地铁车站支护结构受力变形数值分析
地铁车站深基坑工程变形监测及数据分析
地铁车站深基坑工程变形监测及数据分析摘要：地铁车站工程施工具有地质环境条件复杂、施工地区建筑物较集中、施工对周围建筑的影响较大等特点，相比于普通基坑工程的施工难度更大，因此，在进行地铁车站深基坑施工时，必须加强施工过程的变形监测，及时反馈监测成果，对观测数据进行分析和评价，以此有效地提高施工质量，保证工程进展的顺利。
鉴于此，文章结合工程实例，针对地铁车站深基坑工程的监测工作进行了研究和探讨，详细介绍了深基坑施工过程的监测布置方案，并结合现场实测数据分析，以保证达到施工的质量要求，供相关人员参考和借鉴。
关键词：地铁车站；深基坑工程；变形监测；数据1导言某地铁车站工程为地下3层的岛式站台，4柱5跨3层结构，车站长303m，标准段宽36.7m，深约25m，顶板覆土约4m，两端覆土约1.5m，车站设有5个出入口，其中，1，2，4号出入口为本次车站施工范围，3，5号出入口为预留。
本工程场地承压水呈年周期变化，承压水埋深在3～12m之间。
据承压水观测孔2013年8月-7日的观测数据，水位埋深在3.65～3.80m之间，水位较为稳定2深基坑变形监测项目及特点2.1时效性普通工程测量一般没有明显的时间效应。
基坑监测通常是配合降水和开挖过程，有鲜明的时间性。
测量结果是动态变化的，一天以前（甚至几小时以前）的测量结果都会失去直接的意义，因此深基坑施工中监测需随时进行，通常是1次/d，在测量对象变化快的关键时期，可能每天需进行数次。
深基坑监测的时效性要求对应的方法和设备具有采集数据快、全天候工作的能力，甚至适应夜晚或大雾天气等严酷的环境条件。
2.2高精度普通工程测量中误差限值通常在数毫米，例如60m以下建筑物在测站上测定的高差中误差限值为2.5mm，而正常情况下基坑施工中的环境变形速率可能在0.1mm/d以下，要测到这样的变形精度，普通测量方法和仪器部不能胜任，因此基坑施工中的测量通常采用一些特殊的高精度仪器。
2.3等精度基坑施工中的监测通常只要求测得相对变化值，而不要求测量绝对值。
地铁车站基坑围护结构内力与变形规律分析
Ｉ ｎ ｒ ｆ ｒ ｅ ｏ ａ ｉ ｇ ｓ ｒ ｃ ｕｒ ｎ ｅ ｏ ｍ ａ ｉ ｎ ｌ ｗｓ ｏ ｎ ｅ ｏ ｃ ｆｂｒ ｃ ｎ ｔ ｕ ｔ ｅ ａ ｄ ｄ ｆ ｒ ｔｏ ａ ｆ
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（ 西安科技 大学 建 筑与土木工程 学院 ， 陕西 西安 ７ ０ ５ ） １０ ４
摘
要 ：给 出了森 公地铁 车 站 深基 坑 围护 和 变形 监 测 方 案 ， 对基 坑 变形 规 律 进 行 了现 场监 测 研
究。 重点对基 坑 围护桩 的 水平位 移和钢 支撑 的 轴力 变化 进 行 了现 场监 测 。 结果表 明 ： 顶 水 平位 桩 移反 映 围护 结构 的顶部 变形 情 况 ， 直接反 映 围护 结构 的 变形 特性 ， 评 价 围护 结 构安 全状 况 的 能 是
ｓｅ ｌｐ ｏ ｓｉ ｃ ｅ ｓ ｓｗｉ ｈｅ ｉｃ ｍｅ ｔｏ ｅ ｅ ｃ ｖ ｔ ｎ ｄｅ ｔ ｎ ｄ ｉ ａｕｅｃ ａ ｇ ｓｗｉｈ ｔ ｅ ｖ ｒｅ ｉｓ ｔｅ ｒ ｐ ｎ ｒ ａ ｅ ｔ ｔ ｎ ｒ ｈ ｅ ｎ ｆｔ ｘ ａ ａ ｉ ｐ ｈ，ａ ｔ ｖ ｈ ｏ ｓ ｌ ｈ ｎ ｅ ｔ ｈ ａ ｉｔｅ ｏ ｏ ｔｕ ｔｏ ａ ｅ，ｅ ｃ ｖ ｔｏ ｄ ｆｃ ｎｓｒ ｃｉｎ ｃ ｓ ｘ ａ ａｉｎ ｍｏ ｅ，ｖ ｌｃｔ ｄ ｔｍｐ ｒｔ ｒ ． ｅ ｏ ｉ ａ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｙｎ Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ：ｕ ｂ ｎ ｓ ｂ ｙ；ｄｅ ｐ ｆ ｕ ｄ ｔｏ ｉ；ｄ ｆ ｒ ａｉｎ ｍｏ ｉｏ ｎ ｒ ａ ｕ ｗａ ｅ ｏ ｎ ａ ｉｎ ｐ ｔ ｅｏ ｍ ｔｏ ｎ ｔｒ ｇ ｉ
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成都某地铁车站排桩支护结构受力变形规律研究
中 图 分 类 号 ： Ｕ ４６ Ｔ ７
文 献标 志 码 ： Ａ
文 章 编 号 ： ６ ２— ４ Ｘ ２ １ ） ３— ３９— ６ １７ ７ １ （ ０ ２ ０ ０ ０ ０
ｓａ ｅ ｎ ｅｆ ｓ ｌ ｅ ｂａｉｇｐａｓａ ｏ ａｔ ｏｅｉ ｒｄ ｃｎ ｅｄｓｌ ｅ ｎ ｆｈ ｉ ｅ ｄ ）Ｔ ｅｂａｉｇ ｈ ｐ ，ａ ｄｔ ｒ — ｖｌ ｒｃｎ ｌ ｎｉ ｒ ｎ ｌ ｎ ｅｕ ｉｇｔ ｉ ａ ｍｅｔ ｅ ｌ ｈ ａ ．２ ｈ ｒｃ ｈ ｉ ｔｅ ｙ ｍｐｔ ｒ ｈ ｐｃ ｏｔ ｐ ｅ ｎ ｐａｓａ ｐ ｒ ｎ ｏ ｄ ｃ ｇ ｈ ｅ ｄｎ ｏ ｅ ｔ ｆｈ ｉ ｓ ３ ｈ ｘａ ｆ ｃ ｆｈ ｒｃ ｇｃｎｂ ｆ ｃ ｄｂ ｌｙ ｎｉ ｏ ａｔ ｌ ｉ ｒ ｕ ｉ ｅｂ ｎ ｉｇｍ ｍ ｎ ｏ ｅｐｌ ． ）Ｔ ｅａｉ ｒｅ ｅ ａｉ ａ ｅａ ｅｔ ｙ ｍ ｔ ｒｅｎｅ ｎ ｔ ｔ ｅ ｌｏ ｏ ｔ ｂ ｎ ｆ ｅ ｔｅｎ ｉ ｂ ｒ ｇｂａ ｉ ． ）Ｔ ｅｅ ｒ ｄｆ ｒｎ ｅ ｍｏｇｔｅｃｌ ｌｔ ｔ ａ ｅｒ ｒｓｕｅ Ｒ ｎ ｉｅ ｃ ｖ ａ ｈｐｅ— ｈ ｅ ｈ ｏ ｎ ｒｃ ｇ ４ ｈ ｒ ｅ ｉｅｅｃ ｓ ｎ ａｃ ａｅ ｌ ｅｌ ａ ｈｐｅｓｒ， ａｋｎ ｔ ｅ ｒ ｒｓ ｇ ｉ ｎ ａ ｆ ａ ｈ ｕ ｄａ ｒ ｔ ａ ｉ ｅｔ
Ｃ ＨＥ ｅ ｈ ｎ Ｎ Ｚ ｃ ａ ｇ ，ＭＡＯ Ｊａ ｑａ ｇ ，Ｌ Ｕ Ｊａ ｇ ｏ ｉｎ ｉｎ Ｉ ｉｎ ｕ
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地铁车站结构的受力特性有限元分析
地铁车站结构的受力特性有限元分析摘要：地铁车站的结构设计一般采用计算模型对地铁施工进行设计，对地铁车站结构中的空间受力进行分析。
本文结合某工程实例，对地铁车站结构的受力特性进行分析，选取结构空间实际受力计算，对地铁车站结构的受力特性进行模拟，控制准永久组合与基本组合对于地铁车站结构的受力设计，计算地铁车站在风道接口位置的优化结构，保障地铁车站结构的受力安全。
关键词：地铁车站结构；受力特性；有限元分析地铁车站结构设计一般采用平面框架来进行模型计算。
将地铁车站的标准段与长宽比为定值，通过单向板导荷的方式对地铁结构的实际受力情况进行计算，对区域结构的构建内力计算偏大，不能对地铁的实际受力情况进行准确的反应，在经济计算中不合理[1]。
在地铁车站的扩大端区域的受力分布情况未能充分考虑，导致车站内力的计算值比实际偏小，地铁车站在结构的分布中不合理，不能保障地铁车站的可靠性与合理性。
