邻近老旧住宅地铁深基坑施工规律分析

地铁深基坑周边环境较为复杂,控制既有建筑物及周边环境变形是基坑工程的重点。本文研究了杭州软弱地层地铁深基坑围护结构、周边建筑物变形规律,探讨了围护结构侧向位移与土体水平位移之间的关系。结果表明,围护结构侧向位移曲线呈S型,伺服钢支撑可减小围护结构侧向位移,但轴力过大会使围护结构向坑外方向变形;地下连续墙侧向变形和土体水平变形呈线性关系。

深基坑标准段伺服钢支撑的应用及优化研究

正由于城市化的不断深入,基坑工程也向着更深更长的方向发展,传统的支护形式已经难以满足于对周边环境影响的苛刻要求,伺服钢支撑应运而生。本文依托杭州武林门地铁站,对支撑轴力及地连墙变形的实测数据进行分析并通过建立三维结构模型对基坑工程伺服钢支撑的架设方式和支撑组合形式展开研究。结果表明:普通预应力钢支撑无法满足基坑变形的要求;不同位置处的钢支撑对地连墙变形控制效果不同,距离变形最大处越近贡献越大,反之越小;钢支撑全部施加伺服系统控制效果最佳,隔一施加次之,仅一道施加最差;引入无量纲-建筑物倾斜率w,得出减小地连墙的变形是防止周边建筑物失稳破坏的关键;最后对基坑的支护结构进行优化,给出伺服轴力阀值,满足基坑的变形要求。

伺服钢支撑对围护结构的变形影响研究

本文依托某工程,通过数值模拟和理论分析,对伺服系统作用机理、变形控制效果展开研究和运用弹性薄板理论,通过引入支撑轴力修正系数,采用叠加法建立基于轴力控制的围护结构变形方程。结果表明:伺服钢支撑通过对支撑轴力进行主动控制,弥补钢支撑的压缩量,更有效地限制地连墙的变形;伺服轴力越大,围护结构的变形越小;全部施加伺服轴力,围护结构的变形控制效果越好;利用薄板理论计算地连墙水平位移,其计算结果与计算值在变化趋势上是一致的,证明了该方法的可靠性,并且计算开挖面及以下部分比开挖面以上部分更加吻合。

伺服钢支撑系统在深基坑施工变形控制中的应用效果研究

钢支撑轴力伺服系统作为新兴的支护体系,正在应用于对变形要求严格、周边建筑物及管线多的环境复杂深大基坑中。以杭州机场轨道3号风井深基坑为研究对象,开展现场监测,研究分析了钢支撑伺服系统对软土深基坑工程的变形控制效果。结果表明:采用伺服系统的钢支撑受力较为平稳,并没有发生较大波动,最终轴力在1 000 kN左右;对比常规钢支撑系统,采用伺服系统后的围护结构的变形控制效果显著;周围建筑物各监测点的位移均随着基坑开挖深度的增加不断在增大,但始终控制在预警范围之内,满足设计规范要求。伺服钢支撑系统的应用保证了周边建筑物及管线的安全。

伺服钢支撑系统“双控法”在邻近地铁隧道深基坑中的变形控制效果分析

目的:为控制新建基坑变形,减小基坑开挖对邻近地铁隧道的影响,需探究轴力控制和位移控制双重控制方法(以下简称“双控法”)下伺服钢支撑系统对基坑及邻近地铁隧道的变形控制效果。方法:依托杭州某基坑工程建立了该基坑与邻近地铁线的数值模型,提出了“双控法”的伺服钢支撑系统轴力模拟方案和位移控制方案,设定了相应的计算步和监测工况。对6种伺服方案下的基坑沉降量及深层水平位移量进行了对比。对不同轴力控制值和单次位移变化量控制值下对基坑的变形影响进行了分析,进而得到本工程的伺服钢支撑系统体系的设置方案。基于此方案,对基坑土体深层水平位移、基坑地面沉降、邻近地铁右线隧道沉降的模拟值和实际监测值进行对比,以分析伺服钢支撑系统变形的控制效果。结果及结论:双层支撑伺服钢支撑系统比单层伺服钢支撑系统的变形控制效果更好。“双控法”控制指标中,轴力控制值的增加可使围护结构的最大水平位移量和地面沉降量明显减小,单次位移变化量控制值的改变对最终变形结果影响不大。“双控法”下的伺服钢支撑轴力系统能够有效控制基坑变形,保护邻近既有地铁隧道结构安全。

