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。

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。

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。

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。

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。

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。

砂性地层盖挖逆作地铁车站深基坑开挖变形特性及冗余度分析

为保证施工安全,确定围护结构安全冗余度,依托北京某盖挖逆作地铁车站基坑工程,建立基于修正剑桥模型的三维精细化数值模型,在通过现场实测数据验证数值模型合理性的基础上,改变地下连续墙、楼板厚度和立柱直径,分析围护结构参数变化对基坑形变及围护结构抵御连续破坏冗余度变化影响的规律。研究结果表明:1)基坑的空间效应及坑角效应的耦合作用导致地下连续墙最大水平位移值分布规律为基坑长边地下连续墙中部水平位移最大、其他位置水平位移值相对较小,基坑短边地下连续墙水平位移最小;2)随地下连续墙和楼板厚度变小,地下连续墙深层水平位移逐渐增大,且地下连续墙最大水平位移值的变化量呈指数形式增长,地表沉降值逐渐增大,地表沉降主要发生于2倍基坑深度范围内,2~4倍基坑深度范围内地表沉降已经不显著;3)盖挖逆作法施工中楼板相比于明挖法中内支撑刚度更大抵抗变形能力更强,但是围护结构的水平变形仍在一定程度上受到地质条件、结构材料等影响;4)墙体厚度和楼板厚度达到1.0 m时,竖向围护结构冗余度趋于稳定,持续增大墙体和楼板厚度对于结构抵御连续破坏的能力不会持续增大。

上软下硬浅埋暗挖大跨地铁车站施工力学效应研究

为研究初支拱盖法在上软下硬浅埋暗挖大跨地铁车站开挖中的适应性,基于ANSYS有限元软件进行了二次开发,依托青岛地铁湛山车站建立计算模型,开展了洞室开挖各施工工序下“围岩-支护”系统的施工力学效应研究。结果表明:车站洞室各开挖工序下围岩变形均呈突增态势,当开挖完成上部拱盖后,前6步围岩位移占总变形的70%;洞室围岩应力随着开挖工序的进行在不断调整,最大主压应力总体上呈较高水平,且在整个开挖过程中均维持在-2MPa附近;塑性区面积随着开挖工序的不断进行而调整,最大进深为3.21m;钢拱架的弯矩随着开挖工序的不断进行而调整,在开挖中最大达108kN·m,当拱盖开挖并支护封闭后,钢拱架中的最大弯矩呈下降态势;车站洞室的开挖将引起地表一定程度的沉降致使形成“沉降槽”,隧道轴线正中的地表最大沉降达13.4mm,然后沿其两侧逐渐降低,在距隧道中心位置约4倍跨度的区域外,沉降值近于0。

盖挖逆作法施工地铁车站叠合墙综合防水体系

目的:盖挖逆作法施工地铁车站叠合墙中无法铺设柔性防水层,一旦发生渗漏水不仅影响结构耐久性,同时也会增加后期封堵费用,因此叠合墙结构防水是地铁车站工程施工的重点和难点,需进行针对性研究。方法:分析了叠合墙的地下连续墙、内衬墙及其他关键位置发生渗漏水的原因;以长沙地铁6号线朝阳村站工程为依托,介绍了叠合墙综合防水体系的多道防水技术,包括围护结构防水、防水涂料防水、渗漏点预处理、内衬墙防水和预埋注浆管防水;介绍了各道防水技术实施过程中所采用的新技术和新装置,并提出了相应的保障措施和注意事项。结果及结论:长沙地铁6号线朝阳村站自工程完工后的3年使用期间未发生渗漏水现象,表明所提出的叠合墙综合防水体系防水效果良好。

浅埋超大跨多导洞拱盖法地铁区间导洞施工方案优化研究

目的:为了保障施工安全,有效控制地层变形,对浅埋超大跨多导洞拱盖法地铁隧道修建过程中的合理导洞施工方案进行了研究。方法:采用数值模拟结合正交试验分析的方法,研究了导洞施工顺序、施工错距及施工进尺对隧道-围岩体系受力与变形特征的影响,在兼顾对施工周边环境影响小以及满足围岩-支护系统受力安全要求的条件下,优化了导洞施工方案。结果及结论:与传统开挖方式相比,“先边后中”和“非对称开挖”的导洞施工原则更有利于施工风险管控和围岩位移控制;在上软下硬地质条件下,影响超大跨多导洞拱盖法导洞施工力学效应的施工参数,按影响显著性由大至小依次为施工进尺、施工顺序及施工错距。