对地铁车站结构的受力特性进行有限元分析，利用有限元分析软件创建模型，并进行计算，保障地铁车站结构受力平衡。
1.地铁车站结构的受力特性与计算模型1.1地铁车站结构的受力特性地铁车站结构的受力特性主要是地铁车站的结构与结构构件及土体之间的共同作用下的一个空间结构体系，其荷载的种类较多，边界条件复杂。
其中车站结构的水平荷载作用是根据车站结构的顶点与底板平面的刚度平衡，顶板的承受竖向和在理是通过侧墙或纵梁传递到柱与底板[2]。
车站结构主要是由上部钢结构站台与混凝土的主体结构所构成，由于地铁车站结构主要为地下明挖浅埋结构，其岩土体的荷载力比较明确，但是车站结构与土体之间的共同作用较差，所以采用荷载的结构模型进行地铁车站结构的模型设计。
1.2地铁车站结构的计算模型地铁车站结构的计算模型主要是根据车站结构的边界条件与车站的主体结构与围护结构来进行有限元模型设计。
其中地铁车站结构的边界条件主要是根据岩土层的弹性地基刚度来进行设计，通过空间三维分析软件与有限元软件进行共同设计计算，边界条件的弹性支撑设为X轴，Y轴，Z轴的三维空间，根据这三个方向的刚度条件在地铁车站结构的边界处增加柱长，一般弹性支撑的梁单元进行同等间距的设计，将土体的弹性约束进行模拟设计，将X轴方向与Y轴方向的平动与转动刚度根据等效原则进行设计，并且根据地基反力系数与节点的乘积得到有效面积[3]。
地铁深基坑支护体系内力及变形规律分析
摘要 ： 广州某典 型含较 厚淤 泥质砂层 和粗砂 层 的地铁 车站详 细地勘 资料基 础上 ， 在 以有 限元数值模 拟 为
主要 手段 ， 对初 步选定 的钻 孔灌 注桩加 深 层 搅 拌桩 围护 体 系， 照 实 际施 工及 内支撑 的 “ 变形 ， 支 按 先 后 撑” 情况 ， 计算分 析 了钻 孔灌 注桩与邻 近地层 的 内力 和 变形分 布规 律 。模拟 显 示 ， 孔 灌 注桩 加深 层 搅 钻
全施工 具有指 导作用 。
１ 基 坑 工 程 概 况
本 地铁站 工点 主要位 于珠 江三角洲 大坦 沙岛 的北 端 ， 于珠江 江心洲 冲积 平原 ， 面 临 江 ， 势 较 为平 属 三 地 坦 ， 面 高程 为 ７ １ 地 ．０～８ ６ ．０ｍ。车 站 范 围内现 在 主要 为多 层建筑 物 、 建道路 及农 田荒地 ， 地貌单 元上本 拟 在 站主要 为江心 洲 冲积 平 原 。在 区域 地 质构 造 范 围上 ， 本站 地处钟 坑一茶 坑背斜 东南翼 ， 本段 无基岩 出露 ， 地
量 的 ９ ％ ， 际施 工 中应 加 强 对 以上 情 况 的 监 测 。 ０ 实
关键词 ： 深基坑 支护 体 系 有 限元 内力 变形规律
中 图 分 类 号 ： ２ １４ 文 献 标 识 码 ： Ｕ３． Ａ
随着城 市建设 的发展特 别是 国 内大规 模地 铁项 目 的实 施 ， 地下 空间开 发利用 大范 围 、 超深度 的 出现呈增 长之 势 。由于城市地 铁 基 坑 多处 于 城 区繁 华 地段 ， 大
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冠 梁处 、 淤泥质砂 土层 处 和粗 砂层 处 ， 一 、 二 道之 第 第
某地铁车站深基坑开挖施工阶段围护结构变形规律数值模拟与分析
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根据现场 地质勘 察结 果 ， 在基 坑开挖深 度及 影 响范 围内 ， 要地 基土 的组 成 自上而 下为 ：全新 统 主 人工填 ｉ（ ） 中， Ｑ 其 上更新统 风积 （ ） Ｑ 新黄 土及残
积（ 古土壤 ， Ｑ ） 再下 为冲 积（ 粉质 黏土 、 Ｑ） 粉土 、 细 砂、 中砂 及粗 砂等 。计算 选用 的场 地各 主 要土层 分 布及 力 学指标 如表 １ 。
① 根据 桩 体 实 际抗弯 刚 度 等效 为 具有 相 同刚 度 的地下连 续墙 ， 墙体 厚度在 节 点处和标 准段 分别
护 结构工 作性状 的研 究 工作 。
本 文 结 合某 地 铁 车站 基坑 支 护 结构 的设计 和
肥 上 刀 采 ，ｒ ／Ｕ
和 开挖 施工ｉ
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图 １某地铁 站 主体 围护 结构平 面布 置示 意图
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值计算结果与实测值进行 了比较， 二者基本吻合 。研究表 明， 限元软件用于基坑开挖与支护的数值模拟 有
是可行 的， 能够为工程设计与施工提供正确参考。
【 关键 词】 地铁 车站 深基 坑 开挖 围护 结构 变形 数值模 拟
导施工 的 目的 ， 同时为基坑 支护 结构 的设计和施 工
０引 言
车站沿 一号 线 的东Байду номын сангаас 五路 ， 地下两 层 ； 西 为 四号线沿
解 放路 南北 方 向布置 ， 设于 地下 三层 。车站 西端分 界 里程 （ 点里 程 ） Ｋ２ ＋ ４ ． 、 端分界 里程 起 ＹＤ １ ３ １ ５ 东 ４ （ 点里程 ） 终 ＹＤＫ １ ５ ６２ ， ２ ＋ ３ ． 有效 站 台中心里 程为 ５ ＹＣ ２ ＋ １ ，车 站全长 １４８ Ｋ １４ ９ ９ ．ｍ。车站共 设置 四个 出入 口和 二 组风亭 （ １ 。 图 ）
隧道密贴下穿地铁车站结构变形数值分析
工程管理22 2015年29期隧道密贴下穿地铁车站结构变形数值分析曹萌芽张海波中铁隧道勘测设计院有限公司，天津 300133摘要：随着我国城市地铁的飞速发展，车站、隧道等空间交错结构愈来愈普遍，穿越施工工程越来越多。
地铁交叉穿越传统的设计方法是两隧道之间保留2 ～10 m的夹层土，以减小上层隧道的变形。
但这种工法产生的结构变形依然很大，已经无法满足北京地铁发展的需要。
目前大多改为密贴穿越，密贴穿越技术大多采取注浆加固，这是一种被动的加固方法，一旦上层隧道产生沉降及变形，这种沉降及变形将无法恢复。
目前北京较主流的穿越施工方法为新建地下结构顶板与既有地下结构底板密贴方法施工（专利工法）。
该工法采取液压同步控制顶升技术，在下穿段施工的各个阶段中按照不同的沉降变形量进行顶升调整，将上部结构恢复原状，有效地控制了施工期间对既有地下结构产生的变形。
基于此，拟对上述两种工法进行比较，利用三维有限差分计算软件 FLAC 3D 软件，对北京某双矩形区间隧道密贴下穿既有地铁车站施工工程进行了全程仿真模拟。
研究了两种工法下对既有地铁车站的变形受力影响，并给出了千斤顶工法下既有车站轨道结构典型的双峰形态沉降槽，为既有地铁车站的安全评估提供基础和依据。
