地铁车站基坑围护结构变形监测与数值模拟
深基坑围护结构变形监测与数值模拟分析
深基坑围护结构变形监测与数值模拟分析论文
深基坑围护结构变形监测与数值模拟分析论文
近年来，由于城市建设的迅速发展，地底结构得到了广泛的关注，而深基坑围护结构是重要的支撑结构之一。
它的质量和安全变化直接影响到建设物的正常运行，因此，对深基坑围护结构的变形监测及其影响因素的研究已经变得尤为重要。
本文从深基坑围护结构弹性力学及其变形监测理论出发，通过实验测试和数值模拟，分析深基坑围护结构的变形情况及其影响因素。
首先，本文从深基坑围护结构的弹性力学和变形监测大体介绍开始，首先说明深基坑围护结构的弹性力学过程，包括结构的构件、受力和分析方法，然后对深基坑围护结构的变形监测方法进行阐述，主要包括变形测量仪、力学变形分析仪和全站仪等。
接下来，本文介绍了基于实验测试的深基坑围护结构变形监测，包括深基坑围护结构的结构参数、地基处理、变形监测装置安装和测试结果分析。
然后，根据实验结果，将数据与可视化分析工具进行联合研究，分析了受力有无、地基处理形式等因素对深基坑围护结构的变形的影响。
与此同时，本文结合实验结果，利用有限元分析软件对深基坑围护结构进行数值模拟，分析不同压力状态下深基坑围护结构的变形情况和受力分布状态。
最后，本文总结出深基坑围护结构变形监测的若干要点，包括结构参数设计、地基处理方法、变形监测装置安装等，以及基于实验测试和数值模拟结果对变形的影响因素进行有效分析和
判断。
综上所述，本文从深基坑围护结构的弹性力学及其变形监测理论入手，并结合实验测试和数值模拟，分析了深基坑围护结构的变形情况及其影响因素，为进一步研究和应用深基坑围护结构提供了依据。
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
ｆ ｕ ｄ ｔｏ ｉ ｏ ｕ ｗａ ｔ ｔｏ ｏ ｎ ａ ｉ ｎ ｐ ｔｆ ｒ ｓ ｂ ｙ ｓａ ｉｎ
（ 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
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔｈ ｅａｎｉｇ ｐ ａ ｎ ｅ ｏ ｍａ ｉｎ ｍｏ ｉ ｒｎ ｌｎ ａ ｅ ｇ ｖ ｎ ａ ｈｅ ｆ ｌ ｎｔ ｒｎ ｔ ｄ ｅ ｒ ｔ ｉ ｎ ｌ ｎ ａ ｄ ｄ ｆｒ ｔ ｎｔ ｉ ｇ ｐ ａ ｒ ｉｅ ｎｄ ｔ ｅ ｄ ｍｏ ｉ ｉ ｇ ｓｕ ｙ ｏ ｏ ｉ ｏ ｉ ｏ ｓｃ ｍｐｌｔｄ ｏ ｈ ｏ ｎ ａ ｉｎ ｐｉ ｄ ｆｒ ａ ｉｎ，ｅ ｐ ｃ ａｌ ｎ ｔ ｏ ｚ ｎ ａ ｉｐ ａ ｅ ｎ ｆｔ ｅａ ｎ ｎ ｅ ｅ ｎ ｔ ｅｆ ｕ ｄ ｔ ｔ ｅ ｏ ｏ ｍ ｔ ｏ ｓ ｅ ｉｌｙ ｏ ｈｅｈ ｒ ｏ ｔ ｌｄ ｓ ｌｃ ｍｅ ｔｏ ｒ ｔ ｉ ｉ ｇ ｉ ｈｅ ｐｉ ｏ ｙ ａ ｄ ｔ ｅ ｉ ｎ ｒ ａ ｉ ｌｆ ｒ ｅ ｏ ｔ ｅ ｒ ｐ ． Ｔ ｅ ｔ ｄ ｈ ｗｓ ｔ ｅ ｄ ｆ ｒ ａｉｎ ｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ｓ ｏ ｌ ｂ ｄ ｎ ｈ ｎ ｅ ｘ ａ ｏ ｃ ｆ ｓｅ ｌ ｐ ｏ ｓ ｈ ｓｕ ｙ ｓ ｏ ｈ ｅｏ ｅ ｍ ｔｏ ｈ ｒ ｃ ｅ ｔｃ ｆ ｉ
某新建地铁车站深基坑施工监测及数值模拟研究
Ｎ０ ．２
Ｊ ｎ Ｏ ２ ｕ ｅ ２ １
３ 基于现场 监测 与数值仿真结 果的对 比 分 析
本 工程 将 基 坑 开 挖 过 程 中各 监 测 点 的实 测
数 据 与 采 用有 限 差 分 软 件 Ｆ ａ ３ ｌｃ Ｄ对 该 基 坑 进 行三 维开 挖 过 程 模 拟 所 得 的监 测 数 据 进 行对 比 分析 。
＊
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１
２
模 型计 算 区域 侧边 界 距坑 壁 大于 ２ 倍坑 深 ， 底 边 界 则 自坑 底 往 下 取 ３ ｍ。由于 灌 注 桩 嵌 固 ０
深 度为６ ， ｍ 因此 ， 取 计 算 深 度 ３ ｍ应 是 足 够 所 ０ 的 。 模 型 中， 土 层采 用 实 体 单元 模 拟 ， 混 在 岩 喷
（ 。）
２ ６
粉 质 粘 土 粉 细 砂 粉 质 粘 土 粉 土
粉 细 砂
３６ ． ２２ ． ３２ ． １
２
１９ ．８ ２ ０ ．５ ２ ０ ．２ ２ ０ ．８
２ ０ ．５
０３ ． ０ ３ ．５ ０３ ． ０２ ．５
０ ３ ．５
３ ０ ０ ３ ８ ３ ２
中降 水 与止 水 效 果较 好 ， 因此 ，地 下水 对 本 工
２ 工 程 概 况
程影 响不 大 。
岩土 层 的物理 力学 参数
表１
岩 土名称
粉 土
厚度
（） ｍ
２
（／ｍ） ｇｃ。
２ ０ ．１
天然密
泊松 比
０２ ．５
内聚力
（Ｐ ） ｋａ
２ ０
