复杂地铁车站施工对邻近建筑物变形影响数值分析的位移叠加法

换乘地铁车站基坑工程地下空间布局复杂,由垂直交叉的地铁车站基坑工程、联络通道、区间隧道等共同组成,通常采用数值模拟方法分析基坑施工对邻近建筑物的变形影响。由于空间结构复杂、基坑规模大,采用整体模型来模拟施工过程建模困难,网格数量多,单台微机难以完成。为了解决这个问题,在合肥市潜山路地铁车站的数值模拟计算中采用位移叠加法,把复杂的地铁基坑工程计算模型剖分为整体模型和一个局部模型,将整体模型计算的变形结果作为局部模型计算的初始位移场,在该基础上对局部模型进一步开挖模拟基坑工程施工对邻近建筑物的影响。以单元内插法和反距离加权插值法为例,通过两种方法导出整体模型的初始位移场,并将两种位移叠加法计算得到的结果与单独计算的结果进行对比。结果表明,采用位移叠加法得到的计算结果与单独计算得到的结果基本一致,可近似作为完整模型计算结果,证明了位移叠加法的可行性。通过比较可知,采用反距离加权插值法比单元内插法具有更高的精度,得到的计算结果更准确。研究结果对复杂基坑工程数值模拟计算有重要的参考和应用价值。     

邻近基坑开挖的运营地铁车站结构安全度分析

为保证既有地铁车站的正常运营和地下车站结构的安全,在邻近基坑开挖过程中就需要严格控制运营地铁车站结构的变形。结合上海某邻近基坑开挖的运营地铁车站,运用叠加原理,采用有限元荷载结构法和强制位移法,分别按照裂缝控制和强度控制来对车站标准段结构的稳定性及其允许变形进行分析和反算,为基坑施工提供车站结构变形的控制标准     

软土地区双侧深基坑施工对邻近地铁车站及盾构隧道变形影响的分析

以某软土地区邻近地铁车站及盾构隧道的双侧深基坑工程为背景,运用ABAQUS数值计算软件对邻近地铁车站及盾构隧道的双侧深基坑施工进行数值模拟,研究了双侧深基坑施工过程对基坑坑内土体隆起与坑外土体沉降的影响,分析了双侧深基坑施工过程中地铁车站及盾构隧道变形情况,得出地铁车站及盾构隧道变形规律。计算结果表明:基坑内侧土体隆起最大值为54.3 mm;围护结构X向位移最大值为32.8 mm,Y向位移最大值为26.8 mm;车站竖向位移最大值发生在A1区开挖至坑底工况,最大值为6.8 mm,而车站水平位移最大值为7.6 mm;弯矩累计增量最大值155.9 kN·m/m,经计算,施工过程对车站主体结构影响很小;盾构隧道X向水平位移最大值为4.7 mm;而盾构隧道沉降最大值为3.8 mm,发生在A1区开挖至坑底工况。      

基坑开挖对邻近地铁隧道影响的Midas GTS三维数值模拟分析

随着城市地铁工程的高速发展,地面建筑物基坑的施工将必然会对邻近的地铁隧道造成一定的影响,运用Midas GTS三维数值模拟计算软件分析基坑开挖对邻近地铁隧道的影响,对地层自重固结、基坑开挖施工的整个过程进行模拟分析,计算的结果与实际监测数据进行对比表明,该方法对实际工程有一定的指导意义。     

基坑全过程开挖及邻近地铁隧道变形实测分析

根据邻近已运营地铁隧道的基坑工程监测数据,对基坑开挖全阶段施工过程的深层土体侧向位移与邻近地铁隧道变形之间的规律展开研究,探讨基坑开挖的施工危险节点与重点影响区域。研究发现,基坑开挖前期围护结构施工和降水均对地层和邻近地铁产生了不容忽视的初始位移影响,围护结构长时间无支撑暴露是基坑侧移快速增长的危险时段;基坑开挖具有空间效应,中部侧向变形要大于边角,且单向开挖易造成后挖区土体的位移场和应力场叠加,引起邻近隧道的最大变形向后挖区偏移;基坑开挖深度与邻近地铁埋深相近时,隧道结构产生显著的水平位移和“横鸭蛋”式收敛变形,竖向位移波动不大;深层土体侧移曲线表现为“阶梯鼓肚形”,土体最大水平位移与隧道变形在小范围内呈线性关系,但随着侧移量的增大,隧道变形发生偏离拟合曲线的超线性增长,在工程中应值得关注。     

