砂卵石地层基坑开挖对侧方地铁交叉隧道和车站的影响分析

以成都某近邻运营地铁结构的基坑工程为背景,运用有限元法分析研究基坑大范围开挖卸载期间支护结构,尤其是斜撑加基底支挡桩支护形式的变形及受力特性,且重点分析基坑侧方地铁交叉隧道及车站的变形特性及受力变化。研究结果表明:(1)斜撑加基底支挡桩支护体系构造简单、受力明确;(2)基坑开挖卸荷使地铁隧道整体变形趋势表现为偏向基坑一侧,且变形分布形态呈"鸭蛋"状;(3)基坑开挖卸荷使侧方交叉隧道内力增大,且内力分布形态发生一定程度的偏转(偏向基坑侧),呈现出偏压状态,故实际工程中应加强动态监测;(4)基坑开挖期间近基坑侧车站端头发生整体上浮,而远离基坑侧发生下沉,即地铁车站发生一定程度的倾斜,因此基坑大范围开挖过程中应予以重点关注。     

柔性基坑支护体系的局限性与应对措施研究

研究目的:本文以重庆市土岩组合地层中某地铁车站深基坑工程变形控制为例,对基坑变形原因进行分析,提出变形控制措施,进一步通过计算分析,得出基坑桩锚柔性支护体系在控制基坑大变形时的缺点,并明确桩锚撑组合支护体系的优势。研究结论:(1)基坑变形过大的原因可分为内因与外因两大类,其中地层软弱分界面倾向基坑侧、降雨导致分界面地层强度参数降低以及锚杆柔性支护体系控制变形能力较弱是基坑变形超限的内因,施工爆破、地表塔吊超载是基坑变形超限的外因;(2)基坑失稳在很大程度上取决于变形超限,而非围护结构强度破坏,实际工程中应加强变形监测与动态反馈;(3)桩锚体系下,锚杆作为一种柔性支撑结构对控制变形的继续发展作用有限,桩锚撑组合支护体系可有效地将原锚杆承担的荷载转移至内支撑,从而减小锚杆的拉力与变形,达到控制基坑稳定的目的;(4)该研究结论可为类似工程提供理论支撑与应用参考。     

高边坡下综合管廊深基坑内支撑优化分析

为研究高边坡偏压作用对综合管廊深基坑的影响规律,合理设计基坑支护结构,基于平潭综合管廊项目,针对原设计中钢筋混凝土撑拆除工序繁琐等问题,将其优化成钢管撑。采用有限元软件模拟地下综合管廊内支撑优化前后的基坑变形特征。结果表明:基坑支护结构及周边地表变形受高边坡偏载效应影响显著;相较于原设计,优化后的围护墙侧移、周边地表沉降和支撑内力的变化量较小。现场监测表明,优化后的内支撑能满足基坑变形及稳定性的要求,不仅节约了造价,也加快了工程进度。     

深基坑支护设计和施工中的变形控制

以天津地铁1号线小白楼站的基坑设计为例，从围护结构及撑锚刚度，内支撑和锚杆的竖向间距，对支撑施加预应力，支护嵌固深度及施工工序等方面，阐述了地层变形的影响因素，提出了减小基坑和周围地层变形的具体措施。     

利用既有车站作为重力式挡墙的换乘车站深基坑支护设计方案

宁波轨道交通1号线T形换乘大卿桥车站同步施工了换乘节点,1号线已建车站为地下二层,后建4号线换乘车站为地下三层,后建车站深基坑施工需对既有的车站进行保护。采用三维有限元分析比选了不同基坑支护设计方案对既有车站变形和内力的影响,从而确定合理的支护方案,并将计算结果与监测数据进行了对比分析。结果表明:已建车站整体纵向刚度大,能够有效减少基坑开挖引起的变形,在基坑开挖过程中可以对既有车站结构不设置斜支撑。利用既有车站结构作为重力式挡墙有利于减少施工工序,缩短施工周期。     

邻近地铁盾构隧道的深基坑支护分析

佛山市岭南天地项目大型深基坑在紧邻盾构隧道侧采用“地下连续墙+后排桩+竖向混凝土斜撑”支护结构,并对基坑土体进行加固。结合场地地质条件及基坑施工特点,采用有限元方法分析深基坑施工过程及其对支护结构与隧道结构变形的影响,论证了支护结构的可行性,并将模拟结果与实测数据进行了对比分析。研究结果表明：采用的支护结构与基坑土体加固措施一起形成“加强型门式刚架”的复合支护结构,整体共同作用明显,支护效果较好,计算结果与实测数据基本吻合。     

级配不良卵石深基坑地表及 支护变形规律研究

以洛阳市地铁1号线卵石深基坑为工程原型,采用颗粒离散元软件PFC^2D,建立级配不良卵石层深基坑支护结构数值分析模型,分析地表沉降和支护结构变形规律。研究结果表明:围护结构插入比对地表沉降的影响存在3个发展阶段,适用于级配不良中密卵石基坑的插入比范围为0.38～0.58。根据对变形规律的分析,得到内撑在控制围护结构侧向位移和地表变形中作用效果不同的结论。通过理论与实测数据对比,论证级配不良中密卵石地层基坑内支撑设计和插入比选择的可靠性。研究成果可为类似卵石地层中地铁深基坑施工提供参考。     

