地铁车站深基坑开挖对周围环境的影响分析
深基坑施工对周边环境的影响及处理
进 行 施 工 ,加 荷 的轴 力 分 别 为 :第 一 道 7 6 2 K N,第 二 道 1 4 1 0 K N,第 三 道
在 西端 头 井开 挖至 第4 道 钢 支撑 处并 已安 装 部 分第 4 道钢 支 撑 钢 围檩 时 , 3 1 . 1 7 m, 基坑 开挖 深 度 1 6 . 3 7 mo根 据 车 站与 周 围建 筑 物及 邻 近地 下 管线 的距 离 及 其 保护 要 求 , 该 车 站端 头 井基 坑 保 护 等 级为 一 级 , 标准 段 基 坑保 护 等 级 此 时第 三 道及 第 四道钢 支 撑之 间地 下 连续 墙接 缝 处 出现 漏 点 , 但 是 项 目部 未
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工程质量与管理
深 基坑 施 工 对周 边环 境 的影 响及 处 理
沈斌
长江实业( 上海 ) 企 业 管理 有 限公 司 2 0 0 3 3 3
摘要: 基 坑工 程 多建 于建 筑物 、 重要 地下 构建 物 和 生命 线工程 密集地 区, 特 别是 地铁 车 站 的深基 坑 工程 , 具 有 较大 的风 险 性。 如 在设 计 或施 工过 程 中 出现 差错 或管 理不 恰 当 , 开挖 时 必将 对 临近 的周边 环 境产 生极 大 影响 , 严 重 时将 危及 到周 边 环境 的 安全 及正 常 使 用。 本文 以某地铁 车 站 深基 坑施 工 实例 , 浅 谈 深基 坑施 工对 周边 环境 造 成 的影 响及 处理 措 施。
1 0 . 5 m 为7 层混合结构民 房, 距 西 端 头 井 南 侧 约 9 . 5 m为 6 层 混 合 结 构 民
房, 北侧 约 2 0 m为 4 层 及
宽度为4 5 . 3 4 am r , 塌陷处最大沉降量为3 8 . 4 5 am; r 民房当天沉降量为1 2 . 3 6 m m; 同时 地下 连 续墙 上 出现 2 道水平裂缝, 水 平 裂 缝 长度 约 为 2 . 5 ~3 m, 缝 宽 约 为 0 . 5 m m, 未 出现渗 漏 现象 。
地铁车站深基坑开挖对邻近建筑物的影响分析
地铁车站深基坑开挖对邻近建筑物的影响分析摘要:随着我国城市轨道交通的快速发展,地铁工程的建设必然会越来越多地涉及复杂的深基坑工程问题。
这些深基坑通常紧邻既有建筑物、道路、地下管线等,周边环境复杂,地铁深基坑开挖势必会对这些周边环境产生较大影响,严重的会导致建筑物倾斜、开裂,甚至破坏,最终无法正常使用。
因此,在地铁深基坑设计中应考虑对周边建筑物的影响,采用相应的措施确保建筑物安全。
关键词:地铁车站;深基坑开挖;邻近建筑物;影响1 场地工程地质和水文地质1.1 工程地质条件根据地勘报告显示,本场地为冲(坡)-洪积平原,地铁基坑开挖范围内土层主要为①-1层杂填土,②3a-3层黏土、⑤3a-4层黏土,坑底位于(11)2-3a层中风化泥灰岩及(11)2a-1全风化泥灰岩。
1.2 水文地质条件本场地地下水较少,主要为上层滞水和裂隙岩溶水;上层滞水位于填土层中,主要受大气降水、居民生活用水排放及大气降水补给影响;裂隙岩溶水水位埋深约为9.33-11.88m,抽水试验表明,车站基坑岩溶裂隙水在岩溶裂隙中富水性差异较大,且具有承压性。
2 地铁基坑及建筑物变形控制2.1 地铁基坑变形控制标准根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120—99),本地铁基坑结构安全等级为一级,重要性系数为 1.1。
基坑变形保护等级为一级,地面最大沉降量≤0.15%H,围护墙的最大水平位移≤0.18%H(H为基坑开挖深度),且≤30mm。
2.2 建筑物变形控制标准根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2011)的条文说明,考虑到基坑开挖可能造成周边土体产生松动变形,从而造成地表沉降以及发生水平位移,建议车站基坑开挖导致铜山农资总公司基础不均匀沉降控制在如下标准以内:(1)沉降控制值以10mm控制;(2)倾斜率控制值以4/1000控制。
2.3 建筑物变形控制措施为了最大程度减小基坑开挖对该建筑物的影响,满足车站地铁基坑及建筑物的变形控制标准,需采取相应的保护为措施。
基坑开挖对邻近建筑物的影响分析
基坑开挖对邻近建筑物的影响分析摘要:在基坑开挖过程中,由于开挖扰动、地层损失和固结沉降等因素会引起地层产生变形和位移,导致地表邻近建筑物结构基础发生移动。
本文通过某地铁车站基坑开挖对临近附属用房安全性影响的研究,预测基坑开挖对附属用房的影响程度及可能带来的危害,从而对基坑工程的施工及设计方案提出指导性意见,对危险部位预先采取防范措施,回避风险。
关键字:基坑开挖,数值模拟,土体沉降变形0.引言近年来,基坑工程周边施工环境复杂程度逐渐加大,建筑物、构筑物密集,自然地质环境多变。
对于此类工程环境问题的研究,目前仍处于以工程经验总结为依据的阶段,对基础理论数字化、模型化的研究成果尚欠缺。
对于基坑施工对其邻近结构的影响多采用经验法判定,但其结果常常难以满足使用要求[1-2]。
特别是在既有结构物附近涉及基坑开挖施工时,若不能正确评估基坑开挖对周边既有结构物带来的潜在危险,则造成的经济损失及社会影响将难以估量。
因此,科学地预测基坑开挖对周边环境的安全性及影响程度具有重大意义。
本文重点研究了某地铁车站连接口基坑开挖过程中对车站附属用房结构产生的变形和沉降。
因地铁已建成并投入使用多年,为保证其正常运营,基坑开挖对车站附属用房造成的变形允许值极为严格,故对其沉降变形预测的重要性非同一般。
1、工程概况本文研究对象为某地产项目与某地铁车站连接口基坑,拟建扶梯采用桩基础。
桩顶标高随扶梯坡度为南低北高,建筑设计标高±0.000m相当于大沽标高3.200m。
现场地平均高程约为3.200m,基坑深度同样随扶梯坡度为南深北浅,基坑最深处为5.2m。
基坑北侧邻近既有道路,外墙距道路18m;南侧为空地;东侧贴建主体支护结构地连墙,主体基坑已经施工至±0.000m;西侧为地铁及配套设备,是重点分析对象。
扶梯结构与地铁车站附属设备用房外墙距离约为3.3m,该建筑为一至三层钢筋混凝土框架结构,基础采用钢筋混凝土柱下条形基础。
地铁深基坑开挖引起的环境效应及防治措施
地铁深基坑开挖引起的环境效应及防治措施1、概述近年来随着我国地铁建设的发展,越来越多的城市修建地铁。
而地铁深基坑工程具有开挖难度大、工期长、费用高及对周围环境的影响大等问题,它已经成为城市建设中一个亟待攻克的难题,其中的环境保护问题已经成为基坑支护中诸多问题的重中之重。
因此地铁基坑工程施工的好坏,直接影响到基坑工程的造价和安全,同时,保护邻近建筑(或管道)的安全并保证其正常使用具有重大的经济效益和社会效益。
2、基坑开挖引起的环境效应城市地铁深基坑工程具有以下特点:(1)深基坑工程施工环境条件比较差。
由于高层、超高层建筑都集中在城市中心区及主要街道的两旁,建筑密度大,人口密集,交通拥挤,施工场地狭小,束缚了工程施工的手脚。
(2)基坑开挖越来越深。
业主为节约土地,充分利用原有基地面积和地下空间,设置车站、人防、机房及消防设施,故地铁结构的深度和层数相应增加。
(3)必须设置技术可靠可行的支护结构来确保安全,还要考虑到对周围地下的煤气、上水、下水、电讯、电缆等管线的影响,尽可能减少对这一系列建筑及设施的损坏性影响。
(4)随着竞争机制的增加,业主对造价、工程进度、工程质量的要求也越来越高,相应增加了施工难度。
2.1降低地下水引起的环境效应降低地下水位引起的环境效应表现为:(1)降低地下水位引起的地面沉降;(2)地下水渗透破坏引起的基坑坍塌;(3)基坑突涌导致的基土开裂。
在基坑开挖过程中,通常采用井点降水来达到降低水位、固结土体、稳定边坡和便于开挖的目的。
同时,基坑降水,由于水位降落而引起地面沉降,相应形成以水位漏斗为中心的地面沉降变形区,导致次范围内的建筑、道路、管网等设施因不均匀沉降而发生断裂、倾斜,影响其正常使用和安全。
降低地下水位引起的环境变化机理为:(1)水位降低减少了土中地下水对地上建筑物的浮托软弱土层受到压缩而沉降;(2)使孔隙水从土中排出。
土体固结变形,本身就是压缩沉降过程,降水过程中,常会随着抽出的水流带走土层中部分细微土粒,引起周围地面沉降。
地铁车站基坑开挖施工对周边环境的影响
