盖挖法地铁基坑施工对围护结构及其与立柱差异沉降影响

本文依托武汉地铁12号线中一路站基坑工程,采用Plaxis3D有限元软件建立数值模型,研究不同施工阶段地连墙水平位移、地表沉降和地连墙与立柱差异沉降的影响及变化规律;与明挖法相比,采用主体结构多次分段浇筑并架设内支撑方法对原方案进行优化分析。结果表明:随着基坑的开挖,地连墙水平位移和地表沉降逐渐增大,而地连墙与立柱的差异沉降呈现波动变化;与明挖法进行对比,盖挖法可有效控制基坑变形和降低对周边环境的影响;随着分段浇筑的层数和支撑道数的增加,基坑变形有减小的趋势,地连墙与立柱的差异沉降依旧呈现波动变化,当每个楼板间分3层浇筑且中间架设两道撑时,地连墙最大水平位移可减少22.47%左右,最大地表沉降可减少19.01%左右,本文得到的结论可为类似工程的设计和施工提供参考。

盖挖与明挖组合建造地下交通枢纽方案研究

为满足北京城市副中心地下交通枢纽区域内的城市道路先行投入运营的需求,提出采用盖挖法与明挖法组合方法进行地下枢纽基坑开挖与支护的方案,主要特点如下:(1)将地下交通枢纽基坑分割为“盖挖基坑、明挖基坑和多级放坡基坑”等3个并列布置基坑;(2)盖挖区基坑与明挖基坑共用围护结构;(3)先完成盖挖区顶板结构施工,恢复城市道路运营,然后采用逆作法完成盖挖区负一层施工,随后同步开挖支护盖挖区两侧的明挖基坑和放坡区基坑;(4)盖挖区负二层和负三层采用顺作法施工。论文详细阐述了盖挖与明挖组合工法的施工工序,分析了组合工法的优势。鉴于盖挖区钢管柱始终处于基坑开挖扰动中,为此采用数值模拟方法并结合现场监测结果,分析了基坑开挖期间的钢管柱变形规律。结果表明,钢管柱水平变形和隆起变形指标均满足控制要求。本文提出的盖挖与明挖组合建造方案不但能确保地下交通枢纽区域内的城市道路尽快投入运营,而且并列基坑群中的3个基坑开挖支护及结构浇筑基本上相互独立,有效降低了盖挖区和明挖区基坑施工的相互影响,提高了施工效率。

基于TOPSIS方法的明挖基坑风险识别

针对深基坑工程施工过程中潜在风险因素众多而难以识别的问题,提出基于直觉模糊优劣解距离法(TOPSIS)的多属性评价方法对风险因素进行评估。首先,基于基坑安全事故案例、专家工程经验和实际工程,分析并确定潜在的风险因素;进而,根据风险因素构建风险评价体系,应用直觉模糊数确定专家和评价准则的权重;最后,运用TOPSIS多属性决策方法识别和评估潜在的风险因素。最终通过实例验证了该方法的可行性。研究表明:本方法可有效识别施工过程的高风险因素,可作为基坑施工安全风险分析与控制的决策工具。

盖挖法基坑开挖对临近桥梁桩基的影响研究

城市交通建设往往临近既有建筑结构,为了掌握盖挖法深基坑开挖对临近桥梁桩基的影响,依托之江路输水管廊及道路提升工程,建立数值模型并对工程现场展开监测,分析对比了基坑开挖导致的围护结构变形及桥桩变形规律。结果表明:围护结构最大位移出现在基坑北侧坑中坑开挖后,为6.14mm,最大位移深度随基坑开挖而下移,且坑中坑开挖完成后,其对侧围护结构变形反而减小,坑中坑开挖布置在敏感结构对侧时对临近结构具有一定控制效果;桥梁桩基最大沉降出现在首道混凝土支撑安装后,但随基坑开挖而逐渐减小,盖挖造成的沉降主要水平影响范围距围护结构约为12.71m,对邻近桥桩的影响主要发生在基坑开挖的早期阶段,各项变形均在安全范围内,且不均匀沉降控制效果明显。

