复杂地铁车站施工对邻近建筑物变形影响数值分析的位移叠加法_徐帮树
深基坑施工对邻近运营地铁车站影响的数值分析
④ 浇筑下一层结构并拆除第三 、 、 五 六道支撑
过精心设计的基坑开挖方法和周密 的支撑安装方案 ， 解决 了
逆作 中的开挖支撑的难题 ， 确保 了基坑 的安全。本工程也为 类似 工程的施工提供 了一定 的借鉴和参考 。
参 考 文 献 （ ） 略
工 过 程 ， 析 了施 工过 程 中 紧邻 地 铁 车 站基 坑 的 变 形 特 性 以 分
路换乘 段长 度约 ２ 车站标 准段 净宽 ２ ． ， ７ ｍ， ０７ ｍ 端头井 净 ８
宽 ２ ．８ ｍ 顶板 覆 土 厚 约 ２５ ｍ ５１ ， ． 。 溧 阳 路 车 站 主 体 围护 为 地 下 连 续 墙 ， 墙 厚 度 ８０ ｍ ， 地 ０ ｍ
分析 了基坑 自身的 变形特性和其对邻近运 营地铁 车站的影响 。根据计 算结果进一 步提 出了对运 营车站 的保护措施 ，并通过数 值 分析 ，验证 了保护措施的有效性。
【 关键词 】有限元分析 深基坑 紧邻地铁车站 保护措施 【 中图分 类号 】Ｕ ５ Ｔ ７３ ／ 文献标识 码 Ｂ
厚度 ６ ０ｍ ， ０ ｍ 基坑 开 挖 深 度 约 １． ｍ 端 头 井 段 共 设 六道 支 ８０ 。 撑 ， 第 一 道 支 撑 采 用 混 凝 土 撑 、 第 ２～３道 支 撑 采 用
【 收稿 日期 】 ０ ０ ０ — ３ ２ １— ３ ２
② 开 挖 至 下 二 层 板 ， 将 第 二道 支 撑 移 撑 至 第 三 道 、 先 再 安 装 第 四道 、 五道 支 撑 浇筑 下 二 层板 ： 第
Ａ ｅ ｔ ｄ ｂ ｊｃ ｎ ｅ ｐＦ ｕ ｄ ｔｏ ｉ Ｃ ｎ ｔｕ ｔｏ ｆ ｃｅ ｙＡｄａ ｅ ｔＤ ｅ ｏ ｎ ａ ｉｎＰｔ ｏ ｓｒ ｃｉｎ
地铁盾构施工对邻近建筑物的影响预测与控制方法探讨
地铁盾构施工对邻近建筑物的影响预测与控制方法探讨摘要：随着我国社会主义经济的蓬勃发展，城市化的脚步也不断加快，越来越多的农村、城镇居民涌向城市，造成城市交通拥挤的现象。
地铁的产生不但缓解城市道路拥挤的压力，同时还为人们的出行提供了更加舒适、便利的方式。
地铁盾构是地铁修建的普遍方法，地铁的修建必然会经过闹市区以及建筑区，即使采取了保护较为全面的盾构方法，仍然会对邻近建筑造成不同程度的影响，如果处理不当，甚至会造成地面下沉，建筑物倾斜、倒塌的严重后果。
本文通过描述地铁盾构施工对邻近建筑物的影响预测，提出了相应的控制方法，希望能够为我国的地铁交通行业提供可行的建议。
关键词：地铁盾构；临近建筑物；影响；控制为了解决城市交通拥堵问题，我国的地铁发展进程加快。
因为地铁要从城市的中心地带经过，其建筑物的分布较为密集，又由于地下的管线等较为复杂，所以给地铁施工带来了很大的难度。
在地铁盾构施工过程中，要对整个工程进行全面周详的考虑，既要保证地铁隧道自身的安全，又要将其对地面建筑物的影响降低到最小。
地铁盾构是目前较为成熟的施工技术，它的适应性比较强，并且影响力相对较小，但也会对地面造成不可避免的影响，因此在进行地铁盾构施工中，要运用一定的技术手段来防止对邻近建筑造成严重的损坏。
1.地铁盾构施工简介地铁盾构施工实际上就是利用盾构机进行挖掘工作，进而形成地铁隧道。
其中盾主要是由起到稳定作用的压力舱、钢壳、刀盘等部分组成，构则由管片、注浆体等部分组成。
在进行挖掘工作时，要注意防止挖掘面坍塌，而地铁盾构施工能够更好的保持地面平衡和稳定性。
较其他的施工技术而言，地铁盾构施工的有利之处主要表现为：施工进行时，产生的噪声和振动较小，对地面的环境造成影响较小；当地铁隧道较长，并且所处的土地较软且含水时，采取盾构施工更加经济，且技术更加科学先进；盾构施工对地面的交通不产生影响，在河道中工作时不影响航运；在天气和季节发生变化时，盾构施工依然能够顺利进行。
地铁车站基坑施工对邻近建构筑物的影响及保护措施
［ １ ］北京市规 划委 员会 ． Ｇ Ｂ ５ ０ １ ５ ７ －２ ０ １ ３ 地铁 设计规范 ［ Ｓ］．
北 京 ：中 国 建 筑 工 业 出版 社 ，２ ０ １ ４ ．
地铁车站 的建设 和施工是推动城市发展 的重要举措 ，地铁 的强大优势也会使 城市朝着现代化和高速化 的方 向发展 。为了 减少地铁车站施 工对邻 近建构筑物 的影响 ，应在施工过程 中采 取相关 的保护措施 。 ３ ． １ 改善基坑漏水 的问题 在地铁 车站基 坑开挖的过程 中 ，漏水是 导致邻近 建构 筑物
１ 地 面 的 变 形 机理 分 析 引起 地铁 车站基坑变形 的因素有很多 ，主要包 括地 下水 位 的降低 和土体 自然状态 的破 坏。地 面的变形机理 主要包括 ２方
钻孔桩外 侧增 设高压旋 喷桩 ， 或向袖 阀管注水泥水玻璃双液浆 ，
以解决接缝处漏水 的问题。 ３ ． ２ 保证施工工序合理化 在地铁车站基坑开挖 的过程 中 ，为了减 小基 坑变形和建筑 物的不均匀沉降 ，合理 的施工工序是 十分必要 的 。在斜支撑架 设之前 ，要做好对撑 的架设工作 ，以解 决钢围檩 的滑移 问题 。 要调整 尚未安装 的钢支撑 ，使对撑 与斜 撑形 成闭合三角形 ，从 而保证基坑的稳定性。 ３ ． ３ 基坑周 围采取卸载 降压措施 为 了减少土层 因承载应力超过设计 要求 而发生变形和沉降 的可能 ，可 以在基坑 周围采取 必要 的卸载降压措施 。严禁在基 坑周边堆载 ，拆 除不必要 的构 筑物等 ，以保证邻近建构筑物 的 稳 固。 ３ ． ４ 完善排 水沟 、集水井 的布 局 在基坑开挖 的过程 中 ，应 做好 地面硬化工作 ，在基坑顶部 设置排水 沟 ，防止地 表水流入基坑 。另外 ，在基坑 内部设 置排 水沟和集水井 ，防止基坑 内部产生积水 ，如果有积水 ，应 及时 抽 干 ，减少积水对基底地层 的浸泡 。 此外 ，还要 加强对基 坑围护结构的监测 、巡视 ，及 时发现 施工 中存在 的质量 问题 ，以便采取相应 的处理措施 。 ４ 结束语 地 铁为市民的出行带来便捷 ，随着城市 的发展 ，地铁 将成 为城市交通的大动脉 ，极大地改变人们 的出行 方式。地铁 的兴 建离不开基坑工程 ，在基坑开挖前 ，要做好 风险评估 ，针对不 同的建构筑物采取不 同的处理措施 ，并加强 监测 ，以减少对邻 近建构筑物的影 响。
