基坑开挖卸荷对下卧隧道压力拱的影响研究

城市地下空间的开发与利用日益增多,运营的城市隧道周边不可避免地需要开挖,而隧道上方基坑的开挖卸荷对既有隧道压力拱的形成存在较大影响。针对前人研究,总结了基坑开挖3种卸荷比模型,并依据压力拱内外边界判别方法,通过数值模拟研究了基坑开挖卸荷对下卧隧道压力拱形成的影响作用。结果表明:隧道拱顶岩土体受到上方基坑两侧岩土体侧压力的综合作用,相较于一维卸荷比N 1,二维卸荷比N 2与压力拱边界的相关性更为显著。基于基坑开挖对下卧隧道压力拱形成的影响分析,提出了基坑开挖卸荷的工程影响分区,即一般影响区、次要影响区、显著影响区、强烈影响区;基坑开挖宽度L不大于D且基坑开挖深度h小于0.15H时,视为一般影响区;基坑开挖宽度L不大于D且基坑开挖深度h介于0.15H与0.225H之间时,视为显著影响区;基坑开挖宽度L大于D且其二维卸荷比N 2小于0.33时,视为次要影响区;基坑开挖的二维卸荷比N 2不小于0.33时,视为强烈影响区。

基坑开挖引起下卧隧道竖向变形的Hermite谱分析方法

针对基坑开挖引起下卧隧道的竖向变形问题,通过引入Hermite函数,建立基坑开挖所引起土体附加应力及下卧隧道竖向变形的Hermite谱分析方法。基于Mindlin解答与Pasternak地基上的Euler-Bernoulli梁理论,建立了基坑开挖所引起土体附加应力的计算表达式与下卧隧道竖向变形的控制方程,并采用有限项Hermite级数展开,将下卧隧道竖向变形控制方程转化为线性代数系统进行求解,获得其竖向变形解答;在此基础上,结合工程案例,验证所建立解答的收敛性与可靠性,并探讨隧道埋深、隧道与基坑水平距离及基坑平面尺寸对下卧隧道竖向变形特性的影响。结果表明:随着隧道埋深及隧道与基坑水平距离的增加,基坑开挖对下卧隧道竖向变形的影响逐渐降低,下卧隧道的竖向位移逐渐变小;基坑开挖水平尺寸的增大会使下卧隧道竖向变形增大,且平行隧道方向的尺寸变化,影响更为明显。研究成果为分析基坑开挖所引起的下卧隧道竖向变形特性提供了一种新的计算方法。

基于下卧隧道结构变形的有限元分析

为了研究基坑施工对下卧隧道结构变形的影响,本文以地铁5号线地下商业区项目为例,利用有限元三维模型,通过介绍施工顺序和分块施工的模拟结果,分析了两者对隧道结构变形的影响,研究结果表明:随着基坑分块尺寸的增大,隧道结构水平呈先减小后增大的趋势变形;当隧道两侧基坑同时施工有利于控制隧道结构的变形。

基坑加固对既有下卧隧道变形影响研究

为保障地基的稳固,对基坑工程软土地基进行加固处理是常见的措施,而基坑加固对既有下卧隧道的影响却少有研究。为了探明基坑加固对既有的下卧隧道的竖向变形影响,文中选取了满堂加固、裙边加固、抽条加固三种典型的坑底加固形式,对基坑底部进行不同高度的加固。试验结果表明,这三种加固形式均对抑制隧道的隆起变形有良好的效果,满堂加固效果最优;当加固高度超过一定值时,坑底加固对隧道的隆起变形的抑制效果会转变为促进隧道的沉降变形;基坑施工过程中支护桩施工对隧道的变形影响最大,同时其也是基坑施工过程中隧道变形最大的阶段,基坑施工时应特别关注支护桩施工阶段;下卧隧道竖向变形主要受坑底隆起变形的影响。

