新建基坑工程对既有地铁车站的影响及对策

研究目的:某新建基坑位于既有地铁工程安全保护区内,基坑与地铁车站结构水平净距约2.0 m,新建基坑开挖不可避免地会对地铁结构产生影响,为了评定新建基坑在实施过程中对既有地铁结构的影响情况,依托通用有限元软件ANSYS,构筑拟建基坑与地铁结构的有限元模型对拟建基坑开挖过程中地铁结构的响应进行计算分析,以明确新建基坑开挖对既有地铁结构的影响程度,从而采取有针对性的措施。研究结论:(1)新建基坑施工对地铁车站影响显著,主要为基坑开挖及降水等过程;(2)基坑开挖至基底,主体结构未施作时影响最大,结构向着基坑开挖临空面产生位移,地铁结构在基坑开挖至基底时竖向最大位移为26.3mm,水平位移为17.8 mm;(3)建议开挖过程中采取措施尽可能减小新建基坑施工对既有地铁结构的影响,确保新建及既有工程的安全;(4)本研究结论可供类似基坑工程参考。     

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。     

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。     

西安地铁车站黄土地层深基坑施工降水技术

针对西安地铁黄土地层深基坑降水的特殊性要求和特殊作用,在综合分析各种降水方案的基础上,选择坑外深管井降水方案,并对基坑涌水量计算公式和参数进行了比选。结合具体工程实例,在同一个地铁车站深基坑针对不同的区段给出了不同的降水井布置形式,取得了较好的降水效果。并指出了黄土地区降水的特殊性和复杂性。     

半幅铺盖法地铁车站基坑中立柱变形规律研究

研究目的:对于半幅铺盖法地铁车站基坑,中立柱作为其特有的支护结构,直接影响着施工安全,但中立柱变形规律复杂,在黄土地区对其还缺乏系统认识。本文以西安黄土地区首个半幅铺盖法地铁车站基坑为工程背景,对中立柱的变形机理及变形规律进行研究,以期为该施工工法条件下黄土地区车站基坑围护结构设计提供参考。研究结论:(1)中立柱的变形主要受基坑降水、车辆荷载、盖板及支撑自重、结构自重和坑底土体隆起影响,其中坑底土体隆起影响最为显著;(2)中立柱累计变形可以分为微小下沉阶段、连续上升阶段、下沉阶段和稳定阶段四个阶段,其中最大值发生在第二阶段;(3)中立柱隆起值随着土方开挖深度的增加而增大,因此设计时必须考虑中立柱隆起问题,确保中立柱具有足够长度;(4)采用钢筋混凝土支撑加路面板组成的临时路面系统和分八步实施的施工工序,可使中立柱沉降值在安全范围内;(5)该车站采用的施工方法和支护结构的各种设计参数可为以后黄土地区类似地铁车站基坑工程提供参考。     

地铁与紧邻地块深基坑同步开挖相互影响分析

研究目的:随着地铁与周边地块同时建设的工程越来越多,两者基坑一般呈深且大的特征,基坑同时开挖风险较大。基于此,本文以西北某市在建地铁基坑与周边地块基坑同步开挖为工程背景,对不同开挖工况下两基坑的变形规律及趋势进行研究,并结合现场实测数据对比分析,以期为类似地铁基坑工程建设提供一定的理论参考和工程经验。研究结论:(1)在两基坑间距小于基坑深度的2倍范围时,两基坑同时开挖相互影响很大,必须进行有限元分析出临界安全工况,并相应给出推荐工序;(2)在两邻近深基坑同时施工中,会出现支护强的一方基坑向支护弱的一侧基坑整体偏移的趋势,应对支护弱的一方基坑加强设计;(3)建议深基坑同时施工时,尽量在平面上及具体工序上错开施工,竖向上支撑位置处于同一高度,有利于两基坑的安全;(4)本研究可为地铁与周边地块基坑同步施工等类似工程提供一定的理论参考及工程借鉴。     

富水砂层盾构始发遇困地段降水技术研究

研究目的:针对江苏淮安富水砂层地铁盾构始发遇困地段降水技术难题,需对现行规程中的基坑涌水量计算模型进行改进,以得到适合富水砂层地区的盾构井基坑承压水计算方法,并按改进方法设计降水方案.研究结论:(1)针对基坑内承压水降水、基坑外承压水降水两种情况,分别对涌水量计算方法和降水漏斗曲线进行了改进;(2)按改进方法实施的方案...     

