地铁车站深基坑开挖支撑方案的仿真模拟

对深圳某地铁车站深基坑施工中可能采用的两种开挖支撑方案的施工过程进行了仿真模拟,研究分析了两种方案的基坑围护结构、支撑体系及周围地层的受力变形规律,提出了施工优化建议。     

高层建筑基坑变形内力分析及量测点优化

研究目的:高层建筑的基坑稳定与围护结构变形、土层条件、水文条件密切相关,处理得当,可以控制地表沉降和墙体位移.本文根据数理统计原理建立量测点优化布置原则,借助有限元模拟开挖计算结果,分析基坑开挖位移场分布规律和影响因素,从减小量测误差原则出发,提出量测点优化方案,为施工提供依据.研究结论:通过对条形基坑围护结构变形分析、量测点优化、实测数据分析得出以下结论:围护结构水平位移取决于开挖深度、基坑宽度、土层性质、墙体刚度、入土深度;墙顶位移观测点应设在跨中,从跨中向两侧均匀布设,墙体测点从跨中开始,自上而下设置,在墙的支撑作用点处略高于挖深处设测点;基坑开挖过程中,进行实时监测,预测基坑的变形规律,及时采取预防措施,减少变形速率,确保量测点的优化和基坑的施工安全.     

环形支撑体系在超大异形深基坑中的应用研究

研究目的:随着轨道交通线网的发展,出现很多体量庞大的多线换乘车站,其基坑一般呈超大、异形的特点,如何选择一种安全经济合理的围护形式至关重要。本文以广州天河公园地铁站基坑工程为例,开展超大异形深基坑工程支护设计方案研究,根据工期要求,提出变形控制措施及优化方案。研究结论:(1)环形支撑与传统对撑方案比较,能显著减少支撑数量,支撑平面布置灵活,经济合理;(2)基坑分区设计可降低支护设计难度,改善围护结构受力,但导致工期增加,在基坑安全及施工进度两方面因素综合评估下,必要的基坑分期选择显得尤为重要,本项目大基坑支护方案相比较原方案总工期节约8个月;(3)环形支撑体系在异形基坑支护中发挥了较大优势,偏压受力工况下亦可满足支护结构受力要求,确保基坑安全;(4)本研究成果可为异形深基坑工程提供一定的理论参考和工程借鉴。     

复杂周边条件下基坑支护方案的优化及实施

大连市东港区K01地块由于其周边条件的复杂性,常规基坑支护方案很难实施,通过多方案对比和采用"理正深基坑6.01"软件进行模拟分析,对原支护方案进行了优化,并对主要技术措施和监测等实施要点进行了论述,基坑位移监测数据表明方案优化后有效地控制了基坑变形,确保了基坑的安全、稳定使用。     

虹桥综合交通枢纽深大基坑关键技术研究

研究目的:提出综合交通枢纽超深、超大、体形复杂基坑实施方案确定原则与思路,解决多级基坑围护体系和大空间支撑体系参数确定方法.研究结论:综合交通枢纽内基坑方案确定首先要采用总体研究的思路;施工方案的选择和各项技术参数的确定应采用数值模拟和规范计算相结合的分析模式;多级式基坑支护参数的确定没有规范要求,应根据基坑卸载平台宽度(B)、深坑深度(H)之间的比例关系,以及施工方法和降水条件等综合确定;大空间支撑体系布置和支撑参数的确定应采用等效刚度概念和刚度均匀布置的原则,并应考虑环境温度变化、支撑立柱隆沉、施工荷载作用等的综合影响.     

广州地铁二号线新-磨区间基坑支护方案的优化

广州地铁二号线新-磨区间西段隧道工程中,区间正线与车辆出入段线交叉分岔段结构型式复杂、断面变化大,基坑深度及宽度变化大,地质条件复杂,工程实践中经过方案比选,此区段基坑支护体系由原钢支撑加锚杆方案优化为钢筋混凝土支撑方案,保证了深基坑工程的安全及工期.     

