承压水地层深基坑开挖引起既有地铁车站上浮控制技术研究

以北京地铁17号线新建次渠站工程为例,通过数值模拟分析了减压降水、地下连续墙嵌入深度和上部堆载对既有地铁车站上浮的控制效果。研究结果表明:对承压水(六)和承压水(七)同时进行降水可以减缓既有地铁车站的上浮,上浮值可控制在4.17 mm;在减压降水基础上提高地下连续墙嵌入深度至40 m,完全隔断承压水(六),既有地铁车站上浮值可减小至4.44 mm,在施工过程中及时进行上部堆载,可将既有地铁车站上浮值控制在2 mm以内。在基坑开挖过程中,配合减压降水,增大地下连续墙嵌入深度和进行上方堆载可有效控制结构上浮。

承压水层基坑开挖对紧邻既有车站的影响研究

结合北京市地铁17号线新建次渠站工程,从北京地区地下承压水的分布情况出发,采取文献调研、理论分析、数值模拟和现场实测等手段,对多层承压水地层新建车站施工引起邻近既有车站的变形进行了研究。基于现场实测数据分析了既有车站的变形,并建立了邻近既有车站基坑开挖仿真模型,分析了承压水地层基坑开挖对既有车站的变形影响。采用控制变量的方法分析了基坑开挖和承压水引起既有车站上浮的原因,总结了既有车站上浮超限的原因,并将数值模拟数据与实测数据进行了对比分析,验证了数值模拟数据的准确性。研究表明:既有车站的存在改变了土体变形,明显“阻碍”了基坑开挖后中部土体的应力传递,使中部土体变形滞后于两侧土体;多层承压水的存在是既有车站严重上浮的主要原因。

多层承压水地层深大基坑开挖变形规律研究

结合北京新建次渠站工程,从北京地区地下承压水分布出发,采用数值模拟手段对多层承压水地层深大基坑开挖变形规律进行了研究。通过建立三维数值模型,将承压水地层基坑开挖与普通地层基坑开挖进行对比,分析承压水的存在对地铁车站基坑围护结构、基底和地表变形的影响,并对变形规律进行总结分析。研究表明:承压水的存在使基坑开挖卸荷效应更加明显,围护结构变形、基底隆起和地表变形都有所增大。其中地连墙变形增加了36.7%,基底变形增加了193.4%;与普通基坑开挖不同的是,由于多层承压水的存在,基坑墙顶出现上浮,累计上浮值达18.53mm;在实际施工过程,因地连墙施作引起的地表沉降也应考虑在内;基坑开挖地表变形随着开挖深度增加而不断增大,地表变形呈现出“抛物线”形沉降槽,地表沉降槽的出现位置和沉降影响范围与基坑开挖深度有关;在承压水作用下,最终开挖完成时地表最大沉降出现在距坑边约0.8倍的开挖深度处,在施工前可预估最大沉降点的位置,对附近地下管线和邻近既有结构等进行加固保护。