基坑开挖对下卧运营地铁既有箱体影响的实测及分析

天津西站交通枢纽西青道下沉隧道工程上跨于已运营天津地铁1号线区间既有箱体,其上跨段隧道底板距既有箱体顶板仅0.3 m,需对其可能引起的既有隧道变形进行严格控制。设计中对运营线路有针对性地提出地基加固、分段开挖、及时堆载回压等施工方案及措施。通过对西青道下沉隧道下邻近既有地铁隧道的抗浮桩、三轴水泥搅拌桩施工和基坑开挖阶段的监测数据进行分析,研究了不同施工阶段的地铁箱体及轨道变形规律及特点。实测结果表明,在邻近既有地铁隧道处施工钻孔灌注桩可引起既有隧道下沉,基坑开挖可引起既有隧道上浮。分块开挖、分段压载并结合信息化施工可有效控制因开挖卸荷引起的既有隧道竖向位移及隧道箱体之间的差异变形。     

邻近地铁车站基坑开挖位移传递规律数值模拟

上海地铁8号线人民广场站是个平行换乘车站,车站基坑紧邻地铁1号线人民广场站开挖。监测数据说明,随着基坑开挖,地铁车站背向基坑倾斜。通过有限差分法数值模拟,得到了邻近大刚度地铁车站的基坑开挖位移场的位移传递规律,并对其规律进行了分析,结果表明,大刚度地铁车站的存在对基坑开挖的位移场具有很大的影响：（1）对基坑变形的遮拦作用,从而减小了支护结构的变形;（2）隔断了坑周土层的位移传递路径,使得土体位移场发生变化,促使地下建筑物背向基坑方向倾斜。     

地铁车站基坑围护结构变形监测与数值模拟

以某城市大型地铁车站基坑为研究背景,对基坑围护结构及其变形监测方案进行了设计,并对基坑围护结构变形的现场监测数据进行了分析,重点分析了基坑施工过程中围护结构的水平变形随基坑开挖深度和时间的变化规律。建立了弹塑性有限元模型,并对地铁车站深基坑开挖进行施工仿真模拟计算,将获得的围护结构变形结果与监测结果进行了对比分析,再引用多种围护形式对基坑变形进行敏感性因素分析。结果表明：钢支撑+围护桩的围护形式对基坑土体的侧向变形有较好的限制作用,有限元数值计算结果与现场实测结果比较一致,有限元计算的结果是可信的,改变钢支撑的施作位置对限制基坑的侧向变形有重要作用。随着围护桩入土深度的增大,土体向基坑内侧变形的趋势有所减缓。     

临近地铁深基坑开挖方案研究

邻近地铁基坑开挖会引起地铁结构变形,影响地铁运营安全。本文以某紧邻地铁车站大型基坑工程为背景,采用三维有限元数值分析的方法,模拟了基坑开挖施工的整个过程,分析了基坑开挖对地铁车站和区间隧道变形的影响。在此基础上,对支护方案进行了优化,并用三维有限元数值计算的方法对不同方案进行了对比分析。结果表明,增加围护结构的深度和抗弯刚度均能有效减小基坑开挖引起的地铁结构变形。其中,增加围护结构抗弯刚度对约束地铁车站和区间隧道的水平变形作用更明显;增加围护结构深度对减小地铁车站和区间隧道沉降的作用更加明显。     

