大断面隧道施工对既有基坑围护结构挠曲位移影响规律研究

城市地铁工程建设中,常在地铁车站基坑建设后进行区间隧道建设,同时接入车站的出入场线隧道断面增大,对既有基坑结构造成严重影响.本文针对地铁大断面隧道出入场对既有基坑围护结构产生有害影响的工程问题,依托青岛市地铁4号线大河东站区间工程,研究既有基坑围护结构受隧道施工影响产生的挠曲位移.首先,综合全覆土压力与Terzaghi松弛土压力两种计算方法确定隧道断面垂直土压力及其对应的侧向土压力、掌子面土压力,并采用Mindlin应力解计算基坑围护结构上的附加应力;然后,计算并分析平衡状态下基坑围护结构上的横向附加应力;最后,考虑基坑围护结构的横向附加荷载,采用Midas GTS NX有限元软件构建隧道-土体-基坑围护结构3者共同作用的挠曲计算模型,分析基坑围护结构的挠曲位移变化规律.研究结果表明:随着大断面隧道向基坑方向的推进,基坑中下部围护结构会发生较大挠曲变形,在实际施工中应重点监测.研究成果可为车站基坑支护结构的设计优化、隧道接近与进站施工过程中的安全防控等方面提供理论依据.

超深地铁基坑开挖围护结构的变形分析

文中通过对超深地铁基坑开挖围护结构变形数据的分析可知,随着基坑的开挖,地连墙的水平位移随开挖深度的增大而增大,呈现出中间大、两头小的“弓”字型。基坑标准段处,地连墙最大水平位移与开挖深度的比值介于0.069%与0.397%,均值为0.213%;端头井处,地连墙最大水平位移与开挖深度的比值介于0.030%与0.228%,均值为0.093%。基坑开挖深度与地连墙最大水平位移值所在深度呈双曲线关系。

深基坑围护结构施工技术在桥梁工程中的应用

为保证桥梁工程的施工质量,避免基坑土层发生蠕变,以某桥梁工程为例,研究深基坑围护结构施工技术的应用。依据案例工程地质勘测结果,确定深基坑围护结构施工方案,选择新型水泥土搅拌桩墙(SMW)法进行施工,并按照该结构的稳定性力学标准完成施工。深基坑围护结构施工后计算其单桩承载力和测试其水平位移,结果显示:单桩竖向承载力特征值结果均在1100kN以上,桩顶的水平位移均在5.8mm以内,满足施工标准,能够保证桥梁施工时基坑的稳定性,降低对周围环境或者建筑物的影响。实践证明,案例工程深基坑围护结构的施工效果较好。

坑中坑对基坑围护结构水平位移影响数值分析

通过对软土地区某基坑工程的数值模拟,探讨了开挖计算深度的选取以及坑中坑位置对围护结构水平位移的影响。计算结果表明:计算深度对基坑围护结构影响较大,对于本文算例,计算开挖深度取为最大深度得到的最大水平位移比不考虑内坑影响的情况大16.8%。基坑围护结构的水平位移随着内坑与围护结构的之间的距离的增加而减小,对于本文算例,当内坑与围护结构之间的距离小于7 m时,内坑位置对围护结构水平位移的影响较大;而当此距离大于7 m时,内坑位置对围护结构水平位移的影响则较小。

相邻基坑同步施工对围护结构受力变形的影响实例研究

相邻深基坑同步开挖施工对围护结构体系受力和变形的影响尚不明确。通过对同步施工的某建筑物深大基坑与相邻地铁车站基坑进行监测,对比分析了相邻部位和非相邻部位围护结构顶部位移、水平支撑轴力、深层土体水平位移、地表沉降以及地下水位等的变化。监测结果表明:(1)当车站基坑开挖深度较浅时,建筑基坑相邻部位桩因两侧土压不平衡导致桩顶向坑外侧移而竖向位移出现“上浮”现象,但是,当车站基坑开挖深度超过建筑基坑深度时,建筑基坑相邻部位桩桩顶水平位移转向坑内加剧发展而竖向位移出现“回落”现象;(2)受邻近基坑卸载影响,建筑基坑水平支撑轴力将减小;(3)两基坑间地表沉降大于非相邻部位,且地表沉降变化与桩顶位移和地下水位变化相关联;(4)相邻部位基坑壁深层土体水平位移有向坑外变形的趋势。

围护结构测斜变形形状与支撑对其顶部水平位移大小的控制有关

1基坑围护概况某工程位于浦东新区,周围场地宽阔,基坑围护采用多种形式,基坑围护设计时利用基坑周围场地较大的条件,先对基坑四周进行放坡挖土3m,然后对挖深3.9m(已扣3m)的浅坑采用拉森板桩支护;对挖深6.7m(已扣3m)的深坑采用直径850mm、中心距1000mm、桩长15.6m的钻孔灌注桩挡土,在灌注桩外侧再采用直径700mm的深层搅拌桩做隔水帷幕,桩长15.6m。