复杂环境下基坑开挖方案对比研究

针对基坑周边存在既有折返线隧道及框架结构建筑的复杂环境,运用数值分析软件对比研究明挖顺作与盖挖逆作工法下基坑开挖施工过程中对自身及既有结构的影响以及在不同工法下的结构位移变形特点。在相同的开挖条件下,盖挖逆作工法相比明挖顺作工法可依靠结构楼板与梁柱形成整体作为支撑结构,增大支撑刚度,减小基坑围护结构及周边既有建筑物位移变形;对于复杂条件环境下基坑工程,为避免对周边环境产生重大影响,盖挖逆作工法可优先选用,有效控制施工过程中既有结构位移变形,降低基坑开挖过程中的施工风险。

复杂环境下地铁车站半铺盖系统分段拆除施工技术分析

建设在周边环境较为复杂区域的地铁车站常采用半盖挖法施工工艺。在地铁工程土建基本完成后,周边复杂环境往往会限制一次性拆除半铺盖系统的施工。文章结合在原地铁车站施工区域内进行交通导改的方法,总结了在复杂环境中分段拆除半铺盖系统的施工技术要点。该方法在某地铁工程中得到了实际应用,通过对分段拆除半铺盖系统施工期间的监测分析,证明该施工技术具有可实施性。

暗挖拱盖法地铁车站拱部结构矢跨比影响分析

为研究暗挖拱盖法施工时拱部矢跨比对车站结构的影响,以青岛某地铁车站工程为例,基于有限元分析软件MIDAS GTS,对比分析站台宽度为11 m和13 m两种车站结构下,不同矢跨比对其结构受力与变形的影响。研究结果表明:当矢跨比从0.16增大至0.24时拱部施工阶段拱顶弯矩最大,弯矩先减小后增大,整体结构施工时拱部与直墙交界处弯矩最大;两种跨度的车站弯矩分别减少了42.1%和44.6%;轴力随矢跨比的增大而减小,矢跨比对拱部施工阶段的影响较大;矢跨比对结构变形的影响非常明显,拱顶沉降、拱肩沉降与拱脚净空收敛均减少了1/3左右。在考虑整体结构施工与车站结构合理跨高时,拱部矢跨比越大,结构越合理。

盖挖逆作地铁车站施工对周边建(构)筑物变形影响研究

盖挖逆作法对于位于城市交通繁忙地段、无敞开工作面的地铁车站有极大的应用前景。盖挖逆作地铁车站施工无可避免地会对周边建(构)筑物产生影响,不利于车站本身和周围人员的安全。为此,文章结合深圳地铁11号线华强南站工程实例,根据施工工况对周边建(构)筑物变形监测数据进行分析,研究车站施工对周边建(构)筑物的变形影响,并据此提出相应的变形控制施工建议,以期为类似工程提供参考和借鉴。

复杂环境下超长基坑施工技术

针对复杂环境下超长基坑的施工难题,常出现由于施工技术选择依据不全面、不实际、可操作性差等问题所造成工程具体实施上的困难。文章以南昌市老城区内桃苑地铁站施工为例,针对复杂环境下超长基坑采用盖挖法车站施工工艺进行介绍,分享施工经验,对类似工程具有施工借鉴意义。

地下车站盖挖逆作法施工自动化监测方案研究

随着我国城市建设的发展,越来越多的地下轨道交通亟待修建。盖挖逆作法作为修建地下车站的一种常见施工技术,能尽可能缩短影响交通的时间,减少对周围环境的影响。地下车站大多位于城市中心,周边建筑物、管线多且密集,地质条件复杂,正在修建的超深大地下车站会对其安全产生影响。自动化监测能在地下车站修建过程中提供准确、可靠、实时的监测数据,必要时发出预警,确保施工安全进行。通过对自动化监测方案进行研究并分析测点布置情况,能对整个监测过程有更加直观清晰的了解,因此在对地下车站进行盖挖逆作法施工过程中进行自动化监测及自动化监测方案研究具有重大意义。

地铁车站盖挖逆作施工变形规律分析

为研究砂砾透水区域地铁车站盖挖逆作施工中深基坑的变形特征规律,采用Plaxis有限元程序对某地铁车站盖挖逆作施工过程进行数值模拟,土体本构模型通过程序内置的小应变土体硬化(HSS)模型建立。研究结果表明:Plaxis有限元程序较好地模拟了地铁车站盖挖逆作施工过程,对现场施工具有一定指导意义;在盖挖逆作施工中,各层结构板和侧墙作为基坑中刚度较大的水平支撑,有效控制了围护结构的水平位移;基坑开挖和降水会引起基坑边缘以及周边土体沉降,但在较密实砂土地层沉降值较小;基坑采用盖挖逆作法施工有效控制了深基坑的结构和沉降变形;当采用大直径钢管中立柱时,钢管中立柱与对应段地下连续墙的差异沉降值能够满足施工要求。