洞桩法地铁车站边桩结构受力机制的模型试验设计

为了方便学生更形象地理解洞桩法地铁车站边桩结构的受力机制,该文以广州地区某洞桩法地铁车站工程为依托,设计了一种简化的洞桩法车站边桩结构模型试验。基于该试验方法,演示分析了边桩结构在洞桩法车站开挖过程中的施工力学行为规律,并对比研究了不同桩型布置参数下的桩后土压力、边桩结构的力学和变形规律。通过该试验,为学生展示了洞桩法边桩结构模型的设计、制作、试验具体操作及数据监测的全过程,从而让学生更好地掌握洞桩法车站边桩结构力学行为演变规律,以及采用不同边桩布置型式的力学行为差异。

黄土地区洞桩法地铁车站边桩和中柱的受力变形机理

[目的]为了确保黄土地区洞桩法车站施工过程中重要竖向承重构件的稳定性,需要对施工过程中边桩和中柱的受力变形机理进行研究,并对最不利受力阶段边桩和中柱提出变形控制措施。[方法]以西安地铁2号线何家营站为研究背景,通过数值模拟与现场监测的方法,对施工过程中边桩的水平位移、钢筋内力、水平土压力及中柱应变展开研究。[结果及结论]扣拱施作以及站厅层和站台层土体开挖是边桩水平位移最不利的三个阶段,在这些关键阶段施工时,应在结构内部架设钢支撑并适当加固已扰动的地层;在桩梁和扣拱施作中,边桩主筋承受轴向压力,而在站内剩余土方施工阶段,边桩背土侧的钢筋由轴向压力逐渐转化为轴向拉力,且随着边桩埋深的增大,钢筋的轴向拉压力增长变缓;在扣拱初期支护施作中,土压力在边桩埋深6.6 m处达到最大值34.5 kPa,且随着边桩埋置深度增大,边桩的桩侧压力增长速率显著,因此车站内侧的土方开挖是控制边桩迎土侧土压力大小的关键阶段,必要时对桩后土体进行注浆加固有利于提高桩基的承载力;中跨扣拱施工时,中柱的应变呈现出先减小、后增大的趋势。

地铁车站洞桩法施工扩挖并行下穿既有建筑物的施工影响

[目的]受地面既有建(构)筑物影响,有的地铁车站两端盾构接收区车站主体围护桩无法施作,须采用洞桩法施工。对此需研究地铁车站洞桩法施工扩挖并行下穿既有建筑物的施工影响。[方法]以成都地铁18号线新建倪家桥站下穿既有建筑物工程为研究对象,建立有限元模型,根据实际施工方案,对地面和既有建(构)筑物沉降特征进行分析,并采用现场监测数据进行验证。[结果及结论]采用超前大管棚、临时立柱支撑体系、7导洞分部开挖以及人工挖孔灌注桩等洞桩法施工技术,能够在有效控制地面和既有建筑物沉降的前提下,成功实现车站主体围护桩的施作;对地面沉降和既有建筑物沉降影响最大的施工步骤是导洞(1)、(3)、(5)、(7)的开挖;既有建筑物在导洞(1)、(2)处沉降明显,最大沉降值为9.62 mm,是模拟结果沉降值的1.5倍,现场监测结果与模拟结果均满足安全控制要求。

黄土地区地铁车站洞桩法对地层的影响研究

为研究黄土地区富水砂层地铁车站洞桩法对地表沉降及拱顶沉降的影响因素,依托西安市丰禾路地铁车站项目,对导洞的加固范围、开挖错距及开挖顺序进行数值模拟,结果显示:加固范围对该地区富水厚砂层地铁车站地表沉降及拱顶沉降影响较大,随着加固范围的增大,地层沉降逐渐减小;导洞开挖顺序对该地区地层沉降有一定影响,选择先边后中的开挖顺序产生的地表沉降及拱顶沉降更小;导洞的开挖错距对该地区地层沉降的影响不大,随着开挖错距的增大,地层沉降逐渐增大,但变化程度较小。根据结果进一步验证了该地区地铁车站洞桩法施工安排的合理性,即选择1.5m导洞加固范围,10m的开挖错距及先边后中的开挖顺序。

某车站洞桩法施工工艺及沉降规律研究

文章以某轨道交通车站为研究对象,运用MIDAS/GTS有限元分析软件建立洞桩法施工的模型,将数值模拟结果与现场监测数据对比,证明了数值模型的可靠性。结果表明,主要地表沉降和水平位移发生在8个小导洞的开挖过程,其次是扣拱下部土体开挖和初期支护的施工,其他阶段产生的变形较小。

