临近地铁隧道的基坑施工方案对比分析

以广州市某深基坑工程为背景,采用三维有限元软件建立数值分析模型,对基坑施工的全过程进行了动态模拟。分别研究了基坑采用顺作法和逆作法两种施工方案时基坑围护结构和紧邻地铁隧道的位移特点及其相互关系,并将基坑围护结构水平侧向位移的有限元计算结果与实测数据进行了对比分析,研究表明:(1)基坑施工诱发紧邻地铁隧道产生了水平位移和竖向隆起,且以水平位移为主;(2)基坑施工引起隧道结构位移较大的范围主要发生在基坑开挖区域附近;(3)逆作法施工相对于顺作法施工会明显减小基坑围护结构的侧向位移;(4)限制地铁隧道侧基坑围护结构的侧向位移是控制地铁隧道水平位移的一个重要因素。     

基于Midas/GTS的深基坑数值模拟分析

根据武汉市某深基坑支护工程,利用Midas/GTS建立三维数值分析模型,对不同的施工工况下基坑周围土体变形规律及对临近地铁隧道结构的影响进行了分析。模拟数据与实测数据基本吻合,验证了迈达斯在基坑桩撑支护数值分析方面的适用性和准确性;数据表明:基坑开挖的深度与基坑围护结构的水平位移存在正相关的函数关系。基坑开挖会对临近地隧道结构造成一定程度的水平侧向位移和竖向位移。     

紧邻既有建筑物深基坑支护设计与评价

基坑开挖伴有扰动性影响,对于周边临近既有建筑物的基坑工程,控制基坑变形及建筑物位移尤为重要。本文以深圳市南山文理学校项目深基坑开挖为例,针对深基坑异形且紧邻既有建筑物的特点,根据增大基坑阳角处侧向支撑的刚度和承载力及提高异形部位和紧邻既有建筑物部位设计安全冗余度的原则,优化了基坑支护体系,增设了多项施工变形控制措施,加密了基坑局部监测点布置。通过对基坑施工监测数据的分析证实该方案实施效果良好,并且总结了基坑设计与施工变形控制的技术措施,为紧邻紧邻既有建筑物深基坑支护设计及施工提供借鉴参考。     

紧邻深基坑施工的风险分析及三维数值模拟

通过结合两紧邻深基坑项目的工程地质条件及基坑支护结构设计特点,进行了基于现行设计方案的风险分析。并结合数值分析手段,模拟了紧邻深基坑工序交错施工、角撑区域有无新增锚索及坑间局部带状软弱层加固与不加固对深基坑围护桩水平位移的影响。结果表明:施工进度是影响基坑围护桩水平位移的重要因素;角撑区域新增锚索及坑间局部带状软弱层的加固均可有效减小基坑围护桩的水平位移。最后提出了经济、有效的安全保护措施,为两紧邻深基坑的设计与施工提供依据。     

深基坑施工对紧邻地铁车站安全的影响

由于地铁对经济的拉动效应,地铁沿线及车站附近往往在建或拟建大量高层建筑,其深基坑开挖可能会对紧邻地铁车站的安全运营造成影响。本文以武汉地铁光谷五路站及紧邻的线网中心大厦工程项目为背景,以分析基坑开挖引起的紧邻地铁车站结构的变形和附加应力为目的,使用FLAC 3D有限元软件计算了深基坑施工对紧邻地铁车站新增位移和附加应力的影响,并结合现场监测数据验证了数值计算结果的可靠性。计算结果显示地铁车站的位移主要由基坑开挖产生,而地下室结构的回填修筑对地铁车站结构的位移影响较小;基坑施工所导致的地铁车站的最大水平侧向位移数值结果为1.75 mm,实测结果为1.81 mm;最大竖向隆起量数值结果为0.93 mm,实测结果为1.02 mm;基坑施工诱发紧邻地铁车站结构的最大应力增量可以控制在3.5kPa以内。     

深基坑开挖与周边既有建筑物改造相互影响研究

基于上海体育馆、上海游泳馆改造及新建体育综合体项目,研究了紧邻深基坑既有建筑物改造与深基坑开挖之间的相互影响,通过大型有限元软件对深基坑开挖和周边既有建筑物“卸载-加载”改造进行模拟,分析了同时进行新建体育综合体深基坑开挖和上海体育馆“卸载-加载”改造两者叠加工况下的相互影响,进一步探讨了深基坑开挖与周边既有建筑物改造同时进行的最优工况。此外,在最优工况的基础上结合基坑被动区加固、围护结构刚度以及两者相互叠加对深基坑和周边建筑物的影响进行深入讨论。结果表明:最不利工况为基坑开挖至第2道支撑时对周边建筑物进行加载改造,在实际施工中应避免出现该工况; 最优工况为基坑完成第1道支撑后对周边建筑物进行卸载改造,并在基坑完成第2道支撑后对周边建筑物加载改造; 在最优工况及其他同等条件下基坑被动区加固对基坑和周边建筑物产生的影响要大于基坑围护结构强度对其产生的影响,研究结果可以为今后类似工程施工提供依据与参考。     

