地鐵車站基坑開挖對(duì)臨近管線影響的有限元數(shù)值分析

特大城市隨著地鐵工程的高速發(fā)展,地鐵車站也已經(jīng)遍布城市的各個(gè)角落,基坑開挖遇到緊鄰運(yùn)營(yíng)中地鐵車站的情況也隨之越來越多.本文以緊鄰上海地鐵2號(hào)線北新涇站某基坑支護(hù)工程為研究對(duì)象,通過數(shù)值模擬分析了基坑開挖對(duì)鄰近地鐵車站結(jié)構(gòu)的影響,為類似基坑工程的設(shè)計(jì)和施工提供了有益的參考.

隨著地鐵工程建設(shè)的大規(guī)模發(fā)展,在地鐵工程建設(shè)的過程中,地鐵車站與臨近建筑物的連接越來越多,從而引起兩者間的距離也越來越近。文章以某地鐵車站基坑為例,對(duì)地鐵車站基坑的開挖工況進(jìn)行模擬計(jì)算,分析其對(duì)臨近基坑產(chǎn)生的影響,從而得出結(jié)論,為地鐵車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供參考。

摘要：本文以北京地鐵十號(hào)線學(xué)院路車站的設(shè)計(jì)與施工為背景．研究了地鐵車站基坑開挖對(duì)既有橋梁的影響。論文收集了基坑開挖過程中既有橋梁的各種變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理分析，并結(jié)合有限元軟件ansys。對(duì)基坑開挖引起橋梁變形特征進(jìn)行了詳細(xì)的總結(jié)，研究得出了地鐵車站基坑開挖對(duì)既有橋梁變形影響的規(guī)律，并對(duì)變形規(guī)律的內(nèi)在原因做了分析探討：

摘要：本文以北京地鐵十號(hào)線學(xué)院路車站的設(shè)計(jì)與施工為背景．研究了地鐵車站基坑開挖對(duì)既有橋梁的影響。論文收集了基坑開挖過程中既有橋梁的各種變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理分析，并結(jié)合有限元軟件ansys。對(duì)基坑開挖引起橋梁變形特征進(jìn)行了詳細(xì)的總結(jié)，研究得出了地鐵車站基坑開挖對(duì)既有橋梁變形影響的規(guī)律，并對(duì)變形規(guī)律的內(nèi)在原因做了分析探討：

半鋪蓋體系法進(jìn)行地鐵車站施工首次在西安地區(qū)應(yīng)用,為了研究半鋪蓋體系基坑開挖對(duì)臨近管線的影響,以西安地鐵4號(hào)線某車站基坑為工程背景,對(duì)遷改后的管線沉降進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析。得出管線沉降隨時(shí)間的變化規(guī)律,在基坑開挖及底板施工階段,管線沉降速率較大,施工需以信息化施工為主。借助ansys軟件建立有限元模型,并依據(jù)實(shí)際工況設(shè)置模型監(jiān)測(cè)點(diǎn),對(duì)比分析現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果,得出管線的沉降規(guī)律。同時(shí),對(duì)基坑不同的分步開挖深度進(jìn)行模擬,得出管線沉降受分步開挖深度影響較大,基坑開挖及底板施工階段需引以重視。

本文以佛山西站地下空間開發(fā)先期實(shí)施段為研究背景，在佛山西站先期實(shí)施段基坑開挖過程中，為確保地下空間結(jié)構(gòu)近距離下穿既有高鐵的安全實(shí)施，地鐵結(jié)構(gòu)采用了全蓋挖逆作法的設(shè)計(jì)與施工處理措施，通過現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)成果及數(shù)值模擬計(jì)算可知，國(guó)橋橋樁承臺(tái)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形均得到有效控制，能保證既有高鐵的正常運(yùn)營(yíng)，可為類似工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與施工提供一定的技術(shù)參考。

半鋪蓋體系法進(jìn)行地鐵車站施工首次在西安地區(qū)應(yīng)用,為了研究半鋪蓋體系基坑開挖對(duì)臨近管線的影響,以西安地鐵4號(hào)線某車站基坑為工程背景,對(duì)遷改后的管線沉降進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析。得出管線沉降隨時(shí)間的變化規(guī)律,在基坑開挖及底板施工階段,管線沉降速率較大,施工需以信息化施工為主。借助ansys軟件建立有限元模型,并依據(jù)實(shí)際工況設(shè)置模型監(jiān)測(cè)點(diǎn),對(duì)比分析現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果,得出管線的沉降規(guī)律。同時(shí),對(duì)基坑不同的分步開挖深度進(jìn)行模擬,得出管線沉降受分步開挖深度影響較大,基坑開挖及底板施工階段需引以重視。

