沈阳快速干线隧道深基坑施工监测与分析

以正在施工中的沈阳市南北快速干线隧道17.5 m深的基坑工程为研究对象,采用埋设传感器元件进行实时监测的方法来研究基坑围护结构变形规律。对施工期间围护桩体水平位移、围护桩钢筋内力、钢支撑轴力和周边地表沉降的监测数据开展重点研究分析。监测结果表明:基坑围护桩体的水平位移随基坑开挖深度的加深而发生非线性增大,桩体最大变形的部位也在逐渐下移;钢支撑的架设能够控制围护桩体的侧向变形和桩内钢筋轴力的持续增大,下层钢支撑的架设能够有效减缓上层钢支撑所受的水平轴力;距离基坑越近的地表监测点,其沉降值越大,在底板浇筑完成后,基坑变形趋于稳定。该工程选用钻孔灌注桩加内支撑与基础底板所组成的支护体系,能很好地完成基坑围护工作。     

无内衬结构竖井盾构快速接收工艺研究

由于车站不能按时提供盾构接收条件，南宁地铁2号线石子塘站—建设路站区间（石建区间）需增设临时接收竖井。按照常规方法，在竖井内衬结构完成后才能进行盾构接收，由此将造成建设工期长、建设成本高、施工工序多等问题。为解决以上问题，通过采取加大并密排对应盾构进入接收竖井位置的围护桩、以水平环梁代替对撑或外拉锚、在洞门位置用玻璃纤维筋代替钢筋、采用特制的洞门密封装置、灵活设置临时封底、优化接收前盾构掘进参数，并辅以降水、监测等措施，不必施作竖井内衬结构，盾构直接切削桩体进入竖井，安全、快速地实现了盾构接收，为石建区间按时贯通提供了保障。     

盾构始发与接收时顶力的数值模拟研究——以北京地铁15号线某盾构直接切削玻璃纤维筋桩工程为例

盾构顶力是盾构始发和接收过程中的主要控制参数。以北京地铁15号线某6 m盾构直接切削玻璃纤维筋桩工程为背景,采用有限差分软件FLAC3D研究分析了盾构始发与接收时不同刀盘正面顶力作用下围护桩体受力以及地表变形规律。研究结果表明： 盾构始发中在切割玻璃纤维筋桩体时,若顶力大于10 000 kN,会引起地表隆起; 盾构接收中在切割玻璃纤维筋桩体围护结构时,由于桩的一侧为临空面,当盾构顶力大于8 000 kN时,会引起桩体发生向临空侧的倒塌破坏,存在一定的安全隐患。该研究对洞口处玻璃纤维筋桩体的设计和盾构安全施工具有较大的指导意义。     

深大基坑开挖支护结构变形与内力监测

深大基坑施工过程中,支护结构内力与变形监测研究是保证基坑稳定以及施工安全的重要手段之一。以深圳地铁11号线前海湾站基坑为研究对象,对基坑开挖施工过程中支撑轴力和围护桩桩体水平位移进行了现场监测。监测数据分析表明,基坑在开挖过程中,钢筋混凝土支撑轴力最大,第一道钢支撑施作,会显著减小混凝土支撑的轴力。基坑东西两侧围护桩桩身长度和土层分布的差异,导致了基坑两侧桩体位移变化趋势差别较大。     

软土地区公路隧道盾构始发段深基坑监测分析

对某公路隧道盾构始发段深基坑施工期监测进行了介绍,重点分析了围护墙(桩)顶水平位移及沉降、围护桩深层水平位移(测斜)、围护墙(桩)内力、混凝土支撑轴力、地表沉降、基坑外水位等监测成果。监测成果表明,施工监测基本反映了基坑在施工过程中围护结构与周边环境的受力和变形情况,对施工进行了较好的指导,保证了施工安全;混凝土支撑轴力受温度、混凝土徐变及龄期的影响,使得实际监测值可能大于报警值,应对报警值进行准确合理的设定;各监测指标受施工工序、降雨、外部荷载等因素影响;地下连续墙支护效果优于其他围护方式;对各项监测数据要结合专业知识、现场情况和工程经验等进行综合评判后再决定是否报警,为基坑安全施工提供数据保障。     