d o i :10.3963/j .i s s n .1674-6066.2022.04.016地铁车站基坑开挖施工对周边环境的影响王国林1,于富来1,柳 策2,刘智超1,苏 涛3,管萌威1,王振洋1,薛习孜1,包岩峰1(1.中铁上海工程局集团市政环保工程有限公司,上海201906;2.沈阳工业大学建筑与土木工程学院,沈阳110870;3.沈阳地铁集团有限公司,沈阳110000)摘 要: 基坑开挖是一个土体不断卸载的过程,因此在基坑开挖施工过程中会对周边环境产生一定影响㊂论文主要从基坑周边地表㊁周围建筑物㊁邻近地铁隧道㊁地下管线4个方面进行了综述,分析了开挖施工过程中基坑周边地表㊁建筑物㊁地铁隧道㊁地下管线的沉降及变形规律,指出了当前研究存在的部分问题,并提出了相关建议及有待进一步完善的内容㊂关键词: 基坑开挖; 地面沉降; 周围建筑物; 地铁隧道; 地下管线I m p a c t o f S u b w a y S t a t i o nF o u n d a t i o nP i tE x c a v a t i o n o nS u r r o u n d i n g En v i r o n m e n t WA N GG u o -l i n 1,Y U F u -l a i 1,L I UC e 2,L I UZ h i -c h a o 1,S UT a o 3,G U A N M e n g -w e i 1,WA N GZ h e n -y a n g 1,X U EX i -z i 1,B A OY a n -f e n g 1(1.M u n i c i p a l E n v i r o n m e n t a l P r o d u c t i o nE n g i n e e r i n g C o ,L t do fC R E CS h a n g h a iG r o u p ,S h a n g h a i 201906,C h i n a ;2.S c h o o l o fA r c h i t e c t u r e a n dC i v i l E n g i n e e r i n g ,S h e n y a n g U n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y ,S h e n y a n g 110870,C h i n a ;3.S h e n y a n g M e t r oC o ,L t d ,S h e n y a n g 110000,C h i n a )A b s t r a c t : E x c a v a t i o no f t h e f o u n d a t i o n p i tw a s a p r o c e s s o f c o n t i n u o u s u n l o a d i n g o f s o i l ,s o i tw i l l h a v e a c e r t a i n i m -p a c t o n t h e s u r r o u n d i n g e n v i r o n m e n t d u r i n g t h e e x c a v a t i o n a n d c o n s t r u c t i o n o f t h e f o u n d a t i o n p i t .T h i s p a p e rm a i n l y r e -v i e w e d t h e s u r f a c e ,s u r r o u n d i n g b u i l d i n g s ,a d j a c e n t s u b w a y t u n n e l sa n du n d e r g r o u n d p i p e l i n e sa r o u n dt h ef o u n d a t i o n p i t ,a n a l y z e d t h e s e t t l e m e n t a n d d e f o r m a t i o n l a w s o f t h e s u r f a c e ,b u i l d i n g s ,s u b w a y t u n n e l s a n d u n d e r g r o u n d p i p e l i n e s a -r o u n d t h e f o u n d a t i o n p i t d u r i n g t h e e x c a v a t i o na n d c o n s t r u c t i o n p r o c e s s ,p o i n t e do u t s o m e p r o b l e m s i n t h e c u r r e n t r e -s e a r c h ,a n d p u t f o r w a r d r e l e v a n t s u g g e s t i o n s a n d c o n t e n t s t ob e f u r t h e r i m pr o v e d .K e y w o r d s : f o u n d a t i o n p i t e x c a v a t i o n ; s e t t l e m e n t o f t h e g r o u n d ; s u r r o u n d i n g b u i l d i n g s ; s u b w a y t u n n e l ; u n -d e r g r o u n d p i p e l i n e 收稿日期:2022-04-08.基金项目:中铁上海工程局引导课题(S H -2020-引导-20).作者简介:王国林(1988-),工程师.E -m a i l :3473809177@q q .c o m 近年来,随着我国城市化水平不断提高,汽车逐渐普及化,导致出行问题成为制约城市发展的热点问题㊂由于城市有限的地面空间无法满足人们对出行的需求,因此地下轨道的建设迫在眉睫㊂在如今的城市竞争当中,北㊁上㊁广㊁深等大都市圈轨道交通的建设打开了新一轮的城市竞争的新格局[1]㊂在轨道交通发展过程中,地铁车站基坑的建设成为了轨道交通发展过程中关注的重点㊂基坑的建设呈现大㊁紧㊁深㊁近等特点,这就在基坑的建设技术与安全方面,提出了更高的要求㊂基坑开挖是地铁车站施工过程中的重要环节,在土体开挖卸载过程中会对基坑本身及周边环境产生一定的影响㊂由于地铁车站往往位于繁华地带,其施工主要难点在于对周边环境影响控制,一旦稍有不当就会产生严重的影响,因此研究基坑开挖施工对周边环境影响情况具有十分重要的意义㊂1 开挖施工对周边环境的影响研究基坑开挖过程中由于存在时间及空间效应的影响,导致该施工过程中会对周边环境产生一定的波动,而16建材世界 2022年 第43卷 第4期建材世界2022年第43卷第4期目前对于基坑开挖环境影响研究主要是对不同地质土层情况下基坑开挖全过程对周边环境影响情况的规律总结㊂开挖施工引起的周边环境变形风险主要有周边地表沉降㊁邻近建筑物的不均匀沉降㊁相邻地铁隧道及地下管线的位移变形等方面[2]㊂基坑施工过程中的风险变形方面研究主要以数值模拟和实时监测方法为主,在隧道管线变形研究中部分通过离心模型试验与数值模拟相结合的方法㊂1.1地表沉降变形的影响研究基坑开挖会使基坑周围土体产生不均匀的沉降变形㊂从沉降大小及范围上看,导致基坑沉降因素主要有基坑围护结构刚度大小㊁地下水位情况㊁地下土层性质㊁地基处理方法等㊂从沉降曲线的形状上看,基坑周边地表沉降主要分为三角形沉降和凹槽型沉降㊂查阅相关资料可知,近年来北京㊁南京㊁天津等地数十起基坑事故都由于地层变形过大导致地面及周边建筑物发生严重破坏,由此可见,地表沉降过大不仅影响基坑施工顺利进行,还对周边建筑物的安全性造成一定影响㊂1.1.1基坑开挖对地表沉降影响研究现状对于基坑周边地表沉降变形,众多学者从基坑地下土层性质方面展开了一系列的研究㊂贾曾潘等[3]利用数值模拟与模型试验相结合方法㊁喻伟等[4]利用数值模拟方法,分别对砂土㊁富水软弱地质条件下基坑开挖引起周围地表沉降规律进行了研究㊂其中贾曾潘等[3]研究表明,基坑长边方向0~0.5H e(H e为开挖深度,m)周围地表沉降值较大,且地表沉降的最大值随着地连墙水平位移的增加呈现出先快后慢的变化趋势㊂喻伟等[4]研究表明,地表沉降最大值位于地连墙10~20m范围内,沉降影响区域为60m,最大值达到40.8mm,且淤泥层中施工对地表沉降影响最大㊂王锦涛等[5]就广佛环线东环智慧城站深基坑开挖过程中引起的地表沉降及地连墙后土体的变形规律进行了研究㊂结果表明,在开挖进程中,基坑周边土体沉降变形曲线呈现出 抛物线形 形状,且地表最大沉降量为3.2mm㊂W a n g等[6]利用数值模拟与现场监测相结合方法,对附加荷载存在情况下,基坑开挖引起周边地表沉降的情况进行了研究㊂结果表明,该情况下基坑沉降曲线呈 勺形 形状,沉降值与基坑距离关系呈现为先增加后减少的趋势,得到的最大沉降位置与基坑距离大约为基坑最大开挖深度的一半,且附加荷载存在加快了地表沉降的速度㊂L