洞柱法施工的三柱四跨地铁站导洞施工顺序对地面沉降的影响

[目的]洞桩法车站施工时地面沉降受导洞施工顺序影响较大,为了有效控制地面沉降,需要研究导洞施工顺序的影响规律。[方法]以田村站为工程背景,建立了三柱四跨洞柱法车站导洞施工三维模型,得出了合理的导洞开挖顺序。基于此,为了缩短工期提出了导洞错距同步开挖的施工方法,并结合现场实测数据研究了该施工方法对地面沉降的控制效果。[结果及结论]先开挖下层导洞引起的地面沉降更小;当导洞相距较近时,同步开挖会产生群洞效应,实际施工中为了有效控制地面沉降,应采用单独开挖或者错距开挖的方式;导洞错距同步开挖施工方法对地面沉降控制效果较好,且显著缩短了工期。

洞柱法地下车站施工阶段的全量法与增量法对比分析

以在建北京地铁12号线地下3层、双柱、3跨洞柱法车站为例,利用Midas Gen软件建立二维计算模型,并针对车站结构大拱、负一层中板、负二层中板、底板等施工完毕的4个工况分别采用全量法与增量法进行了构件内力分析计算,对比了2种计算方法在相同施工阶段中构件内力的计算结果。其中:拱部弯矩、侧墙弯矩、中板弯矩、中柱轴力的最大差异百分比分别为-52.36%、-105.52%、57.12%、-5.91%;使用Midas GTS软件建立了三维分析模型,比较了2种计算方法与三维分析模型的结构变形特征;通过对二维和三维模型计算结果对比分析与讨论,证明全量法与增量法在洞柱法地下车站施工阶段构件内力计算中的差异不可忽略。因此,为了保证工程设计的准确性与安全性,应采用增量法对洞柱法地下结构进行施工阶段内力分析。该研究成果可为类似结构工程设计提供参考。

浅埋暗挖洞桩(柱)逆作法设计关键技术分析

通过对浅埋暗挖洞桩(柱)逆作法的深入剖析,针对其特点,论述洞桩(柱)法结构关键受力构件的设计技术要点,包括边桩、钢管混凝土中间立柱、中间桩基础、条形基础等构件的承载力、变形及稳定性分析,给出提高土体开挖稳定性和地基承载力的措施,以及采用该工法建造地铁车站时合理埋深的确定原则等。

新型开洞圆钢管混凝土柱-混凝土梁连接节点受力性能研究

传统的钢-混凝土混合结构的圆钢管混凝土柱-混凝土梁连接节点存在钢筋交错、纵横向需与钢构件避让或开孔等情况,节点构造复杂,施工难度较大,连接节点成为钢-混凝土混合结构的设计及施工难点。对此提出了新型开洞圆钢管混凝土柱-混凝土梁连接节点,并结合近年来采用钢-混凝土混合结构的项目经验,对该类节点进行有限元分析,研究了柱顶轴压力和柱端水平力对节点各部分构件受力性能的影响,结果表明,柱顶轴压力的变化显著影响了圆钢管混凝土柱钢管开洞位置各构件的应力,且偏心力对圆钢管混凝土柱承载力有一定的折减。最后考虑到钢管壁开洞对圆钢管混凝土柱存在一定程度的削弱,采用了四种加强措施,分析了四种加强措施下钢管荷载-应力曲线,结果表明,开洞位置钢管壁加厚效果最为显著,设置内环板对缓解应力集中效应也有一定的效果,设置竖向断开加劲肋与设置竖向连续加劲肋荷载-应力曲线基本一致,考虑到设置竖向断开加劲肋所需钢材更少,认为设置竖向断开加劲肋具有较为显著的优越性。

陡倾柱状节理岩体洞室松弛特征与破坏机制

白鹤滩水电站柱状节理岩体具有特殊的柱体结构特征,洞室开挖后卸荷松弛破坏严重。通过对白鹤滩水电站4#导流洞柱状节理岩体现场破坏调查、位移和松弛深度监测,发现柱状节理洞室呈现典型的非对称破坏特征,不同部位松弛深度差异较大,左右侧边墙破坏模式受倾角影响,分别呈现倾倒破坏和滑移破坏。离散元数值模拟结果显示洞室表层围岩主要以柱间节理张拉破坏为主,内部围岩以剪切破坏为主,左右侧边墙不同的变形破坏特征是柱体倾角和地应力综合作用的结果。最后分析了不同柱体倾角对洞室变形破坏特征的影响,不同倾角下洞室各部位松弛深度差异显著,应根据洞室不同部位塑性区深度和柱体角度进行预应力锚杆设计。