當(dāng)前,在地鐵工程的施工過程中,由于其所處位置的特殊性,周圍會(huì)存在大量的建筑物,所以就容易對(duì)鄰近管線產(chǎn)生一些不利的影響,從而造成很大的損失。在地下管線當(dāng)中,由于基坑所處的空間位置不相同,所以所造成的破壞與變形程度也不一樣。因此,為了能夠及時(shí)的對(duì)基坑開挖過程中的管線變形情況進(jìn)行監(jiān)測(cè),應(yīng)當(dāng)布置合理的監(jiān)控措施,從而將管線受到的基坑開挖影響降低?；诖?文章就某地鐵車站深基坑開挖對(duì)臨近管線的影響進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析,希望可以提供一個(gè)有效的借鑒。

結(jié)合實(shí)際工程實(shí)例,采用有限元法建模分析了地鐵車站基坑開挖對(duì)臨近跨線橋橋樁的影響,進(jìn)而得到橋樁的變形規(guī)律,為車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論指導(dǎo)。

為了進(jìn)一步探究地鐵車站基坑開挖對(duì)臨近建筑物的影響,以新疆烏魯木齊城市軌道交通一號(hào)線二道橋車站基坑開挖為例,在基坑開挖全過程中,對(duì)緊鄰基坑的新疆國(guó)際大巴扎1號(hào)樓沉降量等數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)采集,經(jīng)匯總分析之后對(duì)新疆國(guó)際大巴扎1號(hào)樓的質(zhì)量狀況做出定量評(píng)價(jià)。

由于地鐵車站的開挖對(duì)周圍建筑物會(huì)產(chǎn)生較大的影響,甚至?xí)鹬車课莸恼w破壞,故本文從杭州地鐵車站的開挖為出發(fā)點(diǎn),考慮地鐵車站開挖對(duì)周圍土體的影響,總結(jié)相關(guān)理論模型研究,得到更為適用的杭州地鐵車站開挖對(duì)周圍建筑物影響的評(píng)價(jià)方法。

以蘇州某臨近地鐵4號(hào)線寶帶東路站基坑開挖為背景,運(yùn)用abaqus有限元計(jì)算軟件模擬基坑開挖各階段,分析了各工況下的結(jié)構(gòu)及區(qū)間的變形,并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果,表明數(shù)值計(jì)算結(jié)果與監(jiān)測(cè)結(jié)果較為接近,說明參數(shù)及邊界條件選取合理,可為類似工程參考借鑒.

為研究地鐵換乘站基坑開挖順序?qū)雨?yáng)角建筑物沉降的影響,基于昆明地鐵文化宮站基坑實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),進(jìn)行了flac3d數(shù)值仿真。對(duì)比深淺區(qū)域不同開挖順序下建筑物沉降及圍護(hù)墻體變形情況,發(fā)現(xiàn)靠近先開挖區(qū)域的建筑物沉降測(cè)點(diǎn)和墻體變形比后開挖區(qū)域的對(duì)應(yīng)變形要大;與先后開挖區(qū)域距離相近的建筑物測(cè)點(diǎn),其沉降受開挖順序影響較小;位于基坑陽(yáng)角的建筑物的沉降基本上都發(fā)生在最初的兩個(gè)開挖步驟,且圍護(hù)墻頂部水平位移主要與淺層土體的開挖時(shí)間有關(guān)。本文的研究成果對(duì)于基坑附件建筑物的保護(hù)具有一定參考價(jià)值。