城市轨道交通暗挖洞桩法车站拱顶矢跨比对钢管桩受力和地面沉降的影响分析

[目的]拱顶矢跨比影响着城市轨道交通暗挖洞桩法车站的建筑高度,以及车站设计的合理性和施工的安全性,需对拱顶矢跨比对钢管桩的受力以及地面沉降的影响进行研究。[方法]构建城市轨道交通车站拱顶结构力学模型,分析不同拱顶矢跨比下的结构内力。通过数值模拟分析软件建立车站-地层三维数值模型,结合地面沉降数值模拟值和现场监测值进行对比分析,论证模型的合理性。同时研究了暗挖洞桩法施工时钢管桩的力学特性,以及其对地面沉降的影响。[结果及结论]拱顶矢跨比从0.20到0.40变化时,拱顶结构的最大弯矩、最大轴力及最大剪力均呈递减趋势,钢管桩的最大轴力呈先减少后增大的趋势;当拱顶矢跨比为0.30时,中桩轴力为最小;随着拱顶矢跨比的增大,地面沉降呈先减少后增大的趋势,地面沉降控制最优的拱顶矢跨比为0.30,比拱顶矢跨比为0.20时减少了34%。导洞施工和扣拱施工是地面产生沉降最明显的两个阶段,合理的拱顶矢跨比会提高导洞施工和扣拱施工阶段地面沉降量的占比,进而减弱后续车站主体结构土体开挖对土层的扰动。

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。

洞桩法施工关键工艺及可靠性分析

对于周边环境复杂的城市地铁施工,为确保车站及周边环境安全,暗挖车站施工方法的选择尤为重要。在北京地铁19号线金融街站建设过程中,提出洞桩法施工方案。结合洞桩法实际应用情况,对其工序流程和二衬台车设计作简介,并基于有限元方法对混凝土浇筑过程中模板支架安全性作验算,计算结果表明,组合支架各杆件内力、强度均在允许范围内,杆件稳定性及预埋件锚固强度满足要求。金融街站的顺利实施验证方法的可行性,可为同类工程提供参考和借鉴,具有较高的工程应用价值。

地铁车站洞桩法施工地表沉降控制研究

城市地铁车站洞桩法施工将对地表安全造成影响,以北京地铁12号线某车站为研究对象,通过划分洞桩法施工阶段,利用FLAC3D有限差分软件对洞桩法施工过程进行了数值模拟研究,对各阶段地表沉降变化规律进行了分析。研究结果表明:地表沉降沿车站中线呈双凹槽对称分布,主要影响区域在距车站中线40 m范围内;车站整体施工中,地表沉降量呈现先增加后减小的现象,过程沉降最大值为40.7 mm,最终沉降最大值为33.5 mm;导洞施工阶段、扣拱施工阶段产生的地表沉降占最大沉降量的60%和30%,是造成地表沉降的重要阶段,在该阶段采取措施能有效控制地表沉降。

矿山法隧道洞内桩基托换设计与分析

以广州地铁某新线区间矿山法隧道洞内桩基托换工程为例,论述了该工程桩基托换的设计和模拟评估,对托换拱的力学性能、托换引起的桩基沉降等关键问题进行研究,总结了洞内拱式桩基托换的整体思路和关键流程,以期为相关工程提供参考。

地铁车站洞桩法施工中桩施工工艺研究

随着城市化进程的加速与人口密度的增长,使地铁交通成为解决交通拥堵与环境污染问题的重要策略。当地铁工程建设日益频繁时,对施工的效率与质量的要求也随之越来越高。洞桩法也因此而受到广泛的关注。传统的地铁车站设计要克服地下水位高、地质条件复杂等问题,而洞桩法施工有效的应对这些挑战,并提高了地铁车站的建设效率与安全性。通过对施工工艺的深入研究,进一步提高了地铁工程建设的质量与效率,推动了城市交通建设迈向更加智慧与可持续的发展方向。

洞桩法车站小净距下穿运营线路施工力学分析

基于某近接下穿运营线路区间新建洞桩法车站工程,采用数值分析软件对施工过程进行模拟分析,研究运营线路区间变形规律、最大及最小主应力变化趋势和发生位置;现场施工监测的发展趋势、发生位置均与模拟结果拟合度较高,且现场监测值均满足规范要求。