武汉地铁徐家棚站“公铁合建”结构方案研究

研究目的:武汉地铁7号线徐家棚站为国内第一个大型换乘地铁车站与地下物业开发、越江公路隧道全面合建的地下工程,规模巨大,结构复杂;基坑超深,为目前国内最深的明挖地铁车站;站址距离长江800 m,地下水丰富,地质条件差;周边环境复杂,工程实施风险较大。采用何种施工工法、结构方案和施工措施保证本工程安全顺利地实施,是本文研究的重点和难点。研究结论:(1)本工程采用的盖挖逆作法施工和"先逆后顺再拆"特殊施工工序,是"公铁合建"超大超深基坑工程实施安全有效的工法,使本工程安全顺利实施;(2)双高压旋喷桩是先进的地连墙接缝止水防渗措施,使本工程地下水得到有效治理;(3)本工程为类似超大超深基坑止水帷幕和地连墙接缝止水防渗设计提供了成功范例,对上覆物业开发"公铁合建"新型地铁车站结构和基坑工程的研究、设计、施工具有较大的参考价值。     

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。     

地铁车站施工地连墙横向变形的空间演化规律

研究目的:地铁车站往往位于城市中心,周边限制条件较多,车站基坑地连墙的横向变形是地铁施工面临的关键问题之一。地连墙横向变形规律复杂,难以得到解析解,数值模拟也存在诸多假设条件。因此,有必要基于长期监测数据,进行空间演化规律及其统计特征的研究。研究结论:(1)时间效应对基坑横向变形影响显著,施工中需优化施工工序,控制无撑暴露时间;(2)车站基坑开挖期间地连墙变形速率显著增大,车站施工期间变形速率减缓,本工程墙体最大变形速率出现在第五层土体开挖期间;(3)车站基坑坑底开挖完成至底板浇筑期间,是地连墙横向变形的关键增长时期之一,变形速率较大,而主体垫层施工后墙体变形增长减缓,在底板浇筑完成后,墙体变形趋于稳定;(4)本研究成果可为类似地铁车站基坑的相关设计与施工提供参考。     

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。     

岩溶地区某浅埋箱型隧道沉降成因及控制

研究目的:岩溶地区侧方基坑桩基施工及土方开挖过程中,浅埋明挖箱型地铁隧道结构出现突发沉降,尤其是变形缝部位沉降显著,本文通过箱型地铁隧道沿线及变形缝两侧的位移监测数据,分析隧道结构突发沉降产生的原因,并研究了浅层回灌水、深层回灌水和注浆加固等沉降控制措施的效果。研究结论:(1)支护桩施工诱发浅埋箱型隧道最大累计沉降为3. 3 mm,应重视其在岩溶地区的施工影响;(2)嵌岩工程桩施工揭露溶洞,承压岩溶水突涌桩孔,是侧方浅埋箱型地铁隧道结构突发沉降的主要原因;(3)浅层回灌水可短时间内使地层补水,抬升隧道,抑制隧道急剧沉降;长期实施深层回灌、桩基泥浆护壁施工,可维持地下水位,控制侧方隧道沉降,但存在深层回灌水可能通过岩溶裂隙或通道进入溶洞,降低回灌水补充效率的问题;(4)"双排桩+对拉钢绞线+对称开挖"有效控制隧道的最大水平位移为3. 0 mm;(5)箱型地铁隧道周围进行垂直和斜向钻孔注浆可起到加固和止水的效果,考虑到变形缝的敏感性,应实时控制注浆压力;(6)该研究成果可供类似岩溶地区浅埋箱型地铁隧道侧方基坑工程参考。     