地铁隧道施工对邻近建筑物影响的研究
地铁隧道施工对邻近建筑物影响的研究发布时间：2021-04-29T15:59:53.887Z 来源：《科学与技术》2021年29卷3期作者：汪渝[导读] 随着我国当前城市化进程的不断加快，地铁隧道的建设数量和范汪渝中铁四局五公司盾构分公司，辽宁沈阳 110002摘要：随着我国当前城市化进程的不断加快，地铁隧道的建设数量和范围在不断的扩大以及延伸，在实际地铁隧道施工中，需要多方位地考虑对邻近建筑物所产生的影响，在此基础上优化实际施工方案以及施工模式，从而提升地铁隧道施工的效果以及水平。
另外还需要做好安全评估，防止对邻近建筑物造成一定的安全事故，从而使地铁隧道施工效果和水平能够得到全面提高。
关键词：地铁隧道施工；邻近建筑物；影响分析在地铁隧道施工时，由于对周边土体扰动较大，施工范围较广，所以为了防止出现较为严重的安全事故，需要加强对地铁隧道施工的有效研究以及分析，制定科学而完善的管理方案及施工方法，并且还要在施工时优化各个施工方案，采取必要性的保护措施，从而使得地铁隧道施工能够更加有序的进行，推动我国城市经济的稳定性发展。
一、地铁隧道施工的概述在进行地铁隧道施工时，需要了解其中的影响因素以及主要特点，从而为后续施工有序进行奠定坚实的基础。
在地铁施工进行时，往往会涉及到洞身的开挖以及爆破等等，还包含了有关盾构施工技术，在隧道施工时，首先要利用盾构机进行施工对表面进行有效的挖掘，在此过程中要采取相对应的防护措施，防止在后续施工时存在塌陷问题的发生[1]。
在地铁开挖施工过程中，很容易会对周边建筑物造成或多或少的影响，因此在实际工作中需要加强对施工工艺的合理性控制，在实际施工时要根据地质条件以及覆盖层的厚度等多方面的因素，提出优化性的决策措施，通过经济和技术的多方位比较来提升地铁工程的施工效果和水平。
另外还需要加强对地铁隧道施工对邻近建筑物的影响分析，从而防止对周边建筑物造成一定的破坏，保证地铁工程施工的有序进行。
地铁隧道与邻近建筑物施工相互影响的数值分析
地铁隧道与邻近建筑物施工相互影响的数值分析龙彪【期刊名称】《《城市轨道交通研究》》【年(卷),期】2019(022)008【总页数】4页(P86-88,93)【关键词】地铁隧道; 建筑物; 施工; 数值分析【作者】龙彪【作者单位】南昌市政公用城轨咨询管理有限公司 330038 南昌【正文语种】中文【中图分类】TU4331 工程概况南昌县某办公楼改扩建工程位于南昌县莲塘大道和银良北路交口西南侧，为地面7层、地下1层的框架结构，采用桩基础；该建筑物对差异沉降敏感，相邻桩基的允许沉降差为建筑物长度的2‰，整体倾斜允许值为3 mm。
场区地面整平标高约为24.50 m。
南昌地铁3号线延伸线区间隧道采用盾构法施工[1]，其外径为6 m、内径为5.4 m；隧道外侧距离南昌县该办公楼桩基础约2 m。
两者位置关系如图1所示。
图1 南昌地铁3号线延伸线与某办公楼改扩建工程横剖面示意图根据两项目实施顺序，待南昌县该办公楼改扩建工程完成后，地铁3号线结合后续建设规划，再进行延伸线施工。
因此，南昌县该办公楼设计方案，必须考虑今后地铁3号线盾构隧道施工对其产生的影响。
2 工程及水文地质2.1 工程地质场地地层属第四系全新统人工堆积层(Q4ml)和冲积层(Q4al)，下伏基岩为第三系新余群(Exn)地层。
按地层时代、地质成因类型及工程地质性质分为8个工程地质层，各地层岩土主要参数详见表1。
2.2 水文地质场地内地下水主要为第四系人工填土中的上层滞水及第四系砂土层中孔隙潜水。
表1 岩土层主要参数层序和地层岩性状态重度/(kN/m3)抗剪强度(直剪)黏聚力/kPa内摩擦角/(°)压缩模量/MPa渗透系数/(m/d)承载力特征值/kPa②粉细砂稍密19.53.020.010.006.0140③中砂中密19.52.025.015.0020.0180⑤粗砂中密19.80.030.020.0022.0240⑥砾砂中密20.00.040.030.0045.0300⑦泥质粉砂岩强风化400⑧泥质粉砂岩中风化1 100上层滞水：主要赋存于浅部人工填土层中，水量较贫乏，主要受大气降水补给，蒸发为主要排泄方式。
地铁施工对邻近建筑物的影响及数值分析
第３ ４卷 第 ９期
・
３８ ・ ０
２００８年 ３月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥ ＵＲＥ
Ｖ。． ４ Ｎｏ． ｉ３ ９ Ｍ ａ ２ ０８ ｒ ０
文章 编 号 ：０ ９６２ （０ ８ ０ —３ ８０ １ ０ —８ ５ ２ ０ ）９０ ０ —２
地 铁 施 工 对 邻 近 建 筑 物 的影 响及 数值 分 析
兰 福 东
摘 要 ： 过 北 京 地 铁 十 号 线 劲 松 站 一 终 点 折返 线 区 间隧 道 施 工 对 周 边 既 有建 筑 物 影 响 的数 值 分 析 ， 讨 了隔 离桩 及 隧 通 探 道 超 前 注 浆措 施对 既 有 建 筑 物 保 护 的作 用 ， 类 似 工 程 提 供 了参 考 依 据 。 为
基 础水 平 间 距 为 ４ ３ｍ。 ．
三三三
施 工步序
左线隧道上台阶开挖支护 左线隧道下台阶开挖支护 右线断面隧道左侧洞上部开挖支护 右线断面隧道左侧洞下部开挖支护 右线断面隧道右侧洞上部开挖支护
Ｅ三
靠 近隧道一侧 的建筑物基 既有建筑物的 础点 累计最 大沉 降量／ ｍ ｍ 差异沉 降量／ ｍ ｍ
关键词 ： 离桩 ， 隔 既有建 筑物 ， 侧壁注 浆， 数值分析 ， 铁 地
中图 分 类 号 ： ２ １３ Ｕ ３ ． 文献标识码 ： Ａ
１ 工程概 况
地铁 ｌ ０号线一期工程 （ 含奥运 支线 ） 线路起于 北京海淀 区蓝 靛厂 ， 四环路 、 沿 巴沟路 、 海淀南 路 、 知春路 、 北土城路 向东 ， 斜穿
图 ２ 施 工 完 成 后 地 表 下 沉 曲 线 图
表 １ 各 阶 段 沉 降 量 表
某地铁车站基坑变形对临近建筑物的影响分析
某地铁车站基坑变形对临近建筑物的影响分析作者：孙东晓来源：《科技资讯》 2013年第34期孙东晓中铁上海局市政工程有限公司上海 200331摘要：某地铁车站基坑为地下连续墙加内支撑结构，临近某大厦。
