复合地层中基坑开挖对下卧隧道变形影响研究

在城市建设中,基坑开挖会引起附近地层变形,造成附近地下隧道变形,从而对地铁隧道正常运行造成安全隐患。以南京地铁3号线明发广场站至南京南站区间地下空间开发为背景,采用数值方法对复合地层中基坑开挖对周边土体及隧道变形影响进行研究,重点分析基坑开挖宽度与隧道直径比(L/D)和复合地层模量比(E2/E1)变化对土体及隧道变形的影响。主要研究结果如下:1)当L/D3时,基坑底部回弹和隧道变形随基坑宽度增加而增大,当L/D≥3时,基坑底部回弹和隧道变形不受基坑宽度增加的影响;2)当E2/E18时,基坑回弹和隧道变形随模量比的增加而迅速降低,当E2/E1≥8时,基坑底部回弹量和隧道变形不受模量比的影响。     

共用地下连续墙深基坑影响下地铁车站与隧道节点变形分析

为了分析深基坑与地铁车站共用地下连续墙影响下车站和隧道连接节点的变形特性,保护地铁线路运营的整体安全,通过现场测试和数值模拟展开研究。根据上海地区深基坑与地铁车站共用地下连续墙工程实例的现场测试数据,分析了开挖施工过程中车站与地铁盾构隧道的竖向位移分布特征,并采用三维数值模型研究了共用地下连续墙深基坑开挖深度、相对位置对车站与隧道节点变形的影响,探讨了车站与隧道节点的曲率半径、相对弯曲的发展变化规律,并判断其安全状态。测试结果与数值分析均表明,车站与隧道节点变形比隧道最大沉降处更加不利;节点的曲率半径随基坑开挖深度的增加而减小,相对弯曲随基坑开挖深度的增加而增加;基坑与车站完全共用地下连续墙或远离隧道时,节点处的曲率半径相对较大。     

单侧基坑施工对邻近轨道交通隧道结构安全影响分析

以邻近苏州轨道交通1号线隧道某基坑项目为背景,利用有限元方法,分析了单侧基坑施工对既有隧道受力和变形的影响。计算结果表明:在轨道交通隧道单侧进行基坑施工时,隧道的变形跟基坑与隧道间距、基坑开挖深度以及隧道埋深有关;当基坑与隧道水平间距大于30 m时,单侧基坑施工对隧道结构变形影响较小,而当基坑开挖深度增大时,对邻近隧道结构变形影响也增大;隧道与基坑水平距离、基坑开挖深度对隧道衬砌轴力值影响不大;水平间距大于30 m后,基坑施工对隧道弯矩值影响较小。     

邻近建筑物深基坑隔断墙抗变形特性数值分析

为了探究隔断墙阻断变形的作用效果机理,利用有限元模拟技术,依据实际工程建立了邻近建筑物的深基坑二维简化模型。土体采用修正剑桥黏土模型,通过在邻近建筑物与基坑间设置隔断墙,模拟基坑开挖的各个阶段,分析了基坑开挖与支护引起周围土体破裂的演化进程、应力破坏特征和变形沉降特性。研究表明:设置隔断墙可有效阻断临近建筑物与基坑底部的滑动破裂,将应力破坏点有效地阻挡在隔断墙与围护墙之间,还可有效地减弱隔断墙与邻近建筑物间土体因基坑开挖而产生的变形。工程应用也表明,设置隔断墙可以有效阻断邻近建筑物的变形和提高基坑的稳定性。     

考虑Pasternak地基模型的基坑开挖诱发既有隧道纵向变形理论分析

邻近隧道进行基坑开挖会破坏周围土体平衡状态，引起既有隧道结构不均匀沉降，最终将对隧道安全运营产生不利影响。为控制基坑开挖所导致的既有隧道纵向变形，基于Pasternak地基模型提出双基坑开挖引起邻近既有隧道纵向变形影响的两阶段简化分析方法，分析软土中双基坑开挖对隧道竖向沉降的影响。对比简化理论计算与三维有限元数值模拟，结果吻合较好，由此可得： 该简化解析法精度较高并且计算简便。此外，针对基坑侧壁与隧道轴线距离、基坑开挖深度和基坑间距等不同工况，分析双基坑平行隧道、双基坑垂直隧道、双基坑斜交隧道3种布置情况下双基坑开挖对邻近隧道竖向变形的影响，分析结果反映了隧道变形的规律。     

