城市轨道交通深基坑周边建筑物安全评判方法

根据以往研究成果以及宁波市轨道交通1、2号线已建地铁车站深基坑及周边建筑物变形的监测数据,认为建筑物与基坑之间的距离以及建筑物抵抗变形的能力是影响基坑外建筑物安全的主要因素。提出了城市轨道交通深基坑周边建筑物安全的评判方法。与风险评估方法不同,该方法更侧重于对基坑外建筑物安全的评估,评判结果更为严格与合理,可为邻近轨道交通深基坑的建筑物保护提供参考。     

下穿隧道建筑物保护方案比选及注浆方案试验研究

研究目的:随着城市地下空间开发规模扩大,一些隧道及地下工程不得不穿越既有建筑物,为了确保建筑物结构安全,必须采取可靠、有效辅助措施对建筑物加以保护。研究结论:本文通过对几种建筑物保护方案的比选,首次提出采用注浆方式对地表既有建筑物进行保护的方案;通过试验研究,采取基础注浆加固和跟踪注浆方式能有效控制建筑物沉降,保证建筑物的结构安全;采用注浆方案对建筑物进行保护施工,其注浆参数、抬升值、抬升速率等需根据建筑物结构形式和基础条件进行调整。     

双线盾构施工引起地表及建筑物沉降规律研究

结合武汉地铁3号线19标段双线隧道施工,利用数值模拟和现场测试的方法,研究盾构施工过程中建筑物及地表沉降变形特征,并根据同一建筑物不同部位的沉降差判定施工过程中建筑物的安全性。研究结果表明:地表沉降在建筑物处明显增大,建筑物所在位置及其周围土体呈现整体倾斜变形;隧道横向上建筑物长宽比越大,地层滑移角及沉降槽宽度越大;建筑物和基础的沉降变形与隧道施工动态相关,基础的不均匀沉降导致建筑物安全性降低。由此可知,盾构施工对上部建筑物的影响非常显著,研究成果可为今后类似工程设计施工提供参考。     

地铁隧道施工邻近建筑物安全风险评价

分析了地铁隧道施工对邻近建筑物的影响因素及建筑物本身抵抗变形的因素,对地铁施工引起的环境建筑物的风险进行评价.应用可变模糊集理论,建立了地铁施工区间多个邻近建筑物安全风险排序模型及邻近建筑物安全风险评估模型,对隧道施工引起的邻近各建筑物的安全风险进行排序,并进一步评价建筑物安全风险等级.通过风险评价,可为地铁隧道施工前期风险源排查、采取合理的施工措施及保护措施提供依据,从而在保证邻近建筑物安全的基础上实现地铁隧道的施工.     

邻近暗挖地铁建筑物安全评价方法

依据地铁结构与邻近建筑物间的空间距离、地铁隧道暗挖施工引起地表沉降和邻近建筑物倾斜的程度,将受单个地铁隧道施工影响的邻近建筑物的邻近程度划分为很邻近(极邻近)、邻近、较邻近和不邻近4个邻近等级,并给出划分标准以及邻近地铁建筑物沉降及倾斜的计算方法.基于建筑物破坏等级和建筑物重要性将邻近建筑物安全风险等级划分为3级,并给出建筑物的破坏等级、重要性和安全风险等级之间的对应关系.提出采用一般调查、初步评估、二次评估和三维有限元评价4种方法对不同等级邻近建筑物的安全风险进行评估.典型工程实例应用证明提出的方法简便、可行.     

建筑物安全监测及数据处理

在城市建筑密集地区进行深基坑开挖,必须对周围建筑物进行安全监测,重点是对建筑物的沉降和倾斜进行观测。针对一般建筑物安全监测的特点,提出了基于回归平面的建筑物变形分析方法。通过对建筑物上的监测点进行高精度水准测量,把得到的监测点沉降量结合改点平面坐标进行最小二乘拟合,得到关于建筑物沉降量的回归平面,从而计算出该建筑物各监测点的最佳沉降量,确定其倾斜率。根据得到的沉降量和倾斜率进行短期预测,预防安全事故。将该方法运用于某小区建筑物安全监测中,取得了良好的效果。     

富水软弱地层盾构穿越建筑物群安全控制

苏州轨道交通2号线多个区间盾构共需穿越建筑物570栋,在沉降控制困难的富水软弱地层中长距离连续穿越如此多的建筑物在国内外均未见过。为确保穿越建筑物群的安全,使盾构掘进引起的建筑物沉降最小,通过大量的理论分析、现场试验及室内实验等研究,获得苏州富水软弱地层中盾构掘进引起的地层变形特征,制定盾构穿越建筑物群的沉降控制标准、沉降控制方法以及相应的管理措施,形成一套可行的盾构穿越建筑物群沉降控制技术体系和管理体系。在穿越建筑物的过程中,严格执行落实沉降控制技术体系和管理体系,最终安全成功地穿越了建筑物群。     