泵站深基坑变形影响因素及其规律的有限元研究

武汉市江南泵站深基坑工程因工期被压缩,需优化原支护结构以满足要求。为确定优化支护结构,以深基坑围护桩的桩径、插入比和内支撑截面尺寸为因素,选取围护桩水平位移和基坑外地表沉降为分析基坑变形的指标,利用有限元软件ABAQUS模拟了武汉江南泵站的开挖支护过程,分析了各因素对深基坑变形的影响机理及其规律。结果表明:围护结构水平位移和基坑外地表沉降的显著影响因素为桩径和插入比,增加桩径和插入比能有效降低围护桩水平位移和基坑外地表沉降,插入比超过限值后对变形的影响趋于稳定。     

大直径盾构双线隧道下穿高铁车站的受力变形研究

针对广州地铁十八号线大直径盾构双线隧道近距离下穿佛莞城际番禺大道站,建立三维地层-结构有限元模型,研究了车站结构和盾构隧道的受力和变形特征,并结合现场监测数据进行对比。研究结果表明:车站结构及隧道变形计算结果均小于规范限值,车站地连墙、底板弯矩增量稳定;实测车站结构沉降和水平位移最大值均发生在盾构双线施工完成,并与有限元计算结果接近;双线盾构的掘进对车站侧墙、抗拔桩和隧道水平位移的影响主要发生在左线掘进过程中;车站结构的内力和变形的变化趋势与盾构施工密切相关,右线、左线盾构依次掘进对车站底板沉降影响具有叠加效应。研究结果可为大直径盾构近距离下穿建筑物受力变形影响分析提供参考。     

武汉I级阶地某地铁深基坑支护优化及实测分析

武汉目前正在长江I级阶地地区大规模进行地铁建设。在地铁车站基坑回筑施工阶段,由于换撑会严重滞缓主体结构施工,许多施工单位尝试将原设计换撑方案修改为不换撑的方案以加快施工进度。以武汉地区某地铁车站基坑工程为背景,通过数值模拟和现场实测,分析地下水位变化及有无换撑条件下地连墙变形和弯矩、地表变形、支撑轴力变化规律。理论及实测分析结果表明： 坑外水位的降低导致作用在地连墙上的水土压力减小; 当坑外水位小于-6.3 m时,地连墙水平位移及墙后地表沉降较原设计换撑方案仅增加10%左右; 地连墙弯矩和支撑轴力均满足原设计要求,优化后的换撑方案是可行的。由于施工中存在较多不确定因素,当采用无换撑方案时需密切关注坑外水位及地连墙变形的变化,以保证工程安全顺利进行。     

桩基施工及承载阶段对运营盾构隧道的影响

针对合肥某立交桥上跨既有盾构隧道工程，通过有限元数值模拟方法对单桩邻近隧道施工进行参数敏感性分析，并进一步研究立交桥单桥墩桩基础与双桥墩桩基础在施工及承载阶段对盾构隧道管片变形与内力的影响；通过对比分析2种立交桥跨越既有盾构隧道方式下的地表沉降、盾构隧道管片及铁轨变形，探讨2种跨越方式在工程应用中的优劣。研究结果表明： 1）单桩对邻近隧道结构的影响，随着桩长、桩径的增加而增大；随着桩隧净间距的增大而近似呈指数函数形式降低。2）当桩长与隧道埋深比值大于1时，增加桩长是减小隧道结构变形的有效途径。3）单桥墩桩基础施工阶段对盾构隧道的影响效应小于承载阶段，管片位移以沉降为主。承载阶段随着荷载的增加，横向轴力与弯矩在靠桩一侧拱腰位置变化最大，纵向轴力与弯矩在拱顶位置变化最大。4）双桥墩桩基施工及承受上部荷载时，较单桥墩而言同一管片处的沉降增大0.3 mm，水平向位移减小0.56 mm。经比较，中间无桩的跨越隧道方式更优。     

基于颗粒流原理的盾构切割GFRP筋混凝土围护桩机制

在盾构无障碍接收过程中，盾构切割GFRP筋混凝土围护桩时桩体会朝向基坑临空侧发生变形，甚至发生整体倒塌，引起工程事故。为此，需要对盾构切割GFRP筋混凝土围护桩的机制进行研究。基于PFC3D建立盾构切桩的离散元颗粒流模型，得到盾构切刀切削力的变化规律与桩体应力的变化规律，揭示盾构无障碍接收切桩的机制： 前半切入行程为剪压破坏，后半切入行程为剪切破坏，并指出在切桩过程中应控制好盾构推力，避免GFRP筋混凝土围护桩整体倒塌。     