应用伺服钢支撑的邻近盾构隧道车站深基坑开挖实测分析

钢支撑轴力伺服系统作为新兴的支护体系,正逐步应用于邻近地铁隧道、周围环境复杂以及需要保护的深基坑。根据杭州某地铁超深基坑的现场监测数据,开展钢支撑轴力伺服系统对基坑开挖变形性状及邻近地铁隧道变形的控制研究。结果表明:钢支撑轴力伺服系统的应用可以使开挖阶段基坑围护结构最终位移减小率达到63%,并且在地下结构施工阶段时可以起到顶回围护结构的作用;邻近新建高楼产生的附加荷载对围护结构作用效果显著,在该条件下对钢支撑轴力伺服系统轴力调控的要求较高;普通基坑围护结构的最大水平位移对应的深度在开挖面附近,伺服钢支撑的应用会使这一深度有3~5 m左右的增加,导致其无法进行直接有效的控制;温度是伺服钢支撑轴力的最主要影响因素,每上升1℃支撑轴力会增大约20 kN;本基坑工程的开挖面位于隧道以下位置,隧道在基坑开挖阶段转向地下结构施工阶段的水平和竖向位移均有突变,总体呈现“水平拉伸,竖向收缩”的变形模式;根据文中实测数据及前人研究拟合得到伺服支撑控制下的隧道水平位移预测公式。

钢支撑伺服系统在海域人工岛中明挖基坑施工中的应用

针对海域人工岛环境下基坑开挖时既有结构变形控制难度大的问题,结合深中(深圳—中山)通道东人工岛工程,基于现场监测数据对基坑变形规律以及钢支撑伺服系统的变形控制效果展开了研究。结果表明:围护结构水平变形随深度增加由向坑外变形逐渐过渡为向基坑内侧鼓肚式变形,采用钢支撑伺服系统可降低35.05%的水平位移,最大水平位移为开挖深度的0.06%~0.24%;支撑伺服系统的位移收敛作用较为明显,在下部伺服支撑轴力施加后可适当减小上部轴力以维持整体受力平衡;基坑中部软土开挖时卸荷效应更加明显,使既有桥墩产生的变形增量约占最大变形的65.52%,整个施工阶段其累计水平变形在-2.8~2.9 mm。

紧邻地铁和高架桥的深基坑施工变形控制

依托上海万科南站商务城三期项目,对紧邻地铁的车站、区间隧道及高架桥,周边环境复杂的大体量深基坑施工技术进行了研究。通过采用分区分块开挖、钢支撑自动轴压伺服系统等一系列技术措施来控制施工过程对地铁和高架桥结构的影响。施工结果表明,相应技术措施确保了基坑围护墙体的位移、周边环境的沉降变形均在要求的控制范围之内,积累的经验可供类似工程借鉴。

深基坑钢支撑轴力伺服系统监测

南京轨道10号线二期01标卡子门站项目深基坑工程周边环境复杂,为保证周边建筑安全,针对开挖具体情况,基坑开挖支撑体系采用钢支撑伺服系统,减少在基坑开挖支撑轴力损失。对基坑临近建筑物的变形最大位置点进行监测,并通过伺服系统将基坑围护结构变形控制在35 mm以内,周边地面沉降控制值在20mm内,从而保证施工对周边建筑物的安全。

伺服钢支撑对地铁车站基坑围护结构变形的影响监测

地铁车站基坑开挖过程中的变形控制对基坑施工安全起到关键作用。该文以上海地铁18号线国权路地铁站为工程背景,对施工过程中基坑围护结构的变形及支撑轴力等情况进行了系统监测与分析,分析了钢支撑自动伺服系统在控制围护结构变形中起到的作用。结果表明伺服钢支撑能够明显降低围护结构深层水平位移变形,可以在保证基坑整体变形安全稳定以及施工安全等方面发挥积极作用。

