基坑开挖引起邻近运营地铁车站变形特性研究

邻近已运营地铁车站单侧深基坑开挖卸载会引起车站结构发生不均匀变形,但目前对其变形机制还缺乏深刻认识。结合长沙地区某地铁车站工程实例,基于数值方法对深基坑开挖引起的邻近地铁车站结构变形发展变化规律进行了分析。研究结果表明,随着开挖深度的增加,地铁车站围护结构水平变形逐渐增大,且最大水平位移发生在桩顶;开挖过程中既有地铁车站底板局部向上抬升,且车站整体发生背向基坑的倾斜;基坑周边地表沉降随着基坑开挖的进行逐渐增大,但仍在结构安全和正常使用要求的范围之内。     

基坑开挖方式对轨道交通结构变形影响分析

研究目的:随着城市的不断发展,城市内地铁线路的建设越来越多,不可避免地会有大量基坑建设紧邻已建或在建的地铁车站或区间隧道,地铁深基坑的开挖工程对周边已有地铁建筑的相互影响也日益突出。本文以苏州轨道交通1号线星海街站为例,通过对车站两侧基坑的两种不同开挖工况进行数值计算,分析基坑对称开挖与非对称开挖对已有轨道交通的变形影响,拟获取不同开挖方式工况下对既有地铁车站结构变形影响的基本规律。研究结论:(1)基坑开挖对地铁车站结构变形的影响主要体现在垂直地铁轴线方向的变形及竖向沉降;(2)相对于非对称开挖,基坑对称开挖对地铁车站结构的变形影响较小;(3)从对地铁车站结构变形影响最小化的角度来看,当具备对称开挖基坑条件时,建议采取两侧基坑同时开挖的方法;(4)本研究成果可为今后地铁安全评估提供参考。     

基坑不同施作顺序引起邻近车站变形对比分析

研究目的:邻近已建成地铁车站深基坑开挖卸载会引起车站结构不均匀变形,而不同施作顺序对其变形特性的影响还缺乏系统认识。结合长沙地区某地铁车站工程实例,基于数值方法对不同施作顺序下深基坑开挖引起的邻近地铁车站变形规律进行对比分析,并探讨车站基坑明挖顺作段和盖挖逆作段在不同开挖深度时围护结构及车站主体结构的变形特性。研究结论:(1)随着开挖深度的增加,地铁车站围护结构水平变形逐渐增大;(2)明挖顺作段由于基坑开挖引起的邻近地铁车站变形要明显大于盖挖逆作段;(3)盖挖逆作段由于基坑开挖引起的地面沉降变形较小,而不同施作顺序下地表沉降值均在结构安全和正常使用要求的范围之内;(4)该研究成果可为邻近既有地铁车站深基坑设计与施工提供参考。     

复杂基坑施工对相邻地铁车站沉降的影响分析

研究目的:既有的地铁车站周边常存在后续的商业开发,基坑邻近车站施工会对其结构变形产生不利的影响。本文以天津市天河城购物中心复杂基坑施工为背景,通过三维数值分析,计算基坑的两种开挖方案引起的相邻天津地铁3号线和平路站的沉降值,并评估两种方案对地铁结构安全性的影响,为施工方案的选择提供依据。研究结论:(1)基坑在降水与开挖共同作用下,坑底出现微隆起,基坑周边地表出现沉降槽,地铁车站以沉降变形为主;(2)原方案能更好地控制地铁车站变形,调整方案引起的车站最终沉降略大于原方案;(3)两种方案均能满足地铁变形控制要求,调整方案的工期比原方案减少3个月,经综合比选后推荐采取调整方案;(4)本文根据实际工程进行分析研究,其成果可应用于基坑紧邻地铁施工对既有地铁车站影响的处理。     

地铁车站后期工程实施对既有车站的影响研究

以分析基坑开挖引起紧邻车站变形为切入点,对北京地铁宋家庄枢纽站的后期工程基坑开挖进行数值分析,研究了不同施工方案下既有宋家庄车站结构的变形情况,分析了后期工程实施过程中存在的典型风险源,并提出了相应的工程对策。     