关键词：隧道密贴；下穿地铁车站；结构变形；数值分析中图分类号：U231.3；U451 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)29-0022-02引言本文以北京某双矩形区间隧道密贴下穿既有地铁车站工程为背景，利用三维有限差分计算软件FLAC 3D 对暗挖隧道动态施工过程进行了数值仿真模拟。
并对暗挖隧道周围采取预注浆加固既有车站下方土体和在暗挖隧道与既有车站间设置千斤顶，分级施加顶力工法进行了比较。
得到预注浆工法下既有车站最大沉降量为6. 97 mm，而千斤顶工法下既有车站最大沉降量只有2. 36 mm，千斤顶工法为优先考虑的工法。
最后给出了千斤顶工法下既有车站轨道结构典型的双峰形态沉降槽，从而为密贴穿越地铁工程的设计与施工提供了有益参考。
地铁车站基坑围护结构变形规律的数值模拟研究
然 国内外 许 多 专 家 、 学 者 对 深 基 坑 工 程 围 护 结 构 变
形 规律 进 行 了 大量 试 验 和 研 究 ， 并 且 也取 得 了一 些
１ 工 程 概 况
合肥 高铁 南站 是轨 道交 通 １号线 、 ４号 线 、 ５号 线 三 线换乘 车站 ， 站 址 位 于 国铁 合 肥 南 站 站 房 北 侧 下 方， ６ 风井 地 下部 分 位 于 既 有 ３ １ ２国道 北 侧 。根 据
距虽 然缩小 了但 是 在 数 量 上并 没 有 改 变 。考 虑 到 间
距过 小 可能会 造成施 工 困难 ， 因此 在设计 安全 的条 件
（ 参 考文 献］
［ １ ］ Ｏｕ Ｃ Ｙ， Ｈｓ ｉ ｅ ｈ Ｐ Ｇ， Ｃ ｈ ｉ ｏ ｕ Ｄ Ｃ Ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｏ ｆ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ
本一致 ， 且变化规律相 吻合 ； 通过改变数值模型的施工设计参数数值 ， 发现增加 钢支撑 刚度 、 围护桩 刚度 或减小钢支撑 水平 间距 均 会 显著降低 围护结 构的水平位移 。研究结果可为合肥地铁基坑支护方案设计提供依据 ， 也可供类似工程参考 。 关键词 ： 地铁车站 ； 深基坑 ； Ｆ Ｌ ＡＣ ３ Ｄ￣ 水平变形 ； 地 表沉降
成功的经 验¨ 】 ］ ， 但 理 论 上 还 不 够 成 熟 。本 文 在 前 人研 究 的基 础 上 ， 依 托合 肥 市 高铁 南 站 地 铁 车站 ６
风 井 基坑 工 程 ， 通 过现场监测数据 分析和 Ｆ Ｌ ＡＣ ３ Ｄ
一 ｎ
本 次勘察 的各 种原 位试 验统 计成 果综 合 分析 ， 提供 各
基金项 目： 国家 自然科学 基金 资助项 目（ ５ １ ２ ７ ８ １ ２ ３ ） 作者简介 ： 何 瑶（ １ ９ ８ ５ ～） ， 男， 湖北武汉人 ， 合肥工业大学硕士生 ； 朱大勇（ １ ９ ６ ５ 一） ， 男， 安徽枞 阳人 ， 博士 ，合肥工业大学教授 ３ ８ ８ 《 工程与建设》 ２ ０ １ ４ 年第 ２ ８卷第 ３期
地铁深基坑支护结构变形检测分析及应用
地铁深基坑支护结构变形检测分析及应用摘要：城市交通的发展是促进现代化的重要力量，地铁已成为一个国家综合国力、经济实力、人民生活水平和现代化程度的重要标志。
由于我国地铁交通的发展时间短，地铁车站深基坑施工缺乏经验，加之施工过程中由于地质条件的特点，周围环境复杂多变，施工技术复杂，大型工程和施工周期长，决定了地铁车站深基坑的高风险性。
本文主要介绍了地铁深基坑支护结构变形检测分析及应用。
关键词：地铁；深基坑支护；结构变形；检测一、基坑概况通过基坑工程监测工作主要达成以下目的：一是掌握结构的受力状态与变形状态，以确保地铁工程能按照预定的要求顺利完成。
二是掌握基坑周围环境的稳定状态，为施工方提供及时、可靠的用以评定地铁施工对周边环境影响的监测数据和信息。
三是对可能发生的安全隐患或事故进行及时、准确的预报，让有关方面有时间做出决策，避免重大事故的发生，对安全和质量事故做到防患于未然。
二、监测内容及工作量1、沉降、位移监测（1）水平位移监测的支护结构本身（顶梁）。
预计将设置顶环梁的水平位移为18个观测点，观测点沿水平位移压力，每15 m设一个。
监测基坑的水平位移的发展随着基坑开挖的不断深化和地铁的施工。
基坑南侧建筑物的沉降与变形监测（2）。
在南侧的基坑共有16个沉降观测点，每一个建筑物沉降观测点8个。
监测随着基坑开挖和施工的不断深入，对周边建筑物的沉降和不均匀沉降的发展。
（3）基坑周边道路的沉降变形监测。
沿基坑科华路一侧，对康园路北侧，总平面布置11个沉降观测点，每15米设置一个沉降观测点。
随着基坑监测的不断深入和地铁的施工，基坑周围的地下管线、地下管线的沉降量的变化情况的发展。
（4）基坑支护中的桩的沉降。
在基坑工程中，共布设39个下沉/长监测点，每一个监测点布设在各支撑柱的顶部。
随着基坑开挖和地铁施工的不断深入，基坑支护桩的基坑支护沉降或隆起的发展变化。
基坑支护结构中的支护结构的水平位移、基坑周边建筑物的支护结构、道路的变形观测点取决于现场的实际情况可以适当增加。
基于地铁深基坑支护监测多方法变形数据分析
基于地铁深基坑支护监测多方法变形数据分析摘要：城市地铁深基坑施工，由于受环境条件限制，施工安全问题尤为突出，采用单一监测方法已不能满足要求，多种方法监测变形数据分析能客观准确反映安全状态与质量程度，数据的客观准确性对施工具有指导意义，掌握工程各主体部分的关键性安全和质量指标，确保地铁工程按照预定的要求顺利完成，对各种潜在的安全和质量问题做到心中有数。
关键词：桩顶沉降、桩顶水平位移、桩体水平位移、轴力监测。
引言车站深基坑为东西走向，基坑开挖长为160m，东侧宽28m，西侧宽21m，开挖深度为22m。
车站东北侧为机场航站楼，车站位于规划停车场下方，2号风亭位于现有落客平台匝道桥旁。
车站为地下双层岛式站，地下一层为站厅层，地下二层为站台层，车站附属建筑包括2个出入口和2个风亭等土建工程，施工采用明挖法，支护结构为钻孔灌注桩和钢管内支撑。
1.监测项目车站深基坑主要进行的监测项目有：基坑桩顶沉降、桩顶水平位移、桩体水平位移（基坑测斜）、钢支撑轴力监测等。
2.布点要求2.1基准点：在远离基坑变形区域（50m）外，布设永久性沉降和位移基准点4个。
2.1.2桩顶水平位移点：测点布设在基坑四周围护桩顶，埋设强制对中装置。
边长大于30m的按间隔30m布点，小于30m的，按1点布设，基坑4角各布设1点，共布设17点。
2.1.3桩顶沉降点：测点布设在基坑四周、围护桩顶，边长大于30m的按间隔30m布点，小于30m的，按1点布设，基坑4角各布设1点，共布设17点。
2.1.4桩体水平位移（测斜）孔：测孔布设在基坑四周围护桩体内，边长大于60m的按间隔60m布孔，小于60m的按1孔布设，共布设8孔。
2.1.5钢支撑轴力：在钢支撑两端安装予埋轴力计，共布设16组。
为了便于数据对比，以上各监测项目中监测点平均分布在基坑每条主断面上，监测点布设主断面示意图如下：2.2巡视内容2.2.1周边环境：建（构）筑物是否有裂缝、剥落，地面是否有裂隙、沉陷、隆起、基坑周边堆载情况、地表积水情况等。