地铁车站深基坑伺服钢支撑轴力分布数值模拟及实测研究

近年来钢支撑伺服系统在软土地区基坑工程中得到了较为广泛的应用,然而对于伺服钢支撑的研究主要集中于理论研究,对于其在基坑工程中应用的实例研究较少。因此,依托南京地铁5号线虹桥站基坑工程,监测基坑支撑轴力,并运用有限元分析软件ABAQUS对基坑进行建模,对比分析支撑轴力的实测值与模拟值,得出以下结论:支撑轴力增幅在开挖下一层土体时最大,随着基坑开挖深度继续增加,支撑轴力后续增量较小,基本保持稳定,实测值和模拟值均反映出此规律;通过对同一断面不同道支撑最大轴力的对比可知,最大轴力的钢支撑相对位置约为基坑深度的60%;通过对普通钢支撑和伺服钢支撑的轴力对比发现,伺服钢支撑轴力大于普通钢支撑轴力,在实际工程中伺服钢支撑更有利于控制基坑轴力;钢支撑轴力模拟值基本都小于实测值。产生误差的原因主要是有限元建模在反映钢支撑伺服系统主动施加轴力的过程中存在误差,需要在日后研究中加以关注。

钢支撑伺服系统数值模拟计算方法研究

目的:为科学给定伺服钢支撑轴力设定值,提高伺服钢支撑的技术应用水平和结构变形控制效果,特提出合理的数值模拟计算方法。方法:以深圳地铁12号线和平站基坑工程为依托,根据钢支撑伺服系统实际工作原理,提出基于双控法(地下连续墙位移和支撑轴力双控)的钢支撑伺服系统数值模拟计算方法,并通过现场监测数据验证其实用性。结果及结论:通过钢支撑伺服系统模拟计算方法确定4道伺服钢支撑的轴力设定值分别为1500、1700、3200和3000 kN,与现场监测数据所反映的数值(1800、2000、3000和3200 kN)相差不大,这说明该方法具备足够的实用性;采用传统钢支撑无法实现轴力自动补偿,变形控制效果较差,较难满足地下连续墙的微变形控制要求;采用伺服钢支撑可满足地下连续墙变形控制要求(5 mm)、桥墩位移控制要求(2 mm)、钢支撑轴力安全要求(4400 kN)以及基底隆起控制要求(35 mm);对于变形控制要求较严格的基坑工程,可考虑将采用伺服钢支撑作为变形控制的有效方法。

钢支撑自动伺服系统应用分析

目前,我国大部分的地铁车站位于市区,车站周边范围内大多存在高风险等级的建构筑物。在地铁车站的建设施工过程中,随着基坑开挖深度的增加,周围土体的压力往往会急剧上升,使围护结构产生位移和变形,进而影响周边建构筑物、管线以及地面的安全。为减少基坑围护结构的变形,依据采用钢支撑自动伺服系统的车站和采用普通支撑体系的地铁车站基坑围护结构的变形情况,横向对比钢支撑自动伺服系统的控载保压技术对围护结构的变形控制能力与普通钢支撑对维护结构变形控制的监控测量数据,证明采用钢支撑自动伺服系统方案能够较好地解决车站基坑施工导致的围护结构变形过大问题。相关研究成果可为类似工程提供参考。

长江一级阶地地铁深基坑施工控制技术分析

文章以长江一级阶地地铁深基坑施工技术分析为主题,介绍了地处长江一级阶地某地铁12号线石桥站建设过程中围护结构施工和深基坑开挖施工中的成槽工艺选择、端头加固优化,以及开挖过程中围护结构墙缝止水钢板、钢支撑轴力伺服系统等防渗和变形控制措施。对施工过程中各项工艺选型、方案优化、控制措施的实施情况和整体施工效果进行了总结和评价,并提出了长江一级阶地地铁深基坑施工建议,以供参考。