明珠二期宜山路站围护结构水平位移与结构外地表沉降关系研究

超载作用下围护结构水平位移与结构外地表沉降的曲线与无超载时的曲线形状没有大的区别 ,宜山路车站监测表明 ,围护结构最大水平位移深度位于开挖面附近 ,结构后地表最大沉降值为最大结构水平位移的 70 %左右 ,位于结构后开挖深度的 2 1%附近 。

基坑围护结构水平位移速率计算方法

为避免数值微分造成初始误差的病态放大,以某基坑工程监测数据为例,通过采用线性插值法、三次样条法、最小二乘法和光顺样条法对围护结构同深度水平位移随时间变化的数据处理方法作比较,以力求找到一种可行的算法.结果表明,线性插值法和三次样条不能表现出可靠的水平位移速率;在数据量较大时,最小二乘法也不适用;光顺样条法可以得到较满意的结果,比较适用于对围护结构水平位移速率整体变化趋势的计算.

基于BP人工神经网络的深基坑围护结构水平位移预测研究

在深基坑施工过程中,对围护结构进行水平位移监测是保证施工安全的重要措施之一,而分析预测围护结构的变形趋势更是重中之重。为此,对围护结构自动化监测设备进行实地调研,提出结合BP人工神经网络模型对围护结构水平位移进行多步滚动预测的方法。以南宁地铁5号线车站深基坑施工围护结构的真实监测数据为训练样本,对样本数据分别进行3种模式学习:第一种,不同桩学习后,对在同一时间的预测结果作对比;第二种,同一根桩在不同时间的间隔样本学习后,对在同一时间的预测结果作对比;第三种,同一根桩在实现多步滚动预测后,对预测结果作对比。结果表明:3种模式的预测误差均可满足要求,为实现围护结构变形自动预测提供实用性强、可信度高的方法。

地铁车站明挖深基坑围护结构变形规律分析

以绍兴地铁2号线车站基坑工程为实例,通过对地连墙水平位移、支撑轴力、地表沉降现场监测数据的分析,得到绍兴地区基坑工程围护结构的相关变形规律并给出相应的控制措施。结果表明:墙体水平位移基本呈内凸型模式,最大侧移在40~60 mm之间,基坑地表沉降呈凹槽形模式,其地表沉降主要集中在50~80 mm左右。地连墙最大侧移δ_(hm)在(0.05%,0.37%)H范围内,平均值为0.21%H;地下连续墙最大侧移点埋深δ_(hm)主要落于(0.69%,0.94%)H范围内;墙后最大地表沉降δ_(hm)范围在(0.01%,0.5%)H内,平均值为0.26%H。

入土深度对围护结构水平位移的影响

通过实际监测数据与有限元软件的模拟结果的对比分析,观察围护结构水平方向的规律。利用有限元软件模拟不同地下连续墙的入土深度对围护结构水平位移的影响。结果表明:地下连续墙的顶部水平位移,最大水平位移以及底部水平位移随着不同地下连续墙的入土深度形成的变化曲线均可用数学模型y=a/x+b来模拟。

基于监测与数值模拟的基坑围护结构水平位移分析

以苏州市轨道交通5号线某车站深基坑项目为依托,分析施工监测数据,并与数值模拟结果进行对比,研究围护结构水平位移发展规律。研究结果表明,最下道支撑架设完成至挖至坑底阶段,围护结构水平位移急剧发展,同时围护结构顶部出现向坑外位移,第1道支撑采用钢筋混凝土支撑、最下2道支撑采用800×20钢支撑或钢支撑轴力自动补偿系统可有效降低基坑开挖风险;端头井段基坑整体刚度较大,按断面计算时端头井段基坑设计更保守,因此端头井段基坑安全冗余度大于标准段基坑;遵循时空效应原理,加快施工速度、减少基坑暴露时间是控制基坑变形的重要措施。

软土基坑围护结构水平位移控制措施

通过收集文献资料、概念分析和基于典型工程的定量计算,认为在控制围护结构水平位移的措施中,首道混凝土支撑能够避免由于轴力损失和地层预降水产生的桩顶位移,且投资增加较少,性价比较高,建议在软土基坑中优先选用;基坑内侧土加固控制基坑变形的效果很好,能减少围护结构的水平位移42%甚至更多,但投资增加较多,建议坑底以下为软土或变形控制标准较高时采用;增加围护结构截面尺寸对变形控制贡献有限,且投资较高,不建议优先选用,仅当其他控制措施无法达到设计要求时再考虑采用;增加基坑竖向支撑道数能够减少20%左右的围护结构水平位移,且投资增加幅度有限,建议变形要求较高时优先选用。