北京东部地铁车站明挖基坑开挖变形规律分析北大核心

以北京东部地层中地铁车站明挖基坑施工为研究对象,分别对围护桩＋锚索、围护桩＋内支撑、地下连续墙＋内支撑三种支护形式的监测变形进行了分析、总结。结果表明：墙撑结构较其余两种支护形式基坑地表沉降值及其离散性均较小;三种支护形式的基坑桩体水平位移情况类似,最大值发生在约5-10 m埋深位置。通过分析桩体水平位移最大值与埋深之间的关系,预测桩锚、桩撑和墙撑形式基坑桩体水平位移最大值分别为10-20 mm,12.5-25.0 mm,8-16 mm。通过对支撑轴力（锚索拉力）实际预加值与后期轴力增长之间关系的曲线拟合,得到实际轴力预加值小于设计预加值50%之后,随着预加值的减少,最终的轴力将存在较大幅度的增长。     

兰州地铁世纪大道站基坑支护监测与数值模拟

研究目的:兰州地区的工程水文地质条件特殊,关于地铁深基坑的桩撑支护设计、施工监测及数值模拟研究尚属空白。本文以兰州地铁世纪大道站基坑为例对桩撑支护结构设计为例,对桩顶水平位移、桩体水平位移、内支撑轴力和地表沉降监测结果进行研究。研究结论:(1)基坑开挖初期,桩身呈向坑内变形的前倾型曲线,随着基坑的开挖和支撑的安装,桩身变形曲线逐渐向")"形变化,最大水平位移发生的位置也随之下移,一般出现在桩体中部的4~10 m范围,约为坑深的1/3~2/3;(2)基坑开挖过程中,实测圈梁水平位移一般为5~10 mm,远小于规范30 mm控制值;(3)桩底附近仍有少量位移,说明将支护桩嵌固段作为固定端的设计方法有待完善;(4)地表沉降和水平位移大小分布是对应的,基坑周边土体呈现沉降一隆起一沉降一隆起一沉降状态,最大地表沉降约位于基坑外侧1/3倍坑深处;(5)采用有限元软件ADINA模拟基坑开挖过程,将有限元计算值与实际监测结果进行对比,发现二者比较接近,发展变化趋势几乎一致,说明有限元分析的结果可靠,桩撑支护结构支护效果理想;(6)本研究成果可为类似深基坑工程的设计和施工提供借鉴。     

北京东部地铁车站明挖基坑开挖变形规律分析

以北京东部地层中地铁车站明挖基坑施工为研究对象,分别对围护桩+锚索、围护桩+内支撑、地下连续墙+内支撑三种支护形式的监测变形进行了分析、总结。结果表明:墙撑结构较其余两种支护形式基坑地表沉降值及其离散性均较小;三种支护形式的基坑桩体水平位移情况类似,最大值发生在约5~10 m埋深位置。通过分析桩体水平位移最大值与埋深之间的关系,预测桩锚、桩撑和墙撑形式基坑桩体水平位移最大值分别为10~20 mm,12.5~25.0 mm,8~16 mm。通过对支撑轴力(锚索拉力)实际预加值与后期轴力增长之间关系的曲线拟合,得到实际轴力预加值小于设计预加值50%之后,随着预加值的减少,最终的轴力将存在较大幅度的增长。     

复杂条件下深基坑施工变形控制及周边环境监测分析

以江阴市某深基坑支护工程为背景,对基坑变形规律进行了现场监测研究,重点对基坑中两个变形较大处进行原因分析.结果表明:基坑变形随开挖深度增加而增加,其变化大小与开挖方式、开挖速度、周边荷载、施工工序及天气等因素有关;在后浇带中设混凝土传力块能很好地控制后浇带与混凝土支撑垂直工况下换撑前后围护结构的变形;冠梁植筋加下设一道锚索对紧邻的病房大楼变形控制效果不明显,建议今后类似工程采用内支撑形式更为合理.     

拱北隧道多台阶分部 暗挖方案研究

拱北隧道暗挖段开挖断面约337m2,在管幕-冻结复合帷幕作为超前支护下,进行多台阶分部开挖。原设计采用5台阶15部开挖工法,结合科研成果和现场可操作性,通过方案比选,对暗挖方案进行了优化,推荐采用5台阶14部竖撑方案,并采用台阶法进行开挖。本文利用数值分析软件对五台阶15分区方案,五台阶14分区斜撑方案,五台阶14部竖撑方案进行了对比,研究了各工况下隧道结构受力规律及安全性。分析结果表明：1）采用三种开挖方案均能满足结构安全要求,但五台阶14分区斜撑和竖撑方案更有利于机械化开挖施工;2）斜撑方案相对竖撑方案受力较大,且拼装难度大,精度要求高,施工安全性低;3）采用台阶法相对于侧壁导坑法,边脚部的初期支护变形更小,有利于冻土与管幕的协同变形,提高复合帷幕的封水安全。     

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30m...     