本文通过对该车站基坑围护结构的建模计算，分析预测该车站基坑在施工阶段的变形及对临近某大厦的影响，为施工提供理论指导，以便采取恰当的技术措施，从而保证基坑及临近建筑物施工安全。
关键词：基坑；变形；沉降；建模计算；措施1 概述1.1工程概况某地铁车站为地下二层车站，与9号线L型换乘，共设置9个出入口及3组风亭。
车站总长520.60m，标准段宽21.70m，底板埋深约为19.46m，最大开挖深度约28m，顶板覆土厚度约为4.4m。
基坑围护结构为地下连续墙结构，开挖设置6道内支撑，距离基坑13m的某大厦为12层小高层建筑。
1.2地质及水文情况该车站基坑开挖范围地层从上到下依序为：①层填土、填土层之下局部分布（场地东部范围）的②-1b2-3层软～可塑粉质粘土、②-2b4层粉质粘土、淤泥质粉质粘土、②-3b3-4层粉质粘土夹粉土。
车站底板位于②-2b4层粉质粘土、淤泥质粉质粘土，地连墙墙趾主要位于②-3b3-4层粉质粘土夹粉土。
地质情况见图1示意。
该车站地下水以孔隙潜水为主。
潜水含水层为①层人工填土和②层淤泥质粉质粘土、粉质粘土以及淤泥质粉质粘土、粉质粘土与粉土、粉细砂的交互沉积层。
潜水稳定水位在地面以下1.3～2.4m，水位起伏和地形起伏基本一致。
承压水含水层包括②-5d2层粉细砂及③-4e含卵砾石粉质粘土，因土层渗透性差异大具微承压性。
承压水含水层层顶深度为50.5～59.2m，承压水水头在地面以下3.2～3.5m,根据降水设计方案要求，需降承压水。
2 围护结构建模分析Plaxis可分析岩土工程学中2D 和 3D的变形，稳定性，以及地下水渗流等。
这里采用Plaxis程序建立岩土计算模型，计算分析该车站围护结构变形及对周边建筑物的影响。
地铁车站深基坑施工对周边建筑物影响分析研究（上报）
地铁车站深基坑施工对周边建筑物影响分析研究（上报）地铁车站深基坑施工对周边建筑物影响分析研究1 引言改革开放三十年来，我国经济得到了快速的增长，城市建设和改造的步伐也越来越快，大量高层建筑以及如地铁等大型公共设施的出现使得基坑工程设计显得越来越重要。
由于很多基坑出现在建筑物密集区且常常在老城区，因此进行基坑设计时，既要考虑临近建筑物对基坑的影响，又要考虑基坑对临近建筑物的影响。
前者主要是保证在进行基坑设计时采取合理的措施，以保证基坑开挖和基础施工过程中的安全；后者要考虑因基坑过大变形导致临近建筑物发生过大的变形，从而影响建筑物的安全。
若不采取适当的措施加以控制，将引起临近建筑物的损害，造成严重的经济损失和不良的社会影响。
因此，采取有效的技术措施及合理地评价基坑开挖对临近建筑物的影响就显得尤为重要。
2、工程概况图1 北京路站总平面图广州地铁六号线全线26座车站有15座采用明挖法施工，北京路站为第11座车站，采用明挖法施工。
车站位于北京路、泰康路、万福路交汇口以东，大致呈东西走向布置。
周边建筑物林立、人流、车流量较大，交通繁忙，基坑距离建筑物最近距离仅1.4m。
车站南侧为一片低矮的骑楼，东南侧为一栋10层（地下一层）的万福楼，西北侧为在建的锦源国际公寓，西南侧为广东省航道局宿舍楼（八层）及新泰康装饰城，北侧为在建的名城商业广场(地上八层、地下一层)，与地铁工程同期施工。
车站设计里程范围：YCK11+458.3～YCK11+547.4，车站总长87.1m。
具体详见图1。
基坑南侧的骑楼按所在位置划分为三个区域，分别称为万福路侧骑楼、北京路侧骑楼、麦栏街骑楼，详见图2所示。
上述骑楼均为地铁施工需拆迁的骑楼，但由于拆迁工作推进困难，为了保证地铁工期要求，在骑楼还未拆除的情况下，需先进行主体结构施工。
万福楼图2 基坑与骑楼位置关系图（单位m）车站基坑与万福路侧的骑楼距离：基坑西南侧最小仅 1.4m，东侧最小仅2.3m，其他位置约3.0m。
《2024年地铁土压平衡盾构施工侧穿对邻近双建筑物影响规律的研究》范文
《地铁土压平衡盾构施工侧穿对邻近双建筑物影响规律的研究》篇一摘要：本文以地铁土压平衡盾构施工侧穿对邻近双建筑物的影响为研究对象，通过理论分析、数值模拟及现场实测等方法，深入探讨了盾构施工对双建筑物的影响规律。
研究结果表明，盾构施工对邻近双建筑物的影响主要体现在地表沉降、建筑结构变形及内部应力变化等方面。
本文的研究成果可为类似工程提供理论依据和参考。
一、引言随着城市轨道交通的快速发展，地铁盾构施工已成为城市地下工程建设的重要手段。
土压平衡盾构法因其施工效率高、对周围环境影响小等优点，被广泛应用于地铁隧道施工中。
然而，盾构施工侧穿邻近双建筑物时，由于地质条件、建筑物结构等因素的影响，往往会对双建筑物产生一定的影响。
因此，研究盾构施工侧穿对邻近双建筑物的影响规律，对于保障工程安全、减少施工扰动具有重要意义。
二、研究方法与内容1. 理论分析通过分析土压平衡盾构施工过程中的土体扰动、地层损失及地面沉降等理论，结合双建筑物的结构特点，预测盾构施工对双建筑物的影响。
2. 数值模拟利用有限元软件，建立盾构施工侧穿双建筑物的三维模型，模拟施工过程中的土体位移、建筑结构变形等情况，进一步揭示盾构施工对双建筑物的影响规律。
3. 现场实测在盾构施工侧穿双建筑物的现场进行实时监测，记录地表沉降、建筑结构变形等数据，与数值模拟结果进行对比分析，验证理论分析和数值模拟的准确性。
三、研究结果与分析1. 地表沉降规律盾构施工侧穿双建筑物时，地表沉降呈现一定的规律性。
在盾构机推进过程中，土体扰动导致地表出现沉降，且沉降量随距离的增加而逐渐减小。
双建筑物的存在会加剧地表的沉降程度，但建筑物的相互距离及结构刚度等因素会影响沉降的分布和大小。
2. 建筑结构变形规律盾构施工引起的土体位移导致邻近双建筑物产生一定的结构变形。
变形主要表现为建筑物的水平位移和垂直沉降。
建筑物的结构类型、基础形式及相互距离等因素均会影响其变形程度。
3. 内部应力变化规律盾构施工过程中，双建筑物内部产生应力重分布。
地铁车站施工对邻近建筑物的安全性影响评估
地铁车站施工对邻近建筑物的安全性影响评估
邱美丽;王伟;杨成永
【期刊名称】《山西建筑》
【年(卷),期】2013(000)010
【摘要】对地铁车站附属结构的明挖施工过程进行了数值模拟,预测了施工过程引起的邻近建筑物的竖向变形、横向变形及倾斜,确定了既有建筑物变形的控制指标,并给出了评估建议.
