地铁深基坑变形规律及影响因素数值模拟研究

依托黄土地区某城市地铁车站深基坑工程为背景,建立有限元模型,对深基坑施工过程进行有限元分析,对不同工序下深基坑围护结构的变形规律进行研究;以土层粘聚力、钢支撑位置及桩入土深度为影响因素,分别进行模拟分析.研究表明:有限元模拟方法能有效反映基坑维护结构位移变形规律,黄土粘聚力、钢支撑施作位置及围护桩入土深度的变化对基坑围护结构及周围地表位移有一定影响,设计中的钢支撑位置是最优的设置位置.     

地铁车站深基坑开挖变形及数值模拟分析*

为研究土岩复合地层地铁车站深基坑变形时空效应特征与规律，以南宁地铁某车站基坑为研究背景，在不同施工工况下对车站基坑进行有限元数值模拟，并结合实测数据进行对比。结果表明:数值计算值与现场实测值差距较小，2种变形规律接近一致，有限元计算结果合理。围护结构水平位移随施工进行逐渐增大，呈现鼓肚形状，水平位移由桩顶移动到桩身，最大位移稳定在桩身0.5~0.75H处；围护结构受力集中在第2道和第3道内支撑位置；基坑地表沉降中，长边方向的沉降比短边方向沉降明显，空间效应显著；在地铁车站深基坑中，基于时空效应机理，考虑施工影响，在施工过程中调整施工工序和参数，对基坑稳定和控制变形具有重要指导意义。     

在建车站下穿既有车站开挖过程仿真及监测对比分析

为研究在建车站基坑施工对既有车站的影响特性,以昆明市地铁4号线某车站下穿同站已运营地铁1号线为工程背景。采用ANSYS软件构建车站基坑数值分析模型,对车站基坑密贴下穿开挖过程进行模拟,分析既有车站结构变形规律,并基于实测数据对模型进行验证分析,绘出施工过程与车站结构位移变化对应特征曲线,同时利用模拟结果预测基坑施工过程中可能发生最大变形的位置,以此指导后续施工。结果表明:主体结构各项位移及轨道高差都满足规范要求;临近地铁隧道的深基坑开挖会引起隧道不同程度的位移,变形规律与开挖工况及距基坑远近密切相关;轨道几何部位最大水平位移-2 mm,轨道间距2 mm,变形所受影响较车站主体及道床影响大。     

龙门吊移动荷载对地铁车站深基坑变形的影响

青岛地铁苗岭路站是在土岩组合地层下开挖的狭长型换乘车站,深基坑两侧既有建筑物众多且临近基坑,施工中采用龙门吊运输材料。为探究龙门吊移动荷载作用下基坑围护结构和土体的空间变形规律,建立三维有限元数值模型,对比分析了加载前后基坑围护桩侧移变形和坑外地表沉降,并探讨了起吊物与边跨的距离对基坑变形的影响。结果表明:龙门吊移动荷载作用下基坑产生明显的动态响应;围护桩桩体侧移变形比竖向变形响应明显且沿深度有所不同,嵌岩点处侧移响应最明显,土岩交界面处响应最小;受基坑阴角效应的影响,动载作用下角隅处土体沉降变形保持不变,坑外土体最大变形位置由距坑边2 m处转移至基坑边;起吊物的移动在基坑边产生明显的变形动态响应区域,随着起吊物远离边跨,桩周土体的沉降量逐渐减小,动态响应区域向远离坑角方向增大;加强冠梁连接、适当增大阴角处桩间距或减少锚杆施作可以保证基坑的稳定性,经济有效。     

地铁车站深基坑围护桩优化及其数值分析

以北京地铁大屯路公交与地铁换乘车站深基坑工程为研究背景,在对基坑围护结构变形分析的基础上,以围护桩为例,通过理论计算对其配筋进行了优化设计,并使用FLAC程序建立了三维数值模型对优化结果进行了检验分析。结果表明,优化方案和原方案相比不会导致基坑变形增大,还可以节约大量材料（桩间距由1200变为1500,桩径由1000变为800）。优化方案可以保证施工安全,同时节省材料和减小成本,对基坑支护设计优化具有一定参考价值。     

