变形数值模拟分析

基于ABAQUS大型有限元软件,以港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道明挖段深基坑工程为依托,以基坑变形理论为基础,通过数值模拟对基坑稳定性进行分析,得到基坑开挖引起的地连墙水平位移、周边地表沉降、基坑底部隆起变形规律,对后续类似工程具有一定的借鉴意义。     

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。