北京地区某深基坑支护设计与监测数据对比分析

基于积水潭医院深基坑支护项目勘察资料和支护设计方案,利用有限元软件MIDAS GTS建立三维基坑模型,对施工过程中深基坑开挖导致邻近建筑物产生的变形情况进行三维模拟计算。为验证MIDAS GTS软件在工程中应用的可靠性,对土压力、支护结构水平位移和周边建筑物沉降进行了监测。通过将三维模型模拟得到的数据与实际监测数据对比,验证了该数值模拟分析计算结果的可靠性。研究结果表明,数值模拟分析可作为基坑支护设计及方案比选的辅助手段,可为基坑监测点的布设提供参考。     

苏州凤凰国际书城基坑监测分析

依据周边环境、地质条件与基坑挖深,对苏州凤凰国际书城基坑采用钻孔灌注桩加内支撑支护方案。由于该基坑紧邻地铁车站,周边环境复杂,依据有关规范制定了基坑施工监测方案,并对监测结果进行分析,包括深层水平位移、地下水位降深、地铁车站变位等。对于地下三层基坑的止水帷幕优先选择“两次提升、两次下沉”的三轴深搅桩施工工艺;局部落深区小范围内的第Ⅰ承压水位的降低对周边建筑物的影响不大。结论可作为区域性围护设计方案选择的参考。     

某软土深基坑设计及监测对比分析

软土地区基坑开挖风险大,同时在地铁安保区内还必须严格控制基坑开挖对邻近地铁隧道的影响,因此在软土条件下位于地铁安保区内的基坑支护设计对变形控制要求极高。通过介绍深圳填海地区、地铁安保区内某软土深基坑支护设计方案,基于理正单元计算、三维有限元计算对设计方案进行分析验证,并将计算结果与第三方实际监测结果进行对比分析,分析表明咬合桩+钢筋砼支撑支护结构形式应用于地质条件较差的软土深基坑工程中具有较高的可靠度;将第三方实施监测数据运用到三维有限元模拟分析中进行反演分析能辅助设计预测支护结构及邻近地铁隧道的变形,从而更有针对性地调整支护措施。     

邻近基坑施工对既有地铁结构影响的分析

针对城市地下空间不断建造和发展的过程中,越来越多出现的基坑邻近既有地铁结构开挖的现象,通过收集国内及广州地区的工程实例,分析了基坑开挖后土体位移场的变化,总结了邻近基坑施工对既有地铁结构的影响,并选取广州农贸园工程,采用有限元分析方法对其进行了三维数值模拟,通过与实测数据对比分析,得出一些能对今后类似工程起到一定借鉴作用的结论.     

紧邻地铁隧道及车站的深基坑设计与施工实例

以北京市通州区运河核心区某项目为实例,探讨紧邻地铁隧道及车站深基坑设计的技术难点和施工过程的关键控制点.项目基坑深度12.1～22.1 m,基坑周边环境复杂,基坑东侧临近地铁北京6号线新华大街站与其区间隧道,距离地铁车站附属结构最近距离为6 m,距离6号线隧道最近距离为16.619 m,由于地铁对位移要求较高,须保证基坑支护与止水不对地铁造成扰动,因此应加强基坑支护变形控制,确保地铁能够安全运营.综合考虑地层岩性及周边环境情况,基坑支护采用挡土墙(土钉墙)+桩锚支护方案,地下水控制采用三重管高压旋喷帷幕止水与搅喷桩止水帷幕结合坑内疏干井的止水方案.项目实施过程中对周边建筑物及基坑进行了全过程监测,监测结果表明,在此类复杂环境下采用桩锚支护+三重管高压旋喷帷幕止水与搅喷桩止水帷幕+坑内疏干井的方案是安全且经济合理的.施工工艺及施工工序合理,保证了基坑开挖过程中已有地铁的安全.     