北京地铁义和庄站基坑支护结构及变形监测

结合北京地铁义和庄站深基坑支护变形监测方案,并通过大量实测数据对基坑的水平变形、钢支撑和锚索拉力变化规律进行了研究;并比较排桩、内支撑与排桩、锚索两种支护形式的变形差异.监测结果表明:围护结构的变形增量主要发生在基坑深层土体开挖及支撑结构架设前后阶段,在开挖至坑底后变形趋于稳定;支撑内力增加影响因素较多,包括地面堆载及温度影响;围护结构变形与支撑轴力变化具有显著的关联性;桩撑与桩锚支护结构的变形具有一定的差异性.     

基于深基坑地下连续墙变形安全性分析

在基坑开挖过程中实时对整个基坑安全状态进行评判,动态地评判基坑的安全状态,对保证基坑安全具有重要的现实意义,其中如何在基坑开挖过程中获得围护墙的实际弯矩,成为评判围护墙内力安全状态的关键,根据深基坑工程中常规监测所得的围护墙体测斜变形曲线,通过多项式拟合的测斜曲线方程求解变形曲率,将计算得到的弯矩与通过钢筋混凝土单筋截面梁弯矩计算极限弯矩进行对比分析,来科学判断基坑的安全状态。同时基坑深层土体开挖会引起较大的围护墙位移和土体沉降,施工中应严格控制深层土体开挖无支撑暴露的时间,及时架设支撑及浇注混凝土底板,减小土体侧向位移及地表沉降,最后阐述了基坑监测数据产生异常的原因。     

安全监测在深基坑工程中的应用

对某深基坑工程施工过程采用安全监测和信息化施工手段，安全监测内容包括基坑边坡坡顶位移监测、维护桩水平位移和桩身钢筋应力的监测、锚杆拉力的监测，使得此深基坑工程的安全施工有了可靠的保证，从安全监测的结果来看，此深基坑工程设计合理，施工质量可靠，是大型深基坑工程中成功的支护工程之一。     

上软下硬地层深基坑结构变形监测及分析*

为探究在上软下硬地层中进行深基坑开挖时围护结构水平位移与内支撑轴力的变化规律,以广州地区某上软下硬地层盾构井深基坑开挖项目为依托,基于现场监测数据进行分析并运用MIDAS/GTS软件开展深基坑开挖全过程的有限元模拟。将围护结构水平位移模拟值与监测值进行对比,验证模型的准确性;改变围护结构嵌固深度、主体结构厚度等工况,研究上述因素对结构水平位移变化产生的影响。研究结果表明:实测围护结构最大水平位移值11.78 mm,位于长边0.7倍基坑深度附近,坑角处位移值最小;改变结构嵌固深度对坑深15 m以下围护结构位移值影响较大,本工程最佳嵌固深度为1.5~3 m;围护结构水平位移会随着结构主体厚度的增加而减小,但最大位移间差值逐渐减小,结构主体厚度设计值宜为0.8~1 m。     

广州地铁鹭江站施工安全技术体系研究

城市地铁工程主要穿越城市商业区和居民聚居区 ,施工过程中的安全技术问题可能对地表环境产生严重影响 ,甚至诱发地面塌陷等灾害发生。笔者结合广州地铁二号线鹭江站的施工实践 ,研究了城市地铁工程的施工安全技术 ;探讨了地铁车站施工安全监测中的维护桩变形、土体变形、支撑结构的受力状况、地下水水位、地下管线沉降和位移监测的实施细则 ;突出了对折返线施工过程的监测 ;研究了施工安全保障技术方法体系 ;对施工现场安全技术、施工工艺安全技术进行了深入分析 ;明确了基坑开挖、洞室掘进、空中作业等不同类型的施工场地和人工挖孔、爆破、模筑混凝土、钢支撑安装、防水层施做等各种施工工艺的安全保障技术方法 ;建立了安全施工和安全管理措施方法体系。     

