基坑开挖对拼装式衬砌隧道隆沉的影响研究

以延安路某地下通道工程为实例,对基坑开挖引起的下卧运营地铁隧道竖向位移变形进行了实测分析和研究,得到了软土地区基坑开挖对下卧地铁拼装式衬砌隧道竖向位移的影响规律,提出了基坑开挖对下卧隧道隆起影响深度的经验公式。结果表明:基坑开挖引起的下卧拼装式衬砌隧道产生竖向位移分布呈正态分布;相同条件下,开挖对下卧隧道的影响范围随着基坑开挖深度而变大,且随着深度增加,每开挖单位深度土体引发的隧道隆起范围的增量逐渐减小;与整体式衬砌隧道不同,基坑开挖时,下卧拼装式衬砌隧道最大隆起部位位于基坑土体先开挖位置的下方,而非绝对处于基坑中间位置;下卧隧道隆起量随基坑开挖深度增加而增加,其增加速率随深度增加而减小;下卧隧道隆速度起随开挖时间的增长而加快,同时坑底暴露期间隧道的隆起量不可忽略;软土地区基坑底板浇筑后下卧隧道可能出现一定的沉降,有利于抑制甚至削弱下卧隧道的隆起。所得成果可为类似工程提供参考和鉴借。     

近邻桩基施工的地铁隧道变形计算

近邻地铁灌注桩施工会引起运营地铁结构的附加应力和变形,一般在工程实践中,会对地铁管片的竖向和水平向位移进行监测,以控制灌注桩施工引起的管片位移在允许范围内。文中运用理论分析和工程实测,对于钢套管灌注桩施工引起的管片位移和附加应力进行推导和分析,得到了地铁管片水平向位移、沉降和附加应力的理论解,并与实测位移进行了比较。计算结果表明,钢套管灌注桩引起近邻隧道的位移主要是以管片的水平位移为主,沉降为辅,总体位移指向隧道内下方;试桩过程中,管片水平应力随着试桩深度的增加而增加,而竖向应力缓慢增加,但水平向应力增加较大,竖向应力相对较小;管片产生的附加应力主要源于试桩对土体的径向挤压力,而桩土摩擦力产生的管片竖向附加应力主要作用是引起管片的上浮和沉降。文中得到的结论可为相似工程提供理论上的指导和依据,具有重要理论价值和工程实践意义。     

土层弹性模量对隧道结构受力与变形影响分析

针对杭州市下沙金沙湖绿轴下沉广场开挖工程,分析了基坑开挖对下卧地铁隧道的影响,并进行了不同土层模量取值的敏感性分析。通过ANSYS与FLAC3D建立土层与隧道三维模型,分析了土层弹性模量分别取高、中、低值时,土层与隧道结构的应力及变形特征。研究表明:土层与隧道变形以竖向回弹位移为主,变形对弹性模量取值较敏感并随弹性模量降低而增加。土层最大变形位于基坑底部,隧道最大变形发生于下沉广场圆心位置。开挖过程中及开挖完成后,土层与隧道均存在拉应力区,但拉应力水平较低,且对土层弹性模量取值不敏感。     

基坑开挖与紧邻地铁隧道相互影响研究

深基坑开挖卸载导致周围土体初始应力状态改变,进而引起周边土体应力场和位移场的变化,对相邻地下结构有显著的影响。本文基于实际工程案例,使用有限元分析软件模拟整个施工过程,研究了基坑开挖与相邻地铁隧道的相互影响。根据数值模拟结果对基坑和地铁隧道进行了安全性评价。结果表明：基坑开挖对地铁隧道的影响与基坑和地铁之间的距离密切相关,地铁左线的位移大于地铁右线位移;隧道监测点水平位移和垂直位移变化基本一致,隧道的水平位移比垂直位移沉降位移大;基坑开挖对地铁隧道衬砌的轴向力和弯矩影响很小,同时基坑开挖引起的隧道结构最大水平、竖向位移均小于规范规定限值。研究成果为紧邻隧道的深基坑工程设计提供有效参考。     

基于有限单元法双隧道开挖土壤变化研究

为了研究双隧道开挖时导致的底层变形规律,基于有限单元法的技术下对双隧道开挖期间土壤的行为试例子进行了数值模拟分析,并严格控制周围荷载。在理想的均匀弹性材料下运用有限单元法的算法进行建有物理意义的几何模型,并控制地层约束,表面的隧道周围的沉降和塑性区的宽度很重要[1-2]。有研究结果表面:隧道开挖引起的周围土体的变形区域主要位于隧道上方以及左右两侧,变形主要以竖向沉降为主,竖直与水平方向变形均大致与隧道轴线对称[3-6]。     