高地下水位区地铁工程U型结构的设计方法

为解决天津某地铁出入段线地下水位较高、或受场地限制及某些特殊原因所不允许的降低地下水的路堑工程问题,地下隧道与地上路基连接段采用U型结构通过。针对场地工程地质条件和水文地质特征,同时结合国内多项工程实例,确定该工程U型结构横断面形式,边墙及底板的计算模型,对结构受力、配筋进行分析和计算; 对裂缝宽度、抗浮稳定性进行验算; 选取基坑围护及地下水控制措施。计算模型边墙按悬臂梁、底板按弹性地基梁选取,结构按最不利荷载组合进行配筋计算; 同时采用管井降水+止水帷幕对地下水进行控制。计算及验算结果均满足设计要求,工程措施选择合理,可为同类工程设计提供借鉴和参考。     

深大基坑桩锚支护监测与数值分析

对解放军总医院27.4 m深大基坑桩锚支护结构水平位移、桩体深层水平位移、竖向位移、锚杆轴力及周边道路沉降等监测数据与数值计算结果进行对比分析,结果表明,基坑支护结构水平位移、桩体深层水平位移、竖向位移变形较小,均远小于规范规定的预警值;各道锚杆相互协调,但锚杆轴力存在一定的预应力损失;周边道路沉降最大为4.8 mm,远小于基坑预警值。分析表明该基坑选取的支护结构设计合理,基坑开挖过程中支护结构的监测值与数值计算数据结果吻合较好,可为类似工程提供参考。     

森林公园地铁车站深基坑变形规律有限元分析

以北京地铁奥运支线森林公园车站南基坑为工程背景,采用有限元法研究了影响地铁深基坑围护结构变形的主要因素,预测了围护结构的变形,完成了监测方案设计,进行了深基坑变形规律现场监测研究。结果表明,森林公园车站南坑基坑围护结构监测方案可行,有限元计算得到的桩体水平位移与现场监测结果基本一致,建议的采用分层分小块的基坑土方开挖法是减小时空效应的有效施工方法,钢支撑对减小围护结构变形和弯矩十分有利。     

箱形隧道基坑下已建地铁盾构隧道隆起位移的控制分析与设计

结合南京火车站站前广场龙蟠路隧道（南侧）西段上跨已建成的地铁1号线双线盾构隧道时的基坑支护工程,采用排桩与桩板支护法有效地解决了基坑开挖中盾构隧道隆起位移控制的难题。并就箱形隧道基坑下已建地铁盾构隧道隆起位移的控制分析计算、排桩与桩板支护设计及施工方法、施工中的位移监控量测结果作了较详细地分析论述。     

六堡地铁站基坑围护结构的设计与施工要点

正目前,地铁已成为经济发展较快的大城市公共交通建设的重要内容,但地铁在施工期间也容易暴露出许多安全性与稳定性问题,其中,基坑围护结构安全稳定性问题尤为凸显。基坑围护是保障地铁站安全施工的重要措施,但是其结构的设计及施工较为复杂。目前,很多学者对地铁车站的基坑围护结构性能展开了研究。其中,王振峰[1]对青岛车站深基坑开挖支护进行了稳定性数值分析。王骏[2]对佛山地区软土层深基坑围护结构的变形控制开展了相关研究,通过研究影响围护结构变形的设计因素,来制定出周边环境的保护措施。杨新强、夏思林[3]-[4]分析了地铁车站基坑围护结构的施工方案及监测结果,并提出建设安全地铁车站的措施。张晓龙[5]采用Plaxis有限元软件模拟了基坑开挖支护的全过程,其研究结果基本反应了基坑开挖中围护结构的变化情况。     

基于子结构法的地铁车站地震反应分析

对1995年日本阪神地震中地铁车站的破坏情况进行了调查,深入分析了地铁车站的地震破坏机理。采用二维子结构分析方法（SASSI2000）分别对水平向和竖向地震动作用下神户大开地铁车站的地震反应进行了数值模拟分析。在建模时把地铁车站上方的土体作为车站的附属结构,首先采用SHAKE91程序计算自由场土体的动剪切模量和阻尼比,在SASSI2000中不再考虑土体的非线性。将计算结果与1995年阪神地震中该车站的震害进行了详细地对比分析发现所得的地震反应规律与其震害完全吻合,其计算结果能够合理的解释神户大开地铁车站的各种震害现象。因此,对地下车站的抗震设计具有一定的参考价值和指导意义。