i a n g等[7]利用数值模拟方法,对基坑开挖过程中采取回灌注水及止水帷幕等措施下地表沉降情况进行了研究㊂结果表明,基坑周边土体沉降随着回灌压力与止水帷幕深度增加而逐渐减小㊂1.1.2地表沉降变形研究存在的问题1)地表沉降的研究重点就是确定沉降的分布方式㊁范围及最大值,大部分学者利用数值模拟㊁现场监测等手段对基坑周边地表沉降问题进行一系列研究,但基坑地质条件复杂且土层的物理性状不同,计算基坑地表沉降时,大都是做出了一定的假设和简化,得出的沉降值往往和实际值有一定差距,因此计算准确度有待提高㊂2)基坑开挖前降水过程中对地表沉降变形产生了一定的影响,目前关于该过程中沉降方面的理论公式不够成熟,多数学者采用的是分层总和法,但该方法仅仅考虑了土体的竖向变形,忽略了其侧向变形,计算误差较大,因此对理论方面的研究有待进一步加强㊂1.2周边建筑物不均匀沉降影响研究随着市政工程㊁高层建筑物㊁地铁等快速发展,导致深基坑的数量也越来越多㊂由于基坑大多数位于繁华区域,周边环境敏感复杂,开挖过程中容易使周边高层建筑物产生裂缝㊁倾斜以及邻近地下建筑物发生沉降等危害,甚至引发重大工程事故,造成严重社会影响,因此研究基坑开挖对周边建筑物的影响情况十分必要㊂1.2.1基坑开挖对周边建筑物的影响研究现状王琳等[8]基于硬化土的本构模型,利用有限元分析软件对基坑施工引起邻近房屋变形和受力情况进行了研究㊂结果表明,基坑开挖过程中引起周围建筑屋最大沉降为13.7mm,朝基坑方向的最大水平位移为9.4mm,引起墙体应力变化约为10~50k P a,基坑开挖对墙体受力影响较小,但对建筑物沉降及侧移变形有一定影响㊂张珂峰等[9]利用现场监测数据,对 两墙合一 地下连续墙基坑开挖引起的周边建筑物的变形情况进行了分析,得到了基坑开挖过程中建筑物沉降变化趋势:稳定㊁增大㊁缓慢回弹㊁加速增大㊁稳定㊂施有志等[10]对土体小应变刚度行为及基坑㊁地基㊁基础㊁上部结构共同作用下基坑开挖引起周边建筑物26建材世界2022年第43卷第4期变形情况进行了计算㊂结果表明,邻近地上建筑物最大水平位移6.6mm,且从顶部向下逐渐变小,建筑物发生了一定的倾斜;地下建筑物主要发生沉降变形,影响区域为3H e(H e为开挖深度,m),在1.5H e范围内,地下建筑沉降变形明显,最大沉降为15.9mm㊂郑翔等[11]对软土地质条件下基坑施工引起邻近建筑变形情况进行了研究,结果表明,地连墙及结构向上施工引起邻近建筑物沉降变形分别占基坑施工全过程的7.82%㊁33.19%,倾斜程度分别占基坑施工全过程的16.47%㊁20.17%,说明基坑开挖对周边建筑物影响具有明显的空间和时间效应㊂A n等[12]研究了基坑支护及施工方案与基坑周边建筑物变形之间的关系,通过不断调整基坑建设方案,最终选用了钢筋混凝土挡土桩和四层钢支撑,作为基坑开挖加固方案,将基坑开挖对周边建筑物的影响降到了最小㊂1.2.2基坑周边建筑物不均匀沉降研究存在的问题1)对周边建筑物不均匀沉降的研究,主要利用数值模拟方法,而大部分学者在建模时,对于建筑物只是将其等效简化为竖向荷载考虑,得到的结果与实际有一定出入,因此在进行研究时应对周边建筑物进行实体建模,得到更为接近的结果㊂2)建筑物的建造时间对建筑物稳定性和安全性有一定的影响,而关于基坑开挖时考虑建筑物建成时间效应影响下的变形研究相对较少,有待于进一步研究㊂1.3基坑开挖对邻近地铁隧道及地下管线影响研究由于地下轨道交通的快速发展,城市核心区域的地下隧道与管线分布错综复杂,尤其是正在运营中的空间狭窄而人口密集的地铁车站,这也导致基坑开挖过程中面临风险源越来越多㊂基坑开挖过程中,一旦出现事故,后果往往极其严重㊂如何确保基坑工程在安全㊁快速施工前提下,最大程度降低基坑开挖对邻近隧道㊁地下管线的影响成为亟需研究的问题㊂1.3.1基坑开挖对邻近地铁隧道的影响研究现状王利军等[13]对超大超深基坑开挖过程中邻近隧道的变形规律进行了研究㊂结果表明,基坑周围存在邻近隧道时地表的最大沉降值要比没有隧道时大10%,隧道的变形以水平位移为主,变形呈倒八字形状,对称分布,且隧道的最大侧移随着隧道的埋深的增大呈现出先增大后减小的趋势㊂尚国文㊁丁智㊁许四法等[14-16]利用现场监测手段,研究了基坑开挖施工过程中引起邻近地铁隧道的整体变形情况,对开挖施工过程中邻近隧道的危险节点及重点影响区域进行了分析总结,得到了基坑开挖各工况下邻近地铁隧道的整体变形规律㊂左自波㊁章润红等[17,18]借助于数值计算软件,分别对基坑开挖施工过程对基坑下方双线隧道㊁邻近隧道的影响情况进行了研究,并对开挖过程中邻近隧道的变形情况进行了预测,指导了施工的安全进行,对保护邻近地铁车站及隧道结构具有一定的意义㊂许多学者对四方形基坑开挖下邻近隧道的变形进行了大量的研究,而关于圆形基坑开挖下邻近隧道变形影响研究相对较少㊂S u n等[19]对圆形基坑开挖引起邻近隧道变形规律进行了分析,发现在开挖面积相同情况下,圆形基坑下方地铁隧道的变形㊁最大洞径变化比方形的分别大18%㊁22%,但圆形基坑开挖引起的最大隧道弯曲应变比方形基坑开挖引起的最大隧道弯曲应变小32%,结果表明圆形基坑开挖引起的应力释放影响范围比方形基坑开挖引起的应力释放影响范围更大,说明基坑形状对邻近地铁隧道变形影响不大㊂1.3.2基坑开挖对邻近地下管线的影响研究现状徐宏增等[20]对基坑开挖过程中邻近大直径污水管线沿长度方向的位移情况进行了研究㊂结果表明,基坑开挖导致管线位移存在时空效应,相邻两条管线的水平位移差大于竖向位移差,当基坑开挖到底部时各个方向的位移达到最大值㊂贺雷等[21]通过数值模拟和离心模型试验方法,对基坑开挖过程中邻近电缆隧道的变形情况进行了研究,同时就离心模型试验对开挖过程中电缆隧道的影响情况进行了定性分析,并对电缆隧道周围的安全区进行了划分㊂施有志等[22]以管线的材质㊁管线截面㊁管线与基坑的距离为考虑因素,利用数值模拟方法对基坑开挖过程中邻近管线的变形情况进行了参数分析,对于管线沉降情况,管线埋深影响要大于管线与基坑水平距离影响;对于管线轴力的变化情况,其随基坑与管线距离的减小而增大,且管线刚度与横截面越大,轴力越大,但轴力变化具有不规律性㊂36建材世界2022年第43卷第4期L i[23]等以基坑与顶管间距㊁基坑开挖深度㊁顶管埋深为考虑因素,对既有顶管隧道的应力变形规律进行了研究㊂表明顶管的应力及变形分别随着基坑与顶管间距的增大㊁基坑开挖深度的减小㊁顶管埋深的减小逐渐减小,位于基坑中间及端墙附近管线的变形及应力变化较大㊂当顶管埋深约为3/4H e时,且管线与基坑的水平距离小于10m时,既有顶管隧道受到基坑开挖的影响较大㊂1.3.3邻近地铁隧道及地下管线变形研究存在的问题1)对于基坑开挖过程中地铁隧道的变形研究大多数是单纯对基坑开挖过程中隧道结构的变形情况进行了研究,关于地铁隧道与地铁车站整体结合的变形研究相对较少㊂2)现有的基坑开挖对邻近隧道影响的相关理论不够成熟,关于基坑侧应力与隧道变形关系理论研究较少,并且在地铁隧道的变形控制方面缺乏相对完善㊁可靠的理论指导体系㊂3)地下管线网络错综复杂,管线材质种类较多,如铜㊁混凝土㊁钢筋混凝土㊁铸铁等,以管线材质及腐蚀程度为因素对管线位移变形规律进行的研究相对较少,且现有研究往往把管线考虑为整体来分析,忽略了管线接头处的变形情况㊂2结论与展望近年来,地铁车站基坑开挖对周围环境影响研究在理论分析㊁现场监测㊁数值模拟等领域取得了突破性进展㊂为了研究地铁车站开挖施工对周边环境风险影响,通过查阅文献资料,利用归纳总结方法对基坑开挖引起周围环境影响情况进行了综述,主要从基坑周边地表㊁周围建筑物㊁邻近地铁隧道㊁地下管线4个方面对基坑开挖引起的变形情况进行了分析,明确了现有研究存在的问题,并对未来的主要研究方向进行了展望㊂a.深基坑开挖施工是一个不断发生土体卸载的过程,导致在施工过程中基坑周边土体发生内力重分布,对基坑周边地表㊁建筑物㊁邻近隧道㊁地下管线等均会产生不同程度的风险影响,提前对风险源进行统计及保护有利于确保施工顺利进行㊂b.基于复杂土层情况下的地表沉降理论计算公式及基坑开挖过程中地表沉降的分布方式㊁范围及最大值计算精度及沉降预测方面的工作有待进一步开展㊂c.基于时间效应影响下的周边建筑物的不均匀沉降情况有待进一步研究,同时利用数值模拟方法研究周边建筑物不均匀沉降时,建议将建筑物以实体建模方式进行计算,该方法比将建筑物等效成竖向荷载方法计算得到的结果更为准确㊂d.基于邻近隧道与车站相结合下的整体变形情况及基坑侧压力与隧道变形理论方面内容有待进一步研究,且隧道变形控制方面的理论体系有待完善㊂e.基于地下管线材质对基坑开挖过程中管线变形规律影响以及开挖过程中地下管线接头处变形情况的研究有待深入进行㊂参考文献[1]邓艳,吴克捷,孟令君.轨道车站一体化建设带动城市更新的实施路径探索[J].城市发展研究,2021,28(6):8-12.