天津滨海软土地区地铁车站开挖基坑稳定性分析

研究目的:天津滨海地区多为海相沉积层,地下水位高,地层中存在淤泥质土。地铁建设首先面临的问题就是地下车站基坑的稳定性,保证基坑工程的安全性具有重要的经济和社会效益。本文对天津地铁某换乘车站基坑开挖施工变形规律进行研究,对于后续开工建设的地铁车站基坑工程具有一定的借鉴意义。研究结论:(1)在地下车站开挖过程中,受软土层突然应力释放及地下水位变化的影响,易引起周边建筑物地基的不均匀沉降,造成地面开裂、建筑物与地下管线变形。(2)本文利用有限元分析软件,建立三维数值模型,对基坑分步开挖施工过程进行动态模拟,对开挖过程中的围岩稳定性进行计算分析,得出:车站各主要受力构件均未达到极限强度,整个车站不会发生结构失稳破坏;车站基坑周围地表沉降量不大,对既有运营的地铁线路及车站围护结构的影响较小,开挖满足结构变形与周边建筑物的差异沉降变形控制要求。(3)本研究成果可为沿海软土地区地铁车站基坑开挖等类似工程提供参考。     

基坑开挖对既有地铁结构变形影响的研究

深圳市曦湾名苑基坑工程西侧紧邻已运营的地铁2号线车站和区间隧道,采用 MIDAS-GTS 有限元软件建立三维数值分析模型,对基坑施工的全过程进行动态模拟,研究了基坑采用咬合桩、支护桩和止水帷幕结构施工时基坑围护结构与地铁结构变形的相互关系.研究表明:基坑采用钻孔咬合桩,围护结构的选型合理;采用钢筋混凝土支撑体系受力明确,基坑护壁的变形小于一级基坑限定的数值;土体变形与卸荷引起既有地铁车站与隧道的变形未超出安全限值;施工过程中应加强基坑监管和控制.     

基坑开挖对已建地铁站结构的安全性影响研究

研究目的:已建地铁站后续物业开发时,超大基坑施工过程对地铁车站结构的影响较大,为了保证地铁运营的安全性,本文运用数值仿真分析模型,研究了基坑施工过程土体应力、应变特征,分析了基坑开挖对地铁车站结构的影响,评估了地铁车站结构的安全性,对项目进行可行性分析,并给出建议措施。研究结论:(1)地铁车站后续物业开发会对车站结构及轨道产生不利的变形影响;(2)基坑开挖过程中,地层的变形主要出现在基坑底部,施工时,应制定合理的施工方案,遵循"时空效应"原则,避免大块土体开挖;(3)模拟过程中,基坑沉降对地铁车站的影响主要表现在引起局部应力集中,需要对施工过程的关键点进行合理的简化,以保证模拟的准确性和计算的完备性;(4)施工过程中需加强对近邻地铁车站结构的变形监控工作,以保证线路安全营运和施工的顺利进行;(5)本文根据实际工程进行分析研究,其成果可应用于地铁后续物业开发对已建地铁结构影响问题的处理。     

新建车站零距离穿越既有地铁车站的施工保护措施及效果分析

新建车站零距离穿越既有地铁车站结构,势必会对其运营安全及结构变形产生不可忽视的影响。以南京某工程为实例,明挖基坑开挖通过与既有车站结构间增设一排隔离桩、对称开挖,暗挖施工采用上下台阶法进行开挖、左右导洞对称施工。根据有限元数值分析基坑开挖引起的临近地表沉降和既有车站结构的变形,沉降最大值为9.8 mm,既有结构新增最大沉降量2.9 mm,累计沉降量8.3 mm,可确保既有结构的安全。     

深软场地地铁车站深基坑开挖变形实测分析

研究目的:对某大型地铁车站深基坑开挖过程中的软弱场地变形监测结果进行了统计分析,对基坑开挖引起的地面沉降、墙体水平位移和立柱桩体沉降的时空变化规律进行了整体分析,尤其是对不同基坑开挖深度对基坑变形速度的影响规律进行了总结。相关的结论和建议对城市软弱地基内地铁车站深基坑的变形监测方案设计、施工组织设计和施工安全控制等都具有一定的参考价值和指导意义。研究结论:(1)在深软场地深基坑开挖完成后地铁车站主体结构施工过程中拆撑可能造成地面的沉降比基坑开挖过程中产生的累积沉降还要大,应加强地铁主体结构施工过程中地面的沉降观测;(2)基坑侧壁水平累积位移与每次开挖土层厚度及其土层性质关系密切,随着开挖土层埋深的增大,基坑侧壁水平累积位移累积速度明显加快;(3)当基坑开挖深度有较大差异和基坑底部土层厚度分布极不均匀时,应考虑验算立柱桩的差异沉降;(4)软弱场地深基坑工程开挖引起的场地变形时空效应非常明显,随着开挖的进行,应沿纵向按限定长度逐段开挖,在每个开挖段分层、分小段开挖。     