基坑开挖引起下卧隧道隆起变形的实测数据分析

在上跨隧道的基坑工程中基坑开挖常引起下卧隧道发生结构变形,限制隧道的隆起变形成为基坑施工控制的关键。详细介绍了该类工程的特点,包括交叉形式、隧道变形特点、常见控制措施等,对近期国内发生的39例类似工程进行分类总结,分析了隧道纵向最大隆起变形与各影响因素间的关系,并提出了隧道最大隆起变形的预测模型。结果表明,该类工程中工程地质对隧道的隆起变形影响较大,工程地质条件越差隧道的隆起变形越难控制;开挖深度、基坑面积、基坑形状同样是影响隧道隆起变形的重要因素,基坑开挖面积及深度越大,形状越不规则,隧道的隆起变形越大;在软土地区,当基坑开挖面积及深度较大时设置抗拔桩能显著减小隧道的最大隆起变形。

基坑开挖卸荷引起下卧隧道隆起的计算方法

目前越来越多的基坑工程位于已建地铁隧道之上,近距离基坑开挖土体卸荷势必引起隧道的隆起,因此如何预测隧道变形、确保隧道使用安全日趋重要。本文以上海东方路下立交工程为背景,由Mindlin经典理论解推导出由于开挖卸荷引起隧道结构的附加应力,进而通过弹性地基梁理论求算隧道隆起的定量计算方法。并根据此方法求得隧道最大隆起值,与实测结果对比分析,得出结论。

基坑开挖对邻近既有下卧隧道的影响分析

运用ABAQUS有限元软件,对下卧地铁上、下行线隧道顶、侧、底面的水平和竖向位移进行了三维数值模拟计算和对比分析,结果表明:基坑开挖对邻近既有下卧隧道的变形影响明显,位于基坑中部位置以下的隧道竖向位移相对较大,靠近基坑边缘位置的隧道水平位移相对较大;同一隧道顶部位置的竖向位移大于侧面和底部的位移,隧道侧面的水平位移大于顶、底部的位移;受基坑开挖卸荷的影响,隧道的自身变形表现为竖向直径增大,水平向直径减小。对位于既有隧道上方的基坑开挖要引起关注。

长距离共线基坑下卧隧道上浮控制措施及效果研究

上方基坑开挖引起下卧隧道上方土体卸载,易诱发隧道上浮,影响结构正常服役。依托深圳桂庙路快速化改造工程,针对不同区段基坑开挖期间下卧隧道上浮,提出差异化的变形控制措施,并通过实测数据验证措施的有效性。结果表明:距基坑中心越近,下卧隧道上浮量及土体卸载率越大;当开挖区域距离隧道大于30 m时,土体开挖卸载对隧道变形基本无影响。对不同区段针对性地采取了“纵向分段分步+竖向分层+左右分幅”、“纵向分段分步+竖向分层+左右分幅+旋喷桩加固”,以及“竖井跳挖+抗隆起框架”3种差异化控制措施。实测数据表明:土体最大卸载率为0.52,隧道最大上浮量为13.4 mm,表明隧道变形控制效果较好。本研究可为类似长距离共线基坑下卧隧道工程提供重要参考。

基坑开挖与降水引起下卧隧道变形的解析计算方法

在针对基坑开挖对下卧既有隧道影响的预测方法中,常规解析计算方法仅考虑了开挖卸载对下卧隧道的影响,忽略了基坑降水因素的作用,必将使其预测结果存在一定误差。提出一种新的计算方法,该方法基于附加荷载两阶段法,结合土的有效应力原理,Mindlin解和Pasternak双参数地基模型,初步探讨了包含基坑降水因素影响的基坑施工对其下卧既有隧道的影响,并分析了降水因素在整个影响过程中的作用。最后以深圳车公庙枢纽工程西风道基坑为案例,将计算结果与既有隧道变形监测数据对比,验证了本文计算方法的有效性。