【总页数】3页(P57-59)
【作者】邱美丽;王伟;杨成永
【作者单位】北京交通大学土建学院,北京100044
【正文语种】中文
【中图分类】TU753
【相关文献】
1.复杂条件下地铁车站施工对邻近建筑物的影响分析 [J], 沈栋
2.地铁车站深基坑建设对邻近建筑物安全的影响评估 [J], 祝磊;彭建和;刘金龙
3.地铁车站深基坑施工对邻近建筑物的影响 [J], 张海超
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5.软土地区地铁车站深基坑施工全过程对邻近建筑物影响实测分析 [J], 郑翔;汤继新;成怡冲;龚迪快;蓝建中
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地铁施工对邻近建筑物的影响研究
地铁施工对邻近建筑物的影响研究摘要：随着城市交通的发展，越来越多的城市大力发展地下空间，其中地铁作用重要的交通运输，在其施工中，往往穿梭于城市交通密集区，其施工必定对周围的建筑物有一定的影响。
本文通过地铁施工对邻近建筑物的影响因素的分析，总结了建筑物在其影响下可能的损害模式，针对周围的建筑物情况采取相应的施工措施，减少对邻近建筑物的影响。
关键字：地铁施工；邻近；建筑物；影响21世纪初是地下空间工程发展的重要时期，21世纪是地下的世纪。
为解决城市交通、贸易、停车、通讯、供水、供电等工程占地的重大难题, 人们将大力发展利用地下空间。
近年来, 许多大中城市高速发展, 给城市交通带来很大的压力。
为了缓解城市的交通拥堵情况, 开发地下交通设施显得尤为重要。
这也就使得地铁在城市交通中占有很重要的地位, 并且得到迅速发展。
但在市区修筑地下工程往往都需要穿梭于地下管线复杂、地面建筑密集的城市中心地区, 地铁施工引起的地面沉陷对邻近的地面建筑物的安全有一定的影响。
因此，研究地铁施工对邻近建筑物的影响具有重大的意义。
这些影响包括以下几个方面：1)引起路面塌陷或地面设施破坏;2)由于地面变形造成周边建筑物沉降、倾斜至倒塌;3)地形沉降引起地下管线破裂。
因此，在地铁施工过程中根据具体的实际工程，采取相应有效的措施。
并且根据建筑物的沉降控制标准, 对地铁施工过程进行有效的管理,严格控制地表沉降,保证周边建筑物的安全和使用。
1地铁施工引起临近建筑物地表沉降因素地铁施工对邻近建筑物沉降变形有很大影响，其影响因素有地质条件、施工方法、覆土厚度、地层损失、施工管理等，主要原因是施工过程中的地层原始应力状态的改变、地层损失、土体的固结和次固结作用、衬砌结构的变形。
这些影响邻近建筑物变形的各个因素不是孤立的，而是相互影响的。
1、施工方法．地铁隧道施工方法对邻近建筑物的影响很大，因此不同的施工方法对地层的扰动方式不同，即使是同一种施工方法，对于建筑物沉降变形的影响因素也不同．盾构法包括土压平衡、敞开式、泥水平衡、气压平衡等。
地铁盾构施工对邻近建筑物的影响研究李迎春 刘墨池
地铁盾构施工对邻近建筑物的影响研究李迎春刘墨池摘要：随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，我国地铁行业发展十分迅速，对地铁施工过程中对周边造成的影响进行了详细分析，从现在普遍使用的盾构地铁建设的方式进行研究，希望可以对地铁建设工程实践提供一些参考和借鉴。
关键词：地铁盾构，建筑物，地面沉降引言随着城市地铁建设的不断兴起，盾构法因其施工速度快、安全性高以及对地层扰动小等特点而得到广泛使用。
城市房屋、人口密集，因此就盾构掘进的施工安全问题就极为重要了，如何通过监测手段控制周边环境安全状态是一个命题。
本文就石家庄地铁1号线盾构隧道侧穿临近建筑物施工手段与监测数据进行了对比分析，希望能够对今后的地铁盾构施工控制土层扰动，保证临近建筑物的安全有所帮助。
1盾构法施工原理盾构机在实际使用的过程中其中所涉及到的盾所形容的实际上就是开挖面上具有良好稳定效果的压力舱、支护围宕盾构钢壳、刀盘等几个部分而这其中所涉及到的构实际上形容的就是隧道建设过程中形成隧道所必须的管片、注浆体等,通过这一施工形式能够最大限度的减少土层失稳的可能性。
2地铁盾构施工对邻近建筑物的影响2.1地铁盾构施工对邻近建筑物产生影响的原因在影响原因方面，国内外学者都进行了充分研究。
其主要原因是地铁隧道挖掘工作会造成地层产生损失，地面原有的平衡结构遭到了破坏。
具体而言，有以下五点原因:1)在盾构施工开展的前期阶段，需要对地面内部的地下水进行抽取，在进行地下水抽取的过程中可能会对土壤结构的支撑力有所破坏，造成地面沉降，破坏周边的建筑物。
2)掌子面水平变化。
在地铁隧道挖掘的过程中，会用相关的支撑设备对支护面产生支撑力，当这种支撑力和原始土壤结构的侧向应力互相平衡时，在开挖面的土体结构会和盾构方向保持同向移动，此种同向移动将会引发地面沉降，最终导致对周边的建筑物稳定性产生相应影响。
3)在利用盾构法进行隧道施工的过程中，可能会由于人工操作误差、机器设备工作误差导致掌子面土壤层塌落对地面稳定程度造成影响，进而影响周边建筑物的稳定性程度。
地铁车站基坑施工对邻近建筑物的影响及对策
地铁车站基坑施工对邻近建筑物的影响及对策陈用伟【摘要】When the metro foundation pit is adjacent to old buildings, it is difficult to control the risks in design and construction. Design and construction process without reasonable considerations may lead to plenty of unforeseen risks and waste in investment. This paper focused on discussing the design and construction plan in conjunction with the Yannan Station of Shenzhen metro Line 2, and pointed out pertinent countermeasures.%地铁基坑邻近年代较为久远的建筑物时,设计、施工风险较难把握,如果设计方案及施工工序考虑不合理,将导致大量不可预见的风险及投资上的浪费.对深圳地铁2号线燕南站的设计、施工案例进行分析,并有针对性地提出应对措施.【期刊名称】《都市快轨交通》【年(卷),期】2013(026)002【总页数】4页(P81-83,137)【关键词】地铁车站;基坑;施工;沉降;降水【作者】陈用伟【作者单位】广州地铁设计研究院有限公司广州510010【正文语种】中文【中图分类】U231.3随着我国各大、中城市地铁建设的迅速发展，在地铁施工中经常遇到地铁车站距离既有的建筑物非常近的情况，这些地面交通更为拥挤的已建成区，建筑物老旧且密集，因此，在地铁车站深基坑施工中保证周边近距离建构筑安全和有效控制建筑物基础沉降、变形十分重要。
笔者结合深圳地铁2号线燕南站地质情况、周边环境、设计方案、施工过程控制及周边沉降监测结果等方面进行综合分析，提出应对措施，为类似工程项目提供设计、施工参考。
地铁车站基坑工程对周边建筑物影响的数值分析
地铁车站基坑工程对周边建筑物影响的数值分析摘要：以地铁为代表的城市轨道交通的发展在改善公共交通的同时也给城市的发展注入了新的活力；然而由于大多数地铁车站位于建筑林立的闹市区以及车流量较大的地面交通干线下，给车站基坑的设计和施工带来了巨大的风险，易导致周围地层的位移，产生较大的地表沉降。
本文以广州某地铁车站基坑的工程实例，通过有限元模拟车站基坑施工对周边建筑物沉降影响的过程，对基坑实施的安全风险进行了数值分析，为设计的合理性和安全性提供了理论支持，其结论可作为类似市区基坑工程的参考依据。
关键词：地铁车站基坑工程数值分析Abstract: Represented by metro, the development of urban rail transit improved the public transportation as while as input new energy into the development of cities. However, most metro stations are located in the congested downtown areas and the main roads with more vehicle flux, which take a lot of risks to the designing and construction of pit. The displacement of the surrounding strata and surface subsidence are caused by pit construction. In this paper, takes a subway station pit for engineering example, the process of building subsidence influenced by construction of the metro station pit are studied by the finite element method. And the risk of construction is also analyzed. It provides theoretical support of the safety and rationality for designing, and the conclusion could be used as the basis for similar foundation pits.Keywords: subway station; foundation pit; numerical analysis0 引言地铁车站作为城市轨道交通枢纽站点、地面客流的集散点,联系着地面与地下的客运功能,其通常需设置在城市客流较为集中的闹市区。