地铁车站深基坑变形规律现场监测

研究目的:深基坑围护结构设计及其变形规律研究是地铁车站建设中的重要问题之一,开展地铁车站深基坑变形规律研究具有重要的工程应用价值。本文以北京地铁奥运支线折返线车站深基坑为研究背景,根据基坑开挖及围护方案,设计施工监测方案。依据监测资料,重点分析围护桩变形监测数据和基本规律;将钢支撑受力情况和桩体变形相结合分析,研究围护结构各部分的协同作用。研究结论:随着基坑开挖深度的增加和钢支撑的施加,围护桩的变形形态由向坑内的前倾型曲线逐渐变为弓形,最大水平位移发生的位置也随之下移。围护桩的水平位移、水平钢支撑的轴力也随着基坑开挖深度的增加而增大,但其实测值都远小于警戒值,说明围护结构设计偏于保守。     

软土层大跨度半盖挖顺作法超宽地铁基坑放坡开挖施工技术

在地下管线错综复杂且毗邻高层建筑物的软土层超宽半盖挖顺作法地铁深基坑施工中,为确保深基坑围护结构和支撑体系的安全,必须要有科学、合理、完善的土方开挖施工技术方案。介绍无锡地铁2号线友谊路站半盖挖顺作法超宽基坑施工技术。工程实践证明,预留梯形挡埂作为土方运输便道和深基坑围护结构临时支撑体系,对这类软土层超宽深基坑进行放坡开挖是可行的,可为今后更多较为复杂的地下车站施工提供参考。     

流固耦合作用下基坑开挖及降水对下卧既有地铁隧道的影响研究

为研究基坑开挖及降水对下卧既有地铁隧道变形的影响,基于比奥固结理论,结合修正摩尔库伦本构关系,建立考虑流固耦合的三维有限元分析模型,探讨基坑降水深度、降水速度、土体渗流特性、基坑开挖工艺等对下卧既有地铁隧道及其围护结构的影响,并与现场监测结果进行对比验证。研究结果表明:基坑降水深度对隧道结构变形有着较大影响,适宜的降水深度有利于抑制地铁隧道的隆起;在分块开挖效应下,隧道最终呈"M"形曲线隆起,竖向位移最大处位于隧道中部的两侧位置;土体渗流存在空间差异性;基坑降水速度会对隧道围护结构的内力产生重要影响,随着降水速度的增大,围护结构的内力会继续增长;隧道衬砌结构变形呈"水平向压缩、竖向拉伸"的竖椭圆状发展,隧道靠近基坑两侧的腰部变形较大;考虑基坑降水的流固耦合分析结果更接近现场实测结果。     

紧邻地铁车站的深基坑位移控制措施效果分析

针对深基坑开挖时邻近地铁车站的保护问题,结合毗邻在建的宁波轨道交通2号线外滩大桥站绿地中心深基坑工程项目,通过Midas/GTS有限元软件对4种措施下邻近地铁车站位移控制的效果进行了对比分析。结果显示,增加围护墙刚度和采取坑内土体加固措施能有效减小基坑开挖导致的车站位移,增加支撑道数对车站位移控制同样有利,而增加围护墙嵌入深度的位移控制效果有限。     

既有地铁隧道上方基坑开挖特性研究

基于长沙轨道1号线隧道上方的某地下空间开发工程案例,通过Plaxis 3D有限元软件对基坑开挖引起下方隧道结构变形以及管片内力进行数值模拟分析,研究每一开挖工况下隧道结构的变形以及管片结构的内力,并据此提出合理的分仓开挖宽度等施工措施。得出在此类基坑中,减小基坑一次性开挖暴露的隧道长度对减小下卧隧道的隆起量至关重要,并详述分仓开挖后基坑以及盾构区间的变形形态。     