基坑钢支撑伺服系统应用技术研究

为提高钢支撑轴力伺服系统的应用水平,充分发挥其变形控制能力,以深圳城市轨道交通12号线的下穿城际铁路高架结构车站基坑—和平站基坑为依托,采用数值模拟和理论分析等方法,对伺服系统应用下的轴力设定值确定方法、伺服系统布置方式、伺服支撑体系节点计算3个方面展开系统研究,并形成一套完整的伺服系统应用方法。结果表明:1)通过双控法指导数值模拟计算,可以确定各道钢支撑较为合理的轴力设定值。2)伺服系统作用效果与其数量及布置位置有关。在数量一定的情况下,伺服系统的平均标高越低,变形控制效果越好,但浅层伺服系统的控制效能欠佳。3)对于直径800 mm、壁厚20 mm的伺服支撑,采用4.6级或4.8级的普通螺栓即可满足受力要求;对于两端的钢围檩,建议在其与支撑管节接触范围背后添加2道加劲肋以改善变形及受力状态;设置抱箍结构可有效抑制管节体系的空间侧向屈曲变形,且设置在二分点处可最大程度发挥变形控制能力。

新型钢支撑轴力伺服系统在邻地铁深基坑中的应用

为能够对基坑围护结构的变形进行有效控制,确保基坑施工安全,采用了新型伺服系统。该套系统全集成全自动,具有无线无管无源、远程监控、液压机械双自锁、防水防撞、施工便捷等诸多优势,克服了传统钢支撑轴力补偿系统占地面积大、受施工现场基坑影响大、受停电影响等缺陷。结果表明,应用新型伺服系统对基坑变形控制更为有利,监测数据更为准确、实时,施工更为简便,其在工程中的成功实施可为类似工程提供参考。

钢支撑伺服系统在轨道交通工程中的应用

结合上海轨道交通14号线浦东大道站的基坑工程案例,对比了普通支撑与伺服支撑的变形控制数据,并从理论上分析了变形的组成,证明了轴力伺服钢支撑在变形控制方面的有效性,从而为进一步优化支撑轴力伺服系统的控制算法提供理论依据。

地铁软土基坑风险管控

杭州地铁4号线华中路站项目的深基坑工程环境复杂,地质条件差,前期基坑开挖变形较大,存在重大的安全隐患,后续加强风险管控并增加轴力自动系统等措施使围护结构处于稳定状态,并顺利完成结构回筑。

软土地层中分隔型基坑变形特性及应力路径

以上海软土地区紧邻历史保护建筑的超大地下综合体施工为例,建立考虑土体小应变特性的三维有限元计算模型,研究分隔型基坑变形特性及土体应力路径;将数值模拟结果与现场实测数据进行比对以检验模型参数取值的合理性,并基于此模型进行多工况计算分析。结果表明:仅靠优化基坑开挖顺序对基坑变形控制作用有限且不全面,有必要考虑地下结构回筑引起的基坑支护刚度和边界条件变化;先开挖小基坑并完成其地下结构回筑后再施工较大基坑的施工方案效果最优,与较不利工况相比可减小紧邻敏感建筑物侧围护结构最大侧向变形30%;不同开挖顺序、地下结构施工引起的边界条件变化,以及不同排水条件使得坑内外土体应力状态复杂多变,其中坑内土体在不同工况下呈现不同应力路径,坑外土体则呈现多次卸荷的应力路径;当应用伺服式预应力钢支撑时,坑外土体表现出先水平卸荷而后加荷的应力路径,围护结构变形控制在开挖深度的0.1%内,可有效保护周边敏感建筑物的安全。

城市轨道交通车站基坑伺服钢支撑轴力补偿与开挖变形控制效果

基于宁波轨道交通海晏北路站深基坑的开挖变形与支撑轴力实测数据,对比分析液压伺服钢支撑与普通钢支撑的变形控制效果。结果表明:与普通钢支撑段相比,相邻液压伺服钢支撑段围护结构变形量减小16%~20%,地表沉降量减小13%~25%;普通钢支撑存在明显的轴力损失现象。液压伺服钢支撑采取“低补偿高调整”的工作方式,能有效弥补钢支撑轴力损失的缺陷,减小围护结构变形,提高基坑开挖时的稳定性与安全性。