锁扣钢管桩在基坑围护结构中的变形特性

锁扣钢管桩具有施工效率高、可回收重复利用等优点,逐渐被用于基坑围护结构中。为探明锁扣钢管桩在基坑支护中的受力和变形特点,开展锁扣钢管桩围护基坑开挖相似模型试验和数值模拟。通过对基坑地表沉降以及桩身位移进行监测,发现基坑地表沉降曲线随着开挖深度的变化,呈略微凸起的三角形曲线形式,随着基坑开挖深度的增加,沉降量逐渐增大,地表沉降曲线变为下凹的“勺形”变化。随着开挖深度进一步的增加,围护桩水平位移逐渐增大,上部变形在架设支撑后受到限制,后续开挖引起的桩体最大水平位移点随之下移,围护桩变形逐渐变为弓形。锁扣钢管桩在基坑围护中可以起到很好的限制土体水平位移的作用,为锁扣钢管桩在未来基坑支护中的应用起到了一定的参考作用。     

基于ABAQUS的水平联络通道冻结法施工全过程仿真分析

地铁联络通道开挖时常采用地层冻结技术来提高软弱土体的强度和稳定性,冻胀、管片及衬砌的应力集中、融沉等问题是施工过程面临的挑战。本文使用ABAQUS有限元软件建立三维热力耦合数值模型,对冻结法施工全过程进行仿真分析,研究土体冻结、开挖、解冻全过程的温度发展规律、冻胀与融沉的位移分布规律以及隧道管片和联络通道的应力分布情况。结果表明：热力耦合有限单元法能有效地预测冻结壁的形成和解冻规律,水平联络通道冻结施工引起的地表冻胀、融沉位移近似呈正态分布,在开挖过程中隧道管片开口侧边中部及联络通道的尖角部分存在较大的应力集中,解冻后联络通道的应力集中部位变为底部直墙拐角处。     

双线平行隧道施工对应力及位移沉降影响研究

本文以哈尔滨市轨道交通3号线二期工程海河东路站～先锋路站区间的双线平行隧道开挖为工程背景,采用FLAC3D软件对左线和右线隧道施工过程中不同截面的应力及位移进行数值模拟分析。研究表明应力变化主要发生在开挖面周围3～6m,远离隧道土体应力变化不明显。右线开挖完成后比左线开挖完成后拱顶和拱腰应力值均有略微的增大;隧道开挖完成后的最大沉降量发生在隧道的拱顶,地表最大沉降也发生在隧道中心线上方的各个断面。右线隧道开挖对左线隧道的沉降有明显影响,即沉降槽深度和宽度的增加,数值模拟结果与实际施工监测值数据吻合较好,验证了模型的正确性和科学性。     

对某地铁工程盾构隧道上卧基坑开挖的理论分析

本文结合某地铁工程某区间盾构隧道上卧基坑工程实例,采用同济曙光GeoFBA?有限元程序建立该基坑工程的二维数值分析模型,动态地分析了施工过程中基坑变形及开挖对盾构隧道变形的影响,并与施工监测结果进行了对比分析,为优化设计和安全施工提供了有益的参考。     

盾构施工注浆压力引起的土体变形计算分析

为了建立盾构施工同步注浆压力引起的土体变形模型,采用半无限弹性体内圆孔受内压扩张模型等效求解土体在注浆压力作用下的变形问题,借助镜像法和应力函数法推导了注浆压力引起的周围土体应力和变形解析公式。同时分析得出隧道上覆土体竖向位移随埋深增大而增大,隧道两侧土体水平位移随埋深先增大后减小的土体规律。     

盾构隧道同步注浆施工引起的地层变形分析

同步注浆是盾构隧道施工的重要施工工艺,对控制地层变形影响显著。为得到盾构同步注浆施工引起的地层变形理论解析解,将同步注浆浆体在土体中扩散引起的地层位移问题简化为半无限土体中柱孔扩张问题,从无限体中柱孔扩张的基本解答出发,对半无限问题采用地表应力修正的方法,得到弹性条件下半无限体中的挤土位移解。并通过具体工程实例,分析影响同步注浆引起地层变形的因素。结果表明:同步注浆引起的地表隆起值随注浆率线性增长,随隧道开挖半径的增大或开挖深度的减小而增大。     

繁华城区深厚淤泥质黏土大跨地铁停车场深基坑实测变形性状分析

依托深圳地铁十号线中益田停车场大跨深基坑工程,对深基坑开挖过程中软土地层变形监测结果进行了统计分析,对基坑开挖引起的地下连续墙水平位移和地表沉降的时空变化规律及支撑应力变化进行了整体分析。进而针对城市软弱地基内地铁车站深基坑的变形监测方案设计与控制措施等都有一定的参考价值和理论意义。研究结果表明:(1)在基坑开挖过程中,地下连续墙变形趋势呈弓形变化,且在开挖深度3/4处变形速率最大;(2)对于跨度较大的基坑,水平支撑结构应力呈现先增加后减小的变化趋势,且危险位置出现在开挖至基坑中部时;(3)竖向支撑应力随开挖深度的增大逐渐增大,最大应力达到2812MPa。     