[2]孙超,许成杰.基坑开挖对周边环境的影响[J].吉林大学学报(地球科学版),2019,49(6):1698-1705.[3]贾曾潘,陈保国. 两墙合一 条件下地铁车站深基坑变形特性[J].北京交通大学学报,2021,45(3):47-54.[4]喻伟,陈鑫磊,张学民.深圳富水软弱地层深基坑施工对周边环境影响分析[J].铁道科学与工程学报,2020,17(9):2251-2261.[5]王锦涛,雷鹏,刘涛影,等.车站深基坑变形规律与稳定性分析[J].科学技术与工程,2021,21(22):9533-9540.[6] W a n g D,Z h a n g X,Z h a n g W K,e t a l.T h eE f f e c t o f t h eA d d i t i o n a lL o a do n t h eG r o u n dS u p p o r t o n t h eS e t t l e m e n t o f t h eS u r r o u n d i n g G r o u n d[J].E3S W e bo fC o n f e r e n c e s,2021,272(3):02015.[7] L i a n g F,L i a n g L,X i a n g X.A n a l y s i so fE f f e c tF a c t o r sA b o u t t h eG r o u n dS e t t l e m e n td u r i n g F o u n d a t i o nP i tE x c a v a t i o n[J].A d v a n c e d M a t e r i a l sR e s e a r c h,2015,1065-1069:7-10.[8]王琳,罗志华,张晗.地铁车站深基坑开挖对临近建筑物影响的三维有限元分析[J].建筑结构,2021,51(S1):1928-1934.[9]张珂峰,吴昌将,易礼. 两墙合一 地下连续墙基坑开挖对邻近建筑的变形影响与实测分析[J].建筑结构,2020,50(20):128-132.46建材世界2022年第43卷第4期[10]施有志,柴建峰,赵花丽,等.地铁深基坑开挖对邻近建筑物影响分析[J].防灾减灾工程学报,2018,38(6):927-935.[11]郑翔,汤继新,成怡冲,等.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].建筑结构,2021,51(10):128-134.[12]A n JB,S u nCF.S a f e t y A s s e s s m e n t o f t h e I m p a c t s o f F o u n d a t i o nP i t C o n s t r u c t i o n i nM e t r oS t a t i o no nN e a r b y B u i l d i n g s[J].I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f S a f e t y a n dS e c u r i t y E n g i n e e r i n g,2020,10(3):423-429.[13]王利军,邱俊筠,何忠明,等.超大深基坑开挖对邻近地铁隧道变形影响[J].长安大学学报(自然科学版),2020,40(6):77-85.[14]尚国文,李飒,翟超,等.基坑开挖与邻近地铁结构变形相关性的实测分析[J].防灾减灾工程学报,2020,40(1):107-115.[15]丁智,张霄,金杰克,等.基坑全过程开挖及邻近地铁隧道变形实测分析[J].岩土力学,2019,40(S1):415-423.[16]许四法,周奇辉,郑文豪,等.基坑施工对邻近运营隧道变形影响全过程实测分析[J].岩土工程学报,2021,43(5):804-812.[17]左自波,黄玉林,吴小建,等.基坑施工对下方双线地铁隧道影响的数值模拟[J].北京交通大学学报,2019,43(3):50-56.[18]章润红,刘汉龙,仉文岗.深基坑支护开挖对临近地铁隧道结构的影响分析研究[J].防灾减灾工程学报,2018,38(5):857-866.[19]S u nH S,W a n g,L W,C h e nSW,e t a l.AP r e c i s e P r e d i c t i o n o f T u n n e l D e f o r m a t i o nC a u s e d b y C i r c u l a r F o u n d a t i o nP i t E x-c a v a t i o n[J].A p p l i e dS c i e n c e s,2019,9(11),2275.[20]徐宏增,石磊,王振平,等.深基坑开挖对邻近大直径管线影响的优化分析[J].科学技术与工程,2021,21(2):714-719.[21]贺雷,张亚楠,曹明洋,等.软土区基坑开挖对邻近电缆隧道的影响研究[J].建筑结构,2020,50(S1):1032-1037.[22]施有志,葛修润,李秀芳,等.地铁深基坑施工对周边管线影响数值分析[J].中山大学学报(自然科学版),2017,56(6):83-93.[23]L iWJ,H a nX M,C h e nT,e t a l.R e s e a r c ho n I n f l u n e n c eL a wo f E x i s t i n g P i p e-j a c k i n g T u n n e lA f f e c t e db y A d j a c e n t F o u n-d a t i o nP i tE x c a v a t i o ni nS o f tC l a y S t r a t u m[J].I O P C o n fe r e n c eS e r i e s M a t e r i a l sS c i e n c ea n d E n g i n e e r i n g,2019,688:022041.(上接第48页)3结论该文提出了一种基于H o p f i e l d人工神经网络和模态数据求解有限元模型修正参数的方法㊂基于结构实测响应,通过构建修正方程与H o p f i e l d神经网络对一两跨连续梁质量与弹性模量参数进行修正,修正后得到的有限元模型与结构实际特征基本统一㊂因此可以认为将H o p f i e l d神经网络引入模型参数修正中可以避免大型矩阵求逆和正则化,能更准确的修正结构参数㊂参考文献[1]方圣恩,林友勤,夏樟华.考虑结构参数不确定性的随机模型修正方法[J].振动.测试与诊断,2014,34(5):832-837,973.[2]姚春柱,王红岩,芮强,等.车辆点焊结构有限元模型参数不确定性修正方法[J].机械科学与技术,2014,33(10):1545-1550.[3]陈辉,张衡,李烨君,等.测量模态不确定的梁式结构随机有限元模型修正[J].振动工程学报,2019,32(4):653-659.[4] B e c k JL,K a t a f y g i o t i sLS.U p d a t i n g M o d e l s a n dT h e i rU n c e r t a i n t i e s-I:B a y e s i a nS t a t i s t i c a l F r a m e w o r k[J].J o u r n a l o f E n-g i n e e r i n g M e c h a n i c s,1988,124(4):455-461.[5] R u iQ,O u y a n g H,W a n g H Y.A nE f f i c i e n tS t a t i s t i c a l l y E q u i v a l e n tR e d u c e d M e t h o do nS t o c h a s t i c M o d e lU p d a t i n g[J].A p p l i e d M a t h e m a t i c a lM o d e l l i n g,2013,37(8):6079-6096.56。
浅谈深基坑开挖的影响及措施
某桥梁工程深基坑开挖实例
工程概述
地质条件
基坑支护
地下水处理
监测与反馈
某桥梁工程深基坑开挖 主要涉及主桥墩及配套 设施建设。该工程地理 位置较高,风力较大, 对施工要求较高。
该地区地质条件较好, 以岩石和砂土为主。但 桥梁墩位处存在软土和 不良地质。
采用岩石锚杆和混凝土 支撑的支护方式。同时 ,设置多道钢支撑加强 支护效果。针对墩位处 软土地质,采用水泥搅 拌桩进行加固处理。