车站异形深大基坑施工过程试验研究

研究目的:异形深大基坑施工过程的稳定性一直是工程界研究的热点和难点问题,为探究异形深大基坑施工过程中支护结构变形演化规律和受力特征,本文以某大型异形深基坑为依托,开展支护结构变形和受力现场试验研究,以期为依托工程和类似工程设计施工提供指导. 研究结论:(1)异形深大基坑支护结构变形的空间效应显著,异形段的墙顶水平位移大...     

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。     

不同地质边界条件岩溶隧道涌水量预测及展望

研究目的：我国目前岩溶隧道涌水量有许多计算方法。虽然方法众多，但对隧道设计要求的正常涌水量及最大涌水量还不能完全满足，仍存在较大误差，有必要深入研究，寻求新的途径。研究方法：根据浅埋岩溶长隧道一南岭隧道涌水量及地表泉的长期观测资料，利用反演推导得出新的方法。研究结果：通过研究得出大泉流量预测法、隧道涌水曲线反演分析法（新均衡法），同时根据长期观测资料得出隧道影响半径（集水范围）、枯水期涌水量、枯水期单位长度富水量、降雨入渗系数等重要水文地质参数及不同季节隧道涌水量比值。研究结论：建议在水文地质参数和涌水量取值方面，转变设计、施工观念；岩溶隧道的修建应贯彻科学发展观进行全面评估。     

软弱地层深基坑地基加固措施对比分析研究

研究目的：通过工程实践，进一步完善深基坑工程设计、施工和对周围环境影响控制等方面的技术和相关参数。 研究方法：结合上海地铁M8线Ⅲ标延吉中路车站和黄兴路车站深基坑地基加固的施工实践，采用方案设计→现场试验→监控量测→对比分析的方法，对软弱地层注浆加固和深层搅拌桩加固两种加固措施进行研究。 研究结果：在淤泥质软粘土中，双液注浆地基加固为劈裂效果，浆液成层状分布，在地下走向无规律，形成的加固体不均匀，均匀性较差，加固区对基坑连续墙变形未产生明显的抑制作用；水泥搅拌桩地基加固施工范围可控，水泥土较均匀，加固措施作用明显，有效约束了基坑的变形。 研究结论：双液注浆工艺控制及实施效果均不如水泥搅拌桩，但具有施工简便、造价低廉的优点。施工过程中，双液注浆工艺有待改善，应改一次注浆为二次注浆，同时提高二次注浆的注浆压力，提高加固土体的均匀性。     

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。     

高密度直流电测法超前地质预报技术

研究目的:复杂的岩溶隧道易发生突水突泥安全质量事故,为了对隧道前方地质富水状况进行准确的探测,给隧道安全、快速施工提供超前地质依据。研究结果:通过结合水平超前钻探验证,证明在岩溶隧道依靠高密度直流电法对岩溶富水情况探测较为准确,为防止隧道发生突水突泥,保证安全、快速施工提供了有力保障。     

加强地下水控制 确保地铁施工安全

为适应城市发展需要,武汉迎来地铁建设的高峰。武汉地处长江、汉江两江交汇处,地基承载力差,地下水丰富,承压水位高,深基坑施工风险大。通过对武汉地铁典型深基坑案例介绍,分析了武汉地铁施工的主要方法及存在的重大安全风险,提出了地下水控制的若干重要措施。     

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,对不同条件下基坑排桩破坏进行三维数值模拟,分析结构承载力冗余度,开展安全风险评价。研究表明,排桩破坏会对剩余基坑支护结构产生重要影响,其中邻近桩最大弯矩值增长30%以上;结构承载力冗余度安全风险评价因子对基坑连续破坏的风险等级判定具有重要影响,对于常规地铁车站基坑工程,建议安全风险评价因子大于0.4,以保障施工安全。