地铁车站深基坑支护结构受力变形分析研究的开题报告
地铁车站深基坑支护结构受力变形分析研究的开题报告一、选题背景和意义地铁工程是一个庞大的工程体系，支护结构的设计是其中重要的组成部分之一。
地铁车站深基坑是地铁工程中比较特殊的一种结构形式，由于其深度较深、受力较大，因此在施工中需要进行支护结构的设计和计算。
在地铁工程的建设过程中，支护结构的设计和施工质量直接影响地铁车站的安全运营和使用寿命。
因此，对于支护结构的受力变形及其安全性等问题进行深入研究和探讨，有助于提高地铁车站工程的质量和安全性，减少工程风险，保障城市轨道交通的可持续发展。
二、研究内容和方法本研究将针对地铁车站深基坑支护结构的受力、变形等问题进行研究。
具体研究内容包括：1. 深基坑支护结构的设计方法和施工技术研究。
2. 支护结构在施工过程中的受力变形特性分析。
3. 支护结构在使用阶段的稳定性分析。
4. 对于支护结构的优化设计及施工措施提出相应的建议。
在研究方法上，本研究将结合实地考察、理论分析和数值模拟等多种研究方法，对地铁车站深基坑支护结构的受力变形情况进行分析和研究。
三、拟解决的问题和研究预期成果本研究旨在解决地铁车站深基坑支护结构在施工和使用过程中的受力、变形等问题，进一步提高地铁车站工程的安全性和可靠性。
预期研究成果包括：1. 探索深基坑支护结构的设计方法和施工技术，为地铁车站工程的设计和施工提供有益参考。
2. 分析支护结构在施工过程中的受力变形特性，为施工进度的控制和质量的保障提供支撑。
3. 对于支护结构在使用阶段的稳定性进行分析和研究，为后期的维护和保养提供有益指导。
4. 对于支护结构的优化设计和施工措施提出相应的建议，为地铁车站工程的质量和安全提供技术支撑。
四、研究计划和研究进度安排（1）调研和文献阅读（2周）主要完成对相关文献的阅读和整理，了解国内外相关研究现状和发展趋势。
（2）实地考察和采样（2周）根据研究的需要，对地铁车站深基坑支护结构进行实地考察和采样，为后续的实验和数值模拟提供可靠的数据支持。
地铁车站洞桩法(PBA)施工结构受力变形和沉降监测分析
地铁车站洞桩法（PBA）施工结构受力变形和沉降监测分析摘要：在市区修建地铁隧道工程，施工所引起的地面沉陷将有可能危及周围建筑设施和地下管线等的安全，造成严重的经济损失和社会影响。
如何在城市地下工程施工过程中防止地层坍塌，保证支护结构的安全并可靠地预计和有效地控制施工所引起的地面沉陷以保护工程沿线建筑物和地下管线的安全，已成为城市地铁工程建设中必须解决的一项重要课题。
本文依托北京地铁6号线朝阳门车站PBA工法暗挖施工过程中沉降监测项目，对大断面暗挖法施工引起的车站地表沉降规律进行研究。
关键词：城市隧道；浅埋暗挖法；地层变形；地表沉降；沉降监测1 概述众所周知，隧道施工是在岩土体内部进行的，不可避免地对岩土体产生扰动，引起地表移动。
地表变形主要是指不均匀水平位移和不均匀地表沉降所形成的水平变形和地表倾斜，以及地表的曲率变形，在这里统称为地层变形。
地铁隧道施工中地层变形的发生主要是由于施工引起的地层损失和施工过程中隧道周围受扰动或者受剪切破坏的重塑土的再固结所造成，因此，无论采取何种隧道施工方法，都将引起或多或少的地层变形，形成地表沉降槽。
施工沉降槽可能严重影响地面沉降甚至造成地表塌陷，从而导致道路路面破损、地下己有管道破坏以及建筑物、构筑物的损坏，这些问题严重影响人民生命财产安全及工程的建设，并造成严重的经济损失和社会影响。
随着工程埋深的不断减小，开挖对地面的影响越来越大。
在超浅埋条件下，开挖影响的控制与开挖方式、支护方法、施工工艺等众多因素有关，是地下工程施工中最为复杂的问题。
地铁隧道一般埋深较浅，围岩自承载能力较差，对施工掘进方法及支护方式要求较高。
地铁隧道开挖对地表沉降控制的要求较高，本文依托北京地铁6号线朝阳门车站PBA工法暗挖段地表沉降监测项目，针对城市地下工程浅埋暗挖法引起的地表沉降特点，在了解地表沉降机理与主要影响因素的基础上，结合实测数据，分析研究北京地铁施工引起的地表地层沉降规律。
某地铁车站深大基坑支护结构受力分析
某地铁车站深大基坑支护结构受力分析黄云龙【摘要】深大基坑开挖施工过程中,围护桩和支撑的变形与内力监测,是保障基坑和支护结构稳定性的重要措施之一.以某地铁车站路基深大基坑为例,采用ANSYS有限元软件建立二维模型,分析基坑支护结构在开挖过程中内力变化和位移的关系,并与实测数据进行了时比.结果表明:较其他三道钢支撑而言,钢筋混凝土支撑的轴力最大.基坑两侧围护桩剪力和弯矩分布基本上呈对称分布.由于基坑两侧围护桩长度和背后土层分布的不同,基坑东、西两侧桩体水平位移变化趋势及最大值所处位置有较大差异.【期刊名称】《兰州交通大学学报》【年(卷),期】2016(035)003【总页数】7页(P45-51)【关键词】深大基坑;支护结构;变形;内力【作者】黄云龙【作者单位】中铁第一勘察设计院集团有限公司,陕西西安710043【正文语种】中文【中图分类】U47近年来我国的城市轨道交通、高速铁路、城际铁路等建设快速发展，在轨道交通引入城市后，与城市规划、既有建筑物、文物保护等在用地上存在交叉干扰.为了最大限度的减少征拆、保护文物，同时满足线路技术规范，一些深路堑车站边坡或区间路基因受地形、城市规划、既有建筑物等不能放坡开挖、只能采用垂直开挖土体后施做符合地层特性的合理路基支挡工程，即基坑支护.这些支挡结构施做前需进行基坑开挖，基坑支护的力学过程复杂，需要深入研究支护结构与周围土体的相互作用、开挖过程中支护结构变形和内力的变化规律等[1].在理论研究方面，白冰等[2]提出一个考虑空间效应的深基坑双排桩支护结构计算模型，并验证了其合理性.许海勇等[3]根据基坑工程围护墙变形实测数据的统计结果，利用弹性叠加法得到了水平位移的简化计算结果.黄嵘[4]提出一种考虑实际基坑变形引起的围护结构随变形内力变化的计算理论，并验证了其可行性.黄茂松等[5]在对支护结构入土深度影响分析的基础上，推导了符合极限分析上限定理的修正机构简化公式.耿建勋等[6]提出了一种基于非线性共同作用弹性地基反力法的土-结构相互作用实用计算方法.随着监控量测技术的不断进步，施工过程中基坑及支护结构的变形和受力监测手段已日益成熟[7-9].熊智彪等[10]通过基坑变形监测结果，提出了相应的加固措施.张钦喜等[11]结合原位监测数据，分析了支护体系实际受力和理论计算结果的差异.通过监测数据和数值模拟结果的对比，姜忻良等[12]讨论了基坑开挖过程中支护结构的受力特征及对周围环境的影响.作为监控量测手段的有益补充，数值模拟在基坑支护稳定性分析中亦发挥着至关重要的作用[13-14].娄奕红等[15]采用有限元-无界元耦合的方法进行了基坑支护结构内力及变形的动态分析.