堆载对明挖隧道基坑围护结构的影响

依托郑州市冀州路明挖隧道基坑施工,采用有限元分析软件建立三维数值模型,研究堆载对基坑周围土体沉降、坑底隆起及桩身水平位移的影响,结果表明：基坑周围土体沉降、坑底隆起变形及桩身水平位移均随基坑开挖而逐渐增大;基坑围护结构的变形量均在设计控制范围内,在该施工条件下,基坑结构整体安全。     

基坑分区开挖对邻近大直径越江隧道影响的数值模拟与现场实测分析

为研究基坑分区开挖对邻近越江隧道保护的有效性,以上海市西藏南路双线越江隧道附近绿谷一期基坑工程为依托,首先采用有限元法建立数值模型,分析基坑分区与不分区开挖对地下连续墙位移和既有越江隧道收敛变形的影响。然后根据现场监测数据,研究基坑分区开挖下既有越江隧道和地下连续墙的变形规律。结果表明： 1）采用分区开挖的方式,地下连续墙最大位移减小23.9%,邻近越江隧道最大竖向位移减小35.4%,分区开挖施工对距离较近隧道的保护效果更好; 2）对于面积较大的分区,其开挖导致的地下连续墙变形更大; 3）既有越江隧道在基坑施工过程中发生了斜向压扁的不规则收敛变形,地下连续墙最大水平位移对邻近隧道的收敛变形具有一定的预测作用。     

软土基坑开挖深度与空间效应实测研究

为了给软土基坑工程开挖的支护设计与施工提供参考,针对软土基坑开挖中普遍存在的开挖深度以及空间效应,考虑分区开挖与挡墙加固等有利因素的影响,以上海市五坊园基坑工程为背景,进行开挖过程中基坑及周围环境动态响应的追踪研究。采用现场设点实测的方法对施工过程中围护结构位移、支撑轴力、立柱隆沉及邻近管线位移的变化规律进行监测,并将实测数据与类似条件的软土基坑开挖工程进行对比,分析施工过程中软土基坑自身结构及周边管线的变形特性,探究开挖深度与空间效应对不同位置基坑结构的影响。研究结果表明：基坑施工对围护墙体及周边环境的影响具有明显的空间效应和深度效应;浅层土体开挖时（2 m深度范围内）,基坑侧移空间分布主要受开挖顺序、土层性质和基坑阳角等因素影响;深层开挖时,基坑侧移体现出明显的空间效应;第1道支撑主要受土层流变影响,轴力在第2道支撑拆除阶段达到最大;由于底板硬化作用,第2道支撑轴力在底板浇筑阶段先增大后减小;基坑开挖卸荷会导致围护墙和立柱桩产生向上的位移,由于更加靠近基坑中心,立柱隆起值大于围护墙隆起值;基坑开挖深度越深,附近地下管线的沉降速率越大。     

车辆动荷载下偏压深基坑支护结构受力变形分析

依托杭州某地铁车站偏压深基坑工程,基于PLAXIS有限元软件建立三维数值计算模型,分析车辆动荷载对基坑开挖变形影响。结果表明:随基坑开挖深度增加,基坑内竖向位移和墙体水平位移均呈现先增大后减小趋势;工程施工时,在开挖至第三层土体时需加大注意坑底竖向位移变化,防止基坑隆起过大影响施工;车辆动荷载对基坑影响深度有限,基坑开挖深度小于15 m时,车辆动荷载对基坑影响较大,应注意车辆荷载对土体稳定性和地连墙水平位移问题,宜采取相关保护措施。     