内摩擦 角
第２ 期
地铁站基坑围护结构变形规律研究及数值模拟
地铁站基坑围护结构变形规律研究及数值模拟张晓龙 ZHANG Xiao-long（河南理工大学土木工程学院，焦作 454003）（School of Civil Engineering，Henan Polytechnic University，Jiaozuo 454003，China）摘要：基于对天津某地铁站基坑监测数据的分析，得到在开挖过程中围护结构的变形规律，并采用大型Plaxis软件对基坑开挖支护进行模拟，将模拟结果与监测结果进行对比，结果表明Plaxis模拟结果在一定程度上能够反应基坑开挖中围护结构变化情况。
Abstract：Based on the analysis of the foundation pit monitoring data of a subway station in Tianjin， the deformation law of retaining structure in the process of excavation is obtained. The large Plaxis software is used to simulate the excavation support. The simulation results are compared with monitoring results， the results show that Plaxis simulation results can react the excavation deformation situation of retaining structure to a certain extent.关键词：监测；围护结构；PlaxisKey words： monitor；retaining structure；Plaxis中图分类号：[TU745.3] 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2021）25-0098-04作者简介：张晓龙（1989-），男，河南濮阳人，在读研究生，主要从事地下工程稳定性研究。
浅谈地铁深基坑围护结构的变形监测与数值模拟
2017年第24卷第3期技术与市场技术研发浅谈地铁深基坑围护结构的变形监测与数值模拟胡占涛(中铁十六局集团第一工程有限公司，北京101300)摘要：以深圳机场站深基坑工程为依托，针对该工程采用的连续墙+内支撑支护方式，进行现场监测和数值模拟。
其 中，现场监测环节的展开主要考察深基坑工程周围环境和场地工程地质、基坑开挖深度等，由此更好的判断深基坑围护 结构的变形规律。
即连续墙水平位移、地表沉降、内支撑轴力等变形现象，达到最佳的变形性状控制效果。
从工程概况 分析入手，阐述了深基坑变形监测的具体步骤。
关键词：地铁；深基坑；围护结构；变形监测doi：10. 3969/j.issn.1006 - 8554. 2017.03.083〇引言在深圳机场站深基坑变形工程监控过程中，为了保证监控 结果的真实性，构建了深基坑开挖全过程数值模拟模型。
同时，利用FLAC软件，对深基坑变形形状进行了数值模拟，旨在 掌握工程深基坑变形规律，促使支护墙水平位移等达到某一稳 定值，最终由此满足深基坑开挖作业条件。
1工程概况本工程是深圳机场站，DK82 +949.0是本站设计起点里 程，DK83 +861.0是本站设计终点里程。
同时，此次工程设计 中车站总长为912 m，DK83 +091.0是中心里程。
此外，深圳机 场站采取的是地下双层岛式车站设计方式，地下一层是站厅 层，地下二层是站台层。
而从深圳机场站工程地质情况角度来 看，其第四系人工堆积层包含了素填土、填砂、填石等，其中，素 填土层呈现灰褐、褐红等色。
同时，该土层由粉质黏土层等组 成，分布于工程地表，其厚度在0. 5 ~ 12. 9 m之间，平均土层厚 度为4.66 m。
2深基坑变形监测2.1监测方法地铁深基坑围护结构变形监测工作目的是及时发现周围 环境中不稳定性因素。
同时，验证设计、指导施工，且分析区域 性施工特征。
因此，在深基坑变形实际监测过程中，应将围护 墙体水平位移和内支撑轴力、周围地表沉降作为主要监测内 容。
地铁车站深基坑变形规律的三维数值模拟分析
高 １．６ 顶 部覆 土 ３ ６ 左 右 ， 效 站 台 的 中 心 ２８ ｍ， ．ｍ 有 里 程 为 Ｙ Ｋ１ ＋ ６ １ ６ ，中 心 轨 面 高 程 为 Ｄ ４ １．９ ２
３ ０ ２ ５ 长度 为 １８ Ｏ ９ ． １ ｍ， ８ ． ｍ。主 体 围 护 结 构 范 围 总 长 １ ０ ２ ｍ， ２ ． ０ 基 坑 的 开挖 深度 为 轨 排 段 ９ ．０ 宽 ２ ５ ｍ，
过程 中地铁 车站深基坑 的变形规律 。结果表 明 ， 围护桩 的 变形 直接 关 系到基 坑的稳 定和安全 ； 开挖使 得基坑 周 围