地下隧道深基坑仰坡开挖与支护数值模拟及安全性分析

为了降低地下隧道深基坑施工风险，避免基坑仰坡开挖过程中造成坍塌事故，以重庆九号线从岩寺站的隧道掘进机始发洞口深基坑工程为背景，对基坑南侧仰坡的分级分层开挖进行数值模拟，分析在不同支护方式下仰坡开挖产生的围岩变形规律与特征，并结合现场实时监测数据对深基坑开挖过程进行安全性分析。结果表明，深基坑仰坡实测水平位移与数值模拟结果变化规律基本一致，计算模型反映了基坑因开挖而引起的水平变形，数值模拟结果合理。深基坑仰坡水平位移随开挖深度增大而增大，最大值位置从二级坡中点附近逐渐下移到一级坡中点附近；采用喷锚支护的支护方式，相比单纯锚杆支护与未支护下的基坑开挖，支护效果更加显著，最大水平位移有明显减小，表明该深基坑采用的开挖与支护方案是安全有效的。     

基于正交试验砂土地层基坑稳定性参数敏感性分析*

为提高砂土地层中基坑开挖工程参数设计的合理性,确保基坑开挖的稳定和安全,采用正交试验方法研究在砂土层中基坑深度、地下水位、围护结构插入比、土体加固系数、钢支撑数量和支挡强度共同作用下对支挡水平位移、地表沉降值和坑底隆起值等基坑稳定性指标的影响,通过对试验结果的分析确定各因素对指标影响大小的排序,由进一步方差和参数敏感性分析得出各因素对基坑稳定性作用大小的排序。结果表明:各因素对支挡水平位移、地表沉降值和坑底隆起值3个基坑稳定性指标的影响主次分别为:基坑深度>地下水位>支挡强度>钢支撑数量>土体加固系数>插入比;基坑深度>地下水位>支挡强度>土体加固系数>钢支撑数量>插入比;基坑深度>地下水位>插入比>支挡强度>土体加固系数>钢支撑数量;对基坑稳定性按作用程度由大至小排序为:基坑深度>地下水位>支挡强度>插入比>土体加固系数>钢支撑数量。     

多元回归模型在基坑坡顶水平位移分析的应用

运用拓扑康GTS-332N全站仪建立坐标系统,对大连软件园基坑北侧JKA段进行了桩顶水平位移监测。将影响该基坑坡顶水平位移的主要因素确定为基坑使用时间、开挖深度作为自变量对桩顶水平位移进行了多元回归分析,得出了多元回归方程,通过回归方程的F检验和回归系数t检验表明基坑使用时间和开挖深度对桩顶水平位移的影响是显著的。回归预测方程与实测结果对比表明残差在-0. 45～0. 48之间,具有很好的拟合性,为深基坑桩锚支护安全施工提供了可靠的理论基础。     

共同管沟深基坑现场变形监测与数值模拟分析

为了分析共同管沟深基坑边坡的变形规律及其对邻近建筑物的影响作用,以三星深基坑工程为例,采用数值模拟分析并进行现场变形监测验证。结果表明:降水措施对深基坑开挖引起的水平位移作用不大,而对竖向位移作用较大;随着深基坑开挖深度的不断加大,边坡土体的水平位移和竖向位移总体呈现增大的趋势,最大水平位移值表现为从坡脚向坡脚上方移动;原地下水位线以上所开挖边坡的最大竖向位移都发生在坡脚处,采用降水措施后,原地下水位线以下所开挖边坡的最大竖向位移出现在原地下水位附近。现场变形监测与数值模拟计算结果吻合度较高,说明土体参数的选取合理。研究成果可提升城市共同管沟深基坑建设安全设计及施工水平、降低工程风险损失。     

基于SEM-MC的地铁车站深基坑施工危险性测度研究*

为提高地铁车站深基坑施工危险性测度的准确性,考虑多风险因素耦合作用和危险性测度主观性对传统风险评测结果的影响,提出基于结构方程（SEM）与蒙特卡洛模拟（MC）相结合的地铁车站深基坑施工危险性测度方法。首先,从基坑支护、基坑开挖、降水排水以及周边环境4个维度建立危险性测度指标体系,利用SEM确定指标权重,并确定关键因素;然后,根据指标的数据分布特征,利用MC法模拟出潜变量值并与风险损失程度、指标权重相结合得出危险度;最后,将该危险性测度方法运用于南昌地铁双港站。研究结果表明:该地铁车站深基坑风险等级为4级,基坑开挖为该地铁车站深基坑施工主要风险影响因素,其直接影响因素为开挖技术参数设置。项目实施结果表明该方法对地铁车站深基坑施工危险性评测适用可信。     