地铁盾构施工引起邻近建筑物变形实测与数值模拟分析
地铁盾构施工引起邻近建筑物变形实测与数值模拟分析姚爱军1,向瑞德1,2,侯世伟1(11北京工业大学岩土与地下工程研究所,北京 100124;21北京兴源房地产开发有限公司,北京 101550)摘 要:地铁隧道盾构施工将对周边建筑物产生影响,甚至造成灾害.北京地铁10#线某标段穿越附近一栋居民住宅楼地基邻域,为了确保施工过程中建筑物的安全,需要对该建筑物进行变形监测和数值分析与评价.为此,在详细研究该区工程地质条件和地铁设计参数的基础上,采用FLAC 3D 工程分析软件,结合现场监测研究了该区段盾构施工对邻近建筑物带来的影响与相应的变形特征.研究表明,数值模拟结果和监测数据比较接近,在本研究区域盾构施工对该类壁板式邻近建筑物影响较小,可以保证安全施工.关键词:地铁;盾构;数值分析;监测;变形分析中图分类号:TU 91文献标志码:A 文章编号:0254-0037(2009)07-0910-05收稿日期:2008201214.基金项目:国家自然科学基金项目(50678003);北京市优秀人才培养资助(D 类)项目(20061D0501500198).作者简介:姚爱军(1966—),男,河北易县人,教授. 在地下施工过程中,地层应力状态的改变将直接导致周边土体产生位移和变形,当这种位移和影响超出一定范围时,必然对隧道结构本身和上部周围环境造成严重破坏,影响到地表和邻近建筑物的安全使用[122].北京地铁10#线某标段穿越附近一栋居民住宅楼地基邻域,该隧道左线施工中,地层发生了一定的位移,对邻近建筑物地基基础产生了一定的影响.所以,右线地铁隧道施工过程中须进行严格的变形监测,尤其要加强对该建筑物的变形监测,了解变化态势,预测变化趋势.通过数值模拟与建筑物的变形实测数据的对比分析,探索了盾构施工对该类建筑物的影响规律及影响程度和范围,将变形控制在建筑物安全警界值内,保证施工期该建筑物的安全[326].1 岩土工程条件本区间地层自上而下为杂填土、粉土、粉质黏土、黏质粉土、粉细砂、中砂、圆砾、粉质黏土、粉细砂、粉质黏土.地面标高为38160～39182m.地质剖面如图1所示.地下水类型主要有上层滞水、潜水和承压水.图1 地质剖面图Fig.1 The section plan of geology condition第35卷第7期2009年7月北京工业大学学报JOURNAL OF BEI J IN G UN IV ERSIT Y OF TECHNOLO GY Vol.35No.7J ul.2009本区间地层第四纪沉积韵律较为明显,地层组成自上而下为杂填土、粉土、粉质黏土、黏质粉土、粉细砂、中砂、圆砾、粉质黏土、粉细砂、粉质黏土.地面标高为38160～39182m.地下水类型主要有上层滞水、潜水和承压水.隧道顶板埋深1610m ,隧道直径610m ,左右双线隧道,间距814m ,靠近建筑物一侧的右线隧道距离建筑物基础边线615m.隧道穿越地层为粉质黏土和黏质粉土.2 数值模拟分析211 计算模型 根据上述岩土工程条件,构造的计算模型如图2所示.计算模型上边界为地面,是自由边界;下边界至隧道底部以下20m 处,为双向约束边界;横向取两隧道轴线中心两侧各80m ,因邻近地铁一侧建筑物沿地铁方向长87161m ,则沿地铁隧道轴线方向共取160m ,模型侧边界为单向约束边界.模拟过程中各土层采用摩尔库仑本构模型,参数取值通过岩土工程勘查报告得到.隧道管片采用弹性本构模型[729].建筑物荷载采用等效荷载施加于建筑物基础上,计算过程中没有考虑地下水的作用.212 模拟步序首先对模型施加重力荷载,让模型在自重应力作用下稳定,考察自重应力作用下土体的变形行为;随后清除历史上自重作用造成的土体位移,应力场保留,施加建筑物荷载,让模型在建筑物荷载作用下平衡稳定,考察施加建筑物荷载后土体的变形行为;然后清除因建筑物荷载引起的土体位移变形,模拟左线开挖,设置盾构管片,及时进行注浆,得出左线开挖对建筑物的影响;最后模拟右线开挖,分析左线和右线全部贯通后建筑物的沉降变形情况.213 盾构施工模拟结果分析通过建筑物纵向中心的横向地表沉降槽曲线如图3所示,沉降曲线基本沿两隧道轴线中心对称,曲线整体较为光滑,建筑物所在区段曲线变化明显,近似直线且出现拐点,这说明已有建筑物对盾构施工产生一定影响;地表最大沉降值基本发生在两隧道轴线中心,右线轴线地表沉降值稍大于左线轴线地表沉降值;隧道开挖引起建筑地基不均匀变形,靠近隧道一侧建筑地基沉降值大,最大值为319848mm ,远离隧道一侧地基沉降较小,沉降值为111301mm ,在施工时应对基础的沉降进行实时监测,必要时采取适当的地层加固措施,同时调整隧道支护参数.图2 计算模型Fig.2 The calculationalmodel 图3 地表横向沉降曲线Fig.3 Horizontal settlement curve3 监测点布置及监测结果分析311 监测点布置 根据具体的施工环境和要求,基础沉降监测点布置如图4所示,在建筑物结构两边侧墙分别布设两条119 第7期姚爱军,等:地铁盾构施工引起邻近建筑物变形实测与数值模拟分析图4 沉降布置示意Fig.4 The distribution of settlement spot 测线,即Ⅰ-Ⅰ测线和Ⅱ-Ⅱ测线,每条测线布设了4个测点.建筑物整体的倾斜监测采用倾斜位移测量法测量,即按照建筑物主体的差异沉降推算主体的倾斜率.由于现场条件的制约,倾斜棱镜测点分别布置在变形缝两侧.每对测点分别布置在第2层和第5层楼房的窗户下方,共布置2对倾斜测点,测点号为N1、N2、N3、N4.312 监测结果分析31211 沉降分析该建筑物沉降历时曲线如图5所示,由于盾构是平行于建筑物纵向进行掘进施工,因而临近隧道一侧各测点的沉降差异不是很大.在盾构到达前,地表局部出现一定的隆起,邻近隧道一侧的测点CD22—CD25沉降量较远离隧道一侧的测点CD18—CD21沉降量要大.在监测过程中,建筑物沉降的累计最大值出现在测点CD24,最大沉降量为-3169mm ,该点位于建筑物邻近隧道一侧.综合各沉降测点的监测数据分析结果,在盾构侧穿建筑物前后,建筑物各测点沉降数据均较小.31212 基础倾斜分析根据图5对建筑物沉降测点推算基础倾斜率的变化,可以较好的了解建筑物基础在盾构侧穿过程中所受的影响,为建筑物下部基础的安全提供参考指标.图6为建筑物基础倾斜历时曲线,可以发现测点CD19—CD24的倾斜波动幅度较大,其余各对测点的变化较为有规律,最大基础倾斜-01033%在CD19—CD24,最大基础倾斜速率在CD20—CD23为-01001%/d.建筑物基础倾斜历时曲线基本上均呈现趋于稳定的趋势.图5 建筑物沉降历时曲线Fig.5 Time 2dependant curves of buildingsettlement图6 基础倾斜历时曲线Fig.6 Time 2dependant curves of foundation inclination 31213 建筑物整体倾斜对于建筑物整体倾斜的观测,能反映出建筑物上部结构的位移变化情况.图7为建筑物整体倾斜历时曲线,从图中可以看出,除在建筑物上部变形缝两侧个别时间段有较大幅度的波动外,总体看来建筑物在这两个方向上随时间的波动幅度不是很大,变化较为平稳.在盾构侧穿建筑物完成后的一段时间,建筑物在纵向和横向的倾斜都有一定的回落,横向和纵向的累计倾斜均趋于01010%,各方向上的倾斜基本上已经处于稳定.313 地基沉降实测与数值模拟结果对比主要针对建筑物沉降实际监测点进行对比分析,8个测点的实测值和数值模拟值对比如图8所示.从图中可以看出:实测和数值模拟都表明,靠近隧道一侧4个点的沉降值大于远离隧道一侧的4个点的沉降值;盾构隧道施工引起的建筑物沉降较小,8个监测点中最大实测值为3169mm ;所监测的8个点实测值与数值模拟结果基本吻合,只有少量的偏差,这说明数值模拟能较好的反映盾构隧道施工对邻近建筑物的219北 京 工 业 大 学 学 报2009年图7 建筑物倾斜历时曲线Fig.7 Time 2dependant curves of building inclination 图8 实测沉降值与数值模拟结果对比表Fig.8 Comparison of monitoring data and model results影响;数值模拟结果显示,在靠近隧道一侧或远离隧道一侧4个点的沉降值相差不大,而在同一条侧线上4个测点实测值相差较大,如CD18测点的沉降值是0199mm ,而CD19测点却只有0139mm ,说明建筑物产生了不均匀的沉降.