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。     

大直径超深工作井施工对周边环境影响分析

基坑降水对周边环境影响是基坑开挖普遍存在的问题,特别是在复杂地质环境下的超深基坑开挖工程更为突出。本文结合珠江三角洲水资源配置项目,结合其工程水文地质条件,通过现场监测和理论分析手段,对工作井施工过程中和施工完成后周边地下水位、周边建筑物沉降进行监测,基于监测数据揭示工作井施工过程中水位变化、周边地表沉降规律,并对导致周边土体沉降突发的主要因素进行判别分析,最后给出降水引起周边建筑物沉降值的计算方法,以期为类似工程提供技术和经验参考。     

明挖异形基坑下穿高架桥及近接航站楼施工的影响与控制

为研究明挖异形基坑施工对近临既有结构的施工扰动影响与控制效果，以南宁空港枢纽联络通道基坑工程为例，针对明挖异形深基坑下穿机场出发层高架桥和近接航站楼的施工问题，采取有限元数值模拟和现场监测相结合的方法，研究了复杂环境下基坑开挖引起的围护结构及其周边建筑物的施工扰动效应及变形特征。在此基础上，提出了基坑非同步分层、分区和分块开挖的方案，以及采取人工挖孔桩作为局部围护结构的施工控制措施，最终使得明挖异形基坑顺利开挖并实现对周边建筑物变形的有效控制。研究结果显示：基坑开挖后的桥梁呈现东边沉、西边隆的形态；周边地面沉降量排序为中间段地面沉降量>基坑南端地面沉降量>基坑北端地面沉降量>基坑北端放坡段沉降量，与数值模拟结果中的桥梁桩基差异沉降规律一致。     

软土地区某临近高铁基坑支护设计及监测分析

研究目的:高铁旁基坑开挖日益增多,在软土地区极易导致高铁沉降,严重影响安全运营。目前软土地区高铁旁基坑支护设计及监测技术尚不成熟,设计经验及监测数据极度缺乏。本文依托软土地区某紧邻高铁的基坑实例,对其设计及监测进行研究。研究结论:(1)提出高铁侧支护应按变形控制、对支护加强的方案实施,可减小路基沉降;(2)软土地区基坑开挖后高铁沉降时间长,呈蠕变特性,每层土开挖后沉降速率先大后小,最终沉降值很大;(3)同一位置路肩、接触网立柱、铁轨沉降基本一致,基坑中部沉降速率及沉降量较大,两侧及远离基坑处沉降较小;(4)坡脚沉降比路肩、接触网立柱、铁轨沉降小;(5)周边基坑同时开挖及降水,导致两基坑交界处高铁沉降较大;(6)本基坑开挖与降水影响高铁距离约5倍基坑深度;(7)本基坑设计和监测经验可供高铁旁基坑设计、施工借鉴。     

龙门吊移动荷载下土岩组合地层基坑变形监测与分析

苗岭路站是在青岛地区特有的土岩组合地层结构中开挖的明挖换乘车站,基坑周围既有和在建建筑物众多,开挖过程中的地质条件、施工条件、荷载条件等多种复杂因素会引起基坑围护结构及周围土体较大变形,从而对基坑安全产生较大影响。为满足基坑施工及周边建筑环境安全要求,本文基于现场监测,分析了龙门吊作业期间基坑周围地表沉降、围护桩侧移、桩顶水平位移、桩体沉降、建筑物基础沉降和锚杆内力。结果表明:龙门吊移动荷载作用下围护结构应力、变形均在设计限值以内,桩锚支护体系对于龙门吊荷载作用下的土岩组合深基坑工程合理有效。     

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。     

某地铁深基坑桩撑支护结构施工力学行为分析

研究目的:特殊红砂岩地层严重影响兰州地铁车站深基坑支护施工安全,因此研究特殊红砂岩复杂环境下深基坑施工力学行为迫在眉睫。本文以兰州地铁1号线东方红广场站深基坑桩撑支护结构为工程背景,依据现场监测结果和数值计算模型对比分析了围护结构、周边建筑物及地表沉降的位移变化规律。研究结论:(1)数值模拟结果和现场监测结果对比分析表明,两者的结果相近,变化趋势基本一致,说明运用生死单元法对基坑开挖支护分析的结果可以为深基坑的设计与施工提供有效指导;(2)现场监测桩顶水平位移最大值为10.51 mm,小于30 mm的控制值,这说明咬合桩+钢支撑的支护结构可以有效地控制兰州特殊红砂岩地层基坑位移;(3)随着基坑开挖和支护的持续进行,桩身的前倾型变化曲线逐渐成为"鼓肚"形,最大测斜值为10.56 mm,发生于2/3倍的开挖深度附近;(4)随着基坑的不断开挖,周边建筑物距离车站越远,其竖向沉降位移越小;(5)基坑周边的最大沉降发生于距离基坑边缘1/3倍坑深处;(6)本研究成果可为兰州地区类似特殊地层地铁深基坑的设计与施工提供指导。     