上海某深基坑围护结构深层水平位移测试及分析

深基坑土方开挖过程中,由于外侧水土压力作用,围护结构向坑内产生水平位移,当围护结构水平位移过大时,整个支护体系会产生失稳或破坏。深基坑围护结构深层水平位移测试尤为重要。对上海地区某深基坑围护结构深层水平位移测试成果进行了分析,包括开挖各工况围护位移速率、时间效应影响、不同围护边位移差异原因及监测末期实测最大位移与计算值的比较等,并提出控制其变形的相关措施。

基于应变监测的围护结构深层水平位移监测研究

围护结构受力变形作为评判基坑工程安全的重要指标之一,传统方法采用传感器测量围护结构在不同深度的倾角变化换算得到水平位移的常规方法存在工作量繁重、效率低、误差大等问题,而用于岩土工程高精度监测的应变感测光缆可达到±2με的测试精度。本文首先介绍了基于光纤应变监测结果获取围护结构深层水平位移的计算原理,然后结合实际工程进行验证,结果表明:基于共轭梁法对围护结构应变数据计算得到的挠度变化与传统测斜结果相一致,最大累计变形相差6.7mm,占比5.9%左右;对应深度相差在1.0m以内。验证了本文采用的监测技术不仅能够获取围护结构的应变变化分布,还能得到高精度围护结构深层水平位移变化。

地铁围护结构桩顶水平位移监测的精度分析

主要描述了西安地铁二号线车站基坑围护结构桩顶水平位移监测的技术方案,结合基准线法和测小角法测定水平位移,并对实际角度观测进行了误差分析,探讨了地铁围护结构桩顶水平位移监测的观测点坐标对中误差,推导出了采用不同精度的测角仪器观测水平角所需的测回数。

用反射片配合全站仪监测基坑围护结构深层水平位移理论研究

在深基坑开挖过程中,监测为安全施工保驾护航,对施工工艺、参数的调整起着指导性作用,为优化设计及今后的类似工程积累经验,提供参考依据。围护结构深层水平位移监测是基坑安全监测最重要的项目之一,但施工过程中不可避免的会造成测斜管破坏,使得围护结构位移无法监测。本文从理论上分析研究,证明了用反射片配合全站仪可以对围护结构深层水平位移进行补救监测。

基于正交试验的围护结构水平位移敏感性分析

为了研究基坑围护结构水平位移影响因素的敏感性程度,以深圳市城市轨道交通13号线13101标段留仙洞站为依托,首先,采用有限元软件ABAQUS建立三维数值模型,对基坑开挖与支护的全过程进行数值模拟计算;其次,选取围护结构厚度、围护结构入土深度和砼支撑轴力3个影响因素,采用正交试验法实现了9种不同情况的数值模拟试验,并对试验结果进行极差分析。研究结果表明:当基坑开挖完毕时,围护结构产生的最大水平位移为25.59 mm,发生在基坑东侧13轴桩身标高11 m深度处,该位移值没有超过其监测控制值30 mm,满足基坑开挖安全性的要求;各影响因素对围护结构水平位移的敏感性程度由大到小依次为砼支撑轴力、围护结构入土深度、围护结构厚度。

围护结构周边土体深层水平位移监测的应用研究

基坑开挖过程中,围护结构往往会产生较大变形,而深层水平位移监测最能直观反映围护结构的变形情况。在软土地区,深层水平位移优先采用在围护结构中预埋测斜管的方式进行监测,当预埋测斜管被破坏或不具备在围护结构中钻孔埋设测斜管时,通常在紧邻围护结构的土体中钻孔埋设测斜管,但围护结构周边土体的变形是否能够真实反映围护结构实际变形有待验证。通过工程实例,对比了在土体中和围护结构中两种测试情况下深层水平位移监测结果,验证了土体中进行基坑深层水平位移监测在工程中应用的科学性,并总结了实施过程关键环节的操作要点,为该方法在工程实践中的科学应用积累了经验。

明挖地铁车站围护结构变形分析

地铁车站施工过程中,其围护结构的变形情况会影响其稳定性。以郑州市至巩义市域铁路市政配套工程为研究对象,对其进行数值模拟,分析围护桩施工过程水平位移变化规律,得出以下结论:基坑施工过程中,围护结构上部受到现场施工条件、地下水、施工机械荷载等因素影响,而数值模拟为对地铁车站基坑施工理想状态下的计算,所以二者间得出的水平位移存在一定的差距,但其水平位移曲线变化趋势基本一致,且不同工况下的最大水平位移差值小于5mm。采用数值模拟对围护桩的水平位移进行计算,可行性较高。增大围护桩的桩径可有效降低其水平位移,提升结构的稳定性,但当其桩径较大时,其提升效果较不明显。