土体 下沉 ， 地表 沉降呈抛 物线型 ； 计算结 果与监测 结果基本 一致 ， 用 Ｆ Ａ 数值计算 方法研 究深基坑 的 变形规 运 ＬＣ
律是 可行 的、 可靠的。
ｌｙ ｒ ｉ ｏ ｏ ｅ ｆｆｎ ａ ｄ，ｒ ｕ ｒ ｖ ｌａ ｄ ｃ ａ ｔ ｉ ｈ ｍ ｏｓｕ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ａ ｅ ｓ ｃ ｍｐ ｓ ｄ ｏ ｅ ｓ ｎ ｉ ｏ ｎｄ ｇ ａ ｅ ｎ ｌｙ ｗｉ ｈ ｇ ｉｔ ｒ ｏ ｔｎ ，ｗｉｈ ｐ ｏ ｔｂｉ ｔ ． Ｔｈ ｏ ｇ ｘ ｈ ｔ ｏ ｒｓａ ｌ ｙ ｉ ｒｕ ｈ ｅ — ｐ ｒｍ ｅ ｔ ｌ ｐ ｌｃ ｔｏ ｆｃ ｍｅ ｔ — ｔ ｒ ｇａ ｓ ｇ ｏ ｔａ ｄ ｍｏ ｉ ｅ ｔ ｒｇａ ｓ ｇ ｏ ｈａ ｒ ｘ ｄ ｗｉ ｉ ｅ ｅ ｔ ｅｉ ｎ ａｌ ａ ｐ ｉ ａｉｎ ｏ ｅ ｎ — ｗａｅ ｌｓ ｒ ｕ ｎ ｄ ｆ ｄ ｗａｅ ｌｓ ｒｕｔｔ ｔａ ｅ ｍｉ ｅ ｔ ｄｆ ｒ ｎ ｙ ｉ ｈ ｆ ｐ ｏ ｅ ｔ ｓｆ ｒｄ ｆｅｅ ｔｌｙ ｒ ｏ ｓｏ ｔｒａ ｄ ｒ ｉ ｆｒ ｅ ａ ｄ ｏ ｔ ｉａ ｉｎ ｏ ｒ ｕ ｉｇ ｐ ｏ ｅ ｓ，ｔ ｅ ｅ ｃｅ ｃ ｓ ｉ — ｒ ｐ ｒｉ ｏ ｉ ｒ ｎ ａ ｅ ｓｔ ｔ ｐ ｗａｅ ｎ ｅ ｎｏ ｃ ｎ ｐ ｉ ｚ ｔｏ ｆｇ ｏ ｔ ｒ ｃ ｓ ｅ ｆ ｍ ｎ ｈ ｆ ｉｎ ｙ ｉ ｍ ｉ ｐ ｏ ｅ ｎ ｏ ｔｏ ａ ｇ ｎ ｏ ｔｕ ｔｏ ａｅｙ ａ ｅ ｅ ｓ ｅ ． ｒ ｖ ｄ ａ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌｒ ｎ ｅ ａ ｄ ｃ ｎｓｒ ｃｉ ｎ ｓ ｆｔ ｒ ｎ ｕｒ ｓ
《地铁站基坑开挖变形规律及影响因素研究》范文
《地铁站基坑开挖变形规律及影响因素研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速，地铁建设项目逐渐增多。
基坑开挖作为地铁施工的重要组成部分，其安全性、稳定性以及开挖过程中变形规律的研究，显得尤为重要。
本文以地铁站基坑开挖为研究对象，旨在研究其变形规律及其影响因素，以期为类似工程提供参考依据。
二、研究背景与意义基坑工程是地铁施工的关键环节，其安全性直接影响着地铁建设工程的整体质量和安全性。
然而，在基坑开挖过程中，由于地质条件、环境因素、施工方法等多种因素的影响，基坑变形问题时常发生，甚至可能引发严重的事故。
因此，对地铁站基坑开挖变形规律及影响因素的研究具有重要的理论价值和现实意义。
三、基坑开挖变形规律研究（一）研究方法本研究采用现场监测与数值模拟相结合的方法，对地铁站基坑开挖过程中的变形规律进行研究。
首先，在基坑开挖现场进行实时监测，记录基坑的变形数据；其次，利用数值模拟软件对基坑开挖过程进行模拟，分析基坑变形的规律和特点。
（二）研究结果通过现场监测和数值模拟，我们发现地铁站基坑开挖过程中，变形主要表现在水平位移和竖向沉降两个方面。
水平位移主要发生在基坑的边缘，而竖向沉降则主要发生在基坑底部。
在开挖过程中，随着土方量的减少，基坑的变形逐渐增大，但变形速率逐渐减小。
此外，我们还发现基坑的变形具有一定的时空效应，即不同时间段和不同空间位置的变形规律存在差异。
四、影响因素研究（一）地质条件地质条件是影响基坑变形的重要因素。
地质条件复杂、土质松软的地区，基坑开挖过程中容易发生较大的变形。
因此，在基坑设计施工中，需要充分考虑地质条件的影响，采取相应的措施减小变形。
（二）环境因素环境因素也是影响基坑变形的重要因素。
例如，周边建筑物的距离、地下水位、降雨等都会对基坑的变形产生影响。
因此，在基坑施工过程中，需要密切关注环境因素的变化，及时采取措施减小变形。
（三）施工方法施工方法是影响基坑变形的另一重要因素。
不同的施工方法对基坑的变形程度和速率都有影响。
某地铁车站深基坑变形规律数值模拟及优化
条件 以及支护结构选型． 根据 工程特 点将其分 为 ４个典型 工况， 运用 Ｆ Ｌ ＡＣ ３ Ｄ建 立三维数值模 型对基坑 开挖 的标
准段进行数值模拟计算 ， 旨 在研 究 “ 钻孔灌注桩加 内支撑” 这 一支护结构在兰州地 区地铁车 站深基坑工程 施工 中的
变形规律并分析其水平位移、 钢支撑 轴力及其周 围土体 的沉 降规律 和沉 降影 响范 围． 根据 支撑位 置的不 同及 其 对
ｆ ｉ ｒ ｓ ｔ — ｓ ｔ ａ ｇ ｅ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ａ ｓ ｂ ａ ｃ ｋ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ．Ｔｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ’ Ｓ ｓ ｕ ｒ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ，ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ
文 章 编 号 ；１ ６ ７ ３ － ５ １ ９ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ － ０ １ ０ ８ － ０ ６
某地铁 车站深基 坑变形规律 数值 模拟及优 化
学 院，甘肃 兰州 ７ ３ ０ Ｏ ５ ０ ）
摘 要 ：以兰州市地铁 １ 号 线一期工 程世纪大道车站深基坑工程 为依托 ， 介绍该工程拟建场 区的周边环境 、 水文地质
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｅ ｐ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｉ ｔ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ Ｓ ｈ ｉ ｊ ｉ ｄ ａ ｄ ａ ｏ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ｓ ｕ ｂ ｗ ａ ｙ １ ＃ ｌ ｉ ｎ ｅ ｓ
深基 坑变形的影响， 对该基坑工程 的支 护设 计方案进行优化． 与原方 案对 比， 优化方 案在控制 变形等方面 有一定 的 改善． 关键词 ： 地铁车站 ；深基坑 ；变形 ；优化
地铁深基坑围护结构安全监测与数值模拟分析
地铁深基坑围护结构安全监测与数值模拟分析李勇;李明;马鹏杰;封旭;朱旭东【摘要】为了研究地铁基坑开挖过程中围护结构的安全性,以广东省某地铁车站为工程实例.介绍了基坑开挖方法,利用MIDAS/GTS对基坑开挖过程进行了模拟,并与不同工况下的桩身位移变化和支护轴力监测进行了比较.结果表明,围护桩顶和桩底位移较小,围护桩的最大位移位置随开挖深度的变化而移动,最大位移位置逐渐下降,最大位移接近第三梁内支撑的顶部.模拟轴力结果显示:标准段距离盾构井约50 m 内冠梁呈受拉状态.模拟和现场轴力监测数据显示:第一道标准段内支撑轴力大于盾构井内支撑轴力,随着开挖深度的增加,轴力最大值内支撑位置也在下移,最终出现在盾构井第三道内支撑上.【期刊名称】《南华大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(032)006【总页数】9页(P28-36)【关键词】基坑开挖;围护结构;内支撑;数值模拟【作者】李勇;李明;马鹏杰;封旭;朱旭东【作者单位】南华大学土木工程学院,湖南衡阳421001;南华大学土木工程学院,湖南衡阳421001;南华大学土木工程学院,湖南衡阳421001;南华大学土木工程学院,湖南衡阳421001;南华大学土木工程学院,湖南衡阳421001【正文语种】中文【中图分类】TU473.50 引言地铁已成为人们出行不可或缺的重要一环，一条条搏动不息的“城市动脉”为中国的城市发展注入蓬勃动力[1].但城市中空间资源有限，近年来基坑尺寸“大深化”[2]，这使得深基坑开挖过程中安全隐患也加大.国内学者刘杰等[3]研究发现，钢支撑+围护桩对基坑土体侧向变形有很好的限制作用，改变钢支撑的施作位置对限制基坑的侧向变形有重要作用.潘隆武等[4]就盾构井开挖进行研究，发现盾构井部分连续墙变化具有空间尺寸影响，长边连续墙变形比较均匀，而短边连续墙最大位移随着开挖深度一直下降，形成向四周发展的漏斗状分布.万志辉等[5]研究发现，围护结构的入土深度达到一定程度后，对变形影响不明显.而土体的弹性模量及内摩擦角增大，明显围护结构位移变小.目前深基坑开挖研究对围护桩位移变化规律研究较多[6-9]，但对内支撑轴力分析较少，且没有明确的规律.所以本文就工程实例来主要研究深基坑内支撑轴力变化进行研究，为类似工程提供参考.1 工程概况及水文地质条件1.1 工程概况地铁车站为地下二层车站，处于南北方向，位于城市主干道下，全长335.10 m，盾构井部分宽为24.90 m，标准段宽为20.70 m，车站基坑开挖深度为16.58～17.58 m，车站顶板覆土3.0 m，结构主要采用明挖法施工.与远期规划的其他号线车站预留换乘.车站除了与区间连接外,还与车辆段相接.1.2 水文地质条件依据当地《当地城市轨道交通详细勘察阶段岩土工程勘察总体技术要求》中提供的统一岩土分层标准，根据场地内所揭露地层的地质时代、成因类型、岩性特征、风化程度等工程特性，将场地内岩土层分为填土层、淤泥质黏土、岩石全风化带、岩石强风化带、岩石中风化带共七大类，部分地层根据地质描述需要进一步再细分亚层，例如淤泥质黏土中，黏性好，富水性差，透水性弱，为相对隔水层可视为粉质黏土.地质填充如图1，现场地质比较复杂，分沿开挖方向左、右线地质填充图. 