基坑開挖對(duì)下方地鐵隧道結(jié)構(gòu)影響分析

研究目的：與既有地鐵隧道上下重疊建設(shè)的基坑工程日益增多,基坑開挖卸荷對(duì)下方既有地鐵隧道的影響是該類工程中不可忽視的問題。本文結(jié)合工程實(shí)例,采用有限元軟件進(jìn)行數(shù)值模擬,分析基坑開挖深度、土層特性等方面對(duì)下臥隧道的影響,并總結(jié)基坑開挖卸荷對(duì)下方隧道在結(jié)構(gòu)變形、內(nèi)力等方面的發(fā)展態(tài)勢和變化規(guī)律。

通過建立三維有限元數(shù)值模型,分析了雙基坑開挖不同施工階段對(duì)已有隧道變形的影響.結(jié)果表明:雙基坑與鄰近隧道平行布置時(shí),隧道會(huì)發(fā)生較大變形,其水平最大位移比垂直布置時(shí)的大10％,且后開挖基坑造成的隧道位移較先開挖基坑變形大7％左右;雙基坑與隧道垂直布置時(shí),遠(yuǎn)隧道基坑開挖對(duì)隧道影響極小,隧道變形主要由近隧道基坑開挖決定.針對(duì)上述水平布置和垂直布置工況均發(fā)現(xiàn),隧道一側(cè)雙基坑開挖施工對(duì)隧道的水平位移影響較大,豎向位移約為水平位移的1/10.隧道本身在豎直方向變形為上下向中心擠壓,隧道在水平方向上有指向基坑的側(cè)移,同時(shí)隧道本身的變形為中心向兩側(cè)拉伸,且在開挖基坑中心位置對(duì)應(yīng)處隧道的位移與變形最為明顯.

越來越多的基坑開挖鄰近既有地鐵線路,這就對(duì)基坑支護(hù)及既有地鐵線路的保護(hù)提出了極高的要求?；谔旖蚰赤徑扔械罔F線路的基坑工程實(shí)例,對(duì)實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,得到:使用對(duì)撐可以減小圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形且對(duì)撐的線剛度對(duì)其約束變形的能力影響很大；隨著基坑開挖的進(jìn)行,基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移逐漸變大,變形模式也由懸臂形逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)凸形；基坑開挖會(huì)對(duì)鄰近既有地鐵線路產(chǎn)生影響,由基坑開挖引起的隧道結(jié)構(gòu)隆起變化規(guī)律受地下連續(xù)墻變形模式影響較大。

隨著城市建設(shè)的發(fā)展,城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)逐漸完善,地鐵隧道在其正常運(yùn)營階段不可避免地要受到各種新建工程活動(dòng)的影響,其中包括基坑工程。文中以上海地鐵二號(hào)線南側(cè)越洋廣場項(xiàng)目基坑工程為背景,采用三維快速拉格朗日法,對(duì)基坑開挖過程進(jìn)行數(shù)值模擬,結(jié)果表明,在基坑開挖過程中,基坑周圍土體變形以豎向位移為主,地鐵隧道的變形以水平位移為主。同時(shí),對(duì)基坑底部土體進(jìn)行預(yù)加固措施,可明顯減小基坑開挖對(duì)地鐵隧道的影響。

針對(duì)基坑開挖對(duì)既有地鐵隧道影響的研究，通過國內(nèi)外文獻(xiàn)調(diào)研，提煉總結(jié)了四種分析方法：（1）理論分析法，概念簡單，需要類似工程佐證，誤差較大，可重復(fù)性小；（2）模型試驗(yàn)法，是深入研究基坑開挖對(duì)既有地鐵隧道影響機(jī)理的必要手段，但試驗(yàn)費(fèi)用高，較難大規(guī)模采用；（3）實(shí)測分析法，也可以說是經(jīng)驗(yàn)總結(jié)分析法，對(duì)于相似工程能在一定程度上滿足工程要求，但不具有推廣應(yīng)用價(jià)值；（4）數(shù)值分析法，能夠模擬基坑開挖的三維動(dòng)態(tài)發(fā)展過程、不同施工工況、土性參數(shù)變化情況，且較為經(jīng)濟(jì),但其需要輔以實(shí)際監(jiān)測資料指導(dǎo)。

根據(jù)上海軟土地區(qū)的20個(gè)案例,分析總結(jié)了隧道變形的一般規(guī)律。重點(diǎn)分析了影響隧道隆起和沉降的影響因素,并得出各影響因素與隧道豎向位移的關(guān)系；在此基礎(chǔ)上對(duì)隧道隆起和沉降最大值進(jìn)行了預(yù)測。預(yù)測結(jié)果顯示隧道隆起和沉降與基坑開挖深度、隧道頂覆土厚度、基坑開挖面積等參數(shù)密切相關(guān),實(shí)測值基本符合線性函數(shù)。

