基坑开挖对下卧隧道变形影响分析及合理加固范围研究

在深圳市桂庙路快速化改造工程施工过程中,前海段下沉式隧道需要采取明挖基坑的方式长距离平行上跨既有的地铁11号线隧道,而基坑开挖会使下卧隧道产生结构变形和附加受力,从而影响隧道的运行安全。借助数值分析软件,对基坑施工过程进行动态模拟,对比分析了不同旋喷桩地基加固情况下基坑开挖对下卧隧道的受力和变形影响。在此基础上,提出了合理的地基加固宽度和深度,把地铁隧道变形控制在规定范围内。最后,通过对现场监测数据的分析,验证了所提地基加固方案能有效控制下卧隧道的变形,并为以后类似工程的设计与施工提供了借鉴和参考。     

盾构侧穿桥梁基础的施工影响分析及其控制研究

北京地铁8号线天桥站一永定门外站区间隧道施工过程中,盾构需要于K34+ 422.094 ～+ 534.308处近距离侧穿永定门西桥,穿越段地层以砂卵石地层为主.隧道在施工至K34+ 506.308里程时,距永定门桥最近处仅9.2m,施工对桥梁影响较大,故有必要对盾构施工引发的桥梁结构安全进行评估.根据对盾构侧穿桥梁基础施工过程的动态模拟分析,得出了盾构穿越施工导致地层和桥梁结构变形过大的结论.鉴于此,提出了在靠近桥梁一侧的左线盾构隧道周围采取局部注浆的加固方案和对盾构掘进参数管理的控制措施.进一步的计算分析和现场实测结果表明,按上述工程措施施工,地层和桥梁结构变形均得到有效控制,从而确保了本工程的顺利施工,并为今后类似工程提供了借鉴和参考.     

地铁盾构下穿高层建筑基础的扰动变形影响与实测研究

[目的]城市轨道交通建设中遇到越来越多的盾构穿越或近接高层建筑施工的案例,而盾构法因其特殊的施工工艺不可避免对地层产生扰动,严重时可能会影响既有建筑的结构安全,因此需要对盾构穿越过程中隧道及高层建筑的受力特性进行深入研究。[方法]依托济南地铁R2号线生产路站—历黄路站区间隧道工程,采用三维有限元数值方法对双线盾构隧道非同步斜交下穿高层建筑群桩及筏板承台基础的施工过程进行了模拟,并结合现场监测数据分析了地层位移规律、建筑物沉降的变形特征,以及施工时盾构掘进参数的控制效果。[结果及结论]双线盾构隧道先后下穿建筑群桩时,先行隧道开挖引起的地面沉降量较大,后开挖隧道对地层产生的扰动相对较小;盾构通过建筑物正下方时的沉降量最大,随着盾构的远离,其沉降逐渐减少并趋于稳定。由于高层建筑属框架结构,故在临近隧道一侧建筑体区域地层发生了沉降,而在远离隧道的建筑体区域地层呈上浮趋势,但二者的差异沉降量仍在可控范围内。     

深大基坑近临既有酒店高层建筑施工扰动分析

为研究深大基坑施工近临既有建筑结构的扰动效应，以某综合枢纽深大基坑工程为例，采用数值仿真和实测分析相结合的方法，研究了桩锚支护体系基坑开挖引起的周边环境扰动问题，分析了基坑桩锚结构、近临机场酒店结构及场区地层的受力特性和变形特征。研究结果表明：(1)地层最大剪应力区与塑性区分布一致，较大剪应力区较易引发土体的剪切破坏，在变形中存在不可逆的塑性变形。(2)机场酒店靠近基坑一侧的沉降程度大于其远离基坑一侧的沉降程度，且随着基坑开挖的进程，这种差距进一步加大；酒店结构倾斜率符合规范的安全要求。(3)在基坑开挖过程中，靠近机场酒店的基坑围护结构发生上浮并发生向坑内的变形。     

复合立柱桩支承下深基坑围护结构变形性状

研究目的:基坑工程中支护结构与主体结构相结合,不仅对基坑稳定性有着重要影响,而且还具有较大的工程应用价值。本文以济南轨道交通R1线演马庄西站基坑工程为例,针对车站主体结构永久立柱兼作竖向临时支撑这一新型结构形式建立三维数值计算模型,以挡墙围护结构的水平侧移作为基坑稳定和安全性评价指标,讨论立柱桩的插入比、直径和间距等因素变化对基坑挡墙结构侧移的影响,并给出在济南黄河厚冲积地层条件下深基坑支护体系中立柱相关参数的取值建议。研究结论:(1)增加立柱桩插入比对围护桩的约束起到的作用有限,类似条件工程的插入比建议值为0.5～0.7;(2)立柱桩直径为400～500 mm时,能够有效地限制围护桩的水平侧移;(3)立柱桩间距对围护桩的水平侧移存在一定的影响,类似条件工程的立柱桩间距建议值为7.5～9.5 m;(4)本研究成果可应用于采用新型支护方法的深基坑工程设计与施工中。     