软土地区基坑开挖对临近高铁影响数值仿真分析

研究目的:随着临近高铁的上跨和下穿道路工程日益增多,大量新建道路等基坑工程位于高铁路基或桥梁保护范围以内,使得高铁结构不可避免地受到基坑施工的影响,在软土地区更为严重。本文以天津地区临近某高铁的道路下穿高铁工程为背景,运用ABAQUS软件建立三维数值分析模型,对不同距离、不同挖深、不同封闭式路堑节段的基坑施工过程进行了数值仿真分析。研究结论:(1)基坑施工引起的高铁路基和框构桥梁的附加差异沉降量、轨道的平顺性均满足规范要求。基坑开挖会引起高铁路基和框构桥的隆起变形,封闭式路堑浇筑后隆起变形减小;(2)施工过程中,基坑开挖为关键风险阶段,当施工至远离高铁72 m以外的基坑时,剩余节段施工对高铁基本无影响;(3)施工过程中应尽量减小每次的开挖量,按照每节独立开挖浇筑的工序进行,尽可能地将施工影响控制在极小的范围内,以免影响铁路运营的安全性和舒适性;(4)本文研究成果可以为临近高铁工程建设提供一定的理论依据,对软土地区临近高铁的基坑开挖有一定的参考意义。     

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。     

敏感环境下深基坑的设计与三维数值分析

研究目的:基坑工程开挖深度和规模越来越大,以及周边越来越复杂敏感的环境条件,给基坑工程的设计施工提出了更严格的变形控制要求,因此对基坑及周边环境变形的预测非常重要。研究结论:详细阐述了上海软土地区一邻近多幢6层砖混结构住宅的深基坑工程支护设计方案及周边环境保护的技术措施。通过PLAXIS 3D Foundation软件建立三维有限元模型模拟了基坑开挖对邻近住宅的影响,与实测数据的对比表明,围护体变形和邻近住宅的沉降计算值与实测值较吻合,建立的模型和采用的分析方法可以较有效地预测基坑开挖对周边环境的影响,为设计和施工提供了重要依据。     

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...     

新建地下通道时下方地铁隧道保护方案研究

研究目的:为研究新建的地下通道卸载施工时下方既有地铁盾构隧道保护技术的可行性及其应用效果,结合某地下空间项目中地下通道方案研究阶段提出的两种保护措施,采用有限元数值模拟分析的方式对保护效果进行分析,并对推荐的实施方案与实际施工的监测数据进行对比。研究结论:(1)对下方既有隧道周边地层搅拌桩加固,然后再进行基坑抽条开挖的方法施工地下通道,理论上能够减小下方隧道的隆起变形,但是减小的程度不大;(2)对既有隧道周边进行地层加固施工,极易引起下方隧道水平收敛变形增大;(3)管幕+抗拔桩保护、地下通道采用预制箱涵顶进施工的方案,对隧道周边地层扰动小,可以减少隧道顶部卸荷量,并缩短施工周期,对控制下方隧道隆起和收敛变形效果显著;(4)推荐方案可应用于对周边建(构)筑物变形控制要求高的地下通道或隧道类工程的施工。     

地铁施工地表沉降的空间规律与统计特征研究

研究目的:地铁施工造成的周边地表沉降影响因素众多,经典理论难以精确计算,施工监测已成为重要工程决策的重要依据之一。因此,有必要基于现场施工监测数据,来研究复杂施工体系所造成地表沉降的空间规律及其统计特征,以期为类似工程提供理论依据与实践基础。研究结论:(1)地铁车站施工期间,基坑周边附属设施施工(如搅拌桩)可能引起基坑周边土体显著隆起,隆起值可达到[10 mm,25 mm];(2)地铁车站主体开挖期间,周边土体会产生显著沉降,在垂直于基坑边缘方向,各组测点沉降的最大值,发生在距离基坑边缘0.3~0.9倍开挖深度的区域,与文献全局最大值的结果整体吻合,呈现一定的区域性与离散性;(3)从观测数据统计特征的角度,可以认为沉降最大值发生位置分布在[0.5,0.73]开挖深度的区间,其均值约为0.65,中位数约为0.64,均方差约为0.11;在此区域应重点监控,加强防护;(4)车站基坑平面形状较为复杂区域的地表沉降最大值,有可能偏离已有研究与监测数据的统计区间,建议工程中对局部施工方案进行针对性优化;(5)本研究成果可为我国城市地铁建设的相关设计与施工提供参考依据。     