盖挖法基坑上跨既有地铁盾构隧道方案研究

盖挖法基坑上跨既有地铁隧道施工势必导致既有隧道变形,依托北京某深大基坑工程,采用了ANSYS软件建立三维有限元模型,模拟了盖挖法基坑施工过程,讨论了注浆加固和围护桩参数变化对既有隧道变形的影响。研究表明:(1)注浆加固能够显著减小既有地铁隧道的变形。(2)围护桩参数的改变对既有地铁隧道变形的影响变化较小。

地铁车站基坑半铺盖系统盖板下门式起重机吊装技术研究

随着地铁项目建设规模逐年增大,地铁车站深基坑施工项目也在大量兴建。半盖挖法施工是在地铁车站基坑施工过程中快速恢复地表交通、同时保证基坑正常开挖的有效措施。但半盖挖法施工过程中基坑钢支撑吊装一直是基坑支撑施工的难点。针对地铁车站深基坑半铺盖系统,提出了一种盖板下门式起重机吊装技术。同时依托实际工程经验,整理了吊装施工过程中各环节的关键技术要点。针对盖板下门式起重机吊装施工过程进行了风险分析,提出了应急处理措施。

富水砂层深基坑盖挖逆作施工对周边环境影响

[目的]随着我国城市现代化的不断推进,城市内可利用的空间越来越少,而深基坑多建设于环境敏感区域,基坑施工对周边环境的影响不可避免,尤其是富水深厚砂层地区的深基坑施工,一旦施工控制不当极易出现严重危害,因此需研究富水砂层深基坑盖挖逆作法施工对周边环境的影响。[方法]以沈阳地铁4号线沈阳北站为例,通过施工监测方法,分析了深基坑施工过程对地上建筑物、地下构筑物、地下管线、电力管廊的变形影响。[结果及结论]开挖初期,地上建筑物以沉降变形为主,随着开挖深度的增加,沉降变形逐渐减小,最终均呈现为隆起变形。地下构筑物变形受基坑开挖面位置影响较大,当开挖面接近构筑物基础埋深时,构筑物变形达到最大。地下管线有明显的位置性影响,右侧管线变形远大于左侧管线变形,两侧均以沉降变形为主。电力管廊变形与基坑开挖深度密切相关,当开挖深度较浅时,电力管廊基本不受影响,而在车站地下四层开挖施工期间,电力管廊变形开始逐渐增大。

砂土区地铁车站深基坑盖挖逆作法施工变形规律分析

[目的]地铁车站盖挖逆作法施工过程中主体结构受力变形特征较为复杂,而砂土地区地铁车站施工力学过程更为复杂,致使砂土区基坑施工难度大大提升,因此需对砂土区地铁车站深基坑盖挖逆作法施工变形特征进行深入研究。[方法]依托沈阳某地铁车站工程,对富水深厚砂层地质下的深基坑盖挖逆作法施工变形特性进行了阐述。采用数值模拟的方法,详细分析了基坑施工过程中地下连续墙水平位移、层板位移、中立柱位移、地下连续墙与邻近中立柱差异沉降的变化规律。[结果及结论]地下连续墙位移变形受基坑施工影响显著,其水平位移变形随基坑开挖深度增加而不断变大,均以向坑内的变形为主;层板起到了很好的支撑作用,有效控制了围护结构的水平位移,主要呈现为隆起变形,其中顶板受基坑施工的影响最大;中立柱在竖向及水平方向上均发生变形,受深基坑土体卸载效应影响,主要以竖向的隆起变形为主;地下连续墙及中立柱的差异沉降随施工进行逐渐增大,在开挖底层土体时达到最大。

深基坑盖挖逆作法开挖对地表沉降影响分析

工程以武汉地铁12号线汉钢站深基坑开挖工程为依托,采用深基坑盖挖逆作法下进行主体构造施工。为了研究基坑开挖过程中的地表沉降、建筑物沉降以及地下连续墙的变化规律,还采用了数值模拟和现场监测的方法,对工程进行了系统分析,并提出了相应的优化措施。结果表明:随着深基坑的开挖深度增加,基坑周边的地表沉降、建筑物沉降以及地下连续墙的沉降量越来越大,从而在施工过程中的关键阶段需要采取防范措施。