盾构过群桩基础的托换与除桩技术及其稳定性分析

随着我国城市建设的高速发展和轨道交通网络的不断完善,越来越多的城市在地铁建设过程中遇到新建隧道需要从既有建筑物桩基中穿越的难题。以上海地铁10号线曲阳路~溧阳路区间隧道穿越四平路沙泾港桥群桩基础这一施工难题为例,在参照国内外成功经验的基础上,提出了适合本工程的扩大板式基础托换以及盾构机直接切桩的施工方案。为了确保在桩基托换、除桩作业及盾构推进施工过程中桥梁和隧道结构的安全性,通过理论分析和数值计算等手段,对桩基托换施工过程中必要的地基加固范围、桩基合理开挖暴露长度、桩-筏体系受力转换机理、桥梁结构的稳定性、残桩对隧道结构的影响等问题进行了研究。研究结果不仅为工程的顺利实施提供了必要的指导作用,同时也为今后类似工程的设计与施工提供借鉴与参考作用。     

地铁车站支护与主体结构相结合深基坑变形

依托济南某地铁车站基坑工程,建立考虑土与结构共同作用的三维数值模型,模拟支护结构与主体结构相结合的基坑施工全过程,研究基坑的围护桩侧移、坑外地表土体沉降和坑底土体回弹规律.结果表明:随着开挖深度的增加,围护桩向基坑内部运动,且最大侧移沿桩身逐渐增大,最大值为开挖深度以上1m 左右;混凝土立柱的存在会明显加大围护结构的整...     

软弱围岩特大跨度隧道模型试验技术及应用

利用大型地质力学模型试验台架开展软弱围岩特大跨度隧道开挖模型试验的技术研究,主要包括软弱围岩相似材料的配制方法、模型试验台架及加载系统、围岩应力量测系统及围岩位移量测系统。采用单点薄膜压力传感器进行围岩应力量测,具有准确、灵敏和扰动小等特点。文章基于光栅尺与PIV的围岩位移量测技术,开展了一组软弱围岩特大跨度隧道毛洞开挖模型试验,研究隧道开挖对围岩应力场和位移场的影响规律。结果表明,模型试验系统具备优良的操作性能及先进的测试水平,可满足大型岩土模型试验研究需要,对实际工程有一定的指导意义。     

软弱隧道围岩锚杆支护效应的落门试验研究

在软弱围岩中进行隧道开挖,往往因岩体变形过分或局部应力集中而导致围岩失稳破坏,在实际工程中大多采用锚杆作早期支护。文章以Ⅳ级软弱围岩为参照对象,利用相似模型试验进行了锚杆支护条件下的隧道施工过程模拟,对开挖过程中围岩的渐进破坏特征、破坏模式以及锚杆的支护效应进行了研究。试验结果表明,隧道开挖将会在隧道周边形成一应力扰动区,而真正塌落成拱的只是该扰动区的一部分;由于有锚杆的支承作用,拱顶岩体的破坏呈分区破坏模式;岩体的破坏范围主要集中在隧道两侧与水平面成45°+φ/2的扇形区域内;在隧道开挖后,拱顶上方岩体的切向应力升高形成承载压力拱,主要位于距拱顶约1.0~1.25B处(B为隧道跨度)。     

长距离上叠并行的基坑开挖对既有下卧隧道的施工影响与变形控制

目的：上叠并行的基坑合理加固和开挖是保证基坑稳定和下卧的既有隧道位移控制的关键。合理选择基坑开挖施工方案，可以有效控制既有隧道变形并保障施工中基坑的安全稳定。方法：依托深圳岗厦北枢纽南区基坑工程实例，采用有限元数值模拟的方法对施工过程进行模拟，分析了不同降水深度和不同加固范围条件下的基坑开挖方案对既有下卧隧道变形规律的影响；根据对下卧隧道变形控制效果的分析，对施工方案进行比选，优选了合理的施工方案；最后经现场实测数据加以验证。结果及结论：研究结果表明：长距离上叠并行的上方基坑开挖易引起既有下卧隧道产生较大竖向位移；现场监测结果与对应的数值模拟结果较为一致，推荐的降水至隧道底部及坑底以下抽条加固的方案可有效控制既有下卧隧道的位移。