黄土地层洞桩法地铁车站施工竖向土压力分布规律研究

掌握黄土地层地铁车站洞桩法施工竖向土压力的分布规律对于该地层车站的设计和施工至关重要。以西安地铁某车站为工程背景,基于数值模拟,分析洞桩法施工过程中竖向土压力的变化规律,以及导洞的不同施工顺序对竖向土压力分布的影响,并与现场实测数据进行对比分析,结果表明:(1)上层边导洞拱脚处竖向土压力约为拱顶处竖向土压力的1.26倍,中间导洞拱脚处竖向土压力约为拱顶处竖向土压力的1.16倍,表明中间导洞B、C拱顶受力更为均匀。(2)相较于同层导洞开挖顺序,上下层导洞开挖顺序对导洞竖向土压力影响更大,“先上后下,现边后中”的导洞开挖顺序更为合理。(3)扣拱施工时,最大的竖向压力发生在扣拱和冠梁、顶纵梁交接处,并且拱脚处的竖向压力要远高于拱顶,表明拱-桩-柱体系能有效承担结构顶部受力。

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。

大断面平顶直墙洞桩法暗挖地铁车站零距离下穿施工对既有矩形断面隧道的影响

目的:为研究某零距离条件下大断面平顶直墙洞桩法暗挖地铁车站下穿施工对既有隧道的影响,以零距离下穿区间隧道的洞桩法暗挖站工程为例,对洞桩法暗挖站工程施工进行设计。方法:用有限元分析软件对零距离下穿区间的洞桩法暗挖站施工过程进行仿真模拟分析,将施工监测数据与仿真模拟结果拟合对比,总结洞桩法暗挖站零距离下穿施工过程中地面沉降、既有隧道的结构沉降及横向(z向)位移规律。结果及结论:施工监测数据与仿真模拟结果的数据及发展趋势基本一致,印证了仿真分析的准确性。地面沉降随开挖步的进行逐渐增大。但步骤1到步骤2的沉降增量最大,步骤6到步骤7的沉降增量最小,沉降量变化自东向西逐渐减小。在各施工步骤中东侧变形缝附近的沉降量均最大。下穿段施工完毕后,监测数据显示既有隧道结构的最大沉降量为6.91 mm,发生在既有隧道b段,而且位于变形缝1附近区域。b段的沉降量相对最大,a段的沉降量次之,c段的沉降量最小。下穿段施工完毕后,监测数据显示既有,隧道结构产生的z向位移最大值仅为0.19 mm,出现在c段。a段与b段的z向位移较小且变化不明显。既有隧道结构变形以沉降为主,z向位移可忽略不计。

基于BIM技术的桩基溶土洞预处理研究与应用

岩溶地区地层构造复杂,溶土洞多且发育形态变化大,容易对桩基工程施工造成干扰。结合广州某项目的相关工程经验,应用BIM技术模拟分析地质情况,采用注入预拌流态固化土的方式进行预处理、就地取材灌注低标号混凝土等溶土洞处理方法,节约了施工工期、降低了施工成本,可为类似工程的施工提供参考。

超深三轴搅拌桩盾构进出洞加固设备选型及控制要点

南通地铁2号线幸福镇站-南通火车站盾构区间盾构机出、进洞次数较多,粉砂层为含水层,透水性较强,土质松散,在一定的动水压力作用下易产生渗透破坏,可能导致盾构掘进面的不稳定,容易引起土体扰动,引发微承压水突涌,造成地表变形。如何有效解决深厚粉砂层中盾构机进出洞风险是本工程的重难点。本文主要分析本项目中的设备选型以及控制要点。

隧道洞内桩施工技术及质量控制措施研究

随着城市规模的不断增大,城市人口及机动车辆快速增加,城市交通状况日益恶化。为了改善城市交通环境,城市轨道交通建设得到了快速发展。在城市轨道交通隧道工程建设过程中,洞内桩施工起到至关重要的作用。要采取科学合理的施工技术及质量控制措施,保证隧道施工质量与进度,避免发生质量安全事故。文章结合某轨道交通项目隧道洞内桩施工的具体案例,详细介绍了所采取的钢管桩施工技术及质量控制措施,可以为同类工程建设提供有益的参考。

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。

浅岩地区洞桩法吊脚边桩桩底岩体承载力分析

在岩层埋藏较浅的地区采用洞桩法,由于小导洞空间较小,施工机械受限,岩层强度较高时,施工桩基变得十分困难,施工工期明显增加,边桩作为临时建筑物,有着很大的优化空间。根据浅岩地区洞桩法地层特性提出了吊脚边桩的设计,吊脚桩在作为水平支护的同时也承担了顶拱下传的竖向荷载,这就要求吊脚桩桩底岩体具有足够的竖向承载力。为确定具有临空面的岩基承载力,文中分别提出了基于岩石单轴抗压强度和岩体抗剪强度两种基础数据的计算方法。采用实际工程岩体参数进行对比计算,二者结果较为相似。现场开展了具有临空面的岩体承压板试验,结果表明对于具有临空面的岩基承载力,基于岩石单轴抗压强度计算得到的数值较现场试验小,计算结果可偏于安全的应用于设计。