本文以上海某深大基坑開挖工程為例,詳盡闡述了其控制地鐵隧道變形的相關(guān)技術(shù)措施和地鐵監(jiān)護(hù)管理經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)結(jié)合隧道變形監(jiān)測數(shù)據(jù),就基坑開挖對(duì)臨近地鐵隧道的影響進(jìn)行了分析。通過采用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、隧道內(nèi)沉降位移自動(dòng)化監(jiān)測等手段,以及采取嚴(yán)格的地鐵隧道變形保護(hù)措施,對(duì)基坑開挖施工全過程進(jìn)行了有效的監(jiān)控。在基坑開挖期間,隧道結(jié)構(gòu)的沉降變形控制在安全范圍,確保了地鐵結(jié)構(gòu)及運(yùn)營安全。相關(guān)研究成果可供地鐵監(jiān)護(hù)借鑒、參考。

隨著城市地鐵周邊建設(shè)工程項(xiàng)目越來越多,研究鄰近地鐵的基坑施工對(duì)地鐵隧道影響具有重要意義?；谔K州地鐵1號(hào)線某基坑工程,采用flac3d程序,分析研究在既有地鐵隧道周邊,基坑采用不同的隔水帷幕深度情況下,地下水滲流作用對(duì)地鐵隧道的影響。數(shù)值模擬中考慮在2種不同的隔水帷幕深度時(shí),基坑降水后隧道的位移場以及隧道管片應(yīng)力。研究結(jié)果表明:1)增長隔水帷幕深度有利于控制隧道周圍孔隙水壓力降低,有利于減小隧道結(jié)構(gòu)變形。2)隨著隔水帷幕深度增加,減小了基坑降水引起隧道結(jié)構(gòu)應(yīng)力的降低。

深基坑開挖降水引起周圍土體沉降變形問題是基坑工程的重要研究內(nèi)容?；诒葕W固結(jié)理論,以鄰近長沙地鐵5號(hào)線區(qū)間隧道的某在建基坑為工程實(shí)例,采用修正摩爾庫倫本構(gòu)關(guān)系,利用有限元分析軟件midasgtsnx建立三維數(shù)值分析模型,進(jìn)行基坑降水速度對(duì)鄰近地鐵區(qū)間隧道影響的敏感性分析、不同工況的施工階段分析、應(yīng)力滲流單向耦合分析、完全應(yīng)力滲流耦合分析與實(shí)際監(jiān)測結(jié)果的對(duì)比分析。研究結(jié)果表明:基坑降水速度增加引起基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力非線性增長；完全應(yīng)力滲流耦合作用下基坑開挖引起周邊地層的位移比應(yīng)力滲流單向耦合分析結(jié)果更符合實(shí)際監(jiān)測結(jié)果,該地鐵隧道最大變形控制結(jié)果滿足相關(guān)規(guī)范要求,分析結(jié)果可為類似工程提供參考。

鄰近地鐵深基坑施工必將影響隧道結(jié)構(gòu)安全；文中結(jié)合地鐵保護(hù)區(qū)域內(nèi)深基坑開挖及相關(guān)隧道變形數(shù)據(jù)；進(jìn)行實(shí)例分析；以期為類似地鐵監(jiān)測項(xiàng)目提供借鑒和參考.

隨著我國城市建設(shè)的不斷完善,城市隧道的建設(shè)對(duì)于我國城市基礎(chǔ)設(shè)施的完善起了重要的作用,基坑開挖關(guān)系到城市地鐵建設(shè)的穩(wěn)定性和安全性,加上城市中的隧道建設(shè)越來越多,城市地下的基坑開挖會(huì)影響到周圍地質(zhì)土壤的穩(wěn)定程度,并且導(dǎo)致坑周圍的底層發(fā)生移位的現(xiàn)象.由此可知,基坑開挖影響到鄰近地鐵的結(jié)構(gòu)和安全性,需要對(duì)影響的因素進(jìn)行分析,并針對(duì)這些安全隱患提出相應(yīng)的解決對(duì)策.

以某商業(yè)基坑為研究對(duì)象,通過midas/gts軟件建立三維有限元模型,分析了基坑開挖對(duì)既有地鐵結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明,地鐵結(jié)構(gòu)的最大水平位移和最大豎向位移都控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi),基坑開挖對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)的影響較小;同時(shí),針對(duì)基坑開挖過程中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)提出了相應(yīng)的處理措施,對(duì)同類基坑的設(shè)計(jì)與施工有一定的指導(dǎo)意義。

基坑開挖對(duì)基坑下方及基坑側(cè)方變形影響分析——本資料為基坑開挖對(duì)基坑下方及基坑側(cè)方變形影響分析，共55頁。資料概況：模擬后獲得的經(jīng)驗(yàn)：分基坑開挖提高了圍護(hù)結(jié)構(gòu)整體剛度，大幅減小了盾構(gòu)變形。盡管大基坑距離盾構(gòu)在2d以外，仍不可忽視其對(duì)盾構(gòu)變形的影響，...