双孔平行地铁顺穿桥梁对桥梁桩基础影响研究

利用有限元分析软件建立桥梁基础及双孔地铁的模型,模拟地铁盾构的施工工况。研究盾构施工前后地铁隧道、周边土体变形趋势及其对地铁顺穿桥梁的桩基础轴力、弯矩、水平变形及沉降的影响。分析结果表明:隧道施工造成隧道上部土体沉降,下部土体隆起,隧道呈现椭圆形;其顺穿桥梁桩基轴力、弯矩增加幅度较大,桩基在地铁隧道深度以上竖向沉降,在隧道深度下局部桩体隆起,桩身位移呈现“3”字形,最大位移位于隧道中心标高与隧道底标高之间。     

支护结构桩变形监测的研究

结合某城市地铁车站深基坑围护结构桩变形监测,研究了基坑开挖围护结构桩位移变形规律。用实测数据对结构桩的沉降位移、桩体水平位移及桩顶水平位移变化值进行了统计分析,得出了在不同开挖时期结构桩变形规律,具有一定的实用价值。     

海域围堰复杂地质深基坑支护的变形规律分析

为有效控制上软下硬地质条件下海域围堰围护结构的变形，以汕头苏埃通道工程始发井及后配套基坑为依托，对基坑施工中围护结构水平位移、混凝土支撑轴力、地面沉降等项目进行全过程监测，分析围护体系的变形受力与开挖工序的对应关系。主要研究与结论如下： 1）围护结构的最大水平位移的发生位置随基坑开挖深度增加逐渐下移，围护结构水平位移与支撑轴力最大值都位于基坑中下部位置，且二者都表现了基坑西侧大于基坑东侧； 2）基坑周边未加固段地表持续沉降，加固段的地表沉降较小； 3）建立综合监测预警机制，对基坑施工薄弱部位提出预警，信息化指导施工，保证了基坑的施工安全，为后续类似地质条件下基坑支撑体系提出了优化建议。     

地铁车站的深基坑变形特性研究

首先对基坑支撑结构的稳定性进行了验算,通过对地铁车站基坑实测数据的分析,探讨了基坑围护结构位移,钢支撑轴力及地表沉降的变形特性.结果表明:该工程基坑的标准段钢支撑结构满足稳定性要求;基坑围护结构水平位移为基坑开挖深度的0.02％～0.06％.围护结构的变形特性是中间大两头小,表现为深层凸鼓形;轴力表现为开始阶段持续地增长,之后趋于稳定,并微量波动;地表沉降随着开挖深度的增加不断增加,后期变形量显著降低,趋于稳定;围护结构的水平位移和地表沉降的分布均具有相似的空间效应:基坑边角处变形较小,随后逐步增大,至基坑中部达到最大值.     

基于FLAC3D的大直径实心桩承载性能数值模拟研究

基于FLAC3D模拟软件，对大直径实心桩竖向及横向的承载性能和变形特性进行数值模拟。深入而全面的研究了大直径实心桩的受力机理、承载性能与变形特性，得出以下结论：本次模拟的大直径实心桩的单桩承载力极限值为82000kN，单桩承载力特征值为41000kN，水平承载力极限值为1750 kN，水平承载力特征值为1000 kN。随着竖向位移的增大，桩周土体的沉降随着距离桩体距离的增大而减小，桩端土体与桩体和桩周土体相比沉降较小，模型承受荷载过程中桩身的压缩量较大。在各级荷载作用下，桩身轴力随着深度的增加而减小，至桩端处桩身轴力几乎降至为零。在施加水平荷载之后，桩顶部分的水平位移最大，随着桩体埋藏深度的增加，桩身位移迅速减小至零，桩身弯矩随着桩体埋藏深度的增大呈先增大后减小至零。     