85 10.地鐵車站基坑開挖 10.1施工前期準(zhǔn)備 10.2基坑開挖程序 10.2.1土方開挖原則 10.2.2施工方法 10.2.3開挖注意事項(xiàng) 10.3支撐施工 10.3.1支撐體系轉(zhuǎn)換及拆除 10.3.2支撐穩(wěn)定的技術(shù)措施 10.4基坑縱向放坡 10.5基坑擋墻封堵 10.6坑底開挖與底板施工 10.7拆除支撐及井點(diǎn) 10.1地鐵車站基坑開挖前的準(zhǔn)備工作 10.1.1編制施工組織設(shè)計(jì) 10.1.1.1應(yīng)按照設(shè)計(jì)規(guī)定的地鐵車站基坑等級(jí)編制施工組織設(shè)計(jì)，其主要內(nèi)容應(yīng)包括降水及地 基加固的施工設(shè)計(jì)、挖土與支撐施工工藝、安全質(zhì)量技術(shù)保證措施、進(jìn)度計(jì)劃、機(jī)械勞力組織 等，應(yīng)明確提出圍護(hù)結(jié)構(gòu)、地基加固、土方開挖、支撐的施工步序和施工參數(shù)及其實(shí)施措施。 10.1.1.2對(duì)一級(jí)和二級(jí)基坑，應(yīng)在施工組織設(shè)計(jì)中明確施工階段對(duì)鄰近管線及周圍建（構(gòu)）筑 物的監(jiān)護(hù)措施。 10.1.2

運(yùn)用有限差分軟件flac3d開展了某大型基坑開挖對(duì)地鐵車站基坑影響的數(shù)值仿真分析,探討了在現(xiàn)有設(shè)計(jì)支護(hù)條件下,大型基坑開挖后基坑周邊土層的變形和應(yīng)力變化,以及基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力和變形規(guī)律。結(jié)果表明,大型基坑施工對(duì)地鐵基坑施工有一定的影響,在兩基坑共建區(qū)域變形與內(nèi)力均較大,但是這種影響仍然在可控的范圍內(nèi)。該成果可為類似工程的支護(hù)設(shè)計(jì)提供借鑒,并為分析相鄰基坑相互影響提供參考。

基坑開挖對(duì)臨近樁基影響的實(shí)測(cè)及有限元數(shù)值模擬分析——基坑開挖引起的土體位移對(duì)臨近建筑物樁基的影響越來越得到工程界的重視。對(duì)某基坑工程開挖進(jìn)行的實(shí)測(cè)表明，基坑開挖可對(duì)臨近樁基產(chǎn)生顯著影響，并發(fā)現(xiàn)當(dāng)排樁樁間距較大時(shí)，其后止水帷幕的水平位移可能大于...

依托成都軌道交通8號(hào)線基坑開挖工程,采用有限元計(jì)算軟件建立地鐵基坑開挖與燃?xì)夤芫€三維實(shí)體模型,對(duì)基坑動(dòng)態(tài)開挖過程中平行燃?xì)夤芫€與交叉管線拉壓應(yīng)力變化與位移曲線進(jìn)行分析,得到燃?xì)夤艿牢灰坪蛻?yīng)力包絡(luò)圖,并據(jù)此提出保護(hù)措施。研究結(jié)果表明：基坑開挖卸荷會(huì)導(dǎo)致周邊土體向基坑內(nèi)部位移,平行方位的燃?xì)夤芫€距離基坑較近,引起管線整體向基坑內(nèi)部位移并伴隨沉降,以朝向基坑內(nèi)部（y方向）的位移為主;而垂直于基坑的燃?xì)夤芫€由于處于懸空狀態(tài),位移主要由豎向控制,燃?xì)夤芫€在水平方向上位移較小,呈現(xiàn)出兩端向基坑內(nèi)部位移的規(guī)律。平行方位的燃?xì)夤芫€軸向正應(yīng)力sxx既有壓應(yīng)力也有拉應(yīng)力,但主要以拉應(yīng)力為主;燃?xì)夤芫€軸向正應(yīng)力syy全為拉應(yīng)力;垂直方位的燃?xì)夤芫€軸向正應(yīng)力既有壓應(yīng)力也有拉應(yīng)力,最大壓應(yīng)力為21.7mpa。為減少對(duì)燃?xì)夤芫€的變形和受力影響,提出了圍護(hù)樁、冠梁和管線遷改等保護(hù)措施。