复杂环境下地铁纪念堂站暗挖施工风险控制技术——以广州地铁十三号线二期工程纪念堂站为例

广州地铁工程拱盖法暗挖车站较多,由于暗挖车站顶部存在砂层、淤泥质黏土、粉质黏土等软弱地层,其普遍具有高含水量性、高压缩性、低透水性和低强度等特点,施工阶段易造成较大变形,将会引起隧道坍塌和周边建构筑物设施破坏,造成严重的生命与财产损失,继而造成重大的社会影响。以复杂环境下的纪念堂站为施工风险论述对象,采用合理设计、施工方案,降低施工风险,同时增加地质补勘、深层注浆以及施工监测等方法取得很好效果。对软弱地层暗挖车站进行分析和总结,为暗挖车站施工安全提供依据。

浅埋偏压隧道洞口段盖挖施工稳定性分析

阐述河北省张承高速公路小营隧道洞口浅埋偏压段采用的盖挖施工方案及数值模拟结果,结果表明,相应方案可降低临时边坡的高度并保障隧道施工安全。经数值模拟计算与现场验证,边坡稳定性可控,相关研究成果可为类似工程提供借鉴。

地铁车站不同施工方案比选研究

与传统浅埋暗挖法对比,横向盖洞法对对最小覆土厚度无特殊要求,解决了超浅埋车站暗挖施工问题。为深入探讨横向洞盖法与传统PBA工法的区别,文章以济南某换乘站为研究对象,介绍了两种工艺的施工工序,通过有限元软件建立两种工艺的数值模型,对比了横向洞盖法与PBA工法施工全过程的沉降规律,并系统探讨了顶管刚度、顶进范围等参数的影响规律。研究结果表明:和PBA工法相比,横向洞盖法有着施工精度高、工作面多且大、造价低、速度快、受力合理、传力清晰等优点;两种工法在整个导洞开挖时的沉降分别占总沉降的87.4%和75.6%,是地表沉降控制的重点;横向洞盖法的地表整体沉降小于PBA工法,且当顶班覆土深度在7m以内时,横向洞盖法对控制地表沉降有明显优势,故对于本项目顶(板覆土深度约为3.9~4.4m),横向洞盖法更加合适;从整体来看,改变横向洞盖法中钢管外径不会对施工阶段的地表沉降造成较大的影响,随着钢管外径的改变,地表沉降波动范围为0~2mm;地表沉降在提高侧向顶进距离时表现出先快速增大后趋于稳定的规律。

半盖挖法下地铁盾构始发平移施工技术研究

半盖挖法是目前地铁车站基坑施工常用的施工工艺之一,能够有效保证地面交通的正常通行,但同时也导致采用半盖挖法处的车站基坑盾构始发困难。因此,依托山东省济南市地铁4号线燕山立交桥东站的盾构始发施工,针对盾构机等大型机具的吊装下井、盾构机组装和井下平移等环节进行了分析;总结了盾构机吊装、平移的施工步骤,确定了平移轨道的铺设以及平移托架的布置等施工技术要点,验算了平移托架以及顶推油缸的作用力与承载力;同时进行了风险因素分析,提出了盾构机在吊装时出现高空坠落、平移时出现倾覆或机械伤害时的应对措施。该盾构机井下平移方案对于类似大直径盾构始发施工具有参考意义。

城市密集区基坑开挖方式对邻近既有基础的影响分析

文章依托邻近潮汕地区既有城际铁路桩基础的某地铁车站基坑工程,利用PLAXIS 3D数值模拟软件详细比较和分析了明挖顺作和盖挖逆作施工工况下深基坑开挖引起的邻近高架桥桩基变形规律,并探讨了车站基坑在两种工况下各施工阶段的车站主体结构变形特性。结果表明,基坑开挖引起的邻近桩基水平位移呈鼓肚状形式;相较于明挖法,逆作法施工引起邻近桩基的水平变形量减小约25%,因此,采用逆作法施工可降低对周边环境和交通的影响,同时在一定程度上减小结构变形。