大跨穹顶洞室开挖过程中设立临时中心钢管柱对围岩稳定性的影响研究

某地下储油库开挖规模大、跨度大、洞室群密集,开挖期间容易发生变形破坏问题。为了保证工程施工安全进行,根据工程地质勘察报告、现场实际开挖步序,利用有限元软件Midas/GTS对整个穹顶洞室的开挖过程进行数值模拟,分析穹顶洞室在整个开挖过程中应力场、位移场演化规律;同时,通过提取模型拱顶竖向位移、拱脚水平位移分析临时中心钢管柱对围岩稳定性的影响。结果表明:(1)穹顶洞室拱脚处以及穹顶洞室与坑道的交叉处容易发生应力集中现象,开挖过程中应着重加强这些部位的支护;(2)受穹顶结构和地下洞室高宽比的影响,穹顶洞室施工过程中围岩主要发生竖向变形;(3)格栅钢架+锚杆+钢筋网+临时中心钢管柱并喷射混凝土的复合式支护体系可以对洞室围岩起到很好的支护作用,临时中心钢管柱的存在大大提高了施工过程的安全系数。

DAG植入机后插钢管柱在逆作法施工中的应用

结合北京某邻地铁织补项目逆作法施工中一桩一柱后插法施工技术,从植入机的选型、设备原理及优点等方面进行阐述。根据施工监测数据,对钢管柱的垂直度、标高、轴线位置等参数的控制措施进行优化,总结了DAG植入机后插法施工钢管柱的施工工艺及控制要点,保证了后插法钢管柱施工的安全、高效、精准,可为相似工程提供借鉴。

洞桩法施工支护结构的受力特性及沉降分析

采用Midas-GTS NX有限元模拟软件,建立三维模型,模拟洞桩法施工,对洞桩法地铁车站施工过程中的支护结构受力特性进行深入分析。研究涵盖了从边桩条基施工到钢管柱施工,再到扣拱施工和车站主体结构施工的整个过程。通过对拱部结构应力分析、边桩应力与沉降分析,以及钢管柱的轴力和沉降分析,揭示了施工过程中的应力转化、应力集中、应力突变和结构沉降差异性变化规律,为采用洞桩法进行地铁站施工提供技术指导。

钢筋混凝土板柱节点冲切性能研究进展

为提高板柱节点冲切性能从而促进其工程应用,比较了各类抗冲切元件的不同布置形式、形状尺寸、几何参数以及组合形式对节点抗冲切承载力的影响,概括了受损板柱节点修复与加固的研究现状,梳理了不同开洞尺寸、距离、数量、形状及偏心荷载作用下开洞板柱试件抗冲切性能的研究成果,归纳了有无抗冲切钢筋和配置型钢剪力架板柱节点的抗冲切承载力计算方法以及基于机器学习的板柱节点冲切承载力预测方法。结果表明:各类抗冲切元件可通过改变布置形式、形状尺寸、几何参数以及元件组合从而改善板柱节点的冲切性能;板件开洞的尺寸越大、距离越远、数量越多,对节点的抗冲切性能越不利;基于数值模拟和规范改进得出的冲切承载力计算公式仅对特定试验有较高的预测精度,尚未形成较为统一的承载力计算公式,而基于机器学习的冲切承载力预测模型是未来研究的重点;需进一步开展关于受损板柱节点修复与加固方法的研究,对完善板柱节点抗冲切性能研究理论体系具有重要意义。

深埋地下洞室柱状节理围岩变形特征分析

【目的】金沙江白鹤滩水电站输水系统中的尾水调压室规模巨大,洞室埋深大,穹顶柱状节理玄武岩发育,地质条件复杂,为了降低围岩变形破坏的风险,保证工程安全,节约生产成本,需对深埋地下洞室柱状节理围岩变形特征进行分析。【方法】依托右岸深埋地下洞室8#尾水调压室,结合现场工程地质资料及施工过程,运用非连续介质力学的数值计算方法,得出无支护条件下穹顶在柱状节理岩体及完整岩体两种情况下围岩的应力应变分布,继而分析评价两种情况下围岩可能出现的变形特征。【结果】结果表明,柱状节理的发育使穹顶开挖面附近浅层围岩强度降低、应力集中区与开挖面的距离增大,围岩塑性区深度显著增大;受初始最大主应力方向及柱状节理各向异性影响,穹顶S侧翼围岩变形值及N/S两侧翼变形值的差异均有所增大,层间错动带C5在N侧法向应力有所减弱,在S侧的松弛变形有所增大。【结论】分析方法及结果符合地下工程设计施工的一般规律,为围岩稳定、设计方案和支护安全评价提供了有力支撑,具有可靠的工程指导价值。

逆作法与洞桩法分跨开挖施工地铁站位移对比分析

以假定地铁站为工程背景,采用目前施工地铁站较为普遍的逆作法与洞桩法分别进行施工。为对比分析两种工法施工地铁站引起的位移,应用数值分析方法对逆作法和洞桩法在分跨开挖方式下修建地铁站的施工过程进行模拟。经计算有限元模型,得出两种工法在分跨开挖方式下施工地铁站引起的地表沉降、侧桩水平位移、底板隆起的对比图。通过分析位移对比图,得出洞桩法施工地铁站在位移控制方面优于逆作法的结论,从而深化对逆作法与洞桩法施工地铁站作用机理的认识,以期为类似工程提供参考。