图1 地质填充图Fig.1 Geological filling map2 基坑围护结构及监测方案2.1 基坑围护结构据本站所处的环境、工程地质、水文地质、基坑深度，经计算分析、工程类比、技术经济综合比较，本站围护结构采用Ø1000@1200钻孔灌注桩加3道内支撑方案.该车站基坑全长335.10 m，断面形式较多，本文仅以盾构井和标准段作为研究对象,断面形式见图2～图4.综合考虑基坑长度、深度及所处的地质情况多方面因素，基坑开挖采取分层分段开挖，保证快挖快撑施工.开挖方向见图5.分段开挖要求每段开挖长度不超过20 m，分层开挖要求每层不超过3～4 m.分层开挖放坡控制在1∶2左右，总坡应控制在1∶3以上.开挖到指定深度时，架设钢支撑应该控制在开挖完成后8 h内完成.为了保证桩间挂网喷锚等工序连贯进行，建议开挖过快时，基坑两侧预留小平台，方便工人挂网喷锚等操作.图2 盾构井断面图Fig.2 Section map of shield shaft图3 标准段断面图Fig.3 Section map of standard section图4 盾构井施工照片Fig.4 The construction photo of shield well图5 开挖方向示意图Fig.5 Schematic diagram of excavation direction2.2 监测布点现场监测布点图见图6.监测应参照《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497—2009)及相关工程监测技术规范.第一道砼支撑轴力监测每四道砼支撑监测，钢支撑监测位于对应的砼支撑布点.桩体测斜监测每隔15 m布置一个监测点.盾构井和标准段轴力监测共21个监测点，测斜共34个监测点.ZQT-01——表示桩体位移1号监测点；ZCL-02-1——表示第1道2号支撑梁轴力监测点。
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
壁 銮塑 堑 国 堡堕 塑 坌
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唱喀 嘶
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
提 供技 术依
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 ）
《地铁站基坑开挖变形规律及影响因素研究》范文
《地铁站基坑开挖变形规律及影响因素研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速，地铁建设成为了城市基础设施建设的重点。
在地铁建设过程中，基坑开挖是一个重要的环节。
然而，基坑开挖过程中往往伴随着土体变形，如不加以控制，将可能对周边环境及建筑物造成不利影响。
因此，研究地铁站基坑开挖的变形规律及其影响因素具有重要的理论意义和实际价值。
二、基坑开挖变形规律基坑开挖过程中，土体变形主要表现为隆起和沉降。
在基坑的边缘处，由于土体的卸载作用，往往会出现较大的变形。
随着基坑开挖深度的增加，变形量也会逐渐增大。
此外，基坑的变形还受到时间、空间等多种因素的影响。
1. 时间效应基坑开挖后，土体的变形并非一蹴而就，而是随着时间的推移逐渐发展。
在初期，由于土体的固结作用，变形速度较快；随着时间推移，固结作用逐渐减弱，变形速度减缓。
2. 空间效应基坑的变形受到空间效应的影响，即基坑的尺寸、形状和开挖顺序等都会对变形产生影响。
一般来说，基坑尺寸越大、形状越复杂、开挖顺序不合理，都会导致更大的变形。
三、影响因素分析基坑开挖变形的影响因素众多，主要包括土质条件、支护方式、环境因素等。
1. 土质条件土质条件是影响基坑变形的重要因素。
不同土质的物理力学性质差异较大，如粘聚力、内摩擦角等都会对基坑的变形产生影响。
一般来说，土质越软弱、含水量越高，基坑的变形越大。
2. 支护方式支护方式也是影响基坑变形的重要因素。
合理的支护方式能够有效地控制土体的变形，减小对周边环境的影响。
常见的支护方式包括排桩支护、地下连续墙等。
不同的支护方式有其适用的土质条件和工程条件，选择合适的支护方式对于控制基坑变形至关重要。
3. 环境因素环境因素也是影响基坑变形的重要因素。
如周边建筑物的距离、地下水位、地震等都会对基坑的变形产生影响。
例如，周边建筑物的距离越近，基坑的变形对周边建筑物的影响越大；地下水位的变化也会引起土体的膨胀和收缩，从而影响基坑的稳定性。
四、研究方法与展望针对地铁站基坑开挖变形规律及影响因素的研究，可以采用现场监测、数值模拟等方法。
富水砂性地层地铁深基坑监测及变形分析
富水砂性地层地铁深基坑监测及变形分析摘要：以富水砂性地层顺作法地铁车站基坑为工程背景，结合施工现场监测数据，对围护结构侧向位移变形、周边地表沉降、地下水水位变化及周边建筑物沉降进行分析，总结富水砂性地层的变形性状和对周边环境的影响。