赵玉华等[16]采用FLAC3D有限元差分软件，研究了随着钢支撑的增加，围护桩体及周围土体变形的发育规律.武亚军等[17]提出了一种同时考虑开挖与支护过程以及双重非线性问题的有限元计算方法,并通过土钉支护基坑验证了其正确性.陈福全等[18]采用强度折减法，分析了不排水条件下软土地基中内撑式排桩支护基坑开挖过程抗隆起稳定性及其影响因素.殷德顺等[19]结合修正的邓肯-张模型模量公式，通过数值方法分析了不同方向卸载情况下支护结构的位移和内力.某车站工点地层以第四系海相交互相沉积层为主，覆盖层总厚度9～19 m不等；下伏泥岩，砂岩夹泥岩.站内路基全长2 300 m，其中挖方段长为830 m，基坑标准段宽25.7 m，局部加宽至28.5 m，开挖深度12～18 m.由于车站范围内地下水较丰富，水位变化幅度较大，在基坑开挖前二十天须进行坑内降水，以提高土体强度.本次基坑支护结构设计为围护桩、旋喷桩止水帷幕及空间支撑体系组成.1)围护桩车站东侧基坑设计的围护结构为Ø1 250 mm@1 400 H型钻孔灌注桩，设计桩长26.0～29.0 m，桩锚固段需深入车站底板以下不小于10 m.其西侧基坑设计的围护结构为Ø1 500 mm@1 700 B型钻孔灌注桩桩，设计桩长34.0～41.0 m，桩桩锚固段需深入车站底板以下不小于17 m.于钻孔灌注桩顶设置矩形钢筋混凝土冠梁.灌注桩和冠梁分别采用C35和C30钢筋混凝土浇注；围护结构平面布置见图1.2)桩间止水帷幕东西侧围护桩桩间均设Ø900 m m@700三重管旋喷桩止水帷幕.3)空间支撑车站基坑的南侧，在施工完支护结构后，开挖土体时，需设置4道横向支撑体系；第一道支撑设置于冠梁上，采用C30混凝土浇注，其余第二至第四道均采用Ø606 mm钢支撑、支撑竖向间距平均为4 m；第四道钢支撑在施工结构底板时需进行一次换撑.空间支撑结构剖面如图2所示.为确保施工安全，要对基坑及支护结构进行必要的监控量测，以及时调整开挖速度与位置，防止因围护结构变形过大造成安全隐患，影响施工进度.本文分析中，仅选取具有代表性的1-1断面(距离南端扩大端约50 m)的监测数据进行分析.采用钢筋应力计对第一道钢筋混凝土支撑轴力进行轴力测试，用端头轴力计对第二、三、四道钢支撑的轴力进行测试.空间支撑实测轴力曲线如图3所示.由支撑轴力图3可知，第一道钢筋混凝土支撑所受轴力最大，峰值轴力约为第二、三、四道轴力之和；第一道支撑位于桩顶，所受力矩及位移最大，因此支撑轴力最大；但随基坑开挖及下部横撑的设置，其轴力大小随时间不断波动.第一道钢支撑施做后，钢筋混凝土支撑轴力由1 400 kN逐渐减小到900 kN；而钢支撑架所受轴力是缓慢增加，约20 d后趋于稳定，维持在250 kN.第二道钢支撑的轴力则快速增大，约10 d后达到峰值599 kN，其后轴力逐渐减小并在501 kN处趋于稳定.第三道钢支撑的轴力变化波动不大，在405 kN附近上下变化.钢筋混凝土支撑峰值轴向所受应力约为2.8 MPa，远小于C30钢筋混凝土的抗压强度.第一道钢支撑峰值轴力为350 kN，设计值为2 017 kN，实际发挥17.3%；第二道钢支撑峰值轴力为599 kN，设计值为2 192 kN，实际发挥27.3%；第三道支撑峰值轴力为430 kN，设计值为1 200 kN，实际发挥35.8%.通过实测支撑轴力或应力，比设计值进行对比分析，其结果是满足基坑支撑结构安全要求的.通过实测围护桩水平方向位移，分别对基坑西侧和东侧围护桩绘制桩体开挖深度与位移关系图，如图4所示.由图4a可知，西侧围护桩桩体向下15 m范围内，是向基坑外侧发生位移，且随着开挖深度的增加而增大；桩顶下1 m处开挖到设计高程后达到最大值，约为15.8 mm.从位移观测值可看出：一是靠近地表处，桩顶位移较大；二是随着支撑体系的建立，位移随桩体深度增加逐渐减小；三是支撑体系施工结束后，维护桩整体位移很小，最大约3 mm；四是基坑底部以下的桩体位移向基坑内侧、但值较小、不到1 mm，说明坑底以下的桩体基本没位移及变形，可以看作锚固端[20].由图4b可知，桩体在地面下5 m范围内，位移方向是朝向基坑外侧的，最大值为7.5 mm；围护桩5 m以下的位移方向是朝向基坑内侧的，最大位移发生在第二道和第三道钢支撑之间，最大值为24.8 mm；位移与图3中第二道钢支撑轴力最大的情况一致，与施工工况相关.对比图4a和图4b可知，位移与基坑地层情况厚度和围护桩设置长度相关，两侧围护桩位移沿桩长方向变化规律不同.1)同一种材料为均质、各项同性体；2)围护结构为线弹性体，桩体和土体之间不产生滑动；3)土体为理想均值弹塑性材料，遵循Druker-prager屈服准则.Druker-prager准则的表达式为地铁车站基坑呈南北向长，将其开挖工况简化为平面应力应变问题来解决.以基坑1-1断面为标准原型建立有限元二维模型.围护桩可以等效为板桩，其弹性模量按照下列公式进行计算[21]：围护桩和支撑参数见表1所列.根据文献[22]，基坑开挖影响范围一般为横向3～4倍开挖深度，竖向2～4倍开挖深度.设计维护桩长为29 m，因此，选取长140 m×80 m作为有限元二维模型，如图5所示.有限元模型设计中，把围护桩和支撑均按“梁”模型构建，以PLANE42单元模拟地层分布.本次计算未考虑地下水.根据地质勘查报告，基坑两侧土体可分为6层，各层土体的物理力学参数如表2所列.深基坑的开挖工序对支护结构受力及位移影响较大，严禁基坑开挖结束后施做支撑；正常情况下应按“分层开挖且先撑后挖”原则施工，但现实中存在钢支撑架设的空间问题，一般是开挖到钢支撑以下0.5 m的位置，停止开挖，架设钢支撑结构.模拟开挖、支护工况按五个步骤进行：第一步基坑开挖至-1.5 m，浇注钢筋混凝土支撑，待养生至设计强度；第二步开挖土体至-6.5 m，架设第一道钢支撑；第三步开挖至-10.5 m，架设第二道钢支撑；第四步开挖至-14.5 m，架设第三道钢支撑；第五步开挖至坑底-18.0 m，第三道钢支撑发挥作用.ANSYS中的荷载步功能可以实现不同施工步骤间的连续计算，杀死和激活单元可以实现土体开挖和支护结构架设，二者共同实现基坑的分层开挖.基坑西侧和东侧围护桩桩体水平位移的数值分析结果分别如图6a～6b所示.由图6a可知，第一步开挖时，围护桩桩顶有向基坑内侧发生位移的趋势，随着开挖的进行，桩体向基坑外侧发生位移，开挖完成后最大位移位于桩顶，约为8.9 mm.由图6b可知，基坑开挖整个过程中，围护桩的位移均向基坑内侧，峰值位移约为15.2 mm，位于第二道和第三道钢支撑之间.与图4所示的实测结果对比分析可得，西侧围护桩桩体位移实测值与计算值变化趋势基本相同，较实测数据而言，数值模拟结果较小.东侧围护桩桩体位移的计算结果在桩体上部的变化趋势与实测数据有较大差异，没有出现向基坑外侧发生位移的情况，但其下部变化趋势基本相同.施工过程中，基坑周围地面上临时活荷载的存在以及桩体未达到设计强度就承担土压力等因素的影响，实测结果与计算结果在数值和趋势方面出现差异.