盖挖逆作法基坑开挖对地表沉降的影响及控制措施研究

深圳地铁七号线福民站工程采用盖挖逆作法进行基坑开挖,依托该工程研究新建福民车站 施工对基坑周边地表沉降的影响并提出控制地表沉降措施。采用ABAQUS有限元计算软件对基 坑开挖过程中周边土体地表沉降变形进行精细化数值模拟,结合施工过程中实时动态监测资料, 总结采用盖挖逆作法施工对地表沉降的影响规律,为施工过程中结构变形发展预测和设计方案实 时调整提供理论支撑。结果表明,在福民站基坑盖挖逆作施工过程中,地表最大沉降值随基坑开 挖第一、二次卸、加载的进行而增大,后随第三、四次卸、加载的进行逐步趋于稳定。新建地铁 周边土体地表变形较小,距离基坑从近到远,沉降值逐渐减小直至趋于零,数值模拟及现场监测 的最大沉降值均在预警值10mm之内,保证了周边建筑物的安全性和稳定性,验证了当前设计方 案的可行性。     

城市下穿隧道深基坑稳定性研究

以城市下穿隧道深基坑为研究对象,运用FLAC3D软件对基坑开挖和支护结构与周围土体的共同作用进行数值模拟试验,研究了基坑围护结构和内外土体的受力变形特征。研究结果表明:基坑外地表最大沉降量发生在距离基坑一定距离处,且随开挖深度的增加最大沉降位置远离基坑处,沉降量明显加大;基坑开挖期间地下连续墙竖向位移变化不大,主要为侧向变形;坑底土体的隆起值随开挖深度的增加呈非线性增长,但回弹增量有减小的趋势;随着开挖深度的增加,在靠近基坑越近的地方深部土体水平位移越大。     

不同开挖顺序对基坑围护结构变形影响分析

基坑开挖顺序对围护结构的变形影响较为明显。结合杭州某地铁车站基坑工程项目，基于考虑土体小应变特性的硬化模型，采用三维有限元软件（PLAXIS 3D）进行了数值模拟，详细分析了施工过程中不同基坑开挖工况对围护结构变形、支撑轴力、地表沉降等变化的影响。结果表明：同一基坑的围护结构左右两侧变形差异显著，分析时不能简单将土层视为水平均布土层，需对变形较大的一侧土体减少基坑堆载，尽可能将荷载分布在围护结构变形较小一侧；地连墙水平位移、地表沉降均随基坑开挖及车站的建造逐渐增大；地连墙变形受基坑开挖顺序的影响较为显著，从中间往两侧开挖对地连墙的变形影响最小，仅为18.35 mm，相较于原工况减少约25%，对工程产生最有利的影响。     

砂卵石地层半盖挖地铁车站深基坑变形特性

采用半盖挖法施工的地铁车站深基坑工程往往具有施工规模大、支护结构复杂、开挖深度大、施工场地狭小等特点,而砂卵石地层稳定性差,受荷载易变形,导致基坑安全事故时有发生。以成都地铁某半盖挖车站为例,采用有限元分析软件PLAXIS 3D,对基坑开挖过程中地表沉降及隆起、围护结构侧移、立柱变形情况进行数值模拟分析。受到基坑不对称开挖影响,基坑两侧结构及地表沉降变形略有差异：明挖侧顶部出现了朝坑外的位移,盖挖侧围护桩深层水平位移比明挖侧大;明挖侧累计地表沉降值比盖挖侧小;立柱在开挖过程中的竖向位移会受到上部荷载、坑内土体沉降及坑底隆起的共同作用,立柱上部结构会出现朝向明挖侧的弓形水平变形。     

狭长深基坑支护结构设计的有限元分析

以南京某地铁车站深基坑工程为研究对象,介绍该工程场区的地质条件,支护形式及施工工序;分析该基坑在开挖过程中围护结构的位移、支撑轴力及基坑周围土体地表沉降的变化,通过有限元软件Plaxis对基坑开挖进行数值模拟,并将计算结果与实测结果进行比较分析,二者结果基本吻合,并且通过进一步研究得到了支护结构抗弯刚度EI、坑边超载及开挖对基坑变形规律的影响结果。增加支护结构的抗弯刚度能一定程度减小地连墙的水平位移,随着坑边超载P的不断增大墙顶水平位移不断加大,当P=50 k Pa时,围护结构墙顶范围内发生明显屈服。而随着开挖深度的不断增大,超载对地连墙水平位移的影响系数不断减小。基坑开挖时。地下连续墙最大侧移位置大致位于开挖面附近,且随着开挖深度的增大而逐渐下移。当土体开挖至坑底且未施工底板和垫层时,此时基坑处于最危险状态。     

北京地铁七号线达官营站洞桩法开挖数值模拟研究

应用FLAC3 D软件,对静力作用下达官营站洞桩法开挖过程进行了数值模拟,研究了洞桩法施工各个阶段的地表沉降、桥基变形、管线变形、车站结构受力等。研究表明：洞桩法施工中,2＃桥基及各个管线的最大沉降量都超过了限值,应在施工过程中加强监测并采取控制措施。中柱作为结构的主要受力构件,承受较大竖向荷载、剪切荷载的双重作用,是结构的最不利位置,因此在施工中应重点监测,及时采取相应的加强措施,确保施工安全。     