基坑开挖对临近地铁隧道力学性状的影响研究

基坑开挖对临近既有隧道影响的计算与评价是基坑工程实施过程中必须考虑的关键问题之一,以某基坑开挖为算例,按照隧道-土体-基坑围护结构共同作用,建立了三维非线性有限元模型。计算了基坑边线与隧道轴线成0°、30°、60°和90°夹角的4种工况,分析基坑与隧道轴线不同交角条件下,基坑开挖对隧道结构变形和内力的影响。结果表明：随着基坑开挖深度的增加,基坑开挖引起隧道结构变形和内力的改变更加明显;随着与基坑距离的增大,隧道结构受基坑开挖的影响逐渐减弱;隧道与基坑的相对位置不同,基坑开挖引起隧道结构的受力变形差异明显,随着二者交角的增大,隧道结构的竖向变形逐渐增大,侧向变形逐渐减小,而轴力和弯矩变化较为复杂。     

邻近既有隧道基坑开挖过程中的支护结构变形研究

以郑州某交通枢纽工程为例,采用Midas GTS/NX软件对基坑开挖过程中地连墙墙体变形、土体侧向变形和隧道道床隆起变形进行研究,分析了基坑开挖深度不同时土体、地连墙、隧道的变形情况,并对其变形规律进行总结。基于施工进行的现场监测及与数值分析结果的对比分析,表明所得规律的合理性和可靠性,以及数值试验的准确性。     

基坑开挖对邻近框架建筑物沉降的影响分析

以深圳地铁9号线上梅林车站基坑工程为研究对象,通过数值模拟分析,研究了基坑施工阶段围护结构变形与邻近框架建筑物沉降规律,并结合现场实测数据进行对比分析。结果表明:随着基坑开挖深度的增加,围护结构最大水平位移不断增大,其出现位置不断降低,同时邻近建筑物沉降逐渐增大;在开挖基坑第四层土方之前,建筑物沉降增加缓慢,第四层土方开挖后,建筑物沉降显著增大;在计算模型及参数合理的前提下,通过数值模拟方法可以超前预测围护结构变形及邻近框架建筑物沉降规律。     

软土地区深基坑施工对邻近运营地铁隧道影响的实测分析

以某沿海城市软土地区邻近营运地铁深基坑工程为实例,采用自动化监测方法对地铁隧道结构变形进行动态监测,分析基坑施工过程对其产生的影响。监测和分析结果表明:该地铁隧道在施工过程中发生了侧移、沉降、收敛等变形,基坑施工采取分块开挖、土体加固、抢筑底板等措施处治后隧道变形发展得到较好控制;隧道变形与基坑开挖卸荷、深层淤泥质土体流塑变形紧密相关。     

软土深基坑地下连续墙变形的实测规律与预估方法

深基坑地下连续墙变形是软土基坑设计的重要控制指标。以开挖深度平均达20m的某城市交通隧道深基坑监测为例,分析和讨论基坑开挖过程中地下连续墙的变形规律,得到地下连续墙最大水平变形随基坑开挖深度的变化规律,建立两者之间的定量比例关系。此外,引入国外关于地下连续墙水平变形的预估模型,研究其在本工程的适用性,并通过实测数据对模型中的关键参数进行反演,为类似工程的基坑设计计算提供参考。     

基坑施工对近邻既有铁路线的影响研究

针对和融地块基坑工程施工，运用有限元软件Plaxis 3D对施工过程进行模拟，分析开挖过程对近邻天津地下直径线、京津城际铁路及津山线的影响。结果表明:对于土体位移，地表沉降随着基坑开挖深度的增大而逐渐增大，当开挖至坑底时达到最大，坑外土体变形随着与地连墙距离的增加而逐步增大，达到最大值之后，随距离的增加呈减小趋势；对于既有铁路线结构，变形主要由基坑方向水平位移与竖向位移控制，二者均随着基坑开挖深度的增加呈增大趋势，在靠近侧基坑开挖阶段，位移增幅最大；当基坑开挖至坑底时，既有铁路线结构位移达到最大，且均小于控制值，满足规范要求。     