这是由于实际施工时,对建筑物周边地基进行了注浆加固等措施,而数值模拟未考虑此影响.4 结论1)盾构施工对该类壁板式结构建筑物引起的沉降变形较小,最大值出现在测点CD24,最大沉降量为-3169mm ;最大基础倾斜-01033%,在CD19—CD24;建筑物横向和纵向整体倾斜均趋于01010%,在控制范围内,盾构施工对该建筑物损害较小,其施工方法和施工参数对以后类似工程具有借鉴作用和参考价值.2)数值模拟和实测数据表明,盾构侧穿该类建筑物引起的沉降、基础倾斜以及建筑物整体倾斜与测点和隧道的距离有关,测点与隧道距离越近,实测数据就越大,反之则越小.同一测线上4个点的沉降值具有一定的差别,说明此类建筑物在与隧道距离相同的情况下,其沉降值与纵向距离有关,盾构施工引起建筑物产生一定的不均匀沉降.参考文献:[1]姚爱军,向瑞德,衡朝阳.地铁开挖过程与临近建筑地基变形的动态响应[J ].地下空间与工程学报,2007,3(6):157421578.Y AO Ai 2jun ,XIAN G Rui 2de ,HEN G Chao 2yang.Dynamic fesponse of the foundation deformation of buildings nearby the subway excavation[J ].Chinese Journal of Underground S pace and Engineering ,2007,3(6):157421578.(in Chinese )[2]郭军,陶连金,边金.盾构施工地铁区间隧道的地表沉降[J ].北京工业大学学报,2005,31(6):5892592.GUO J un ,TAO Lian 2jin ,BIAN Jin.Ground surface settlement analysis during the subway tunnel excavation by shielding[J ].Journal of Beijing University of Technology ,2005,31(6):5892592.(in Chinese )[3]芮勇勤,岳中琦,唐春安,等.隧道开挖方式对建筑物桩基影响的数值模拟分析[J ].岩石力学与工程学报,2003,22(5):7352741.RU I Y ong 2qin ,YU E Zhong 2qi ,TAN G Chun 2an ,et al.Numerical simulation analysis on influence of tunnel excavation types on pile foundation of building[J ].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering ,2003,22(5):7352741.(in Chinese )[4]刘波,叶圣国,陶龙光,等.地铁盾构施工引起邻近基础沉降的FLAC 元数值模拟[J ].煤炭科学技术,2002,30(10):9211.L IU Bo ,YE Sheng 2guo ,TAO Long 2guang ,et al.Flac element numerical simulation of foundation settlement caused by adjacent metro shield construction[J ].Coal Science &Technology ,2002,30(10):9211.(in Chinese )[5]陶龙光,刘波,丁城刚,等.盾构过地铁站施工对地表沉降影响的数值模拟[J ].中国矿业大学学报,2003,32(3):2362240.319 第7期姚爱军,等:地铁盾构施工引起邻近建筑物变形实测与数值模拟分析419北 京 工 业 大 学 学 报2009年TAO Long2guang,L IU Bo,DIN G Cheng2gang,et al.Numerical simulation of ground settlement due to constructing metro2 station based onshield tunneling[J].Journal of China University of Mining&Technology,2003,32(3):2362240.(in Chinese)[6]陶连金,边金.两种浅埋暗挖法开挖地铁车站的比较[J].北京工业大学学报,2004,30(2):1802184.TAO Lian2jin,BIAN parative analysis of two different excavation methods of subway station[J].Journal of University of Technology,2004,30(2):2809184.(in Chinese)[7]白明洲,许兆义,时静,等.复杂地质条件下浅埋暗挖地铁车站施工期地面沉降量FLAC～(3D)分析[J].岩石力学与工程学报,2006,25(2):425424260.BAI Ming2zhou,XU Zhao2yi,SHI Jing,et al.Analysis of ground settlement of a subway station undercut with shallow overburden during construction with FLAC～(3D)under complex geological conditions[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2006,25(2):425424260.(in Chinese)[8]张晓丽,王梦恕,张顶力.减小浅埋暗挖法施工对建构筑物影响的措施[J].中国安全科学学报,2005,15(11):69272.ZHAN G Xiao2li,WAN G Meng2shu,ZHAN G Ding2li.Measures reducing the effects on structure by underground cutting with shallow overburden[J].China Safety Science Journal,2005,15(11):69272.(in Chinese)[9]李大勇,王晖,武亚军.盾构掘进对周围环境的影响分析[J].地下空间与工程学报,2005,11(7):106221064.L I Da2yong,WAN G Hui,WU Y a2jun.Impact of shield tunneling on the environment around the tunnel[J].Chinese Journal of Underground Space and Engineering,2005,11(7):106221064.(in Chinese)Analysis of the Monitoring Data and Numerical Simulationon Adjacent Building Deform ation Induced by Shield TunnelingYAO Ai2jun1,XIAN G Rui2de1,2,HOU Shi2wei1(1.Institute of G eotechnical and Underground Engineering,Beijing University of Technology,Beijing100124,China;2.Beijing Xing Yuan Real Estate Development Limited Company,Beijing101550,China)Abstract:Shield method in subway construction may have the influence or even cause disaster for on adjacent buildings.A section of line No.10of Beijing subway crossed through the foundation of adjacent buildings.It’s very important to analyze and evaluate the deformation of the building in order to protect them.So,based on the detailed study of geological conditions and design parameters,FLAC3D software combined with field monitoring data is used.And then,research on the effect and corresponding deformation character of adjacent building under construction of shield tunneling is presented.The result indicates that numerical simulation is close to the monitoring data,and the effect caused by shield tunneling on the adjacent panel building is little and the construction of tunnel is safe.K ey w ords:subway;shield;numerical analysis;monitor;deformation analysis(责任编辑 张士瑛)。