福州站北广场深基坑工程实例分析

研究目的:针对福州站北广场存在深厚淤泥层的地质情况,结合南侧紧邻既有铁路站台、其余侧周边无重要建筑物的环境实际,考虑工期要求,制定基坑支护方案为南侧排桩+竖向斜支撑、其余侧放坡喷锚+平台+悬臂桩。本工程中的设计方案、监测对比结果可供类似工程参考。研究结论:(1)针对软土地区面积较大的基坑,根据基坑侧壁不同控制要求,有针对性的制定位移控制为主的排桩结合竖向斜支撑方案,稳定性控制为主的放坡结合悬臂桩方案,经监测数据验证,本方案合理可行,可供类似工程参考;(2)基坑设计过程中应注重基坑侧壁实际情况的调查,利用已有加固措施来合理提高岩土参数,可节省工程投资,缩短工期;(3)施工过程中应严格控制基坑周边超载,确保基坑变形量处于允许范围内,减少基坑事故风险;(4)本研究成果可为软土地区深基坑支护设计与施工提供指导。     

构筑物基坑开挖地表沉降控制技术探讨

在地质较为软弱的区域进行构筑物施工和基坑开挖易造成周边支护变形,从而引起基坑周边地表沉降,影响工程的质量和进度。为此,文章分析影响地表沉降的诸多因素,针对一些基坑开挖沉降控制的难点工程,介绍几种优良的基坑支护和沉降控制方法,并对各种控制方法的施工要点和优势进行阐述,以期能够提高类似工程的施工效率及安全性。     

地铁车站深基坑开挖对邻近建筑物的影响分析

深基坑开挖会引起基坑周边土体应力场变化和土体位移,对邻近建筑物造成影响。本文以杭州市地铁汽车城站深基坑为例,分析了基坑开挖对邻近建筑物沉降的影响,研究结果表明基坑开挖使邻近建筑物地基土体沉降量超出规定,采用高压旋喷桩止水帷幕及对建筑物基础注浆加固的方法,有效控制了邻近建筑物的沉降变形。     

杭州感知谷项目临河基坑设计与分析研究

研究目的:基于杭州滨江区感知谷基坑工程,结合现场施工实测数据及有限元模拟结果,对典型软土地区临近河道基坑施工对周边环境影响以及河道对基坑支护影响进行深入分析。通过对现场实测数据、有限元分析数据、基于半无限空间理论计算数据进行对比、分析,验证周边存在河道等构筑物情况下采用半无限土理论基坑计算的可行性,研究基坑受力及变形规律;确定合理基底加固措施,研究不同因素对基坑周边河堤等建(构)筑物变形的影响。研究结论:(1)本基坑位于软土地区,基坑开挖时围护结构深层水平位移曲线呈“鼓肚”状抛物线,围护桩最大水平位移发生在基坑底部4～5 m处;(2)通过数据对比可知,河道侧支护桩深层水平位移、土体沉降明显小于远离河道侧;(3)通过多软件计算结果分析可知,临近河道侧土体坡度较小且河道距离基坑大于1倍基坑深度时,采用半无限土理论计算得到的支撑轴力、基坑变形等结果依然可应用于工程设计;(4)通过总结分析,提出了增大河堤刚度可有效减小临近河道侧地表沉降、河堤变形;(5)通过对本项目设计与分析研究,可为类似软土地区临河复杂基坑工程设计及施工提供参考。     

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。     

深基坑周边建筑物地基的注浆加固技术

基坑开挖引起围护结构变形以及降水造成地面产生不均匀沉降 ,导致周边建筑物和市政设施受影响 ,是基坑工程环境效应的主要方面。文章结合工程实际介绍用注浆法加固深基坑周边建筑物地基的方法 ,解决因大面积降水及基坑开挖引起的不均匀沉降问题。     

水泥搅拌防越流墙在基坑降水中的计算应用

地下连续墙和水泥搅拌防越流墙的共同作用,可以防止多层含水层越流补给,从而起到保护周边环境和降低沉降的作用。以天津某地铁车站基坑开挖工程为例,通过数值模拟计算和实际工程应用,分析了不同埋置深度的水泥搅拌防越流墙在越流含水层基坑降水过程中对基坑周边含水层水位变化和地面沉降变化的影响,得出以下结论:(1)地基土存在越流含水层时,水泥搅拌防越流墙在基坑工程降水过程中能够有效降低基坑周边含水层水位的变化和基坑周边地面沉降的变化;(2)随着围护结构埋置深度的增加,基坑周边含水层水位变化最大值和地面沉降最大值均减小,通过数值模拟可以计算具体工程围护结构的最优埋置深度;(3)随着围护结构埋置深度的增大,基坑周边地面沉降影响半径逐渐减小;(4)在基坑降水施工过程中,水泥搅拌防越流墙能够有效减小基坑降水对地表沉降以及对周边含水层的影响。