监测数据和分析结果表明：富水砂性地层条件下，地下连续墙最大侧向位移的变化范围为0.045%H~0.5%H，均值约为0.22%H，发生位置在(H-4,H+10)之间；基坑开挖引起的地表沉降影响范围在35m以内，约2倍基坑开挖深度；墙后地表最大沉降发生在距离基坑5~10m左右；富水砂性地层有着地下水位高，渗透性强的特点，施工中采用疏干降水与承压降水相结合的措施可以有效控制地下水位变化；施工建设过程中对周边建筑物进行实时监测来反馈指导施工,可以保证施工对周边建筑物的影响在可控范围内。
关键词：富水砂性地层；地铁车站；深基坑；基坑降水;变形；监测引言基坑是地铁施工所开挖的地面以下空间，其作用是确保地铁基础施工按照设计位置准确进行。
基坑施工需要考虑支护结构受到的土体压力、机械施工及材料堆积等荷载因素的影响，支护应力变化难以控制，且在施工中，开挖的方式和深度对深基坑围岩的变形和支护机构的受力也产生较大影响，但由于施工环境复杂、风险性高，支护应力计算理论不够完善，机械设备不够先进，导致针对深基坑围岩变形支护应力变化的人工探查及设备检测工作效果难以达到理想水平，最终影响地铁的建造质量。
1影响地铁深基坑施工技术要素与传统地面工程项目施工不同，地铁施工前，需要针对地铁地质情况开展地铁深基坑结构设计。
我国地质结构较为复杂，由此造成地铁深基坑工程结构设计种类繁多，技术控制难度较大。
地铁工程施工规模较大，施工技术人员的专业技术水平对工程的质量、安全有着直接影响。
施工企业只有完善地铁深基坑工程施工管理，才能保证施工技术手段落实到位，为工程施工质量提供保证。
随着我国城市化进程的不断加快，地下工程建设以及地表工程建设明显增多，地下管道以及地表大型建筑物分布更加复杂。
深基坑变形数值模拟结果与监测数据对比分析
深基坑变形数值模拟结果与监测数据对比分析*戴清宝(浙江恒欣设计集团股份有限公司福建勘察分公司福建泉州362000)摘要笔者以泉州市某基坑支护工程为案例,基坑采用土钉墙的支护型式,设计运用迈达斯计算软件对基坑开挖后的变形情况进行数值模拟计算,结合开挖后的基坑位移监测数据,将基坑变形的数值模拟计算数据与监测数据进行了对比分析㊂关键词深基坑土钉墙迈达斯数值模拟监测中图分类号:T U753.1文献标识码:A 文章编号:1002-2872(2023)11-0173-03随着车库的需求量日渐增长,地下室几乎已成为商品住宅楼及办公楼的标配,地下室的开挖,将影响周边建(构)筑物的安全,基坑支护应运而生㊂土钉墙作为一种最常见的基坑支护型式,有着工艺成熟㊁工期短㊁造价省等优点,成为众多基坑工程的首选方案,在基坑支护工程中应用非常广泛㊂G B55003-2021建筑与市政地基基础通用规范于2022年1月1日起正式实施,该规范第7.1.3条[1]将基坑支护结构及基坑周边土体的变形计算列入强制性条文要求,土钉墙支护体系下的周边土体变形理论计算与工程实际变形量是否存在较大差异?这是一个值得我们考证的内容㊂1工程实例概况工程场地位于泉州市惠安县,场地原为旧民房,场地已整平至ʃ0.000(黄海高程32.60m)㊂场地西侧7 m范围外为民房(1-4F㊁浅基㊁石砌㊁砖混或简易民房㊁持力层为粉质黏土或残积砂质粘性土),北侧民房已拆除,仅存旧围墙㊂南东二侧均为现状水泥路㊂建筑物下设一层整体地下室,基础类型为浅基础,地下室面积约4400m2,支护周长约315m,基坑最大支护深度约6.95m,基坑侧壁安全等级为二级,重要性系数γ0=1.0[2]㊂1.1工程地质概况按地貌类型划分,本场地属冲洪积平原,地势较平缓,据本勘资料,场地内除表层人工填土(Q4m l),第四系土层为冲洪积(Q4a l-p l)及残积(Q4e l)成因,基底为花岗岩类岩石(γ53)㊂工程场地地貌属残积台地地貌单元,场地地层分布情况自上而下分别为:杂填土㊁粉质黏土㊁残积砂质粘性土㊁全风化花岗岩等,物理力学参数见表1,相关地层描述如下:1.1.1杂填土灰黄㊁灰褐等杂色,干,松散,为新近回填(年限<1年),未经专门压实处理,均匀性及密实度差,呈欠固结状态,并具湿陷性,本层以粘性土为主,混含建筑垃圾与少量砂㊁碎石,其中硬质物约占15%~25%;该层场地内均有分布,层厚为0.40~2.40m㊂1.1.2粉质黏土浅黄㊁灰黄色,湿,可塑,主要由粘㊁粉粒组成,土质较均匀,粘性较强,切面稍光滑,无摇振反应,干强度高,韧性中等,含铁锰质氧化物;该层场地内均有分布,层厚为0.90~3.80m,层顶埋深0.40~2.40m㊂1.1.3残积砂质粘性土灰黄色,湿,可塑,捻面稍有光泽,无摇震反应,干强度㊁韧性中等,为花岗岩风化残积形成,成分以粘性土为主,有少量的细粒石英颗粒,粒径>2.0mm的含量范围值为5.9%~14.3%,长石及暗色矿物已全部风化成黏土矿物,具有泡水易软化崩解的特性;该层场地内均有分布,层厚为3.90~9.50m,层顶埋深为1.60~ 4.50m㊂1.1.4全风化花岗岩黄褐色㊁饱和,中粗粒花岗结构,散体状构造,风化显著但不均,标贯击数实测值N>30击/30c