天津黃河醫(yī)院三期項(xiàng)目,深度超過5m,緊鄰天津市地鐵二號(hào)線.基于該基坑的施工過程,使用有限元軟件midas/gts進(jìn)行數(shù)值模擬,評(píng)估該項(xiàng)目基坑工程對(duì)地鐵二號(hào)線區(qū)間結(jié)構(gòu)安全性的影響.結(jié)果表明,基坑周圍土體和地鐵隧道管片的位移隨著土體開挖過程而增大,而受樓面載荷的影響較小.此外,地鐵隧道管片的豎向位移主要受基坑降水影響,其軸力和彎矩在施工過程中保持穩(wěn)定,裂縫驗(yàn)算結(jié)果在允許范圍內(nèi).研究成果可以為該項(xiàng)目工程影響評(píng)估提供有效的參考依據(jù).

深基坑工程涉及的土質(zhì)條件及地下水條件復(fù)雜多變,基坑尺寸及支護(hù)形式繁多,眾多不利因素綜合作用導(dǎo)致了深基坑工程在開挖過程中產(chǎn)生的變形值難以預(yù)測。利用有限元分析軟件對(duì)遼寧地區(qū)某深基坑工程實(shí)例進(jìn)行數(shù)值模擬,圍繞工程實(shí)例放坡結(jié)合樁錨支護(hù)擋墻在地鐵隧道影響下的結(jié)構(gòu)水平位移,支護(hù)擋墻外側(cè)不同距離處的土體深層水平位移以及地鐵隧道在開挖過程中的結(jié)構(gòu)位移等變化規(guī)律展開研究工作。

本文對(duì)某市深基坑施工期間鄰近的地鐵2號(hào)線區(qū)間隧道及地鐵車站進(jìn)行變形監(jiān)測,著重介紹了地鐵隧道的監(jiān)測保護(hù)方案以及監(jiān)測技術(shù)方法,以期為類似工程的監(jiān)測提供參考。

近距離基坑開挖對(duì)下方既有隧道的影響研究——隨著城市交通網(wǎng)絡(luò)的日漸完善，地下隧道交叉建設(shè)的情況越來越多。在保證既有隧道結(jié)構(gòu)安全的前提下，建設(shè)新的隧道已成為關(guān)注的重要問題之一。文章分析了基坑卸載坑底土體的回彈變形規(guī)律，以及隧道襯砌結(jié)構(gòu)在近距離卸載...

為保護(hù)地鐵既有結(jié)構(gòu)的安全,避免或降低外部作業(yè)對(duì)其造成不利影響,建立基坑開挖的三維和二維動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行分析,并考慮主體建筑施工工后沉降分析和滲流分析,探討地鐵既有結(jié)構(gòu)安全評(píng)估方法,采用經(jīng)驗(yàn)分析法、解析法、地層變形法等方法進(jìn)行預(yù)測分析,進(jìn)行多方面的驗(yàn)證與比較,并指導(dǎo)實(shí)施方案。

本文以北京地鐵鄰近的基坑工程為基礎(chǔ)，通過數(shù)值計(jì)算和第三方監(jiān)測數(shù)據(jù)，研宄基坑的開挖對(duì)鄰近既有地鐵結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明鄰近地鐵新建基坑的開挖會(huì)對(duì)既有地鐵結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，靠近基坑的部位受影響最大，利用數(shù)值計(jì)算方法可得出不同施工階段既有結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律。但現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)小于數(shù)值模擬數(shù)值，且其豎向變形和橫向變形規(guī)律與數(shù)值模擬結(jié)果不盡相同，這與新建基坑現(xiàn)場水文地質(zhì)條件和施工情況的復(fù)雜性以及結(jié)構(gòu)本身的特性有關(guān)。

為研究深基坑開挖對(duì)鄰近建筑物的影響特征并評(píng)價(jià)其安全性,以廈門市某車站深基坑工程為例,通過構(gòu)建三維有限元模型,考慮土體小應(yīng)變剛度行為以及基坑-地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)共同作用,計(jì)算基坑開挖引起鄰近建筑物的變形值,并將柱底支座變位作為上部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)迫位移施加到上部結(jié)構(gòu)上,然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析和構(gòu)件配筋驗(yàn)算,評(píng)價(jià)鄰近建筑物的安全。研究表明:鄰近建筑物越靠近基坑部分受基坑開挖影響越大,基坑開挖后,鄰近建筑物結(jié)構(gòu)變形主要表現(xiàn)為沉降和指向基坑的水平位移,結(jié)構(gòu)最大水平位移為6.6mm,自頂部向下逐漸減小,即結(jié)構(gòu)發(fā)生微量傾斜；鄰近建筑物地下室以沉降變形為主,主要受影響區(qū)域約為基坑圍護(hù)墻后3倍的基坑開挖深度范圍,沉降急劇變化區(qū)域約為1.5倍基坑開挖深度范圍,地下室最大沉降為15.9mm；受到鄰近基坑開挖影響,上部結(jié)構(gòu)雖然因支座變位產(chǎn)生內(nèi)力重分布,但經(jīng)檢算認(rèn)為整個(gè)結(jié)構(gòu)仍然安全可靠。

基坑開挖對(duì)鄰近地鐵變形的影響分析

以武漢市軌道交通三號(hào)線二七基站為背景,運(yùn)用plaxis有限元程序模擬了基坑開挖過程,分析了基坑開挖對(duì)周邊建筑物的影響。