地铁车站密贴斜穿既有地铁车站的变形分析

以北京地铁6号线苹果园站密贴斜穿既有地铁1号线苹果园站主体结构为研究对象,采用三维有限元数值分析软件GTS-NX建立地铁车站-既有车站的三维有限元模型,计算分析桩梁拱(pile beam are,PBA)工法动态施工时地表沉降变形发展规律,并对比实测沉降与数值模拟沉降.模拟研究结果表明:采用PBA工法修建地铁车站整个施工阶段,导洞开挖引起的地表沉降为-12.25 mm,占地表总沉降的48.2％,扣拱施工引起的地表沉降为-6.94 mm,占地表总沉降的27.3％,说明导洞开挖、二衬扣拱阶段是控制地表沉降的关键环节;既有车站对地表沉降产生一定的影响.最大实测沉降为-25.89 mm,最大数值模拟沉降为-25.41 mm,实测与数值模拟结果相差小于5％,验证了数值模拟结果的有效性,数值模拟结果较准确地反映实际情况.     

PBA暗挖车站施工近接南水北调暗涵地表沉降研究

北京地铁12号线四季青站工程采用洞桩法施工,应用迈达斯GTS NX数值模拟软件,对四季青站近接南水北调暗涵进行数值模拟。模拟了四种不同的导洞施工顺序,并将模拟结果与实地监测值进行对比,两者较为吻合。研究结果表明：施工方法的选择对于减少地表沉降和既有暗涵变形沉降具有重要影响,四季青站为双层单柱双跨岛式车站,“先下后上-先两边后中间”是最优的施工顺序;在导洞开挖和初支扣拱阶段地表沉降较大,施作顶底纵梁和灌注桩以及土体分层开挖阶段所引起的地表沉降较小。研究开挖过程中地铁车站和南水北调暗涵上方的地表沉降对保障施工顺利进行具有重要意义。     

土体宽度非对称基坑变形特性分析

采用MIDAS/GTS有限元软件对邻近有地铁车站形成的两侧土体宽度非对称的基坑开挖进行数值模拟,详细分析一侧为半无限土体,另一侧土体宽度由有限土体逐渐变为半无限土体的基坑变形特性,并与现场监测数据进行对比分析。结果表明:在厦门地区地层条件下,基坑有限土体侧的变形明显小于半无限土体侧,基坑有限土体侧土体宽度对基坑变形的影响范围为1.5倍左右基坑开挖深度。具体表现为随着基坑有限土体侧土体宽度的增大,基坑坑底隆起值增大,基坑半无限土体侧地表沉降量、桩体水平位移量减小,基坑有限土体侧地表沉降量、桩体水平位移量增大,基坑两侧变形逐渐变化至基坑两侧均为半无限土体时的变形量。     

邻近边坡偏压深基坑开挖效应分析

依托长沙地铁6号线望岳路站深基坑工程,探究了邻近边坡偏压地铁车站基坑开挖的变形特性与受力特点,采用Midas/GTS对基坑分层开挖与支护进行了数值模拟,分析了地连墙位移、内支撑轴力、地表沉降等,并将数值模拟值与工程实际监测数据进行对比,分析了支护结构变形特性的影响因素.研究结果表明:偏压作用下,基坑两侧围护结构变形明显...     

地铁车站深基坑变形规律的三维数值模拟分析

以西安地铁某大型车站深基坑工程为背景,采用现场监测与三维数值模拟相结合的方法,研究了开挖过程中地铁车站深基坑的变形规律。结果表明,围护桩的变形直接关系到基坑的稳定和安全;开挖使得基坑周围土体下沉,地表沉降呈抛物线型;计算结果与监测结果基本一致,运用FLAC3D数值计算方法研究深基坑的变形规律是可行的、可靠的。     

地铁车站深基坑开挖对邻近建筑物沉降影响的数值模拟分析

以合肥市新交通大厦地铁车站深基坑工程为依托,利用FLAC3D有限差分数值计算软件,对该基坑开挖和支护的全过程进行了数值模拟,研究了基坑开挖对周围建筑物的沉降变形影响。结果表明,新交通大厦深基坑开挖对周边建筑沉降影响不大。建筑沉降随开基坑开挖深度的增大而增大,且沉降位移主要受基坑一、二、三层施工工况影响较大。     

软土地区天桥下基坑开挖深度的稳定性规律

为研究软土地区明挖基坑对附近多种建筑物和地层的影响,针对既有天桥下明挖基坑的实际工程,利用ANSYS软件建立三维模型,考虑地层的非线性变形特性,研究了基坑开挖深度对周边地层位移、车站上部天桥结构应力、变形以及车站轨道承台附近地表位移的影响规律,并探讨了“天桥效应”造成的局部影响。结果表明：随着基坑开挖深度增加,车站主体结构最大总位移、轨道桩基承台边缘沿轨道轴线方向的沉降均有所增加,而主体结构最大等效应力改变很小;天桥处轨道桩基的水平位移比其余部位位移小50%左右,天桥对轨道桩基有一定的保护作用,但其纵向不均匀变形会对轨道结构造成不利影响,因此建议施工时要合理控制“天桥效应”,通过数值模拟对施工进行动态仿真分析可为实际工程提供理论依据和参考。     