地铁盾构施工对邻近结构物的影响预测与控制方法的开题报告
地铁盾构施工对邻近结构物的影响预测与控制方法的开题报告一、研究背景城市地铁是现代城市交通的重要组成部分，在城市发展中起着至关重要的作用。
然而，地铁建设过程中，地铁盾构施工所产生的振动和噪声，容易对邻近结构物造成不良影响，如裂缝、变形、开裂等。
这不仅会给周围居民带来生活不便，同时也会危及建筑物的稳定和安全。
因此，科学的预测和控制地铁盾构施工对邻近结构物的影响，对于保障城市交通发展与居民生活安全具有重要意义。
本研究旨在探究地铁盾构施工对邻近结构物的影响预测和控制方法，为城市地铁建设提供科学的技术支持和保障。
二、研究内容本研究主要关注如下内容：1.地铁盾构施工对邻近结构物影响机理的研究；2.地铁盾构施工影响预测模型的建立与优化；3.地铁盾构施工影响控制方法的设计与实现；4.地铁盾构施工影响控制效果评估与分析。
三、研究方法本研究采用综合分析、实验测试和数值模拟等方法进行研究。
1.综合分析：通过文献调研、实地观测和数据分析等手段，深入了解地铁盾构施工对邻近结构物的影响机理和特征。
2.实验测试：通过设计和实施模拟实验，收集和分析地铁盾构施工对周围建筑物的振动和噪声等信息。
3.数值模拟：通过建立地铁盾构施工影响预测模型，模拟施工环节中的振动和噪声等影响因素，并预测其对周围建筑物的影响。
四、研究意义本研究拟通过系统研究地铁盾构施工对邻近结构物的影响预测和控制方法，具有以下意义：1.可为城市地铁建设提供科学的技术支持和保障，保障建筑物结构的安全和居民生活的方便。
2.可为地铁盾构施工的环保治理与减少对周围环境和生态造成的不好影响提供技术借鉴。
3.可为类似工程施工时的动态监测与控制提供参考，推进工程施工质量和安全的提升。
地铁施工变形数据处理方法研究的开题报告
地铁施工变形数据处理方法研究的开题报告1. 研究背景地铁建设是当今城市发展的重要组成部分，随着城市的不断扩大和交通运输的不断发展，地铁的建设和维护工作也变得越来越重要。
然而，在地铁建设过程中，由于施工需要，可能会对周围的地质环境和建筑物造成一定的变形和破坏。
因此，如何准确地记录和分析地铁施工对周围环境的影响，是地铁建设和维护工作的重要问题之一。
2. 研究目的本研究的目的是通过对地铁施工过程中的变形数据进行处理和分析，以便更加准确地评估地铁施工对周围环境的影响，并提出相应的处理方法。
3. 研究内容本研究的主要内容包括以下方面：（1）对地铁施工过程中的变形数据进行采集和处理；（2）利用统计分析和预测模型等方法，对地铁施工对周围环境的影响进行预测和分析；（3）根据分析结果，提出适合地铁施工变形数据处理的方法，以准确记录地铁施工对周围环境的影响。
4. 研究方法本研究将主要采用以下方法：（1）数据采集和处理：利用传感器等设备对地铁施工过程中的变形数据进行采集，并通过预处理、滤波和去噪等手段对数据进行处理和优化，以提高数据的准确性和可靠性；（2）统计分析：利用统计学方法对变形数据进行分析和预测，并根据分析结果制定相应的处理方法；（3）建模和预测：利用机器学习、人工神经网络等技术，建立地铁施工对周围环境变形情况的预测模型；（4）实验验证：通过实验验证，考察所提出的方法在实际应用中的可行性和有效性。
5. 研究意义本研究的结果将有助于准确地评估地铁施工对周围环境的影响，并提出相应的处理方法，为地铁建设和维护工作提供参考和指导。
此外，研究所采用的数据采集和处理、统计分析、预测模型等技术，也有望在其他领域的数据处理和预测中得到广泛应用。
6. 研究计划本研究计划分为以下几个阶段：（1）文献调研和理论研究（3个月）：对地铁施工对周围环境变形问题的相关文献进行调研和综合分析，建立地铁施工变形数据处理理论框架；（2）数据采集和处理（6个月）：在实际的地铁施工现场进行数据采集和处理，对采集到的数据进行预处理、滤波和去噪等操作，以提高数据的准确性和可靠性；（3）分析和建模（9个月）：利用统计学方法和机器学习等技术，对地铁施工变形数据进行分析和建模，建立地铁施工变形数据处理模型；（4）实验验证（6个月）：通过实验验证，考察所提出的方法在实际应用中的可行性和有效性；（5）论文撰写和答辩（6个月）：将研究成果整理撰写论文，并进行答辩。
城市地铁车站深基坑施工对周边建筑物变形监测分析研究刘瑜
城市地铁车站深基坑施工对周边建筑物变形监测分析研究刘瑜发表时间：2020-07-08T10:40:03.003Z 来源：《建筑实践》2020年第39卷2月第5期作者：刘瑜[导读] 随着我国地铁建设的蓬勃发展，地铁车站深基坑开挖的安全问题及其对周边环境的影响越来越引起人们的高度重视摘要：随着我国地铁建设的蓬勃发展，地铁车站深基坑开挖的安全问题及其对周边环境的影响越来越引起人们的高度重视。
由于地铁工程大多在市中心，是一座城市最系统、最复杂、最综合的建设工程，不仅点多、线长、面广、量大，而且质量安全要求高、时间跨度长，是与城市共同成长和发展的百年工程，涉及到方方面面，组织施工难度大。
对地铁工程的各项安全性要求也在不断提高。
地铁基坑工程由于受多种因素的影响,已成为市政工程中的重点和难点。
为确保基坑安全,除了对深基坑的固护支撑设计和施工方案充分论证外,另一个重要方面是制定出周密而又系统化的基坑监测方案及周围道路管线、相邻建筑物的监测方案,实行专业性施工,以监测数据指导施工。
关键词：地铁深基坑，支撑体系，变形，监测，位移引言本文主要对杭州地铁2号线西北段沈塘桥站工程深基坑基础开挖过程为例子，对深基坑开挖进行动态监测分析。
对周边建筑物，周围综合管线进行观察，考察了大量文献，综合了深基坑工程的特点，变形机理以及基坑变形监控相关理论。
深入研究基坑监测系统，通过该实际工程案例，阐述深基坑变形监测系统的建立方法和相关的注意要点，结合项目监测数据，研究与分析以地铁基坑施工过程中监测的全过程管理系统。
主要的研究课题是：深入了解深基坑变形原理，随后进行基坑的变形监测，以及基坑的变形预测理论与方法。
结合现场工程实际情况，建立了比较完整的深基坑监测系统。
根据项目监测的数据，使用预测监测模型进行不同变形的基坑监测，并将预测值与实际测量值进行比较，得出基坑深度变形预测中的可用性和适用性。
一、杭州地铁2号线一期工程沈塘桥站概况杭州地铁2号线一期工程沈塘桥站位于文三路与文二路之间，车站主体成长方形主体大致沿莫干山路南、北向布置，沈塘桥站车站外包长292.7m，宽20.1m（端头宽24.4m），站台宽度12m，基坑深16.61m（端头井深18.3m）。
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3 节点位移插值方法
3.1 单元内插法 根据有限元基本原理[18]可知，利用局部坐标系 的规则形状的单元(母单元)的高阶位移模式的形函 数进行位移转换，得到关于整体坐标系的复杂形状 的单元(子单元)。 形函数即是单元的任意一点的位移插值函数， 满足： （1）在节点 i 处， Ni = 1，在其他的节点处， Ni = 0。 （2）能保证用它定义的位移在相邻单元之间的 连续性。 （3）应包含任意线性项，以保证用它定义的单 元位移可满足常应变条件，应满足式（1） ，以保证 用它定义的单元位移能够反映刚体位移。
（1.山东大学 岩土与结构工程研究中心，济南 250061；2.安徽省建筑科学研究设计院，合肥 230001）
摘
要：换乘地铁车站基坑工程地下空间布局复杂，由垂直交叉的地铁车站基坑工程、联络通道、区间隧道等共同组成， 通
常采用数值模拟方法分析基坑施工对邻近建筑物的变形影响。由于空间结构复杂、基坑规模大，采用整体模型来模拟施工过 程建模困难，网格数量多，单台微机难以完成。为了解决这个问题，在合肥市潜山路地铁车站的数值模拟计算中采用位移叠 加法，把复杂的地铁基坑工程计算模型剖分为整体模型和一个局部模型，将整体模型计算的变形结果作为局部模型计算的初 始位移场，在该基础上对局部模型进一步开挖模拟基坑工程施工对邻近建筑物的影响。以单元内插法和反距离加权插值法为 例， 通过两种方法导出整体模型的初始位移场， 并将两种位移叠加法计算得到的结果与单独计算的结果进行对比。 结果表明， 采用位移叠加法得到的计算结果与单独计算得到的结果基本一致，可近似作为完整模型计算结果，证明了位移叠加法的可行 性。通过比较可知，采用反距离加权插值法比单元内插法具有更高的精度，得到的计算结果更准确。研究结果对复杂基坑工 程数值模拟计算有重要的参考和应用价值。 关 键 词：地铁车站；复杂基坑工程；数值模拟；位移叠加法 文献标识码：A 中图分类号：U 291.69
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岩
土
力
学
2014 年
1
引 言
近年来，随着城市化进程的不断加快，巨大交