滨海土岩地层浅埋暗挖车站临时支撑拆除优化分析

以滨海地区某地铁暗挖车站初支拱盖法开挖为例,采用有限元数值模拟方法对临时支撑拆除方案进行分析,并结合实测数据进行验证。结果表明:围岩沉降最大值位于拱顶部位,两侧拱腰附近的位移量小于拱顶,围岩表现出明显的收敛性;最后拆除与拱顶连接的竖撑对控制拱顶初支沉降效果较好,且在拆除过程中可保证横撑与竖撑有连接部分;优化后的拆除方案考虑二衬施作,下部竖撑采用间隔拆除的方法,拱脚二衬对拱盖上部围岩提供支撑保护作用,可控制拱顶附近发生过大沉降;拆撑时应加强监测,现场实测数据可见采用优化后的拆除方案,地表沉降、拱顶沉降与净空收敛变化趋势较为稳定。

数值流形方法对岩土工程开挖卸荷问题的模拟

基于数值流形方法数学覆盖与物理网格的相对独立性,考虑任一时刻体系中真实存在的各平衡力项对体系平衡的作用,提出用数值流形方法模拟岩土工程开挖卸荷的方法。相对于传统数值方法,数值流形方法在模拟开挖时不用计算开挖面上的释放荷载,不用为卸除的材料部分准备专门的单元,简单的数学网格可以适应任意的开挖过程,使其对开挖的模拟更加简便和有效,同时高阶的流形方法对开挖问题具有较高的求解精度。

盾构法、暗挖法结合修建地铁车站在我国的应用前景

介绍了国外直接或间接采用盾构法修建地铁车站的现状,结合我国目前地铁车站施工的技术水平和国内经济发展水平,提出如果将国内技术发展比较成熟的盾构法和浅埋暗挖法、盖挖法的优势结合起来修建地铁车站,就会既降低工程成本,提高施工速度,又能适应目前国内施工队伍的技术水平和城市地铁建设的客观需要。

城市浅埋超大断面隧道的开挖方法探讨

重庆市轨道交通三号线红旗河沟车站位于繁华城区中心,周边环境复杂,隧道最大断面达730m2,覆盖岩层仅8.6 m厚,覆跨比约为0.4,为典型的超浅埋超大断面隧道。根据工程类比,施工前对几种开挖方法进行了多次的对比分析与探讨,认为均有各自的优缺点,每种方法都得采取有效施工措施才能实现,几种开挖方法的探讨为大断面隧道的施工提供了借鉴。

盖挖施工荷载确定方法及邻近建筑结构变形分析

文章针对基坑工程中盖挖荷载的确定方法进行了研究,根据车辆行驶方向与路面盖板铺设方式的不同,给出了各自的取值方式。同时以一个盖挖施工的地下通道为例,采用有限元和现场监测的方法研究了不同路面盖板布置形式下基坑盖挖施工对邻近框架结构变形以及内力的影响。研究表明盖板全铺设施工导致的建筑底板附加沉降量最大,较非盖挖法大21%;盖板全铺设施工对坑底隆起控制能力最强,开挖完成后坑底隆起较非盖挖法小7.3%。

开挖模拟在数值流形方法中的实现

针对数值流形方法特有的覆盖剖分方式,提出了一种模拟岩土工程中开挖过程的算法。该算法采取某种措施,在覆盖剖分过程中将开挖面视为特殊的不连续面,这种不连续面将其所在的数学网格剖分成不同的流形单元,但却不对所在的数学覆盖作剖分。这样,开挖面两侧虽分属不同的流形单元,但开挖面两侧同一数学网格内的流形单元却具有相同的物理覆盖。采用该算法,无需对开挖面处的单元进行特殊处理,可在整个分析域采用统一的网格形式;同时,打破了原有数值流形方法的限制,将开挖面的位置完全当作连续介质来处理,避免了因将其视为不连续面而产生的误差。验证了算法的可靠性后,将其应用于某假想隧道的开挖模拟,计算结果表明该算法具有一定的应用前景。