m,岩芯呈砂土状,遇水易软化,原生矿物清晰,含多量次生矿物,为极软岩,岩体极破碎,岩石基本质量等级V级,质量指标极差,未发现洞穴㊁临空面㊁风化孤石及 软㊃371㊃(紫砂艺术)2023年11月陶瓷C e r a m i c s *作者简介:戴清宝(1984-),本科,工程师;研究方向为岩土工程㊂弱 夹层;该层场地内均有分布,层厚为0.40~4.30m ,层顶埋深为7.50~12.80m ㊂表1 岩土物理力学参数表地层名称饱和重度γ(k N /m 3)固结快剪С(k P a )固结快剪φ(度)极限粘结强度标准值(f r b K )杂填土18.510.012.015粉质黏土18.622.413.835残积砂质粘性土19.016.223.445全风化花岗岩20.525.025.0601.2 水文地质概况杂填土:透水性强,富水性较弱;粉质黏土㊁残积砂质粘性土㊁全风化花岗岩:含水性与透水性较弱(为弱透水性层)㊂地下水赋存特征为:根据本工程勘察资料,地下水类型为孔隙潜水,赋存于杂填土㊁粉质黏土㊁残积砂质粘性土㊁全风化花岗岩中,主要靠大气降水与地表迳流下渗补给故其富水性受季节性制约㊂工程场地勘察期间测得钻孔孔内初见水位埋深距现地表1.50~2.90m (黄海标高为28.74~30.97m ),稳定水位埋深距现地表2.10~3.60m (黄海标高为28.14~30.27m ),据当地民井调查与建设方提供当地气象部门水文资料,本场地地下水变化幅度1.00~2.00m ,工程场地3~5年最高水位黄海标高为31.00m ;历史最高水位黄海标高为32.30m ㊂图1 支护剖面图1.3 基坑支护方案基坑支护的方式较多,近年来福建沿海一带用的比较多的支护型式有土钉墙㊁拉森钢板桩+预应力锚索㊁S MW 工法桩+预应力锚索㊁S MW 工法桩+钢管内支撑㊁排桩+内支撑等㊂结合本工程周边情况㊁地质条件㊁开挖深度等条件,本基坑工程最终采用土钉墙的支护型式㊂此次对比分析选取本工程案例的其中一个支护剖面进行,选取的支护剖面图见图1㊂2 变形数值模拟分析2.1 模型构成采用M i d a sS o i l w o r k s 计算软件,利用有限元分析法,对经土钉墙加固后的基坑侧壁进行数值模拟变形分析㊂计算模型利用基坑结构的对称性,取典型剖面对基坑侧壁土体进行计算分析,计算范围:基坑坑顶外取基坑开挖深度的2.5倍,基坑坑底以下取基坑开挖深度的1.0倍㊂2.2 数值模拟结果图2 水平位移模拟结果图3 竖向位移模拟结果根据M i d a sS o i l w o r k s 软件计算结果,水平位移最大值约1.8mm ,水平位移模拟结果见图2,竖向位表2 监测点累积位移量统计表监测项目水平位移监测点竖向位移监测点深层水平位移监测点监测点P 6P 7P 8S 6S 7S 8X 3X 4累积位移量(mm )4.5513.516.345.899.547.1310.668.12㊃471㊃ 陶瓷 Ce r a m i c s (紫砂艺术)2023年11月移最大值约14.3mm ,竖向位移模拟结果见图3㊂3 基坑监测实测数据该基坑现地下室外围土方已回填完成,基坑安全隐患已排除,基坑暴露总时长约70天,监测单位共出具52份监测简报,该支护剖面段水平位移监测点编号为P 6㊁P 7㊁P 8,竖向位移监测点编号为S 6㊁S 7㊁S 8,深层水位位移监测点编号为X 3㊁X 4,各监测点最终累积位移量见表2㊂4 对比分析本基坑由建设单位委托具有相应资质的第三方对基坑变形情况进行现场布点㊁监测,监测单位根据施工图及‘建筑基坑工程监测技术规范“[3]的要求实施监测工作,本文假设监测数据为基坑变形情况的真实体现㊂根据监测数据,坡顶水平位移累积位移量最大的点为P 7,累积位移量为13.51mm ,坡顶竖向位累积位移量最大的点为S 7,累积位移量为9.54mm ,深层水平位移累积位移量最大的点为X 3,累积位移量为10.66mm ㊂数值模拟计算该剖面段水平位移最大值1.8mm ,竖向位移最大值14.3mm ,不难发现,数值模拟计算结果与基坑实际位移量存在较大差异,说明数值模拟结果参考价值并不高㊂5 结结基坑变形的数值模拟结果与监测测得的实际变形存在较大差异,即理论与实际存在较大差异,归结为以下几点:(1)数值模拟计算,是将岩土层以参数形式量化后进行的模拟分析,而计算所采用的岩土层物理力学参数,是勘察单位根据现场原位测试或室内试验后所取,其中难免存在差异㊂(2)数值模拟计算是选取剖面段范围最具代表性的地层进行模拟,然而实际上不同位置各地层的埋深㊁层厚等是存在一定差异的㊂(3)理论计算是严格按照设计设定的边界条件进行的,施工现场不大可能和设计设定的边界条件完全一致,包括坡顶荷载㊁支护结构的施工质量等㊂参考文献[1] 中国建筑科学研究院.J G J 120-2012建筑基坑支护技术规程[S ].北京:中华人民共和国住房和城乡建设部,2012.[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部.G B55003-2021建筑与市政地基基础通用规范[S ].北京:中华人民共和国住房和城乡建设部,2021.[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部.G B50497-2009建筑基坑工程监测技术规范[S ].北京:中华人民共和国住房和城乡建设部,2009.㊃571㊃(紫砂艺术)2023年11月 陶瓷 C e r a m i c s。