深大地铁车站基坑机械化组合配套快速开挖技术

南宁地铁1号线火车站站点超宽超大、地质及水文条件复杂、周边临近建筑物、施工环境复杂,基坑开挖难度大。为确保深大基坑的快速开挖和安全施工,提出了电动轮胎式起重机与常规履带式挖掘机组合配套开挖技术,即采用多种型号常规履带式挖掘机坑内配合,电动轮胎式起重机地面提升的施工方法。现场实践表明:(1)电动轮胎式起重机首次引入到地铁车站基坑开挖施工,与常规挖机配套施工高效合理,施工组织方便灵活,施工进度提高了1.5倍以上;(2)电动轮胎式起重机能定点开挖、自动行走、取土深度大、作业半径大、机身占地面积小、节能环保;(3)采用该组合配套机械开挖施工,较常规设备机械费节约80万元,动力费节约12万元,取得了较好经济效益,为复杂环境下宽大基坑机械化施工积累了宝贵经验。     

基于紧邻隧道变形深基坑支护方案优化

以典型工程为依托,借助有限元软件,开展基坑施工过程模拟,对基坑开挖过程支护结构与周边环境进行响应评价,以此为基础优化基坑支护方案,并通过现场实测验证。研究表明:采用原有支护方案基坑开挖对既有地铁结构产生明显的影响,存在安全隐患,有必要进行优化;基于计算结果作支护方案调整后,车站与隧道最大位移较原有方案减小29%和27%;紧邻地铁侧采用灌注桩围护引起的位移小于连续墙,究其原因是连续墙成槽影响产生可观的变形;同时采用灌注桩围护能显著降低工程造价,实际工程设计施工应引起重视。与实测结果对比表明,实例基坑采用的计算模型具备合理性。     

基坑工程排桩内支撑围护结构局部破坏安全风险评价方法研究

目前"排桩+内支撑"围护结构在深基坑工程中应用广泛,而排桩破坏易引发基坑支护结构连续破坏.为解决基坑工程缺乏定量评估连续破坏风险手段的问题,基于结构承载力冗余度理论,结合基坑支护结构破坏风险抵抗破坏系数进行安全风险等级划分,有效量化基坑连续破坏风险,并制定相应的风险控制对策.依托某地铁车站明挖基坑工程,采用拆除构件法,...     

砂卵石地层基坑开挖对下卧运营盾构隧道结构变形研究

砂卵石地层中进行基坑开挖会对周边环境产生较大影响,而基坑工程下方存在既有运营地铁线路时,基坑开挖将严重威胁到既有线路的安全运营。为研究砂卵石地层U形槽基坑开挖对盾构隧道的变形影响,以北京首条有轨电车西郊线上跨既有运营地铁10号线为工程背景,通过对监测数据进行分析,得出基坑开挖过程中既有结构的变形规律,并提出相应控制手段和措施。结果表明:U形槽开挖会造成下方隧道和轨道结构产生不均匀隆起变形,经采用深孔注浆进行土体加固后,隆起值控制在1.5 mm以内;隧道横向变形表现为不规则波动,变形值在±0.5 mm以内;开挖卸荷导致隧道受水平压缩、竖向拉伸的力,收敛为"竖椭圆"形状;轨距先拉开后缩小,最后再拉开,曲线呈"M"形,轨距值在±2 mm以内。     

钢支撑伺服系统在富水软弱地层深基坑施工中的应用北大核心

苏州地铁5号线劳动路站在富水软弱地层中进行深基坑施工,车站三区支护采用了钢支撑伺服系统。根据现场监测数据分析了深基坑的变形规律和该伺服系统对基坑变形的控制效果。结果表明:基坑壁的侧向变形随着深度的增加由外扩逐渐变为内鼓,埋深小于等于22.5 m时基坑壁背离基坑变形,埋深大于22.5 m时基坑壁朝向基坑变形;有无钢支撑伺服系统条件下基坑壁侧向最大变形量分别为14.9、34.15 mm,伺服系统对变形的控制效果较好;随着基坑施工的进行,测斜管上不同标高处变形量整体呈增大趋势,每一次开挖都伴随着变形量的增大,每一次支护都能将变形稳定一段时间。研究成果可为地铁车站深基坑工程支护设计提供参考。