图7a～7b分别为基坑东西两侧围护桩桩顶垂直位移实测值与模拟计算值的对比结果(正表示隆起，负表示沉降).分析图7a可知，在开挖初期，西侧桩桩顶实测垂直位移有少量上浮.随着基坑开挖深度的增加，开始发生沉降，且沉降量越来越大，最大沉降值约为15.2 mm.而有限元模拟结果在基坑开挖时就出现沉降，随后产生些许上浮，在第二步开挖时又出现沉降，最大值为17 mm.由图7b可知，东侧围护桩则自开挖起持续沉降，实测最大值为14.6 mm，计算最大值为18.7 mm.按照假定模拟计算西、东两侧基坑在各种工况下的弯矩值，分别如图8a～8b.从图8a可知，第一步开挖时西侧桩桩顶弯矩较大，其后沿桩身往下逐渐减小，并在10 m以下桩体产生较小的正弯矩.开挖至第二道支撑时，桩顶弯矩变化不大，桩体正弯矩位置上移，基坑底部附近桩体弯矩值为负.第三步开挖时，桩体弯矩变化较小.开挖完成后，基坑底部(悬臂端)以上桩体的弯矩曲线呈“弓”字形，基坑以下(锚固端)的桩体有较大负弯矩.最大负弯矩为1 150 kN·m，位于桩顶；最大正弯矩为617 kN·m，位于第二道钢支撑附近.由图8-b可知，基坑底部以上的弯矩沿桩长的变化趋势与西侧桩体基本相同，呈对称布置.东侧桩体最大负弯矩约为750 kN·m，位于第二道钢支撑附近；最大正弯矩约为1 102 kN·m，位于桩顶.图9a～9b所示分别为基坑西、东两侧围护桩桩体剪力随深度变化的模拟结果.由图9a可以看出，基坑西侧围护桩在第一步开挖时桩顶剪力较大，且随桩体埋深增大越来越小.较第一步开挖而言，第二至第五步开挖时，桩体上部剪力均迅速增大，且沿桩长方向剪力波动较大.基坑开挖完成及第五步开挖完成后，桩体剪力沿桩长波动最为明显，且在基坑深度约18 m处达到最大值316.4 kN.由图9b可知，基坑底部以上，东侧围护桩剪力沿桩体深度的分布情况与西侧围护桩大致对称.其最大剪力也发生在基坑深度约18 m处，约为354.3 kN .采用ANSYS有限元软件，建立了某车站路基基坑开挖的二维模型，通过实测维护体系位移和内力数据关系和有限元数值模拟的结果进行对比分析：1)围护桩顶设置的钢筋混凝土横撑在基坑开挖过程中所受轴力最大，在支撑体系中发挥作用无可替代；第二道钢支撑的轴力次之，在各种工况下变化较小、相对稳定.2)围护桩桩体的弯矩、剪力等内力分布基本对称，其受力模式和悬臂梁相同，最大弯矩位于桩顶，最大剪力位于悬臂端和锚固端分界处(基坑底部位置).3)西侧围护桩产生朝向基坑外侧的位移，最大值位于桩体顶端；东侧围护桩上部桩体发生朝向基坑外侧位移，下部桩体产生朝向基坑内侧位移，最大值位于距桩顶14 m处.。
地铁车站深基坑地连墙支护结构受力变形特性研究
地铁车站深基坑地连墙支护结构受力变形特性研究地铁车站深基坑地连墙支护结构是一项复杂的工程，需要考虑多个方面的因素，包括地质条件、地下水位、地下管网等。
在这个过程中，地连墙结构的受力变形特性是一个十分重要的研究方向。
本文将通过对该问题的研究，探讨地连墙结构在不同受力条件下的变形特性和应对措施。
1. 地连墙结构的受力变形特性地连墙结构受力变形特性受地质条件、地下水位、地下管网等多种因素影响。
在地质条件不良、地下水位较高、地下管网较多的情况下，地连墙结构会受到更大的压力和变形。
一般情况下，地连墙结构的受力变形主要包括以下几个方面：（1）侧向地压力侧向地压力是地连墙结构最主要的受力因素之一。
地下土壤的重量和水压力会产生水平方向的压力，形成对地连墙结构的侧向挤压力。
墙体受到的侧向挤压力大小主要与土层的性质、墙体长度和高度、水平集力等有关。
（2）振动和腐蚀在地铁车站建设过程中，地下铁路的运行也会对地连墙结构产生一些影响。
地铁运行时会产生振动力，而地下水库的腐蚀也会对地连墙结构造成一定的影响。
（3）地下水位变化地下水位的变化也是地连墙结构受力变形的一个因素。
当水位上升时，会产生额外的水压力，增加地连墙结构的承受压力。
而水位下降则会导致土体下沉，增加地连墙的变形。
2. 应对措施针对地连墙结构受力变形的特性，需要采取一系列措施，以确保结构的安全和稳定。
具体而言，可以采取以下几个方面的措施：（1）选用合适的支护结构根据地下水位、地质状况等条件，选用合适的地连墙支护结构是非常重要的。
如果地下水位较高，应选用防渗性能良好的支护结构，以防止水位上升时发生渗漏。
同时，钢筋混凝土地连墙是目前最为常用的支护结构之一，其承受能力较强，能够有效减少结构变形。
（2）化解地下水压力对于地连墙结构造成的侧向水压力，可以通过化解地下水压力进行改善。
例如，在地下水位较高的情况下，可采用降低地下水位的方式缓解地下水压力的影响。
此外，在施工期间需要及时对地下水管道进行处理，以减少管道对地连墙结构的影响。
西安某地铁车站超深基坑支护变形监测与分析
西安某地铁车站超深基坑支护变形监测与分析近年来，随着城市建设的不断发展，地铁车站的建设工程也越来越多。
而这些地铁车站建设工程中，难点之一就是基坑支护工程。
其中，西安某地铁车站超深基坑支护变形监测与分析是当下非常热门的话题之一。
一、为什么要对超深基坑支护变形进行监测？首先，我们需要知道什么是基坑支护工程。
基坑支护工程是指在建筑物或市政工程工程中，开挖地下空间时为了保证其施工质量和稳定而采取的支护措施。
而对于超深基坑支护变形进行监测，主要是为了确保其施工过程中的安全，同时也要维护周边环境的稳定。
而监测的主要指标包括支护结构变形、地下水涨落、土体变形和地表沉降等，这些指标反映了整个工程的安全情况。
二、西安某地铁车站超深基坑支护变形监测情况在西安某地铁车站建设工程中，所使用的支护结构为钢支撑加高压水注浆。
此外，还采用了计算机辅助监测系统进行对支护结构变形、地下水涨落、土体变形和地表沉降的数据处理和分析。
在整个工程过程中，该监测系统能够实时感知、收集基坑支护变形信息，并通过数据处理和分析，进行变形趋势预测和风险评估。
具体监测情况包括以下几个方面：1.钢支撑的变形情况钢支撑的变形情况是监测的重点之一。
在实际监测中，通过钢支撑的变形情况，可以了解基坑支护工程结构的整体稳定情况，并及时采取相应的保护和调整措施。
而在西安某地铁车站项目中，系统监测了钢支撑的变形情况，及时发现了钢支撑存在的不稳定情况，并进行了及时的调整和加固。
2.地下水涨落的监测地下水涨落是指建筑施工过程中，地下水位的变化情况。
而在超深基坑支护中，地下水涨落状态的监测是非常重要的一项工作。
在西安某地铁车站项目中，通过监测系统，实时监测了地下水位的变化情况，确保基坑支护工程的施工顺利进行，并避免地下水位对周边环境造成不良影响。
3.土体变形的监测土体变形是指施工过程中，土体体积发生变化的情况。
它对基坑支护工程的稳定性和安全性有着重要的影响。
在西安某地铁车站项目中，通过监测系统，及时检测发现了土体变形情况，并采取相应的措施进行调整，确保基坑支护工程的稳定性和安全性。
地铁深基坑支护结构变形预测分析与应用论文