通压力已经成为许多大中型城市面临的一个难题， 由于地下交通具有较高的输送效率，而且也不影响 城市景观，其运行时的噪音、震动等对沿线居民干 扰较小，城市地铁建设已经成为一个解决交通压力 的有效途径 [1－ 3]。地铁的选线大多穿越城市人口密 集区，地铁区间隧道从各种建构筑的下方或者周边 通过，而地铁车站基坑的开挖往往不可避免靠近周 边建筑，开挖施工无论做出什么样的支护措施，都 会不可避免的对周围的围岩造成扰动，浅埋隧道的 影响范围更广，对地表的沉降影响更显著，因地铁 施工引起的建筑不均匀沉降、倾斜、甚至倒塌的案 例不在少数[4
。 通过数值模拟[8
－13]
手段， 计算地铁
施工对周边建筑的影响效果，为设计方案的比选提 供依据，是目前应用比较普遍的一种方法。 地铁的建设是一个极为复杂的施工过程，特别 是地铁车站的建设，有明挖基坑部分，有与区间隧 道对接的暗挖段， 常常还有换乘站的联络通道建设， 各种空间结构复杂，也造成了对周边建筑的影响因 素较多。然而，数值模拟中很难在一个模型中考虑 所有的影响因素，计算量大，建模也非常的困难， 这成为制约用数值模拟解决复杂地铁车站的障碍之 一。 本文根据朱维申等 [14] 提出的施工过程力学原 理，即围岩在进行开挖和支护的过程实际上是在空 间和时间上不断变化条件下对其进行反复加载的过 程，提出位移叠加法的概念，把复杂地铁车站的模 型的建立分为整体模型和局部模型。整体模型考虑 基坑开挖主体结构的影响，不考虑细部结构（如暗 挖段、 联络通道等局部的影响） 。 局部模型要建立大 比例的模型，着重考虑与周边建筑相近或影响现状 的细部结构。计算中把整体模型计算得到的位移场 作为局部模型的初始位移场，通过局部模型的计算 得到了综合基坑主体结构和细部结构对建筑物的影 响和位移场。
XU Bang-shu1, DING Wang-tao1, LIU Lin-jun2, YAN Qin1, CHEN Cheng1
（1. Research Center of Geotechnical and Structural Engineering，Shandong University，Jinan 250061, China； 2. Anhui Institute of Building Research & Design, Hefei 230001, China）
0 i ; 0 i ; 0 i
子单元的位移模式可用形函数表示为
（3）
增刊 2
徐帮树等：复杂地铁车站施工对邻近建筑物变形影响数值分析的位移叠加法
621
式中： d j
( x x j ) 2 ( y y j ) 2 为 ( x , y ) 点到 ( x j ,
Key words: metro station; complex foundation pit engineering; numerical simulation; displacement superposition
收稿日期：2014-04-01 基金项目：国家自然科学基金项目(No. 50820135907，No. 50909056) 。 第一作者简介：徐帮树，男，1974 年生，博士，副教授，主要从事岩土工程数值计算理论与工程应用方面研究。E-mail: xubangshu@
1 Ni (1 0 )(1 0 )(1 0 ) 8
式中：
（2）
位 移等 效为 单 圆 隧 道 施 工 的地 表位 移的 叠 加 。 Addenbrooke 等[16] 计算前后施工引起地表总沉降的 方法是将单个隧道沉降进行叠加，得到总沉降。任 强等 [17] 研究双孔平行隧道施工引起的地表沉降是 由 2 条隧道单独施工引起的位移之和。朱维申等提 出的施工过程力学原理指出，对围岩进行开挖和支
－7]
护的过程从力学分析实际上是在空间和时间上不断 变化条件下对其进行反复加载的过程，首次从力学 角度说明了隧道施工过程中开挖和支护都是对围岩 施加荷载，即荷载的结果必然是与应力路径相关的。 本工程实例中，车站基坑和暗挖段的开挖过程可以 理解为 2 次加载的过程。在小变形及线弹性范围 内，同时承受几种荷载作用时每一种荷载引起的位 移将不受其他荷载的影响，可以分别计算各种荷载 单独作用下的位移，然后求出它们的代数和既是所 有荷载共同作用下的位移。本文提出数值计算位移 叠加法，把复杂的地铁基坑工程划分为整体模型和 若干局部模型，先计算整体模型车站基坑开挖对邻 近建筑物的变形影响，将整体模型计算所得出的位 移结果作为局部模型的初始位移场，利用有限差分 软件 Flac3D 进行计算，得出最终的位移结果。
Ni 1
（1）
三维母单元是 (0 , 0 , 0 ) 坐标系中的 2 2 2 正六面体。如图 1 所示。坐标在单元形心上，单元 边界是 6 个平面： 1, 1, 1 单元节点 在角点及各边的等分点上。 三维线性单元的形函数为
2
位移叠加法计算思路
朱洪高等 [15] 将双圆盾构隧道施工引起的地表
第 35 卷增刊 2 2014 年 10 月
文章编号：1000－7598 (2014)增 2－0619－07
岩 土 力 学 Rock and Soil Mechanics
Vol.35 Supp.2 Oct. 2014
复杂地铁车站施工邻近建筑物变形影响 数值分析的位移叠加法
徐帮树 1，丁万涛 1，刘林军 2，晏 勤 1，陈 诚 1
Displacement superposition method of numerical analysis for determining influence of complex metro station construction on deformation of adjacent buildings
Abstract: Space distribution of foundation pit engineering for metro transfer station, which consists of vertically crossed station
excavation, connected aisle and running tunnel, is complex. Numerical simulation method is usually used to analyze the construction impact of pit on adjacent buildings. Because of complicated structure and large excavation size, it is difficult to establish an integrated model to simulate construction process with single microcomputer; and numerical method does not work smoothly due to a large number of grids. In the numerical simulation of Qianshan Road metro station in Hefei, in order to overcome this problem, the complex metro foundation pit is divided into global model and one local model. The ultimate results of global model will be exported as a result of initial displacement field in local model; and then the local model is further excavated to study the influence of pit construction on neighboring buildings. Taking inverse distance weighted method and elementary interpolation method for examples, two kinds of initial displacement field of local model will be obtained by these two approaches. The calculating results of two methods are compared. It is shown that the results obtained by using displacement superposition method, which is consistent with the ones obtained by calculating separately, can used as the results of overall model approximately. The feasibility of displacement superposition method is verified. Comparing the inverse distance weighted with the elementary interpolation method, the former has a higher precision than the latter. The results play a guiding role in numerical simulation of complex foundation pit engineering.