浅埋矿山法隧道施工对地表建筑物的影响研究

浅埋隧道施工对地表建筑物的影响,主要与隧道断面和埋深、围岩物理力学性质、施工方法及隧道和建筑物的空间相对关系直接相关。基于莞惠城际铁路松山湖隧道下穿建筑物区段工程,为预测浅埋隧道施工对地表建筑物的影响范围以及影响程度,以隧道埋深、建筑物基础类型、隧道与建筑物空间关系等多种因素为可变参数,建立大量力学模型,通过数值模拟分析,得到隧道围岩变形规律,并以此为基础分析隧道开挖对地表建筑物变形的影响。结合工程经验,建立划分隧道对地表建筑物影响范围的分区和控制标准,提出相应的影响范围判定经验公式。     

暗挖地铁隧道下穿既有建筑物沉降变化规律研究

依托西安地铁4号线某浅埋暗挖地铁区间隧道下穿既有建筑物工程,采用数值模拟与现场监测相结合的方法进行研究。研究结果表明:在下穿既有建筑物时,CRD(交叉中隔)工法产生的地表及建筑物沉降最小,上下台阶预留核心土法诱发的变形最大,CD(中隔墙)工法位于两者之间,区间隧道下穿既有建筑物宜采用CRD工法进行施工;隧道正穿既有建筑物施工对建筑物竖向沉降影响较大,对差异沉降影响较小,而旁穿时引起的差异沉降较大;采取保护措施后,利用CRD工法进行施工引起的地表以及建筑物沉降均在可控范围内,保证了建筑物的安全。     

静力水准监测在地铁盾构下穿建筑物过程中的应用

杭州地铁1号线某盾构隧道沿线需穿越较多建筑物,为保证地铁盾构能安全顺利地穿过这些已有的建筑物,选取其中3幢建筑物进行静力水准监测,总结分析建筑物变形在时间和空间上的分布规律。     

考虑土-结构相互作用的列车引起建筑物及地面振动分析

为研究由运行列车引起的建筑物及地面振动规律,本文建立列车-轨道-路基-周围地层-建筑物系统空间动力分析模型。在模型中,地基土-建筑物基础相互作用分为协调接触变形、弹性接触变形和非线性接触3种状况。计算3种接触状况下,运行列车引起建筑物及地面振动的动力响应规律。计算结果表明:在运行列车作用下,3种不同接触状况,货车引起土体及建筑物的振动大于客车引起的振动;考虑弹性接触和非线性接触时,能反映建筑物对振动波的反射,土体的振动比协调变形接触时要大;考虑非线性接触时土体与建筑物会产生能量的消耗,列车引起的建筑物的振动小于弹性接触变形和协调接触变形条件下的振动。本文建立的模型对由运行列车引起的建筑物及地面振动预测提供一定的帮助。     

城轨车站段开挖对邻近高铁站建筑物的安全影响研究

目前特大城市的城市轨道交通项目层出不穷,周边已有建筑物群的城轨车站段开挖施工安全隐患巨大。依托轨道交通资阳线工程的第七座车站资阳北站,提出了城轨车站段开挖(明挖与暗挖)对邻近高铁站建筑物控制技术,建立了城轨车站段近接既有建筑物三维模型,探明了既有建筑物群国铁站房和地下停车场变形强度安全性,揭示了既有建筑物位移及应力变化规律,探明了城轨车站段开挖对邻近高铁站建筑物安全控制技术有效性。研究成果可为城轨车站段开挖对邻近建筑物的影响提供技术参考,对未来基坑开挖具有实际指导作用。     

长江隧道盾构施工对建筑物的影响及其保护研究

研究目的:分析盾构隧道施工对周围建筑物影响范围和程度,提出盾构隧道施工对建筑物影响等级及保护标准,并进行实例分析.研究结论:(1) 利用Peck理论公式计算的地表沉陷槽与长江隧道盾构施工引起地表沉陷槽实际情况基本相符,Peck公式在武汉地区具有较好的适用性;(2) 建筑物受影响程度主要取决于隧道埋深和建筑物距隧道距离、盾构施工引起的地层损失率等情况,隧道埋深和建筑物距隧道的距离越小、地层损失率越大,则地面变形和建筑物变形也越大;(3) 隧道施工引起建筑物的破坏等级可分为5类,对于受影响程度为Ⅰ～Ⅱ级的轻度影响建筑物,可以不采取保护和处理措施;对于受影响程度为Ⅲ～Ⅴ级的建筑物,必须事先采取有效保护措施.     