地铁深基坑支护结构变形预测分析与应用论文关键词:深基坑;反分析;变形预报;支护结构1 引言以变形大小作为掌握手段的深基坑动态设计方法正受到人们的普遍重视,由于支护结构的变形是基坑开挖过程中支护结构与土互相作用的直观反映,又是支护设计应用于现场实际,与现场地质和施工状况的互相作用的详细反映,假如能依据支护四周土体参数和支护结构的相关参数事先预报支护结构的变形量,将最不利状况的预报值作为掌握支护结构变形的警戒值,将对保证基坑平安施工具有重要的意义。
利用深基坑支护开挖过程中所获工况的监测信息,采纳优化反分析来反演土体及支护结构力学参数,然后通过有限元计算预报下一工况的桩墙变形量、内力及支撑力,把计算值作为支护结构的掌握值,通过依据现场实际调整施工方案和支护参数,随着施工的进行,连续采集下一施工阶段的相应信息,进行参数反演,计算预报下一工况的桩墙变形量等,如此反复循环,提高预报值精确度。
2 预报原理预报原理事实上是先做反分析,然后再做正分析,即以每一工况位移监测信息为基础,选择适当的土体力学模型及相应的边界条件,然后建立目标函数,利用优化方法来搜寻与实测值靠近的土体参数及支护结构力学参数,然后把这里参数用于下一步工况的计算参数,再对支护体系变形进行预报,结合监测对支护体系变形进行掌握。
2.1 建立目标函数以基坑开挖的每一工况监测信息为基础的反分析方法目标函数一般为:式中ｕｃｉ(ｘ)为支护结构上测点ｉ的水平位移的计算值,ｕｔｉ为支护结构上测点ｉ的水平位移的实测值;ｘ表示土体的ｍ值、支撑刚度系数、桩墙刚度等;ｎ为测点总数。
2.2 桩体任意处位移计算支护结构的位移计算采纳弹性地基梁有限元法,计算的最终结果是单元节点处的内力及变形,而实测点的位置可能不在节点处,为了反映施工过程的动态响应,以及目标函数值的求解,需要给出监测点任意位置设置和任意施工阶段的监测信息增量,则任一单元上测点ｉ的水平位移ｕｃｉ可用线性插值法求得,计算公式为:式中,ｘ1,ｘ2分别为测点ｉ所在单元两端点的坐标;ｕｃ1,ｕｃ2分别为ｉ点所在单元两端点的水平位移计算值;ｕｃｉ为测点ｉ的水平位移;ｘｉ为测点ｉ的坐标(坐标原点为桩墙顶点)。
地铁车站超深基坑围护结构变形监测结果分析
地铁车站超深基坑围护结构变形监测结果分析杨春柳【摘要】依托上海地铁18号线杨高中路站超深基坑工程围护结构变形监测结果,从围护结构水平、垂直位移量,立柱桩垂直位移量等参数角度对超深基坑围护结构的变形规律进行探讨和总结.分析可知,随着基坑的分层开挖施工,围护结构水平位移曲线表现为"大肚状"形态,最大位移点不断下移,最终稳定在0.93～1.07倍开挖深度处,最大水平变形量约为开挖深度的3.30‰,平均最大隆起变形量约为开挖深度的0.52‰,立柱呈现隆起状态,隆起位移量约为开挖深度的0.91‰,与周边管线监测数据变形趋势基本一致,上述规律可为类似工程的设计和施工提供借鉴.【期刊名称】《探矿工程-岩土钻掘工程》【年(卷),期】2018(045)006【总页数】5页(P47-51)【关键词】地铁车站;超深基坑;围护结构;变形监测【作者】杨春柳【作者单位】上海汇谷岩土工程技术有限公司,上海 201108【正文语种】中文【中图分类】TU473.20 引言轨道交通作为地下空间开发利用的主要途径之一，应用最广泛、投资最多。
地铁运营网络快速形成的过程中，浅层空间被其他地下工程占用，后续建设的地铁深度则越来越深，意味着后续深基坑、超深基坑会不断出现(一般而言，超过20 m的基坑划分为超深基坑[1])，与此同时受规划和商业开发的影响，涉及地铁建设的基坑面积也越来越大。
由于基坑工程受自然条件和周围环境影响较大，轨道交通领域的基坑工程呈现“深、大、近、紧、难、险”等突出特征。
以上海为例，上海中心大厦开挖深度平均达到31.3 m，会德丰广场、淮海中路3号地块、13号线南京西路站等基坑开挖深度均超过20 m。
实际工程研究方面，廖少明等[2]以苏州现代传媒广场大尺度深基坑为工程背景,总结了地铁车站基坑连续墙最大水平位移值平均值为0.2%He，立柱隆起值(δcu)分别为(0.10%～0.23%)He；王旭军[3]以上海中心大厦基坑为例，在不考虑圆形地连墙受偏载作用时，土体采用修正剑桥粘土本构模型，土体计算参数宜采用有效应力指标，并同时考虑地下水位的作用，结果表明墙体变形随基坑开挖宽度增大而增大，但最终趋于收敛。
某地铁站围护桩变形实测与数值分析
某地铁站围护桩变形实测与数值分析发表时间：2018-12-04T11:24:39.900Z 来源：《防护工程》2018年第25期作者：刘伟江[导读] 通过对现场施工过程围护结构桩体的位移进行监测，再基于有限元 ABAQUS“生死”单元的定义，对深基坑开挖、支护的施工过程进行模拟计算，最后对比分析桩体结构变形的监测和模拟计算结果。
刘伟江河北建设勘察研究院有限公司河北省 050000摘要：深基坑围护结构的变形对施工的安全稳定至关重要。
通过对现场施工过程围护结构桩体的位移进行监测，再基于有限元ABAQUS“生死”单元的定义，对深基坑开挖、支护的施工过程进行模拟计算，最后对比分析桩体结构变形的监测和模拟计算结果。
关键词：深基坑；围护桩；地铁车站；数值模拟引言我国经济发展迅速，致使城市交通压力日益加剧，为缓解交通压力，不断加大地下空间的开发与利用成为趋势，地铁建设成为解决交通拥堵问题的重要手段。
地铁车站深基坑工程是地铁施工工作的重点和难点，在基坑面积不断扩大、深度不断增加的情况下，深基坑开挖与支护已经成为地铁建设的热点问题。
随着基坑工程监测技术的不断发展以及计算机技术的不断应用，利用数值计算方法来解决基坑开挖产生的工程问题已经越来越多。
一、深基坑围护及位移监测方案本文重点研究剖面 1-1 西侧 CX1 测点桩身的水平位移变化情况，该截面处基坑开挖最大宽度为 30.7m，开挖深度为 18.81m，在地面下1.5m 进行摘帽处理，挂网喷锚围护，以下采用钻孔灌注桩，采用锚索和钢支撑系统。
该截面围护结构和位移监测方案如下：（1）CX1 和 CX2 两测点处围护桩为φ800@1200，桩长为 23.3m，测斜管沿桩身通长绑扎，每隔 0.5m 设置水平位移监测点一个，但是由于施工原因，测斜管下端堵塞，CX1 的量测深度为 18.0mCX2 的量测深度为 12.0m。
（2）截面1-1 上基坑西侧 CX1 处的MS5 设在冠梁位置，长度为 33.0m，自由段长 11.0m，锚固段长 22.0m，锚固体直径为 200mm，水平倾角为 20o，钢绞线 3×7φS15.2，砂浆 M20，拉力设计值为 506.8kN，拉力锁定值为 430kN，实测 MS5 的预加拉力为 210kN。
地铁车站基坑内撑式支护结构内力与变形分析的开题报告
地铁车站基坑内撑式支护结构内力与变形分析的开
题报告
随着城市建设的不断发展，地铁建设成为一个日益重要的领域。
地铁车
站基坑工程中存在着许多技术难点，其中之一就是如何设计并实现基坑
内撑式支护结构。