基坑开挖及降水引起下卧隧道变形的解析解

基坑开挖及降水打破周围土层的平衡应力场,对下卧盾构隧道造成不良影响。采用两阶段分析法提出了基坑开挖及降水共同作用引起的下卧隧道纵向变形解析解。在第1阶段采用Mindlin弹性解与有效应力原理分别计算出基坑开挖与降水对下卧隧道造成的附加应力;第2阶段将盾构隧道视为Timoshenko梁搁置在Pasternak地基模拟隧道与土的相互作用,通过叠加法推导出隧道纵向变形解析解。通过与工程实例监测数据的对比,验证了方法的正确性,并进一步分析了基坑开挖长度、宽度、深度、隧道埋深、水位降深及与基坑相对位置等因素对隧道纵向位移的影响。结果表明:随着基坑开挖长度、宽度和深度的增加,隧道最大隆起值均明显增大;隧道变形随着隧道埋深的增加而减小;坑内水位降深的增加将导致隧道隆起值减小而沉降值增大;随着隧道轴线与基坑中心距离的增加,可依次为隆起值减小区、沉降值增大区及沉降值减小区。

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。

潜水地区深基坑降水开挖对下卧隧道影响分析

文章以某城市地铁车站深基坑为研究对象,基于有限差分方法、流固耦合原理和有效应力原理,利用FLAC3D软件对深基坑进行三维流固耦合降水开挖数值模拟,结合监测数据,分析潜水地区深基坑降水和开挖引起的下卧隧道内力和变形变化机理,并且用一维高斯函数对下卧隧道变形曲线进行拟合,拟合效果较好。研究结果表明:在基坑范围内、外,下卧隧道分别呈现上浮和下沉状态,在基坑正中心隆起变形最大,而且距离基坑越远沉降越大,上浮和沉降最大值分别为6.0098、8.8602 mm;在基坑围护结构处,由于围护结构的“包裹”作用,下卧隧道仅有侧向位移,既不下沉也不隆起;无论在隧道拱顶还是拱底,下卧隧道在围护结构处,都存在最大主应力,受到的拉应力最大,易发生脆性破坏,而且在距离基坑边约2倍基坑开挖深度处,出现2处易发生脆性破坏的位置,其最大主应力分别为14.0297、11.8345 MPa。

下卧隧道区段机场软土地基处理方案研究

随着我国经济的快速发展,机场新建和扩建工程越来越多,工程建设当中遇到的工程地质条件越来越复杂。本文以深圳宝安机场扩建工程为实例,针对该区段深厚软土层的工程特性以及复杂的工程条件,探讨了常用地基处理方法在下卧隧道区段的工程适用性,提出真空预压排水固结法联合水泥搅拌桩法作为该区段的软土地基处理方案,并以桩基盖板作为下卧隧道的保护措施;详细阐述了该地基处理方案的施工流程;通过有限元模型的数值分析佐证了该地基处理方案的合理性;最后结合下卧隧道变形实测数据,验证了该下卧隧道区段机场软土地基处理方案的可靠性,为今后同类工程提供相应的借鉴。

基坑开挖对下卧隧道的影响分析

随着社会经济的不断发展,许多城市开始兴建地铁,以缓解城市交通压力,而基坑紧邻隧道进行开挖的案例也时常出现。为明确基坑开挖对下卧隧道的影响,本文以一位于隧道上部的基坑开挖工程为例,采用PLAXIS 2D有限元软件进行基坑的支护及开挖步骤分析,研究基坑开挖期间隧道位移及应力的变化。结果表明,随着基坑开挖的推进,隧道变形逐渐增大,隧道最大变形出现在隧道顶部,隧道最大弯矩出现在隧道两侧的水平位置处。

深基坑施工对下卧隧道变形影响

基坑开挖会引起下卧地铁隧道变形,影响地铁正常运行。以杭州某上跨地铁隧道深基坑施工为例,通过实测分析了分块开挖对下卧隧道变形的影响。结果表明,在对称开挖条件下,基坑面积越大,隧道水平位移越大,隆起和沉降越大,研究结果表明为实际工程提供了重要的参考意义。