砂卵石地层桩锚支护结构稳定性实例研究

在城市中进行深基坑开挖,其稳定性至关重要。为研究砂卵石地层深基坑开挖过程中桩锚支护结构的稳定性问题,采用FLAC3D对其进行了三维模型计算分析,分析了不同开挖阶段桩锚支护体系的变形特性,以及基坑土体位移的变化情况,并与实测结果进行比较,研究了土体压力、桩体内力、锚索拉力与桩体水平位移的关系。结果表明：砂卵石地层在一定深度处存在＂自立拱＂效应,同时,可以对锚索进行有效的锚固,从而对桩体内力、变形起到有效的控制作用,保证基坑的稳定性。数值分析与实测结果相吻合,说明数值计算模型合理,结果可靠。     

某地下车站基坑围护结构渗漏水案例分析

为了防范地下车站施工期间安全质量事故,以某地下车站基坑开挖阶段围护结构渗漏水为例,通过基坑渗漏检测及局部堵漏处置,对围护结构进行加固补强,达到开挖条件,确保基坑安全。结果表明:通过降水监测,可以发现基坑围护结构在施工期间存在的质量问题及安全隐患;基坑渗漏检测可在围护结构渗漏情况下判断漏点位置和漏点附近渗透流速;按照规范开展施工管理和项目管理可有效防范安全质量事故,确保危险性较大工程的安全。     

基坑围护结构的内力和变形的预测方法研究

为了利用土体水平抗力系数的比例系数m来有效预测基坑围护结构的内力和变形,依据弹性地基梁原理,利用大型数学软件MATLAB编制了计算程序,对基坑围护结构的内力和变形进行预测,并依托某深基坑工程围护结构的实测内力和变形数据对预测的内力和位移进行了验证。结果表明,根据弹性地基梁原理预测的基坑围护结构内力和变形随基坑开挖的变化与实测结果吻合较好。     

窄长类匝道基坑开挖变形监测数据统计分析*

为研究窄长类基坑开挖过程中基坑变形性状和基坑开挖对近邻的扰动,以上海市某匝道基坑开挖工程为案例,采用统计方法对该基坑围护结构、邻近地表、周边建筑变形监测数据进行分析。结果表明:相较于民建宽大类基坑,窄长类基坑开挖对于围护结构侧向位移、墙后地表沉降、邻近既有建筑倾斜大小的影响更小,而在围护结构最大侧向位移出现的位置上,二者差别不大;对于窄长类基坑,由于其窄边尺寸效应,窄边处所对应的围护结构变形以及地表沉降,相较于长边均呈现出较为明显的减小;在工程实例中,由于基坑宽度更窄,因此其空间效应更为明显。     

软土深基坑的空间变形特性分析及危险性评估*

为准确掌握软土深基坑的变形特性,并合理评价其危险性,基于现场监测成果,进行基坑重要监测项目的空间变形特征分析;通过变形分级和发展趋势判据计算得到相应特征指标,从而开展基坑危险性评估。结果表明:支护结构的空间变形近似呈“驼峰”特征,即基坑两端头的变形值相对较小,而基坑中部的变形值相对较大;周边土体沉降相对较小,随着与基坑距离的增加,地表沉降呈下降趋势,且随基坑持续施工,不同深度处的土体侧位移也随之增加,侧位移最大值均明显大于其他监测项目的变形值;通过变形分级判据得到深层侧位移的危险性等级相对最高,其次是墙顶变形和地表沉降,危险性等级为Ⅲ级;通过发展趋势判据,得到基坑趋势等级相对较低,仅为2级;根据不利原则叠加,确定安元西路站基坑的危险性评估等级为Ⅲ级,属预警状态。