采用旋喷桩和止水帷幕 等措施,确保基坑内无 水。同时,设置排水沟 及集水井,及时排除地 表水和地下水。
对基坑进行全面监测, 包括沉降、位移、水位 等指标。根据监测结果 及时调整工程措施,确 保基坑安全。
某地铁站深基坑开挖实例
01
工程概述
02
地质条件
03
基坑支护
04
地水处理
05
监测与反馈
某地铁站深基坑开挖工程 主要涉及地下车站及配套 设施建设。该工程地理位 置特殊,周围环境复杂, 对施工要求较高。
目前针对深基坑开挖的研究多以数值模拟和现场监测为主要手段,缺乏更为深入 的理论分析和实验研究。未来可以加强基础理论研究,探索更为精确的预测方法 和控制技术,提高深基坑开挖的安全性和经济性。
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土方开挖措施
分层开挖
根据土质情况和支护结构特点,将基坑分为若干层进行 开挖,以减小开挖对周围环境的影响。
限时开挖
在支护结构达到一定强度后,限定时间内完成土方开挖 ,以减少基坑暴露时间和变形。
边挖边支撑
在开挖过程中及时安装支撑结构,以保持基坑的稳定性 和减小变形。
04
工程实例分析
某商业中心深基坑开挖实例
地铁车站深基坑施工对周围环境影响评价
地铁车站深基坑施工对周围环境影响评价摘要:深基坑工程往往周边交通繁忙,地下管线纵横交错,开挖过程容易引起土体变形,如果控制不好会对周围环境造成很大的影响。
因此在深基坑施工过程中除了采取合理的安全支护措施外,还需要控制好深基坑对周围环境的影响。
以武汉市中南路地铁车站深基坑对周围环境的影响为例进行分析,并结合现场施工具体情况和监测数据,对地铁基坑建设对周围环境的影响进行了讨论,提出了相应的控制技术。
关键词:地铁车站深基坑周围环境影响监测随着经济的发展,各类基础建设的不断进行,城市可用建设面积越来越少,地下空间的利用成为城市建设的发展趋势,相应的深基坑施工也越来越普遍。
深基坑工程往往周边交通繁忙,地下管线纵横交错,开挖过程容易引起土体变形,如果控制不好会对周围环境造成很大的影响。
因此在深基坑施工过程中除了采取合理的安全支护措施外,还需要控制好深基坑对周围环境的影响。
地铁深基坑建设对周围环境的影响,主要是深基坑开挖、降水过程中破坏了土体自然状态造成周围的土层变形,从而引起周边建筑物及地下管线的变形等。
1 深基坑开挖过程中土体的变形机理深基坑开挖变形的诱发因素主要有两个方面: 一是在基坑工程开挖之前,一般需要采取相应的降水措施。
而地下水位降低往往引起地表沉降,相应形成以水位降落漏斗为中心的地表沉降变形区。
这样在深基坑施工影响范围内的建筑物、道路等都因此不均匀沉降,引起断裂、倾斜甚至倒塌,影响到各项工程和设施的使用功能和安全。
二是在深基坑开挖工程中,土体自然状态被破坏和扰动,引起土体结构的初始应力平衡状态被破坏,土体内的应力场变化,进而造成地表沉降和横向移动,对周围环境造成不良的影响。
2 地铁深基坑开挖对周围环境的影响2. 1 深基坑开挖对周围建筑物的影响地铁深基坑一般在城市主城区,建筑物密集,基坑施工场地狭小,另外有重要的建筑和文物等要保护,所以深基坑施工对周围建筑物的影响备受关注。
如果支护不及时和支护强度不够就会引起变形过大,甚至深基坑会坍塌,不仅造成经济损失,而且危及人身安全。
地铁车站基坑开挖对周围建筑物影响优化分析(全文)
地铁车站基坑开挖对周围建筑物影响优化分析XX:1、基坑开挖对于周围建筑物的影响1.1 基坑变形破坏现象由于设计上的过错或施工上的不慎时,往往造成基坑的失稳。
导致基坑失稳的原因很多,主要可以归纳为两个方面:一是结构(包括墙体、支撑或锚杆等)的强度或刚度不够而使基坑失稳:地基土的强度不足而造成基坑失稳基坑的破坏。
1.2 基坑变形现象由于基坑内土体开挖、地面超载和坑底土体降水等多种因素,导致基坑发生变形,通常基坑工程的变形主要包括:围护结构的变形、墙体的水平变形和竖向变形、墙后地表沉降、基坑底部隆起。
1.3 基坑施工水平位移及地层沉降基坑开挖带来的水平位移和地层沉降会影响周围邻近建(构)筑物、道路和地下管线,该影响如果超过一定范围,则会影响其正常使用或带来严峻的后果。
所以地铁车站基坑工程设计和施工,一定要采纳措施保护周围环境,尽量减小基坑施工带来的影响,或使该影响限制在同意范围内。
2、完善地铁车站基坑开挖工程措施2.1 正确选择基坑支护结构地铁车站基坑支护结构选择的基本依据:(1)基坑的平面尺寸、开挖深度、工程地质及水文条件。
(2)荷载情况:土压力,水压力,特别是承压水的情况;地面荷载的分布及大小;施工荷载;相邻建筑物的荷载;当支护结构作为主体结构的一部分时应考虑人防和地震作用等。
(3)环境条件:基坑周围的地区性质;基坑周围的建筑物状况;基坑周围的公用设施分布及地下构筑物、地下管线状况;基坑周围的交通状况和道路状况;基坑周围的水域状况;基坑所处的地区环境的特别状况,以及对基坑施工的特别要求;噪声、振动、地面污染等;相邻工地的施工情况,特别是打桩和降水情况。
(4)车站的结构(地上及地下)对基坑施工的特别要求。
(5)各种支护结构的适用范围、技术特点,各种支护结构的造价。
(6)基坑开挖、排水及降水的方法,设计的容许变形量,施工因素,包括施工单位的资质、技术水平和设备状况等。
此外,尚须考虑相邻建筑物基坑支护情况和类似的基坑支护情况,业主对基坑支护的要求,建筑基坑工程技术规范、建筑基坑工程技术指南、建筑基坑工程技术规程的地方标准。
深基坑施工对周围环境影响的分析
深基坑施工对周围环境影响的分析发布时间:2022-05-18T08:48:31.747Z 来源:《建筑实践》2022年2月第3期作者:黄佩艺[导读] 随着我国经济建设水平不断提升,国内的高层建筑以及地下工程数量也在不断增加,这些工程项黄佩艺广西建工第一建筑工程集团有限公司广西南宁 530000摘要:随着我国经济建设水平不断提升,国内的高层建筑以及地下工程数量也在不断增加,这些工程项目的建设在土建阶段也需要深基坑施工。
作为一项相对复杂的工程技术,深基坑在施工过程中会对周边的环境产生一些破坏性的影响,比如道路塌陷、建筑出现地基下沉、地面开裂等等。
这些问题不仅会影响后续工程的施工,也会在周边修复时造成较大的成本,所以本文在分析深基坑施工过程中对周边环境的影响后,就提出了相应的处置措施。
关键词:深基坑施工;环境影响;工程建设1.深基坑施工对周围环境影响分析1.1在开挖过程中导致周边地层移动通过观察多个项目的现场情况,深基坑开挖后对周边的地层产生了空间性的影响,导致最终出现了严重的位移问题,尤其是深基坑的土体出现了位移以及支护结构出现形变。
深基坑的变形表现为支护结构变形以及土层出现位移。
深基坑之所以会出现坑底隆起,是因为深基坑底部以及顶部的高度差出现的压力以及地面出现了严重的超载问题[1]。
在压力当中,支护结构两边的土层就会持续压向深基坑底部,深基坑底部在两边土层向下堆积的逼迫下,就会向上隆起,并在深基坑周围导致了位移情况的出现,最终导致周围的地面出现下沉。
深基坑的支护结构出现位移,也是由于支护结构在外侧压力以及内侧被动压力之间出现压力差导致的唯一[2]。
支护结构的位移将严重威胁深基坑的施工质量与施工安全,不但会让外部的土层出现严重位移,还会让其他的土层出现塑性空间,最终导致坑内出现隆起、坑外出现土层移动,支护结构的位移可以说是周边出现土层位移问题的关键根源。
1.2基坑稳定性对周边环境的影响深基坑是否具备稳定的支护结构、是否具备良好的深基坑稳定性,在很大程度上影响着周边环境的稳定性,这是因为深基坑如果不够稳定,那么就很容易导致周边的地面发生裂缝、沉降甚至是直接地面坍塌,也会因此导致管线出现爆裂以及建筑倾斜、基坑出现倒灌问题等等[3]。
地铁车站深基坑施工对周边环境影响研究
地铁车站深基坑施工对周边环境影响研究一、引言随着城市化进程的加速,地铁已成为城市交通建设的重要组成部分。
地铁车站深基坑施工是地铁建设的重要环节,其施工过程对周边环境可能产生一定的影响。
对地铁车站深基坑施工对周边环境的影响进行研究具有重要意义。
1. 噪音影响地铁车站深基坑施工过程中,挖掘机、钻机等大型机械设备的作业会产生噪音污染。
这种噪音污染可能会对周边居民的生活和工作带来困扰,影响他们的正常生活秩序。
长期的噪音影响还可能会对周边居民的身心健康产生不良影响。
2. 地面沉降地铁车站深基坑施工涉及到大量的土地开挖和基坑支护工程,这将会导致周边地面的沉降。
如果施工过程中处理不当,可能会引发地面陷落等安全问题,给周边建筑物和地下管线带来损害。
地面沉降还可能导致周边道路和人行道的变形和破损,影响交通和行人通行的安全。
3. 地下水位影响地铁车站深基坑施工所涉及的地下开挖和基坑支护工程,可能会改变周边地下水位的分布和运移规律。
这将影响周边居民的地下水利用状况,可能对水源的供给和地下水环境产生一定的影响。