京张高铁清河站深基坑支护结构设计

京张高铁清河站基坑邻近地铁13号线,最近处仅5. 6 m,基坑深度达17. 5 m,需要设计安全合理的支护结构,保证既有地铁13号线的运营安全。建立"基坑支护结构+土体+13号线结构"的三维模型,对13号线地铁结构的安全性进行评估,提出满足地铁运营安全的基坑支护结构的变形标准,改进支护结构的设计方案,基坑实施阶段的变形监测结果验证了此数值分析方法的理论可靠性。     

北京地铁角北区间盾构井围护结构设计概述及体会

盾构井是盾构机安装、始发及施工材料运输的必要建筑,该区间盾构井平面净空尺寸均为9m×15m,井深近21m,盾构井围护结构采用Φ800@1200的钻孔灌注桩型式,盾构井从上至下分层分段开挖,依次设立4道钢支撑,包括横撑和角撑。     

软弱地层中超大型深基坑支撑体系方案设计与研究

介绍深圳地铁10号线益田停车场主体围护结构设计,总结软弱地层中长大基坑设计特点及难点。在周边环境要求较高的情况下,工程选用合理深基坑支护方案,地下结构布置紧凑、简洁,取得了良好的经济效益、社会效益和环境效益。对比边桁架内支撑体系和环形桁架内支撑体系在软弱地层超大型基坑中的应用及效果,对其他类似工程提供参考。     

衡重式双排桩与大跨度支撑在填海区超大基坑支护中的应用

以深圳国际会展中心项目(一期)超大深基坑工程设计为研究对象,为解决填海区超大基坑施工工期紧、变形控制要求高的难题,采用衡重式双排桩与大跨度支撑相结合的方法进行处理。建立该结构的支撑刚度计算模型,通过数值模拟研究大跨度支撑间距对支护结构变形及内力的影响。结果表明:该结构应用于填海区超大基坑时控制变形能力强,土方外运效率高;支撑间距变化对支护结构水平位移和内力影响显著,支撑间距合理区间为60～70 m。     

深基坑纵横双榀井字形钢管内支撑设计及应用

研究目的:为解决深大基坑施工中混凝土支撑拆装难度大、常规单层钢支撑的支撑力有限等问题,通过研究采用新型的双榀"井"字形钢管结构内支撑形式,旨在提高深大基坑的支撑拆卸效率,确保施工安全。研究结论:(1)纵横双榀"井"字形钢管结构内支撑体系通过采用"井"字形接头,将同层纵横双向的内支撑进行连接,该结构整体性结构可靠,受力效果好,且减小了钢管内支撑层数,占用有限施工空间小、施工效率高;(2)采用混凝土内支撑立柱上焊接牛腿托架的钢支撑立柱支撑方式,不需要额外增加立柱数量,减少了支撑作业工序,提高了作业效率,增大了基坑开挖作业空间,同时也降低了材料投入;(3)纵横双榀"井"字形钢管结构内支撑能有效保障深大基坑支护效果,提高作业效率,是一种安全、实用、合理、经济的基坑支撑结构形式,可为类似深基坑支护工程提供参考和借鉴。     

不同桩撑支护形式的地铁明挖车站基坑变形监测研究

为研究不同桩撑支护形式的地铁明挖车站的基坑变形规律,对北京地铁6号线二期2座采用直径800 mm围护桩+3道钢支撑支护形式,1座采用直径1 000 mm围护桩+2道钢支撑支护形式的明挖车站基坑变形监测数据进行分析。研究表明:(1)两种桩撑形式下的基坑外地表沉降、桩顶水平位移和桩体水平位移变化规律接近;(2)基坑外地表沉降、桩顶水平位移、桩体水平位移分别在0.15%H、0.1%H、0.15%H范围以内(H为基坑开挖深度);(3)直径1 000 mm围护桩+2道钢支撑支护形式下的基坑变形更小,同时针对盾构先行过站而后开挖车站基坑的工程,直径1 000 mm围护桩+2道钢支撑支护形式可在综合费用几乎不变的情况下显著缩短工期,因此可为今后类似工程提供借鉴。     

南京长江隧道盾构始发井结构分析

南京长江隧道盾构始发井基坑深22.95 m,平面尺寸为44.9 m×22.6 m,为超大深基坑。该基坑采用地下连续墙、混凝土支撑与钢支撑组合支护方案,连续墙与结构侧墙采用叠合墙结构,其结构体系复杂、工况多、空间效应明显。合理的结构分析方法是始发井设计成功的关键,通过结构分析研究以指导完成设计。采用弹性支点杆系有限元法、荷载-结构二维均质弹簧有限元法、荷载-结构三维有限元法来分析盾构始发井的围护墙、支护结构体系和主体结构,解决始发井结构分析方法问题,并指导完成了南京长江隧道盾构始发井结构设计。