深厚软土基坑地下连续墙支护优化设计及其评价

基坑支护优化设计的优劣直接影响着基坑施工安全性与经济效益.以广州南沙港铁路隧道深基坑工程为例,基于MATLAB语言,采用遗传算法对地连墙厚度、墙体嵌入深度及支撑位置进行优化设计,通过ANSYS软件对优化前后进行分析比对,并结合现场监测进行可行性评价.研究结果表明:在满足基坑安全的前提下,采用优化后的设计参数可节省工程成本12.7％,优化后的基坑开挖对变形控制有所改善,优化结果可行.基坑实际监测结果比数值模拟结果偏大,但整体变化规律基本一致,基坑最大水平位移位于开挖底面附近,主要影响深度约为基坑开挖深度的2倍,进一步验证了优化结果的可靠性,为基坑工程建设提供了决策依据,具有一定的工程应用价值.     

3DGIS技术辅助城市轨道交通基坑工程施工方案论证

传统基坑工程施工方案论证是在二维平面图纸上进行的,论证会之前专家们需要做大量的前期工作,大型的工程施工方案论证会耗时较多,效率低下,建成后工程资料存档和查阅困难。为了解决这些难题,提出使用3DGIS(三维地理信息系统)技术来辅助基坑工程施工方案论证的系列方法,包括构建工程周边三维空间地理信息数据采集与建库技术方法、优化空间插值算法来构建三维地质环境技术方法、基坑变形监测与三维变形模拟技术方法等,用来辅助基坑工程施工方案论证与决策。并结合天津市地铁6号线红旗南路站基坑工程施工方案进行试验,成效突出。     

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。     

地铁换乘站深基坑内支撑体系的优化设计与分析

采用土体卸载条件下的Hardening-Soil有限元模型,研究苏州某地铁换乘站深基坑3种支撑方案对支护结构内力和基坑变形的影响。结果表明:与初始方案比较,方案A(去掉第4道支撑)的墙身最大侧移增大了35.28%,最大正负剪力分别增加41.87%和71.11%,最大正负弯矩分别增加145.32%和45.39%,最后一道支撑轴力达到1018kN,比初始方案增加了近1倍,对基坑土体变形影响增长近10%;方案B(第3、4道支撑合并)的墙身最大侧移增大了10.49%,最大正负剪力则增加6.89%和33.97%,最大正负弯矩增加34.46%和10.97%,合并后的第3、4道支撑轴力降低了15%,对基坑土体变形影响较小。方案B既能保证基坑安全和环境影响的要求,又能降低造价。     

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。     

深大异形基坑支撑施作与拆除技术研究

为了研究深大异形基坑支撑施作与拆除中的技术难点,运用数值分析软件Midas GTS模拟基坑开挖过程中地连墙、立柱、围岩的位移和应力分布情况,研究表明:第一步开挖对整个结构的受力及变形的影响最小;第二步开挖对围岩变形影响较大;第三步开挖对地连墙变形及应力影响最明显,地连墙位移最大为9.1 mm,应力最大为4 312 kN/m~2,且均发生在拐角位置。此外,还分析对比了深大异形基坑的支撑拆除方案,并对爆破法的工艺流程进行了研究。工程实践证明,采用爆破法拆除深大异形基坑支撑效果良好。     

长沙地铁深基坑施工监测方案设计研究

针对长沙地铁1号线汽车北站深基坑的地质情况与施工要求,结合本工程开挖围护方案,对基坑变形、支撑内力、地下管线沉降、周边建(构)筑物监测和地下水位控制等内容的监测方案进行设计,并给出了监测信息的管理与反馈方法,最后对深基坑监测质量保证措施提出了建议。     