4. 建筑物结构安全地铁车站深基坑施工需进行大量的土地开挖和基坑支护工程,这将会对周边建筑物的结构安全产生一定影响。
特别是在老旧建筑和地铁站附近的建筑物,由于基础条件较差,容易受到施工影响而出现倾斜和开裂等问题。
5. 周边环境空气质量和污染问题地铁车站深基坑施工过程中所产生的粉尘、废气和废水等污染物可能会对周边环境的空气质量和水质产生一定的影响。
如果处理不当,可能对周边居民的健康和环境的生态安全产生一定的影响。
1. 保障周边居民的生活和健康安全对地铁车站深基坑施工对周边环境的影响进行研究可以帮助规划和实施有效的环境保护措施,减少施工过程对周边居民的生活和健康安全带来的影响。
2. 保障建筑物和地下管线的安全3. 保护生态环境的安全1. 采集相关数据首先需要采集相关的地质、地下水位、建筑结构和环境质量等数据,以了解周边环境的现状和变化规律。
地铁车站深基坑施工对周边建筑物的影响分析
地铁车站深基坑施工对周边建筑物的影响分析摘要:近年来,我国城市交通发展迅速,地铁已经成为人们日常生活中重要的交通工具。
在进行地铁车站的深基坑施工时,要注意这种施工对于车站附近建筑物的影响,科学估测影响的因素和影响强度,并采取有针对性的措施,来控制这种影响,将地铁车站的施工风险降至最低.本文着重探讨地铁车站的深基坑施工对周边建筑物的影响,以及相关的控制措施,以供广大同仁交流探讨。
关键词:地铁车站;深基坑施工;周边建筑物;影响一、地铁车站深基坑开挖对周边建筑物的影响1.1变形影响实际上,深基坑开挖是一个卸载过程,会对周边的地层造成破坏,也会改变原有的土体结构初始的平衡状态,从而引起一种土体应力场的变化。
这种情况下,在对深基坑进行开挖过程中会导致土体顺着挖掘方向进行滑动,最终产生坑底土体的一种回弹状态,还会使挡土结构发生变化,从而导致基坑周边土层的一种变形。
这种工程建设实际上是通过对土体的一种破坏来保持平衡,然后导致土体变形之后再进行相关的支撑工作。
而且在对我深基坑进行建设的过程中,一旦支护结构出现变形的情况,也会导致周边土体的一种变形,甚至会引起一种土体的竖向沉降和横向移动现象。
在这种情况下就会对周边建筑物和地下管道造成不良影响。
1.2深基坑开挖造成地表水下降在实际的深基坑开挖过程中,首先要做的就是将地下水位进行相应的降低。
如果操作不当,那么就会给周围环境带来严重的影响,其中具体的影响分为以下方面。
首先,深基坑开挖过程中引发的水位下降问题,会给城市居民的用水带来巨大的影响,因为在通常情况下,地铁车站都是在城市相对较繁华的区域;其次,地下水下降也会造成周围地表下降,从而使得周围的建筑出现一定的沉降,给建筑结构稳定带来了巨大影响,甚至造成周围建筑物坍塌情况发生;再次,地表沉降也会导致道路出现裂缝,从而造成城市交通瘫痪,不利于城市人们出行;最后,地铁车站深基坑所处的地理位置基本都是在城市内,而深基坑开挖和建设会产生巨大的噪音,开挖过程中出现的扬尘也会给周围环境带来巨大的影响,给人们生活环境带来了很大的污染。
地铁车站深基坑开挖对周围环境的影响研究
地铁车站深基坑开挖对围护结构和周围环境的影响分析
工程技术DOI:10.16660/ki.1674-098X.2019.07.069地铁车站深基坑开挖对围护结构和周围环境的影响分析①肖金花1 何亮2 刘正明3 李雄威2(1.常州市轨道交通发展有限公司 江苏常州 213000;2.常州工学院土木建筑工程学院 江苏常州 213002;3.江苏省地质矿产局第二地质大队 江苏常州 213300)摘 要:针对常州北站深基坑工程,开展了数值模拟和现场监测工作,研究了深基坑开挖对围护结构和周围环境的影响。
研究表明:数值模拟结果的规律性符合现场实际和工程经验;相比于采用莫尔库伦模型计算结果,数值模拟采用硬化土小应变模型的计算结果与现场监测值更为接近,也更为合理,因此利用硬化土小应变模型预测深基坑开挖对围护结构及周围环境的变形是可行的;数值模拟结果还表明对管线变形影响最大的因素是管线距基坑的距离,而管线埋深和材质因素影响较小。
关键词:基坑开挖 小应变模型 市政管线 数值模拟中图分类号:TU47 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2019)03(a)-0069-04Abstract:Aiming at the deep foundation pit of Changzhou North Railway Station, numerical simulation and field monitoring were carried out to study the inf luence of deep foundation pit excavation on the retaining structure and surrounding environment. The results show that the regularity of numerical simulation results conforms to the field practice and engineering experience; compared with the results of Mohr-Coulomb model, the results of numerical simulation using the small strain model of hardened soil are more close to the f ield monitoring values and more reasonable, so the small strain model of soil is used to predict the enclosure of deep foundation pit excavation. The numerical simulation also shows that the distance between the pipeline and the foundation pit is the most important factor affecting the deformation of the pipeline, while the depth of the pipeline and the material factor have little inf luence.Key Words:Foundation pit excavation; Small strain model; Municipal pipeline; Numerical simulation①基金项目:江苏省地矿局委托科研项目(项目编号:2017-KY2);常州市轨道交通发展有限公司科研项目(2018);常州 市科技支撑计划(社会发展CE20185039)。
地铁车站基坑开挖施工对周边环境的影响
地铁车站基坑开挖施工对周边环境的影响摘要:深基坑开挖是当前比较普遍的一种施工方法,开挖、支护方式的选择会影响到最终的施工效果,在引入对应的开挖与支护技术时,需结合工程实际情况展开作业,以此来发挥出其最大价值,保证工程的稳定推进。
基坑开挖是一个土体不断卸载的过程,因此在基坑开挖施工过程中会对周边环境产生一定影响。
论文分析了开挖施工过程中基坑周边地表、建筑物、地铁隧道、地下管线的沉降及变形规律,指出了当前研究存在的部分问题,并提出了相关建议及有待进一步完善的内容。
关键词:地铁车站;基坑开挖;周边环境;影响引言随着城市化不断加快,人口的不断增多,城市的交通拥堵程度不断加剧。
为了缓解城市的交通压力,国内大中城市地铁陆续修建了多条地铁。
地铁车站的建设是地铁建设过程中的难题之一。
地铁车站大多数均位于地下,埋深一般较深,深基坑开挖过程中,不可避免地会对周边构造物造成不同程度的影响。
1开挖施工对周边环境的影响研究1.1地表沉降变形的影响研究基坑开挖会使基坑周围土体产生不均匀的沉降变形。
从沉降大小及范围上看,导致基坑沉降因素主要有基坑围护结构刚度大小、地下水位情况、地下土层性质、地基处理方法等。
从沉降曲线的形状上看,基坑周边地表沉降主要分为三角形沉降和凹槽型沉降。
查阅相关资料可知,近年来北京、南京、天津等地数十起基坑事故都由于地层变形过大导致地面及周边建筑物发生严重破坏,由此可见,地表沉降过大不仅影响基坑施工顺利进行,还对周边建筑物的安全性造成一定影响。
(1)地表沉降的研究重点就是确定沉降的分布方式、范围及最大值,大部分学者利用数值模拟、现场监测等手段对基坑周边地表沉降问题进行一系列研究,但基坑地质条件复杂且土层的物理性状不同,计算基坑地表沉降时,大都是做出了一定的假设和简化,得出的沉降值往往和实际值有一定差距,因此计算准确度有待提高。