深基坑施工对既有下卧隧道的保护技术研究

上海市衡山路12#地块宾馆项目深基坑下有一已建隧道,通过因地制宜的精心策划、布局与实施,各工序环节有针对性的保护技术及施工全过程的严格控制,有效地确保了基坑本体、既有下卧隧道及周边环境的安全,取得了良好的社会和经济效益。

基坑开挖引起下卧隧道变形的多案例分析及变形预测算式

收集统计了国内32个在既有隧道上方进行基坑开挖的实际工程案例,根据土质分为含砂细粒土和含砾细粒土两类地层,将相关的数据进行整理归纳,统计基坑平面尺寸、相对位置以及常用的控制措施等,分析了影响隧道最大隆起位移的主要因素。在此基础上,提出含砂细粒土和含砾细粒土地层基坑开挖引起最大隧道隆起位移的预测算式,并与其他预测算式和实际案例工程进行对比分析验证。研究表明:基坑开挖面积A越大,卸荷率R越大、基坑形状因子α越大、隧道穿越基坑长度L_(t)越长,则基坑开挖引起的隧道最大隆起位移w_(max)也越大,但是单个影响因素与隧道最大隆起位移相关性不强,因此须综合考虑主要影响因素才能科学地预测基坑开挖引起的隧道变形;采用αR(lg A+ln L_(t))作为表征基坑开挖引起隧道最大隆起位移的整体影响因子,发现w_(max)与αR(lg A+ln L_(t))呈现较好线性关系。

大跨度卸载对下卧盾构隧道影响的数值分析

结合哈大客专沈阳站房改造工程研究了大跨度卸载对下卧既有盾构隧道管片及接头的影响.为准确反映管片环向接头在附加荷载作用下的张开、错位等情况,基于Flac3D建立三维模型,运用嵌入式梁单元模拟了螺栓接头,并针对实际工程中坑底堆载保护措施进行了数值计算.结果表明,既有隧道在2倍卸载宽度范围内发生隆起变形,最大隆起量为15.93 mm,最小纵向曲率半径为28 248 m,并且管片环向接头在附加荷载作用下产生的错位量及张开量分别为0.67,1.37 mm,各项控制指标均满足工程要求.表明坑底堆载措施能保证盾构管片及接头在上部基坑施工期间的安全性.

基坑卸荷开挖对下卧地铁隧道影响的数值分析

基坑卸荷开挖引起围岩应力场的改变,必然对下卧运营隧道的安全性造成影响。以北京地铁8号线上方基坑卸荷开挖为背景,运用MIDAS/GTS软件、分别针对3种不同工况对施工全过程进行动态模拟。结果表明:基坑按分块、小面积开挖,底部土体注浆加固可以有效控制隧道隆起变形。隧道隆起变形近似呈正态分布,最大值发生在基坑正下方的隧道断面,从基坑正下方沿隧道纵向向左右各30m为开挖主影响区,左右各60m范围为开挖扰动区。

土岩复合地层中基坑施工对下卧既有隧道变形和裂缝影响的实测与分析

随着城市建设的发展,基坑工程和既有隧道交叉建设的情况越来越多,控制既有隧道的变形和裂缝发展成为基坑施工的关键。结合上跨既有轨道交通L1的厦门第二西通道工程现场实测数据,研究土岩复合地层中深基坑开挖对下卧既有隧道竖向位移、水平位移、收敛变形和裂缝宽度的影响规律。结果表明:基坑卸荷率与隧道隆起量之间近似呈指数关系,地表堆载导致既有隧道在一定区域内发生沉降;隧道水平位移受到横向刚度的影响具有"转体效应";隧道在竖向隆起段的收敛变形为"竖鸭蛋"形态,且在竖向位移曲线拐点处发生突变;下卧隧道变形的3D特性显著,应根据隧道绝对裂缝宽度调整其他变形控制指标。