这种类型的结构不仅需要满足抗倒挡和抗滑移的要求，还需要考虑内力与变形的控制问题。
本次开题报告旨在通过研究现有文献，并从结构力学和数值模拟的角度
出发，对地铁车站基坑内撑式支护结构的内力与变形进行分析。
首先，将对地铁车站基坑内撑式支护结构的构造设计进行研究，包括基
坑支撑结构的方案设计和材料选择等因素。
然后，将针对支护结构的复
杂内力作用，采用结构力学的方法建立内力分析模型，研究支撑结构的
承载力、变形特性等性能。
最后，通过数值模拟的方法对支护结构的力
学性能进行验证，并探讨其优化设计方向。
本次研究的性质是理论研究，并将使用ANSYS等模拟软件进行分析。
研
究的目的在于深入分析地铁车站基坑内撑式支护结构的机理和特点，优
化设计方案，提高支护结构的安全性和稳定性，为地铁车站基坑工程提
供技术支撑。
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进一步的研究 ， 而且大多数研究采用 的都是非 线性弹性 土体本构 ２ ９ｍ和 ３ 采用 圆形锁 口管柔性接头 ， ０ｍ， 设有 ５ ０ｉｒ 的内衬 ０ ｎ厚 ｎ
模型 。事实 上 ， 现在 的基 坑越来 越深 ， 施工 时基坑 的变形 也越来 墙 ， 连续墙 与内衬墙共同受力设计 。沿 深度方 向设 ５道钢管支 按
中图 分 类 号 ： ３ ． Ｕ２ １４ 文献标识码 ： Ａ
从基坑 支护计算方法 目前的情况来看 ， 连续 介质 有限元法用 钢管支撑 ， 最大支撑轴力在 第 ３道 支撑 ， ２４ ０ｋ 为 ０ Ｎ。其 土层分
于基坑变形预报还只是处在辅助手段 的水 平上 ， 很多 问题 有待 于 布与支撑剖面如 图 １所 示。端头 井部分 地下 连续 墙埋深 分别为
ｌ ｌ 一／ ｊ 。 ｌ ＾ ｒ
／ ｐ２
仅压杆单元 ， 墙体和支撑材料 的本构关系均采用线弹性 ；
６土体采用扩展后 的修 正剑桥 模型 ， ） 破坏准则 采用 ｑ ＝Ｍｐ ；
２
其中 ， 为渗透系数 ； ｋ 为待定参数 。
屈服 函数采用 ｆ ｐ， ， ） Ｐ ＋ （ ｑ ｒ ＝Ｐ 一Ｐ ｏ
１３ 状 态边界 面公 式 ．
状态边界面公式为 ： ｒ Ｍ２ ］（ 卜 ）
一 ２ｎ １ｐ
４ 因为软 土的低渗 透性 ， 型中不考虑地 下水 的渗 流作 用 ， ） 模
水的作用在土 的 自重 中予 以考虑 ； ５ 土体 和地 下连续墙采用八 节点减缩单元 ， ） 支撑采用二节点
维普资讯
第３ ４卷 第 １ ９期
２ ００ ８ 年 ７ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖ０． ４ Ｎｏ １ １３ ． ９
Ｊ ． ２ ０ ｄ ０８
・１ ・ ３
文章编号 ：０ ９６ ２ （０ ８ —０ ３０ １０ —８ ５ ２ ０ ９０ １—３ Ｊ １
地 铁 车 站 支 护 结 构 受 力变 形 数 值 分 析
孟 雷 杨 永 平 田 洪文
摘 要 ： 某地 铁 站 基 坑 开 挖 支 护 为 例 ， 用 二 维 平 面 应 变 有 限元 法 ， 以 运 以扩 展 了的 修 正 剑 桥 模 型 为 基 础 ， 用 ＡＮ Ｙ 利 Ｓ Ｓ模
拟 了计算基坑 开挖过程 中不 同阶段 的支护水平位 移、 表沉 降、 地 基坑隆起 以及 支撑轴力 ， 出其计算结果和 实测结果吻 指 合得较好 ， 有限元法将是今后基坑支护设计计算 中合理 可行的方法。 关键词 ： 基坑， 支护结构 ， 有限元 ， 数值计 算
的 函数 。
一
～
一
一一 一 一一
图 １ 车 站 基 坑 标 准 段 处 基 坑 支 护 剖 面 及 土 层 分 布 图
图 ２ 有 限 元分 析 的 网格 划 分 及 边 界 条 件 示 意 图
１ ２ 屈服 函数 ．
屈服轨迹的方程式为 ：
， ， ） Ｐ 一Ｐ ｏ －。 （ ｑ Ｐ ＋ ｔ
』ｙ』
； 塑性变 形采用 符合相
２ 有 限元模型 的建 立
２ １ 工 程 概 况 ．
关联 的流动法则 ； 硬化规律采用 （ ， — ） ｅ ｐ 假定 ；
７ 土体和支护之 间接触 面 的处理将 影 响有限元 模拟结 果 的 ） 车站围护结构标 准段设计为 ８ ０ｉ ｎ厚地 下连续 墙 ， ０ ｒ ｎ 兼作使 合理性 ， 若采用接触 面单元 ， 则该单 元 的参数难 以确 定 ； 为简化有 用阶段 的主体结构 侧墙 ， 续墙 问采用 十字 钢板接 头止 水 ， 连 墙趾 限元 的计算 ， 本文 在土 体 和支 护之 间采 用 接触 加摩 擦 的处理 办 埋深有 ２ ６ｍ和 ２ ７ｍ两 种 ， 深度方 向设 ４道钢 管支撑 ， 中第 法 ， 沿 其 摩擦 系数统 一取 ０ ２ 在水平地应力大的地方产生滑动需要 的 ．； １ 道为 帖８ （ ：１ ０ ｔ ２ｍｍ） 钢管支撑 ， 其余 ３道为 ０ （ ：１ ｒ ） 剪切力较大 ， ９ ｔ ６ｉ ｎ ｎ 反之亦然 。
１ 扩展 后 的修 正剑 桥模 型
１１ 本 构方程 ．
由于修正的剑桥 模 型假设适 用 于具有适 应 流动规 则特 性 的
材料 ， 故塑性 函数与屈服 函数相 同 ， 可用 Ｆ表示 ， 则本构方程为 ：
｛ ｝ Ｄ如ｊｄ ｝ ｄ ＝ｌ ｛ｅ ，
［ ］ Ｄ卜 Ｄ］ ｛Ｆ／ ｝３ ３ ｆ ＝［ ・３ ３ ｛ Ｆ／ ｝ Ｄ Ａ ＋｛Ｆ／ ａ ［ ｛Ｆ／ ａ 。 ３ ３ ｝Ｄ］３ ３ ｝ 其中 ，Ｄ 为弹塑性矩 阵；Ｄ］ 弹性矩 阵 ； ［ ］ ［ 为 Ａ 为硬 化参数
２ ２ 建立模 型基 本假 定 ．
１ 如前所述 ， ） 该工程基坑长度长 ， 宽度相对 较窄 ， 因此 可按平
面应变问题考虑 ， 利用对称性取 １ ２截面进行建模 ； ／
２ 假定土 为正常 固结黏土 ， 目前 承受 的荷 载为历来承受过 ） 即
的最大荷载 ；
其 ， 吉 ［ 一 一 （）， 第 应 不 中ｔ ｑ ＋ （ ） ｚ ｒ 三 力 ＝ １ １ 寺 ］为
越大 ， 采用弹性土体本构模 型显然与 实际情况 出入较大 ， 尤其在软 撑 ： 中第 １ 为 帖８ 钢 管支撑 ， 其 道 ０ 其余 ４道为 ０ ９钢管 支撑 ， 最
土地区更是如此。本文采用 扩展 了的修正 剑桥模 型 ， 利用 ＡＮＳ 大支撑轴力在第 ４道支撑 ， ２８ ０ｋ ＹＳ 为 ０ Ｎ。施工期 间标准 段地面荷 软件对基坑变形进行 数值计算及模拟预测 ， 推测基坑开 挖 的变 载不得大 于 ２ Ｐ ， 来 ０ｋ ａ 端头井 地面荷载不得大于 ３ Ｐ 。 ０ｋ ａ 形过程 。
抗剪强度的 比值 ； ０ ｑ＝０时的 Ｐ值 。 Ｐ为
３ 开挖以前 由地下 连续 墙施 工引起 的地应 力 和位移 场的变 ）
变 ， Ｐ不变情况下三轴拉伸试验 与三轴压 缩试 验分别 所得 的 化不予考虑 ， ｋ为 土体 的初 始地 应 力假定 为静止 土压 力 ， 静止 土压力
系数按照 Ｂ ｏｋｒ ｒｏ ｅ 的建议取 ｋ ＝０ ９ ０ ．５一ｓ ￣； ｉｙ ｎ