“洞桩法”与“洞柱法”开挖施工地铁站地表变形对比分析

以北京地铁15号线学院路站为工程背景,对比分析"洞桩法"和"洞柱法"两种工法施工地铁站引起的位移,应用数值分析方法对"洞桩法"和"洞柱法"修建地铁站的施工过程进行数值模拟。经计算有限元模型,得出两种工法施工地铁站引起的地表沉降对比图。通过分析位移对比图,得出采用"洞桩法"施工地铁站在位移控制方面优于"洞柱法"的结论,从而深化对暗挖PBA工法施工地铁站地表沉降作用机理的认识,为相似的工程提供参考依据。

“洞桩法”暗挖车站施工阶段钢管混凝土柱承载力计算

北京地铁16号线部分车站为“洞桩法”暗挖车站,钢管混凝土中立柱底端嵌入桩基内。在当前设计规范及相关研究中,均未明确“洞桩法”暗挖车站施工阶段钢管混凝土柱承载力计算的柱底端约束条件。借鉴铁路桥梁、建筑桩基等高承台桩基竖向承载力计算方法,建立“洞桩法”暗挖车站施工阶段钢管混凝土柱承载力数值计算模型,对钢管混凝土柱初始偏心距对柱承载力的影响以及柱底端桩基对柱的约束作用进行分析。分析结果表明,在通常工程设计中,柱嵌入桩基长度满足规范要求及桩周为粉质黏土、卵石地层的约束条件下,可将“洞桩法”暗挖车站柱下桩基对柱底端约束条件简化为嵌固约束。

洞桩法暗挖车站桩柱一次成型施工技术

地铁车站多位于城市繁华地带,受环境所限大多不具备明挖施工条件,新型洞桩法暗挖车站采用单层导洞内机械成桩的施工方法,替代传统的人工挖孔桩安装钢管柱的施工方法,本技术研究在导洞内机械成孔灌注桩内插入钢管柱一次浇筑成型的施工方法,引入了地面钻孔桩内液压插入钢管柱机械,在导洞内进行钢管柱垂直度调整控制技术,省去钢护筒安装及拆除工序,解决人工安装定位器误差大及施工效率低问题,在工程实际应用中取得了很好效果;基于本技术对液压插入机进行改装,集下钢筋笼、下钢管柱、定位及钢管柱垂直度调整于一体的钢管柱安装机已在北京市后续洞桩法车站中投入使用,效果良好。

城市暗挖大跨地铁车站“洞柱法”施工沉降控制措施

结合车站穿越粉细砂层、热力隧道、上水、污水、燃气管道等不良地质,周围毗邻使馆区等重要建筑物的特点和难点,介绍了暗挖三联拱地铁车站采用"洞柱法"施工所采取的优化方案、超前探测加固措施以及二衬施工中采用的主动换撑技术,确保了地下车站结构施工的环境安全、地表一级风险源管线安全,满足了工期要求。最后,探讨了目前城市大跨暗挖隧道施工中沉降形成的主要原因以及沉降分配系统,取得了初步的结论。

PBA＋洞桩（柱）法地铁车站中间小导洞施工优化分析及研究

本文根据某地铁车站的施工及设计情况，将PBA＋洞桩（柱）法施工的双柱三跨式的暗挖地铁车站中间小导洞施工两种不同的技术方案进行了介绍，并做了较为细致的对比和分析。

地铁暗挖车站洞桩法钢管柱安装施工分析

文中以某工程为案例,分析了暗挖车站主体结构存在的危险及洞桩法钢管柱安装施工技术的应用要点。

城市暗挖大跨地铁车站洞柱法施工关键技术

依托北京某地铁车站下穿既有6车道道路及各类既有管线的工程实例,该车站周边环境敏感、风险点较多、施工复杂,为保证该车站施工安全以及既有建(构)筑物正常使用,采用理论分析、监测数据验证等方法分析和阐述了该地铁车站施工过程中面临的一系列施工难点和重点。实践结果表明:1)超前深孔注浆是确保既有管线及既有建(构)筑物安全的关键措施;2)采用门型钢架支撑、加强梁、型钢倒撑结合深孔注浆的方式可保障马头门进洞安全;3)现场管线监测最大变形值为5.7 mm,验证了“洞柱法”施工的合理性。

洞桩法地铁车站钢管混凝土柱设计与施工

钢管混凝土结构具有承载力高、塑性和韧性好、传力明确、经济效益和耐久性能好等特点而受到广大设计和施工人员的青睐。文章以某暗挖地铁站为背景,介绍了洞桩法(PBA)地铁站中钢管混凝柱及其节点的设计和施工方法,以期为今后类似工程提供借鉴。

上海软土地基地下室逆作法劲性柱桩施工技术

本文结合上海市长宁区长峰商城裙楼地下室逆作法桩基施工实例,阐述了在软土地基地下室逆作法施工中桩基劲性柱桩的施工技术,通过劲性柱桩施工实际成果,为钻孔灌注桩施工技术应用提供参考。