北京地铁新宫站复合支护结构参数优化分析

以北京地铁19号线新宫站基坑工程复合支护结构为例，运用MIDAS/GTS软件实现对基坑施工过程的模拟，分析支护参数对支护结构受力和变形的影响。结果表明:①随桩径增大，桩体水平位移逐渐减小，各层锚索轴力最大值逐渐减小。②随桩间距增大，桩体水平位移逐渐增大，各层锚索轴力最大值逐渐增大。③随锚索倾角增大，桩体水平位移逐渐增大，各层锚索轴力变化呈现出先增大后减小趋势；在倾角为15°时，锚索受力最大。④锚索锚固段长度越大，桩体水平位移越小，各层锚索轴力最大值均增大。     

新建贵广铁路佛山隧道基坑超挖施工数值模拟分析

以新建贵广铁路佛山隧道基坑开挖为背景,结合现场实测数据,借助有限元计算软件Midas GTS分析该隧道桩撑支护段典型断面在正常开挖施工及超挖施工下基坑支护结构内力、水平位移、支撑轴力及地表沉降的差异。分析结果表明,超挖施工将显著地改变支护结构的受力状态及变形情况,增大坑周地表沉降,对基坑变形控制及坑周邻近建筑物产生不利影响。     

基于AM桩盖挖逆作地铁车站施工力学有限元分析

盖挖逆作地下结构施工过程中，地下连续墙水平位移及各围护结构之间差异沉降过大，均会对结构造成不利影响。为解决围护结构之间差异沉降的控制难题，探索施工过程中结构的受力规律，以某采用盖挖逆作法施工的大型地铁换乘车站为研究背景，采用通用有限元软件ABAQUS进行数值模拟，研究盖挖逆作地下结构施工过程中结构受力及变形规律，计算分析施工过程中地下连续墙的变形、地下连续墙与相邻立柱桩的差异沉降、AM桩轴力分布情况，探讨运用AM桩对控制结构隆起和差异沉降的优势。结果表明： 1）楼板在施工过程中起到了良好的支撑作用，有效限制了地下连续墙的变形； 2）差异沉降随施工进行逐渐增大，在开挖底层土体时达到最大值，此为最不利工况，应及时进行封底； 3）在桩长和桩径参数相同的情况下，与等直径桩相比，采用AM桩能够有效减小结构的隆起以及差异沉降。     

盾构穿切过程中单桩复合地基动态响应的研究

为探究盾构直接穿切复合地基对复合地基承载性状的影响规律,依托郑州地铁5号线某区间盾构穿切水泥土群桩复合地基工程,对盾构穿切单桩复合地基进行现场试验研究。分析盾构切桩全过程中地表沉降、桩顶压应力和桩间土应力的变化规律。同时,在与现场试验分析结果进行对比验证的基础上,利用数值模拟进一步对桩身轴力和桩侧摩阻力进行补充分析。主要结论如下： 1）在盾构穿切单桩复合地基全过程中,加载板沉降发展规律大体分为盾构切桩前、刀盘切桩、盾体穿越残桩、盾体脱离残桩、同步注浆层填充与凝结、残桩脱离盾尾6个阶段。2）桩土应力比随着切桩施工过程先减小后增大;桩身轴力随着整个切桩过程发生变化,最终阶段轴力值相比切桩前有所增大。3）由于残桩桩长变短,桩身应力重分配比使得桩身出现2个中性点,中性点以上为正摩阻力,桩体受压;中性点以下为负摩阻力,桩体受拉。4）与最终的累计量相比,各阶段加载板沉降增幅比分别为20%（盾构切桩前）、60%（盾构切桩—注浆层凝结）、20%（盾构远离残桩复合地基）;桩土应力比增幅分别为-8%、-16%、-53%、3%、25%、66%。     

盾构隧道侧穿高架桥桩基条件下群桩遮拦效应分析

为了研究土体c（黏聚力）、φ（内摩擦角）和桩隧间距X对群桩遮拦效应的影响,以合肥轨道交通1号线盾构隧道近距离侧穿高架桥桩基群工程为背景,采用三维数值分析方法,分析了盾构掘进过程中桩基的变形规律,得出以下结论： 1）桩基的位移随着盾构开挖面的靠近逐渐增大,当盾尾离开桩基所在平面后逐渐稳定; 2）土体的c、φ值对群桩桩基水平位移、竖向位移和轴力的遮拦效应影响比较大,c、φ值越大群桩遮拦效应越不明显; 3）桩隧间距X对桩基水平位移和轴力遮拦效应影响较为明显,X越小桩体变形和受力越复杂,群桩遮拦效应越明显。