软土地区临近地铁深基坑施工控制及监测

临近地铁结构的基坑工程越来越多,以杭州地区某临近地铁车站和区间隧道的深基坑为对象,在分区施工方案的基础上,将近地铁区域内分区与分层施工顺序优化结合,同时提出了加强垫层、增设型钢支撑、隔离桩及加固、施工荷载控制等地铁保护措施。现场监测结果表明:现场采取的基坑施工方案与地铁保护措施是可行的,地铁结构变形满足杭州地区控制标准;Ⅰ区块地下、地上结构施工阶段,软土变形以时间效应为主,地铁结构尤其是距离基坑最近的1号线上行线位移变化很大,需要控制该阶段持续时间、加强监测并做好应急防范措施;Ⅱ区块分区后,Ⅱ区块施工阶段的地铁结构变形远小于Ⅰ区块施工引起的地铁结构变形,近地铁区域内分区作用明显。     

软土地区地铁基坑承压水抽灌一体化模拟与分析

在地铁基坑施工中,承压水的控制对于基坑自身安全和周边环境保护至关重要。结合宁波轨道交通4号线儿童公园站基坑工程承压水控制实例,提出抽灌一体化的承压水控制方案。首先基于地下水三维非稳定渗流模型对承压水水位降深进行预测,以指导设计优化;进而基于抽水验证试验结果反分析承压水层的水文地质参数,研究抽灌一体化方案下基坑周边环境水位变化;最终利用数值模拟进行止水帷幕插入比和回灌井位置等设计参数影响分析。     

南京地铁张府园车站明挖深基坑支撑替换技术

在南京地铁张府园车站明挖深基坑施工中,为解决基坑支撑后拆引起的防水隐患,提出了在接驳器连接地下连续墙情况下采取支撑替换方案.经过建立计算模型并检算可行后进行试验,得出了在车站标准段将第三排后拆支撑向上换撑,可以保证深基坑稳定的结论,并在后期施工中应用此技术,取得了较好效果.     

深基坑混合支撑体系设计改进

通过美兰机场隧道加宽段和车站深基坑的工程实践,研究应用了上部钢筋混凝土支撑、中部锚索支撑、下部钢支撑的混合支撑体系。采用FLAC软件,对基坑的开挖过程进行模拟,研究车站深基坑混合支撑围护结构的内力与变形规律,分析影响基坑稳定的主要因素,完善和丰富该类围护结构内力与变形的计算理论,验证本工程施工方案的安全及经济可行性,为今后类似基坑的施工设计提供借鉴。     

佛山隧道宽长基坑围护结构支锚方案研究

佛山隧道是为满足贵广铁路与南广铁路四线并行引入新广州站所修建，针对佛山隧道的工程地质特性及周边环境状况，对围护结构支锚方案采用全钢支撑方案、首道钢支撑其余锚索方案及首道钢筋混凝土支撑其余钢支撑方案进行了比选，并选用了首道钢筋混凝土支撑其余钢支撑方案。对于宽大长条形基坑，本方案具有施工便捷、造价较低、结构稳定性好等优点。     

特殊环境下盾构吊出井基坑支护监测分析

由于总体工期需要,在不施工车站主体结构底板前提下,盾构提前吊出.为确保吊出井基坑周围环境安全及盾构成功吊出,布置详细监测方案.在盾构吊出过程中进行现场监测,分析桩顶水平位移、围护桩侧向变形及支撑轴力等力学特性.结果表明,基坑设计安全保守,不仅满足基坑开挖临时支护的要求,也满足最不利工况下盾构吊出;开创首例不施工结构底板,盾构提前吊出,为优化盾构吊出条件提供成功案例及可借鉴的思路.     

基于弹性抗力法的基坑支护结构三维变形分析

对比了目前已有的基坑支护结构内力及变形分析方法,提出了空间弹性抗力法的概念。对该方法的计算模型、原理及公式进行了简述,并编制了相应分析计算程序。结合基本算例,分析了不同支撑情况下支护结构的内力及变形情况,并总结出角部支撑的合理布置方式,同时分析了超载不均匀情况下支护结构的内力与变形情况,研究了平面小尺寸基坑是否需要布置支撑的问题,对基坑支护结构设计具有一定的参考价值。