依托成都軌道交通8號(hào)線基坑開挖工程,采用有限元計(jì)算軟件建立地鐵基坑開挖與燃?xì)夤芫€三維實(shí)體模型,對(duì)基坑動(dòng)態(tài)開挖過程中平行燃?xì)夤芫€與交叉管線拉壓應(yīng)力變化與位移曲線進(jìn)行分析,得到燃?xì)夤艿牢灰坪蛻?yīng)力包絡(luò)圖,并據(jù)此提出保護(hù)措施.研究結(jié)果表明:基坑開挖卸荷會(huì)導(dǎo)致周邊土體向基坑內(nèi)部位移,平行方位的燃?xì)夤芫€距離基坑較近,引起管線整體向基坑內(nèi)部位移并伴隨沉降,以朝向基坑內(nèi)部(y方向)的位移為主;而垂直于基坑的燃?xì)夤芫€由于處于懸空狀態(tài),位移主要由豎向控制,燃?xì)夤芫€在水平方向上位移較小,呈現(xiàn)出兩端向基坑內(nèi)部位移的規(guī)律.平行方位的燃?xì)夤芫€軸向正應(yīng)力sxx既有壓應(yīng)力也有拉應(yīng)力,但主要以拉應(yīng)力為主;燃?xì)夤芫€軸向正應(yīng)力syy全為拉應(yīng)力;垂直方位的燃?xì)夤芫€軸向正應(yīng)力既有壓應(yīng)力也有拉應(yīng)力,最大壓應(yīng)力為21.7mpa.為減少對(duì)燃?xì)夤芫€的變形和受力影響,提出了圍護(hù)樁、冠梁和管線遷改等保護(hù)措施.

九龍山站是北京地鐵7號(hào)線與14號(hào)線換乘車站,兩站同步設(shè)計(jì)、同期施工,車站東北側(cè)出入口與商業(yè)結(jié)合,由于商業(yè)方案尚不穩(wěn)定,不能與地鐵同期實(shí)施,為滿足地鐵開通需要,與地鐵相關(guān)的部分的出入口先期開工。出入口基坑施工時(shí),地鐵車站已經(jīng)施工完成,商業(yè)部分的基坑型式復(fù)雜且分期施工,商業(yè)部分先期施工的基坑鄰近車站一側(cè)采用樁+錨方案,鄰近后期施工一側(cè)采用了復(fù)合土釘方案,采用gts軟件對(duì)基坑施工進(jìn)行模擬,分析基坑開挖自身的受力情況,以及對(duì)地鐵車站的影響。根據(jù)分析結(jié)果針對(duì)性地采取措施,將變形控制在允許范圍內(nèi),對(duì)同類工程具有一定的借鑒意義。

隨著城市發(fā)展對(duì)施工要求越來越嚴(yán)格,深基坑的施工設(shè)計(jì)理念已由傳統(tǒng)的強(qiáng)度控制轉(zhuǎn)向變形控制。以天津地鐵車站的深基坑施工為工程背景,根據(jù)簡(jiǎn)化分析方法對(duì)建筑物的沉降進(jìn)行預(yù)估分析；然后結(jié)合實(shí)際施工監(jiān)測(cè)建筑物沉降對(duì)比分析對(duì)建筑物的影響。結(jié)果表明:預(yù)估簡(jiǎn)化分析方法與實(shí)際監(jiān)測(cè)出的數(shù)據(jù)雖然略有出入,但是它提供了一種比較簡(jiǎn)單可靠的方法,對(duì)周邊有建筑物的基坑開挖有一定的參考價(jià)值。

鄰近地鐵深基坑開挖會(huì)引起地鐵結(jié)構(gòu)變形,影響地鐵運(yùn)營(yíng)安全,因此在設(shè)計(jì)階段應(yīng)對(duì)基坑圍護(hù)方案進(jìn)行有效地分析。文章以某緊鄰地鐵車站基坑工程為研究對(duì)象,利用plaxis有限元軟件對(duì)深基坑的開挖過程進(jìn)行模擬,分析了基坑開挖對(duì)地鐵車站結(jié)構(gòu)變形及基坑周圍地表沉降的影響,提出針對(duì)措施及建議。

運(yùn)營(yíng)期間的地鐵區(qū)間隧道允許變形較小,當(dāng)周邊基坑開挖后土體卸載,應(yīng)力重新分布,使得區(qū)間結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形甚至不均勻變形,進(jìn)而影響區(qū)間的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性。通過數(shù)值模擬,分析了基坑開挖過程中基坑的整體變形和相鄰地鐵區(qū)間的變形并對(duì)臨近運(yùn)營(yíng)地鐵的基坑工程的施工方案、設(shè)計(jì)及地鐵運(yùn)營(yíng)管理提出了指導(dǎo)性意見。