(2)基坑开挖前降水过程中对地表沉降变形产生了一定的影响,目前关于该过程中沉降方面的理论公式不够成熟,多数学者采用的是分层总和法,但该方法仅仅考虑了土体的竖向变形,忽略了其侧向变形,计算误差较大,因此对理论方面的研究有待进一步加强。
深基坑施工对周边环境的影响及保护措施浅析
深基坑施工对周边环境的影响及保护措施浅析一、引言城市发展与基础建设需求的不断增长,需要开发越来越多的地下空间,以缓解用地越来越紧张的矛盾,如地下车库、地下道路、地铁等,与之相应的是深基坑工程越来越多,并日益朝着深、大的方向发展,这些深基坑通常紧邻已有建(构)筑物或者道路及地下管线。
深基坑工程是一项风险性工程,它涉及土力学、基础工程、结构力学、原位测试等多门学科,是一个相当复杂的系统工程。
由于这些深基坑一次性卸荷量大,施工条件多为复杂困难,因此深基坑开挖对周边环境的影响十分显著。
常见的深基坑工程对周边环境产生的问题有:(1)开挖作业不规范引起地面变形影响正常的工作秩序;(2)深基坑周边塌陷,地下管道断裂,影响居民正常生活;(3)深基坑周边路面开裂,翘曲影响交通;(4)超限的变形,引起深基坑周边房屋开裂,倾斜倒塌;(5)基坑开挖失控,在闹市区因开挖引起地下水管断裂渗漏与边坡失稳交叉影响;(6)基坑周边变形,影响城市公用设施正常使用;(7)基坑开挖引起水土流失,危及坑周围的供电设施的安全。
要想避免深基坑工程中出现上述的环境效应问题,在深基坑工程施工的各个环节中就需要做好有效措施,妥善保护周围建筑物和市政设施与道路的安全和畅通。
二、深基坑施工对周围环境影响的保护原则(1)重视地质勘察和环境调查工作。
严格勘察深基坑开挖地块的地形、地貌及工程地质特点,做好场地土质的稳定性问题评述工作。
(2)重视深基坑支护的方案和设计工作。
做好基坑支护的方案和设计工作,不仅可以降低支护的工程费用,还能有效防止事故的发生。
(3)要重视对地下水的处理。
大部分的深基坑事故原因是水,因此对地下水的处理显得至关重要。
在基坑支护施工前必须采取有效的降低地下水位措施,并应检查地下管线是否有渗漏问题以采取相应措施。
(4)确保基坑支护工程的施工质量。
深基坑支护属于地下工程,出现工程质量事故的几率大,因此必须严格把守施工质量这关,确保桩体、墙体的混凝土强度达到设计要求,杜绝蜂窝、露筋现象,等等。
地铁车站深基坑开挖对周围环境的影响及控制
地铁车站深基坑开挖对周围环境的影响及控制随着经济的发展,我国的地铁工程建设越来越多,与此同时,在地铁深基坑开挖的过程中,基坑的开挖过程会对周围环境成影响,就需要对变形较大原因进行分析,本文对地铁车站深基坑开挖对周围环境的影响进行分析及控制,为以后地铁深基坑开挖对周围环境的影响提供一个借鉴。
标签:地铁车站;深基坑开挖;影响及控制1.工程概述1.1工程概况本地铁站为地下两层岛式车站,车站主体采用明挖法施工,侧墙采用围护结构及内衬墙间夹柔性防水层的重合墙结构,围护结构为0.8m厚地下连续墙,车站标准段基坑深度约为16.6m,计算站台中心位置顶板覆土厚度约2.6m。
1.2地质条件本场地地处华北平原,属海积,冲积低平原,场地地势平坦,车站影响范围内地层主要为填土层(Qml)、全新统上组陆相冲积层(Q34al)、全新统中组海相沉积层(Q24m)及全新统下组沼泽相沉积层(Q14h)1.3基坑支護结构方案根据工程特性、场地环境条件和设计原则及标准,主体结构采取明挖法施工,采用“地下连续墙(围护结构)+内支撑(混凝土撑加钢支撑)”的围护方案。
地下连续墙厚800mm,,围护结构在标准段设四道支撑及一道换撑,第一道支撑800×800混凝土支撑,第二、三道支撑为800mm(壁厚16mm)的钢管支撑,其余均为609mm(壁厚16mm)的钢管支撑;盾构井段设五道支撑及一道换撑,第一道支撑800×800混凝土支撑,第三、四、五道支撑为800mm(壁厚16mm)的钢管支撑,其余均为609mm(壁厚16mm)的钢管支撑。
2.基坑监测方案从基坑边缘以外1~3倍基坑开挖深度范围内的周边环境均应作为监测对象。
根据《建筑基坑工程监测技术规范》的要求,本工程监测内容包括地连墙墙顶位移监测,地连墙墙体倾斜监测,支撑立柱沉降监测,支撑轴力监测,地下管线的沉降监测,周围道路沉降监测,周围建筑沉降监测及坑外水位监测。
本文只列出周围建筑沉降监测、周围道路沉降监测内容。
浅析深基坑开挖对周围环境的影响
浅析深基坑开挖对周围环境的影响1引言深基坑工程是岩土工程领域中最具有特殊性的一个分支。
土体在某一方面的应力得到释放,从而破坏了原有的平衡状态,土体的变形是在开挖卸荷情况下发生的,所引起的基坑隆起和桩侧向变形以及地面沉降等变形特性与一般工程问题不同。
通过对基坑开挖过程土体的应力路径进行分析,并对土体的这种特殊应力路径进行了试验模拟,目的在于分析开挖卸荷过程中土体的变形规律,探讨由于深基坑开挖对周围环境影响。
2 深基坑开挖过程中土体应力路径及真三轴试验2.1 深基坑開挖过程中土体应力路径深基坑工程开挖如图1所示,从图中选取基坑周边土体单元M和基坑内土体单元N进行应力分析,随着开挖深度的增加,土体单元N可以视为竖向应力保持不变,横向应力减小;土体单元M竖向应力和横向应力都减小,由此可见,深基坑开挖过程中,土体存在两种类型的应力路径。
2.2 试验仪器本次试验在ZSY-1型真三轴仪上进行,仪器由压力室、压力体变装置、微机测控数据采集处理系统、试样制备部件、起吊设备等组成。
加压装置如图2所示。
试验时由微机自动化控制。
2.3 试验方案在真三轴仪上对土体单元M应力路径进行了模拟,即竖向应力保持不变,横向应力逐步减小。
应力路径为OAB如图3所示,OA段为恢复土样的天然状态过程,AB段为由于深基坑开挖卸荷时的应力路径,通常加荷试验的应力路径为OAC。
OA段为恢复土样的天然状态过程,AC段为由于建筑物的施工加荷时的应力路径。
从图3可以看出,土样沿AB应力路径比AC应力路径达到破坏线所需的剪应力要小些,即土样沿AB应力路径更容易发生破坏。
2.4 试验结果根据采集的试验数据进行计算整理,绘制土样的应力-应变关系和孔隙水压力-轴向应变关系曲线如图4、图5所示。
1、应力-应变关系曲线从图4不同压力下的应力-应变关系曲线可以看出当固结压力小于150kPa 时,曲线为应变硬化型,当固结压力大于150kPa时,曲线为应变软化型,这说明卸荷试验所得试样的应力-应变关系曲线是随着固结压力的增加而变化的。
浅析深基坑开挖对周围环境的影响
浅析深基坑开挖对周围环境的影响发表时间:2018-07-05T15:50:41.130Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第5期作者:朱自臻1 刘远才1 郭中发2 刘德稳1[导读] 多对比工程实例,进行多方案比对,丰富根据理论知识,合理预测出深基坑施工对周围环境的影响。
1.西南林业大学土木工程学院云南昆明 650000;2.山东济宁汶上远航置业有限公司山东济宁 272500摘要:深基坑工程作为涉及诸多学科领域的综合性工程,与周围环境是互相作用、互相影响的关系,如果不控制好开挖过程中的土体变形会对周围环境造成很大的影响,以青岛市科技馆站地铁车站深基坑对周围环境的影响为例进行分析,结合现场的施工情况和监测数据,以深基坑施工对周围环境的影响进行了研究,并提出了相应的控制技术。
关键词:深基坑周围环境土体变形影响1.引言随着城市化进程的加快,城市建设用地愈加紧张,地下空间的利用成为必然选择,进而导致深基坑工程不断增多,施工深度加深,开挖面积也在逐渐增加,基坑形式和周围环境也更加复杂,如果不控制好开挖过程中的土体变形,会对周围纵横交错的地下管线、房屋建筑、地下通道、以及交通道路等环境造成很大的影响,所以在深基坑的施工过程中,不仅要做好基坑的支护措施,还要注意控制深基坑开挖对周围环境的影响。
2.深基坑开挖土体的变形理论基坑在开挖过程中的变形主要表现在三个方面:围护结构变形,基坑底部隆起,围护结构后方的土体及建筑物的沉降。
在基坑开挖之前,土体是处于初始地应力平衡状态的,当土体被开挖后,开挖面的竖直方向和支护结构的水平方向的荷载被卸载,应力变化为土体的围护压力减小,竖向压力基本不变,这时土体有主动压缩的趋势,所以会导致围护结构在土压力的作用下产生水平变形。
基坑底部隆起是因为土体在卸荷后要回弹,当开挖深度不大时,土体会发生竖直的弹性隆起,当开挖深度增加时,基坑内外的土体高差会增大,围护结构会产生“踢脚”现象,导致基坑隆起。
深基坑开挖对周边环境影响及防治措施分析
深基坑开挖对周边环境的影响及防治措施分析摘要:随着城市建设的快速发展,对基坑开挖的深度的要求日益增加,深基坑的开挖成为建筑物的必需。
然而深基坑由于其深度问题,在施工中会对其他的构(建)筑物等产生影响,从而成为工程中的一个复杂问题。
施工方对深基坑的关注以及工作时的态度成为影响工程进度、质量及周边环境的要点。
本文主要结合深基坑实例,针对深基坑开挖引起的一些问题进行分析,并提出了有效的防治措施。