上海地区某深大基坑开挖实测分析

根据上海地区某开挖深度16.15~16.75m,面积约25 500m2深大基坑实例的开挖监测数据,分析在上海典型深厚软土地层条件下,基坑的相关性状。分析表明相对常规3道支撑基坑,本基坑围护墙侧向位移要更大;根据本基坑施工工况结合监测数据分析,得出不同工况下侧向位移时间效应敏感性各有特点;最后分析了立柱竖向位移在不同工况下的表现,本文研究结论以期为类似工程提供借鉴与参考。     

特大圆环支撑深基坑变形特性的三维数值分析

以某特大圆环支撑深基坑工程为背景,采用有限元分析软件MIDAS/GTS,对深基坑特大圆环支撑体系的变形特性进行了系统的三维数值分析。通过与地下连续墙的水平侧向变形和墙顶沉降实测数据进行对比分析,表明采用GTS软件进行特大圆环支撑深基坑工程的三维动态施工模拟分析是可行的;研究了不同土体开挖次序下、不同工程地质条件下特大圆环支撑深基坑地下连续墙的水平侧向变形特性,结果表明:土体开挖过程,地下连续墙的水平侧向位移存在显著的位移回弹效应,且随着基坑开挖深度的增大而增强,非对称开挖明显强于对称开挖,采用对称开挖比非对称开挖能显著减小软土地层地下连续墙的水平侧向位移。     

紧邻基坑工程的历史建筑外立面原位保护技术

通过对紧邻深基坑工程的历史保护建筑的调查,对其保护加固措施及基坑施工工况进行分析研究,制订了一整套紧邻基坑工程的保护建筑外立面原位保护技术。经对保护建筑的加固,使深基坑施工对保护建筑的影响降至最低,并且在保证保护建筑安全的前提下,将对保护建筑的原位保护加固施工穿插在深基坑施工过程中,减少了工期,取得了很好的效果。此技术可为有相邻保护建筑的深基坑工程项目提供参考。     

桩锚支护深基坑开挖引起紧邻建筑物变形特征分析

依托工程实例,探讨桩锚支护深基坑开挖对紧邻建筑物变形影响。建立深基坑支护体系与紧邻建筑物三维计算模型,分析深基坑开挖引起紧邻建筑物变形特征。由分析结果可知:基坑开挖对紧邻建筑物的变形影响,竖向沉降大于水平位移,且接近2倍的关系。主要影响敏感因素有建筑物与基坑距离、建筑物外荷载。对于地下建筑物,基坑深度为总深度的1/3时,水平位移变形速率大于竖向沉降,随着基坑开挖深度增加,水平位移变形速率小于竖向沉降,且水平位移趋于稳定,竖向沉降变形趋势加大。     

某紧临地铁车站土岩基坑设计与变形规律研究

广州某紧临地铁车站土岩组合深基坑,开挖深度大,周边环境复杂,变形控制要求非常严格。依据实际监测数据,详细分析了基坑施工各阶段的围护结构变形、土岩体侧移、支撑轴力、锚索拉力及周边环境沉降的变化规律。分析结果表明:围护墙与外侧土岩体最大水平位移均发生在土岩结合面附近;基坑开挖结束至底板施工期间,围护墙及外侧土岩体水平变形呈蠕变特点;地下室采用的“复合墙”及跳仓法施工技术,使施工完毕后的围护墙、土岩体水平位移均发生了明显回弹,最大水平位移约为开挖至基底时的40%~60%;开挖引起的周边地面沉降最大值发生在离坑边0.5倍开挖深度附近,沉降值约为邻近围护墙最大水平位移的0.47倍;条件允许时,土岩组合基坑可优先采用支撑+锚索组合支护方案。本工程的监测数据相互印证,揭示了该土岩深基坑在各种条件下的实际工作状况,可为类似情况深基坑的设计与施工提供参考。     

基坑开挖对邻近地铁变形的影响分析

本文通过基坑开挖对邻近地铁隧道影响的原型案例分析,归纳基坑开挖引起邻近隧道沉降、水平位移及收敛变形的主要因素,研究结果表明:邻近隧道的基坑开挖对隧道的沉降和水平位移均产生较大的影响,隧道产生的变形在空间上表现为斜向坑底的位移;隧道横断面的收敛情况表现为,隧道呈现出横鸭蛋形。引起隧道变形的主要因素有基坑与隧道相对距离(水平距离和垂直距离)、开挖的时空效应等。其中基坑与隧道的相对距离对隧道的变形影响较大,当基坑与隧道的水平距离在4m以内时,隧道产生的水平位移、沉降均较大。     

毗邻高层建筑的深基坑开挖和支护

对于毗邻高层建筑的深基坑工程,结合场地勘察、场地地质、水文条件及邻近建筑物情况,对基坑开挖、支护及降水进行合理的方案设计.通过方案比选,采用基坑顶部2m下桩锚支护,并加设水平钢管支撑,严格进行边坡位移及邻近建筑物的沉降、倾斜监测,积极采取质量控制措施等,保证了深基坑施工的工程质量和邻近建筑物、市政管线的安全.     