杭州软土地质条件下基坑开挖对邻近隧道影响分析

目前杭州地铁总线网规划已有13条,总长562 km。随着杭州各类基坑工程的发展,如何保护地铁隧道显得更为紧迫。本文在研究杭州地区十几个近邻隧道的基坑工程案例中,分析了各因素的影响效果,包括相对距离、开挖深度、基坑开挖空间时间效应、土体加固和施工条件等影响,将各类影响因素划分为可变因素和非可变因素,可以得出具体的影响规律。研究得出以下结论:基坑开挖过程中影响邻近隧道位移,过程中水平位移相较竖直位移往往更大;隧道与基坑的水平距离与隧道的变形呈现幂函数关系,而两者高差却无明显规律,且杭州地区下基坑开挖的影响范围明显大于其他地区;基坑开挖深度作为影响隧道位移的重要因素,在初期成明显正比关系,后期曲线逐渐平缓,基坑深度较大时隧道位移则出现较大波动性。综合各类影响因素分析,可以帮助我们规范控制标准,并采取相关的控制措施,切实有效保护基坑周边隧道的正常通行。     

大型基坑开挖对邻近同步施工地铁隧道安全影响研究

针对西安市某大型基坑开挖与地铁区间隧道施工存在位置上相邻、工期上冲突的情况,基于基坑开挖使土体应力场改变会影响区间隧道,而隧道施工、盾构的推进改变地层的结构,进而影响基坑的变形。对二者同时施工的相互影响进行分析讨论,提出合理可行的施工方案,将原本可能叠加的内力与变形影响尽可能减小,保证工程的控制指标在容许范围之内。并使用有限元软件PLAXIS 3D进行不同施工方案时的隧道位移计算比较,结果表明,隧道二衬完成后,保持距离进行基坑开挖,可以有效的减小二者的相互扰动,明显的减小隧道的水平位移。说明该施工方案在保证工程质量的同时,缩短了工期,提高效率,可为后期类似工况的方案拟定提供了经验和参考。     

基于FLAC的某基坑开挖数值分析

本文采用FLA C-2D对基坑开挖状态下进行计算和分析;得出了基坑土体在开挖时土体的应力状态、位移等值线图、位移矢量图、最终沉降量和结构受力。计算结果表明,在未支护状态下基坑开挖存在的危险性,从未对工程设计、施工以及做出合理的支护措施提供依据。     

不排水条件下深基坑开挖变形对比分析

随时城市的快速发展,基坑工程受到人们越来越多的关注,其中如何预测基坑开挖对周围环境的影响显得最为突出。摩尔库仑模型和土体硬化模型是分析岩土工程问题的两种常用模型,均可以用于预测基坑开挖过程中周围土体的位移情况。通过建模分析与工程实测数据的对比,发现不排水条件下摩尔库仑模型和土体硬化模型[1]能在一定程度上反应基坑开挖阶段的土体变形情况,但并不是十分准确。在实际运用中,这两种模型的分析结果只能作为预测基坑整体变形的参考数据。     

软土基坑工程变形的影响因素及控制

软土地带的地下水位偏高,土体强度较低,深基坑开挖与软土工程地质条件的制约成为日益突出的矛盾,基坑开挖施工必然会引起基坑的稳定问题、支护结构和周围地表的变形以及对周围环境的影响。根据对软土基坑变形影响因素的研究,可以从设计施工入手找到控制基坑变形的一些方法,防止发生过大基坑变形及地表沉降。     

基于有限元的隧道开挖变形研究

该文章采用有限元COMSOL软件模拟隧道开挖变形,建立了三隧道开挖变形的二维有限元分析模型,从而进行研究分析。表面沉降量以及隧道周围塑性区域是重要的预测开挖过程中必要的的参数。为了计算地应力,需使用两个研究步骤。在第一个研究中,计算隧道开挖前土体的应力状态,在第二个研究中计算土的位移。     

高层建筑基坑支护技术的应用探讨

高层建筑基坑支护结构的主要任务是保证施工过程中基坑的安全,同时控制由于开挖而引起的支护结构和周围土体的变形．保护周围的建筑及地下公共设施等环境。基坑支护结构在满足安全可靠的前提下,需要认真考虑的是经济合理和施工得方便程度等内容。     

基于应力叠加法的基坑开挖对邻近盾构隧道的影响研究

杭州中心深大基坑工程位于市中心地段,地层条件以淤泥质土为主,紧邻某地铁车站,基坑环境保护要求高,基坑采取分区方案实施.为了综合考虑复杂岩土工程与既有结构的共同作用,给出了一种通过应力叠加方式的盾构隧道衬砌精细化分析方法,基于PLAXIS3D和ABAQUS平台将地层结构法与荷载结构法2种分析方法有效联用.首先基于土体小应变刚度模型建立基坑与车站和区间隧道的三维有限元模型,随后将隧道的响应结果作为外荷载施加在精细化基床模型中.结果表明隧道纵向变形出现2个峰值点,以水平变形为主;隧道注浆加固能有效减小衬砌拱顶内测拉应力,抑制裂缝的发展;主动和被动控制措施的共同作用能很好地控制隧道变形.