基于渗流应力耦合的基坑降水及开挖对邻近桥桩的影响分析

城市涵洞建设下穿高架桥区域时,涵洞深基坑施工会对周边土体和临近桥梁下部结构产生影响。以福州某下穿高架桥涵洞深基坑工程为背景,基于渗流应力耦合理论和修正摩尔库伦三维模型,借助有限元软件对降水条件下的深基坑开挖过程进行模拟,结合现场监测信息反馈进行分析。分析了基坑降水及开挖过程地表沉降及邻近高架桥桩水平位移和竖直沉降分布规律。为探索基坑施工降水最佳模式,减少降水带来的影响,模拟过程对比了一次降水和分次降水条件下的最终地表沉降和高架桥桩的变形。结果表明:基坑降水开挖过程地表沉降沿基坑开挖垂直方向呈"勺形"分布,呈现出两头小中间大的趋势;邻近基坑的桥墩桩身水平位移随深度的增加而减小,远离基坑的桥墩桩身水平位移随深度的增加先增大后减小,且距离基坑较近的桩体水平位移较大。且每一次开挖后地表沉降和桩身水平位移都增加,增加的幅度随着开挖深度变小;现场监测数据略大于有限元结果,但变化趋势基本一致,表明数值模拟具有良好的适应性;基坑降水对坑外地表沉降及桥桩变形影响显著,分次降水方案可一定程度上减少基坑降水引起的地表沉降和桩身水平位移,类似基坑降水施工可通过分次降水方案控制沉降影响。     

基坑开挖对邻近地铁区间隧道的影响分析

在深基坑工程施工中,基坑降水开挖会使得周围土体产生沉降。特别是当基坑邻近既有地铁区间隧道时,其开挖过程对隧道变形的影响更应得到重视。以沈阳地铁二号线邻近的恒隆广场深基坑工程为背景,通过有限差分软件FLAC3D进行数值模拟。结果表明:富水砂层地质条件下,降水开挖后地表沉降整体值并不是很大;通过不考虑流固耦合和考虑流固耦合的对比分析,得出不能忽视降水对周围土体扰动及区间隧道变形的作用;区间隧道主要以水平位移为主;在施工中,要着重对与基坑距离最近的右线隧道进行监测。     

大断面基坑开挖全过程对既有隧道的变形影响分析

以合肥地铁3号线邻近的经开区大学城地下空间开发工程为背景，采用理论分析、数值模拟的方法，分析了基坑围护结构施工、基坑开挖及主体结构回筑过程中基坑对既有隧道的变形响应。研究结果表明:基坑施工对邻近既有隧道的影响主要以水平位移为主，同时大断面基坑开挖对隧道的影响较小；施工过程中，基坑及既有隧道结构的位移在容许的范围内，验证了围护结构的合理性。     

基坑开挖对邻近建筑及既有地铁的影响分析

合理评估基坑开挖对邻近结构安全性尤为重要。以某基坑开挖为例，运用有限元分析软件GTS-NX模拟基坑开挖施工中地连墙、邻近建筑物及地铁结构的变形情况，研究相应的变形规律，评判结构变形是否满足规范的要求。结果表明:地连墙、桩基往基坑内倾斜，建筑物沉降，桩基侧移及隧道衬砌沉降均满足规范要求。     

基坑开挖引起的邻近地铁隧道的变形分析

基坑开挖会影响土中应力分布,导致邻近地铁隧道发生变形。给出杭州市解放路过街地道工程实例,为研究基坑开挖对邻近隧道的影响提供数据支持。通过对实例的分析,发现在基坑开挖至底板浇筑完成的过程中,隧道表现为先沉降、后隆起,隧道水平向收敛总体上有向外收敛的趋势,但数值较小,隧道水平方向位移值较小,没有产生明显的整体移动。