FLAC3D软件在某地铁车站深基坑开挖中的运用

以徐州某地铁车站深基坑工程为依托,采用FLAC3D软件建立基坑开挖支护模型,对基坑开挖不同工况下引起的围护结构变形、地表沉降、坑底隆起等进行了数值模拟。并结合现场实测值进行对比分析,验证其数值模拟应用在深基坑开挖变形的可行性,对以后相似的地铁深基坑施工和设计有一定的参考价值。     

土岩深基坑开挖诱发周边地表沉降规律研究

依托青岛地铁8号线鞍山路基坑工程,通过有限元软件研究土岩深基坑开挖卸荷作用下周边地表沉降变形规律,利用数值模拟和现场监测相结合的方法,验证模型的合理性。结合模拟计算,分析不同施工阶段下周围竖向变形特征。研究结果表明,地表竖向位移与基坑开挖深度及土岩的性质有关,开挖初期变形最大,大部分的累积沉降发生在素填土和强风化花岗岩中,而岩性较好的中风化花岗岩和微风化花岗岩中竖向位移逐渐趋于平稳;最大竖向变形量为13.39mm,未超过控制值25mm;地表竖向位移最大值出现在离基坑开挖面一定距离处。研究结果可为青岛地区类似深基坑工程提供参考。     

软土地区盖挖逆作施工地铁换乘站变形性状的数值分析

基于三维快速拉格朗日算法原理,结合华东软土地区某盖挖逆作法施工换乘地铁车站工程实际并考虑基坑的周边环境因素,采用FLAC3D数值模拟软件,对盖挖逆作法地铁结构开挖过程中的变形性状进行了数值分析,得到了基坑开挖各阶段的变形场,为地铁车站的设计和施工提供了较好的控制结构变形量的方案,以确保基坑开挖对周边环境的影响最小,并保证基坑安全施工。     

基坑开挖土体位移变化实测与数值模拟分析

西安市南门广场市政下穿隧道基坑工程是南门区域段综合提升改造项目的一部分,基坑东侧毗邻西安城墙,西侧紧临地铁２ 号线永宁门站开挖工程点。通过分析监测结果得出结论:基坑开挖过程中东侧城墙面向基坑倾斜,西侧地铁车站背向基坑倾斜。运用MIDAS GTS软件进行数值模拟,分析基坑开挖过程中东西两侧土体位移场变化的差异。差异对比分析结果表明,东侧地面城墙的存在增加了地面超载,下部土体位移由坑周逐次向外传递,位移场变化正常,使城墙面向基坑倾斜;西侧地下地铁车站的存在阻断了该部土体的位移传递路径,土体位移发生突变,使基坑支护结构变形减轻,地铁车站背向基坑倾斜。     

浅基坑开挖对既有车站的安全影响分析

针对基坑开挖引起土体自重应力卸载,进而导致周边土体应力结构发生变化,使既有车站结构受力发生变化,从而改变既有车站安全性问题,采用midas GTS数值模拟和现场监测的研究方法,建立浅基坑和既有车站二维有限元计算模型,并结合现场对边坡竖向位移、水平位移、地表沉降、既有地铁结构水平位移、竖向位移的监测数据,分析现场安全控制情况。结果表明：在浅基坑分三层开挖,并及时控制边坡稳定的前提下,既有车站竖向位移为4.01 mm,水平位移为0.335 mm,均小于地铁安全控制标准20 mm,确认既有地铁结构安全可控。     

盾构下穿对基坑稳定性影响的数值模拟分析

地铁施工过程中盾构下穿上部已支护的基坑,将会对其支护结构及周边土体产生影响作用,因此有必要在盾构下穿前采用数值模拟的方法进行基坑稳定性分析。采用FLAC~(3D)软件模拟盾构下穿基坑后,青岛滨海软土区土体和地下连续墙的受力和变形情况,分析不同的下穿深度对基坑的底板沉降造成的影响。研究表明,盾构下穿基坑后底板附近的横向位移较大并成一定角度斜向上对称扩展至地表面,这些部位施工时应注意加固。在一定范围内,基坑底板的沉降量随着盾构形心与地表之间的竖向距离的增大而减小。本项研究成果可以为盾构下穿基坑时土体和支护结构的变形控制以及选择盾构下穿的深度提供一定依据。     

深大基坑降水开挖施工对结构及周边环境影响有限元分析

为分析深大基坑降水开挖施工对结构受力变形规律和周边环境的影响,采用有限元分析方法,分析基坑在不同连续墙厚度、入土深度和弹性模量条件下围护结构在各个开挖阶段的受力变形特征,发现土体压缩模量是连续墙受力变形的主要影响因素。文中分析基坑降水引起周围土体的固结沉降和水平变形规律,给出了基坑开挖和降水所引起沉降在总沉降中比重,为类似工程提供一定的借鉴。