关键词:深基坑不均匀沉降分层开挖土压力防治措施城市的改造和建设中涌现出诸多问题,而深基坑的开挖就所引起的问题就是其中之一,现在也越来越倍受人们注重。
作为一个复杂的地质工程,作为一个基本的地质工程,深基坑的开挖涉及到方方面面,包括基坑自身强度与稳定性,以及地质环境和社会影响问题。
因此保证基坑的安全,使坑内外的各个工程环节顺利进行可谓十分重要。
正由于深基坑工程的独特性才会使得采取预防措施的重要性逐渐提上日程。
1 深基坑工程的独特性1.1 基坑的深度加大。
建筑物的稳定性和基坑的深浅有着十分重要的关系,正因为人们对建筑物的需求以及土地的紧张性等因素,而导致了建筑物的本身计划高度的加大,以及开始向地下开始开发。
地下室的不断出现就是案例。
现在的地下室出现4 层也很正常。
基坑的深度也因此需要不断地加深。
1.2 深基坑工程所面临的环境差异化城市地形地貌的差异化导致各种水文地质条件以及工程地质条件的出现,在深基坑的开挖中只有结合各个地方的特色,实施符合实际环境的深基坑开挖工程,才能够保证深基坑工程的顺利进行。
1.3 深基坑所处环境的多样化现今深基坑的开挖不可避免的要在城市高楼大厦中进行,在建筑物密集之处建立是为了更好地方便群众,做好房地产的开发项目。
但是往往在城市人口建筑的密集处,也是地上与地下线密集的地方。
要保证深基坑的稳定性,就要处理好地上与地下的各种环境问题。
2 深基坑开挖对周边环境的影响2.1 邻近构(建)筑物的沉降开裂由于深基坑在开挖的时候容易使地表产生沉降问题,从而使得邻近构(建)筑物发生沉降开裂。
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地铁车站深基坑开挖对周围环境的影响分析
摘要:地铁是城市建设中不可缺少的交通工具,它是现代城市交通发展的结果。
在地铁施工当中,车站是不可缺少的一部分,然而,地铁车站施工主要为基坑工程,会一定程度的影响到附近的建筑物,甚至造成附近建筑物的基础发生沉降的
情况。
所以,为了让基坑开挖工程顺利开展,需要深入的分析工程对附近建筑物
有哪些影响,从而进行施工方案的合理制定,这样才能让施工质量得到保障,更
提高了施工效率。
本文针对地铁车站深基坑开挖对周围环境的影响进行了论述,
希望有一定的参考价值。
关键词:地铁车站;基坑开挖;周围建筑物;影响
前言:
随着人们生活节奏的加快,公交及出租车交通工具已经无法满足城市居民快
速出行的要求,这无疑促进了城市地铁交通的迅速发展。
一般来讲,地铁在施工
过程中,附近的建筑物已经完成竣工,并且投入到使用当中,如果开展深基坑施工,会给附近的建筑物基础造成极大的影响,从而发生侧移或者沉降。
为了保护
建筑物安全,我们需要对深基坑施工技术进行分析。
一、基坑开挖对于周围建筑物的影响
(一)基坑变形破坏现象
如果地铁工程设计上存了错误,或者施工过程中不合理,很容易导致基坑出
现失稳的情况。
多方面的因素会使得基坑失稳现象发生,比较常见的主要为结构
强度或者刚度不足所致,地基土的强度不足而造成基坑失稳基坑的破坏[1-2]。
(二)基坑变形现象
基坑变形是基坑开挖过程中常见的问题,造成其发生变形的原因是多方面的,如基坑内土体开挖等,一般而言,基坑工程出现变形主要为维护结构、墙体等方
面出现变形,墙后地表沉降、基坑底部隆起。
(三)基坑施工水平位移及地层沉降
在基坑开挖过程中,由于水平位移及地层沉降,会给附近的建筑物、道路等
带来一定的影响,当然了,这种影响范围有一定的限定,不仅让其无法正常的使用,甚至造成的后果是无法弥补的。
因此,对地铁车站基坑工程进行设计及施工时,一定要采用措施保护周围环境,尽量减小基坑施工带来的影响,或使该影响
限制在允许范围内。
二、完善地铁车站基坑开挖工程措施
(一)正确选择基坑支护结构
在选择地铁车站基坑支护结构时,应该以下面几点为基准:①、基坑的大小、开挖后的深度,施工项目的地质情况等;②、荷载状况:土和水压力,尤其是承压水的状态下;地面荷载多少,所在区域;施工及附近的建筑物的荷载;如果在
地铁车站施工状态下,主体结构主要为支护结构,那么需要对人防等方面进行充
分的考虑;③、环境因素:基坑附近区域的性质;附近建筑物的情况;相邻公共设施的所在区域等;基坑附近的交通情况及道路的状况;基坑附近的水域情况等;
④、车站结构比较特殊的要求;⑤、各种支护结构的适用范围、技术特点,各
种支护结构的造价。
⑥、基坑开挖、排水及降水的方法,设计的容许变形量,施工因素,包括施工单位的资质、技术水平和设备状况等。
此外,尚须考虑相邻建
筑物基坑支护情况和类似的基坑支护情况,业主对基坑支护的要求,建筑基坑工
程技术规范、建筑基坑工程技术指南、建筑基坑工程技术规程的地方标准。
(二)基坑工程的优化设计
基坑工程比较系统,主要是对工程技术中的复杂问题进行有效的解决,也是
对土体强度和稳定性、支护结构变形等问题进行解决的过程,基坑工程的开展不
仅为了巨大的经济效益,还需要对多方面的技术进行运用。
基坑工程又存在一定
的风险性,安全事故发生比较频繁,有些施工企业一味的追求经济利益,将工程
造价降低,从而不重视技术的可靠性,甚至其中的技术措施没有起到作用等。
可
以说,基坑的大小、附近的建筑物及环境有着很大的区别,基坑工程的不同,使
用的设计方案也各不相同,每一种方案又有着自身的特性,有的方案成分费用低,有的施工时间短,有的安全性比较高。
需要对所有的方法进行充分的考虑,从而
选择更为适宜的施工方案,所以,必须优化设计地铁车站基坑工程。
由于地铁车
站基坑工程优化设计阶段有着很大的差异性,所以,将其进行了分类,第一,方
案优化设计,该方面主要以工程达到的目标为出发点,然后比较选择基坑开挖及
支护方案,在其中选择更有优势的方案。
然后,再对优选的方案进行细部优化,
即施工图优化。
基坑工程优选比较的依据可简述为以下四个方面::(1)技术
的可靠性、先进性以及施工的可行性分析;(2)经济效益评价;(3)对环境影
响的评价;(4)工期的比较。
(三)加强基坑工程信息化检测
基坑工程当中经常发生安全事故,通过对这些事故调查显示,基坑工程发生
事故与监测不利及险情上报不准确有着直接的关系。
在基坑工程当中,运用的监
测技术就是在开挖基坑时,通过相关的仪器、设备等综合监测支护结构、附近环境、沉降等情况。
将之前开挖过程中监测的岩土变化等情况,对岩土信息进行及
时的捕捉,并且对其进行勘察,有效的评价原设计成果,最终对施工方案的合理
性进行进一步的判定。
借助反分析方法计算,对后期工程实践中可能发生的行为、动态等进行预测,这样能够让施工设计实现最大优化,更为其提供了相应的参考
数据,对后期开挖方案的设计有着很大的价值作用,如果施工当中发生险情,需
要立即上报,如果存在异常状况,必须马上进行有效的解决,只有扼杀问题的源头,才能让工程顺利的开展,提高施工的安全性。
车站长条形深基坑开挖施工应
根据工程地质条件、坑周环境条件、围护结构条件等做好施工组织设计,精心施工。
应对基坑变形做好理论预测,并在现场加强监测与反馈分析,及时采取减少
每步挖土后的无支撑暴露时间或增加支撑及支撑预应力等控制基坑变形措施以确
保基坑稳定、工程安全、环境安全[3]。
(四)完善基坑施工技术
①、在开挖施工时,需要对时空效应规律进行充分的运用,对施工工艺的注
意事项进行全面的掌握,然后从纵向以限定长度向前推进开挖,所有的开挖段都
需要进行分层,开挖时将其分成小段,在挖的过程中并且做好支撑,以规定要求
的时间内完成开挖及支撑的任务,并且对其进行预应力的施加,对于底板钢筋混
凝土的施工也需要在规定时间内完成,从而让地下连续墙无支撑暴露时间缩短。
对开挖段两侧的边坡坡度进行有效的控制,分析边坡的稳定性,然后对安全坡度
进行确定,对于流向土坡的水流要进行时刻关注,避免出现滑坡现象;②、地下连续墙渗漏水的封堵。
基坑开挖过程中,如果地下连续墙因为各个方面的原因,
导致接缝或者墙面发生水土流失现象,需要对其立即进行封堵,避免坑周地面出
现沉降现象,否则另一侧发生水土流失,会导致挡墙倾斜等情况的发生;③、开挖和修整坑底。
如果开挖为最后阶段,需要对墙体变形及地面沉降进行检测,需
要对挖槽安装钢支撑进行运用。
避免局部开挖发生超出范围的现象,坑底设计标
高应该在30cm的土方,通过挖土进行修整,如果开挖超出范围,需要对其进行填实。
对于出土运输及弃土条件要落实到位。
对基坑内贮水体、水管等要检查情况,并且排干积水,该环节的实现,需要提前将排除积水的排水设备准备好,这样才能让基坑开挖面不会受到水的浸入;
结束语:
经过多年的实践,在岩土工程尤其是深基坑工程中实施监测,不仅已成为城市建设和管理部门强制性指令措施,同时也日益被业主、设计、监理、施工、科研等工程实施的相关单位认问。
参考文献:
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