软弱夹层对深基坑水平位移影响的数值模拟分析

以某深基坑支护工程为背景,研究了软弱夹层对基坑水平位移的影响。利用有限元分析软件PLAXIS 2D和M C土体本构模型对该工程排桩预应力锚杆支护段进行数值模拟。对比分析了软弱夹层的黏聚力、内摩擦角、厚度、埋置深度对基坑水平位移的影响,得到了这些因素对基坑水平位移的影响规律。结果表明:软弱夹层的存在对基坑水平位移有较大影响;内摩擦角对基坑水平位移的影响比黏聚力更加明显;黏聚力和内摩擦角同时变化引起基坑水平位移的变化大于单一参数变化引起的基坑水平位移变化之和;基坑水平位移随软弱夹层厚度的增大而增大;随着埋置深度的增大,基坑水平位移呈现先增大后减小的趋势。     

深厚软弱土层地铁车站深基坑施工对既有建筑物影响分析

地铁车站深基坑施工常导致周边建筑物变形过大。基于现场监测数据，研究深厚软弱土层地铁车站深基坑施工对既有建筑物的影响，分析地下连续墙水平变形、土体水平位移和建筑物变形规律。结果表明，地下连续墙水平位移和土体深层水平位移变形曲线呈“鱼腹状”；端头井处墙体和土体水平位移大于标准段；地表变形曲线呈“漏斗状”；地下连续墙施工对建筑物竖向位移影响较小；距离基坑较近处，建筑物变形表现为沉降，距离基坑较远处，建筑物变形表现为隆起，既有建筑物主要表现为向基坑内侧倾斜。     

深基坑施工对既有变形运营隧道影响实测分析

随着城市建设的发展,部分运营隧道结构历史上已经出现了一定程度的变形,结构状况不良,比其他位置的隧道更容易受基坑开挖或辅助措施施工的扰动。某工程深基坑紧邻运营地铁隧道6 m,距离在建地铁隧道12 m,基坑开挖深度14.9 m,坑底位于隧道以下,施工过程严格遵循“时空效应”理论。本文通过对深基坑不同施工阶段的隧道沉降、收敛及水平位移的监测分析,提出了必要的控制措施,使得隧道变形控制在允许范围之内,为日后类似工程提供借鉴。     

某工程基坑支护坍塌对邻近建筑物安全性影响检测与评估

某工程深基坑施工过程中,支护坍塌引起相邻住宅楼居民的恐慌。为了解支护坍塌对邻近建筑物安全的影响,给政府决策提供依据,对建筑物裂缝情况进行调查与监测,对建筑物的垂直位移和水平位移进行监测,对坍塌滑动面进行检测,并通过理论计算进行了验证。分析结果表明,这次基坑支护坍塌没有对邻近建筑物地基和基础产生影响,即可排除对邻近建筑物安全带来的隐患。     

地下连续墙墙顶水平位移变化规律研究

结合无锡地铁2号线梁溪大桥地铁车站明挖法施工的具体情况,介绍了车站深基坑监测方案,并对地下连续墙墙顶水平位移的监测数据进行了分析,探讨了墙顶水平位移随着施工工况变化的规律和机理,为类似基坑作业提供参考借鉴。     

悬挂式帷幕地铁深基坑变形特性研究

基于江漫滩地铁深基坑的变形实测资料,采用理论分析、经验公式和有限元数值模拟方法,总结了悬挂式帷幕基坑变形规律,给类似工程设计和监测提供依据。结果表明:悬挂式帷幕基坑地表沉降曲线呈凹槽形,地表沉降考虑流固耦合作用大于不考虑流固耦合作用;地下连续墙的最终形态为内凸胀肚型,墙顶水平位移不完全是朝坑内移动,地下连续墙最大水平位移与基坑挖深的比值和全止水帷幕基坑差异不大,最大水平位移点深度位于坑底附近;由降水引起的地表沉降占总沉降量的比值约为0.54;地表沉降范围可以划分为主要影响区、次要影响区和微弱影响区;地表沉降曲线可根据影响分区选用不同的函数表达式;最大地表沉降点位置大于同等条件下全止水帷幕基坑约1.0～3.0 m。