基于协同传递效应的盾构隧道穿越对地层与建筑物影响研究

城市主城区中修建大规模的地铁工程时,地下隧道下穿各类建筑物会对隧道上覆地层产生扰动,从而导致周围的建筑物不均匀沉降甚至倾斜开裂,对建筑物的安全构成威胁。文章以深圳地铁13号线盾构施工为工程背景,以隧道穿越的深圳职业技术学院某宿舍楼为研究对象,运用有限元软件MIDAS GTS/NX,建立隧道-土体-桩基-建筑物三维有限元模型,采用数值模拟方法对隧道开挖时地表沉降、建筑物变形以及内力的变化进行分析。结果表明：隧道施工引起的地层变形主要集中在隧道上方的土层中,盾构掘进前和盾构掘进后的建筑物梁柱构件内力没有明显改变,隧道下穿建筑物造成的影响是由于盾构施工打破建筑物与基础之间的初始平衡状态,导致建筑物结构产生的附加内力在建筑构件中协同传递而造成的。     

列车引发建筑物振动现场测试及数值分析

通过现场测试和数值分析,对铁路线附近建筑物的振动特性、建筑物振动的传播规律及其影响因素进行了研究.为了简化分析,将列车—轨道—路基—大地—建筑物耦合系统分解为列车—轨道—路基相互作用连续平面三层梁模型和大地—建筑物(剪力墙结构)三维有限元模型两个子系统,前者采用傅里叶变换法求解,后者采用三维有限元模拟.结果表明,列车引发的建筑物振动属于低频振动,建筑物结构对高频振动具有衰减的作用;振动随列车速度的提升而增大,随列车编组的加长而增大,随列车轴重的增加而增大,随建筑物到轨道中心线距离的增大而减小;建筑物的振动水平随楼层的上升呈折线分布;框架结构相对于剪力墙结构能更好地抑制振动的产生.     

地表注浆对隧道邻近建筑物变形控制规律分析

为了分析地表注浆对隧道邻近建筑物变形控制规律,采用有限元数值模拟方法,从不同层高、与隧道中心线成不同角度、离隧道不同距离等3方面探讨地表注浆加固对建筑物的变形控制规律。研究结果表明：注浆加固对距离隧道中线1～1．5倍开挖跨度范围内地表的沉降控制起到了显著的作用。建筑物与隧道间距离是影响地表注浆加固控制建筑物变形效果的主要因素。建筑物层高越高,距离隧道越远,注浆对周围建筑物作用效果越不明显;随着建筑物与隧道所成角度的增大,作用效果反而越明显。     

地铁施工前邻近砌体建筑物的结构安全性分析

为确保地铁施工期间邻近建筑物的安全使用,在综合考虑邻近建筑物使用现状、相应规范和受力特点的基础上,运用位移反分析和有限元方法对其进行结构安全分析,并据此确定邻近建筑物变形控制指标。在某地铁车站附属结构施工前,应用该方法对2栋邻近砌体结构建筑物的安全性分析表明:当差异沉降小于10mm时,建筑物上部结构和基础底板能够满足正常使用的要求,根据两栋建筑物分别已有6.59和7.01mm的差异沉降现状,给出2栋建筑物沿既有最大倾斜方向的允许新增差异沉降控制值分别为3和2mm。依此标准,建筑物在附属结构施工结束后结构完好,验证了该工前安全性分析方法的合理性。     

钢弹簧隔振系统在地铁邻近建筑物的设计应用

随着地铁网络的日益完善,地铁沿线建筑物的减隔振问题日益突出。作为一种新型的建筑物整体隔振系统,钢弹簧隔振技术可有效降低地铁振动对建筑物的影响。文章以上海地铁某邻近建筑物隔振为背景,通过设计应用钢弹簧隔振系统,从而隔离地铁振动对建筑结构的影响。设计应用结果表明,钢弹簧隔振系统有效地降低了地铁振动对沿线邻近建筑物的影响。     

树根桩加固技术在北京地铁中的应用

北京地铁5号线天坛东门站西北风道的设计位置距天坛公园既有建筑物过近,无法采用常规的加固隔离技术。为确保建筑物及地铁结构的安全,采用了树根桩加固技术对该建筑物基础进行加固处理。介绍了树根桩加固建筑物的方案设计和施工工艺。通过施工验证,该建筑物及地铁风道沉降量均在设计规定范围内,变形规律也与设计计算相符。     

双层框架铁路对邻近建筑物的振动影响

本文针对将既有铁路区间扩建为地上、地下单线双层铁路方案,建立铁路-大地-建筑物三维耦合动力学模型,分析列车以80 km/h的设计速度在该线路上运行对沿线不同结构形式建筑物的振动影响。研究结果表明：(1)列车上、下层线路同时运行引起的振动对建筑物的影响最大,下层线路运行引起的振动对建筑物的影响大于上层线路运行;(2)列车运行引起的振动对距离线路中心相同的砌体结构影响大于框架结构,在相同运行工况下,砌体建筑物分频最大振级比框架建筑物平均高约10.4 dB;(3)框架建筑物比砌体建筑物随楼层的增加具备更强的振动传递性;(4)列车在扩建区间内运行时,砌体结构建筑物的环境振动均超出夜间限值,其首层楼板的分频最大振级在不同运行工况下超出限值5.4～12.1 dB。研究成果可以为既有线路改扩建提供参考。