某地铁基坑变形监测与数值模拟
图3基坑支护剖面图
4、监测方案
4.1监测内容
根据相关技术规范以及本工程的特点和现场施工的具体情况，本工程对施工过程中的连续墙顶的水平位移、连续墙体变形、支撑轴力、地下水位、立柱沉降和周边地表沉降等11项进行监测。
4.2位移控制值
本基坑变形控制保护等级为一级。其位移要求为：
1.地面最大沉降量≤0.15％H，且≤30mm；
6.2计算参数的选取
围护桩采用C35混凝土，根据经验将弹性模量E取为20 GPa，重度为25 k N/m3；钢支撑采用梁单元模拟，弹性模量E取200 GPa，基坑开挖前已经进行了基坑降水处理，因此不考虑地下水对基坑围护结构变形的影响。
6.3计算与监测结果对比
根据现场施工过程将基坑开挖的关键过程分为五个阶段，各阶段数值模拟计算值与实际监测值对比见图7。
某地铁基坑变形监测与数值模拟
摘要：随着我国经济的发展，城市地下空间的开发如火如荼，由此引发了一系列岩土工程问题。本文以广州地铁某区间明挖段基坑为依托，应用三维有限元软件对基坑进行动态模拟分析，并结合现场实际监测数据，分析本基坑开挖时墙体水平位移的变形情况。
关键词：基坑；有限元；分析；监测
0引言
随着我国经济的发展，地铁建设成为我国城市地下空间发展的重点。目前，我国已有包括北京、上海、广州、深圳在内的许多座城市已经开通了地铁线路，而随着地铁的大规模建设，产生了大量的地铁基坑，其规模越来越大、深度越来越深[1]。这就给基坑的施工带来了一定的影响。
本文以广州地铁某区间基坑工程为例，在基坑开挖过程中对支护结构的墙体水平位移、周边地表沉降、内支撑、地下水位等进行监测，并根据监测结果对地下连续墙变化规律进行分析与数值模拟。
1工程概况
地铁车站深基坑开挖对土体影响的数值模拟
1008-0562(2012)03-0295-05地铁车站深基坑开挖对土体影响的数值模拟麻凤海1张维来1吕培印21.大连大学建筑工程学院，辽宁大连1166222.北京安捷工程咨询有限公司，北京100037摘要:为了研究地铁工程支护结构对周围土体变形影响的问题，应用有限元计算软件A D I N A对地铁车站深基坑工程进行开挖支护模拟，建立明挖法深基坑开挖支护过程的三维模型，分析开挖过程中连续墙支护开挖和连续墙、锚杆联合支护开挖两种工况下，基坑周边地层的位移情况.研究结果表明:地铁车站深基坑的开挖与支护过程是一个基坑支护结构和基坑内土体、基坑周围土体共同作用的问题，支护结构和支护方法对基坑周围环境的影响明显，周围土体和基坑内土体对基坑性状的影响显著.地铁车站;深基坑开挖支护;连续墙;地表沉降;数值模拟;变形影响;有限元;明挖法U231AN um er i cal s i m ul at i on on ef f ect of soi l def or m at i on caus ed by excavat i ngdeep f oundat i on pi t of s ubw ay st at i onM A Fe ngha i ZH A N G W ei La i LV Pei yi n2011-11-29辽宁省自然科学基金资助项目(20092142)麻凤海(1964-)，男，吉林长春人，博士，教授，主要从事矿山开采引起地表塌陷与环境综合治理面的研究第31卷第3期麻凤海，等：地铁车站深基坑开挖对土体影响的数值模拟297}m．54㈣000E。
器器彤．19一g—01”图3第一种情况下南北侧土体最大主应力F i g．3m a xi m um pr i nci pa l s t r es s of s oi l o n ei t h er s ideaf讶excavat i on i n t he f i rs t cas er11广—广—T-—n E蒸图4第二种情况下南北侧土体最大主应力Fi g．4m axi m um pr i nci pa l s t res s of s oi l o n ei t h er s i d eaf t er ex cav at i o n i n t he s econd ca se对比两种情况下的应力图可以看出，支护结构两侧土体的应力颜色变化变小，基坑底部土体的颜色变化也变小，支护结构与土体接触部分的应力颜色变浅，说明锚杆对基坑周围土体和底部土体的应力场变化产生较大影响，使周围土体内部的应力变小，底部土体的应力变小，减轻了由于开挖周围土体对连续墙的应力施压，减小了土体变形破坏的区域，对土体起到约束作用，与连续墙一起保证了土体的稳定性．(2)位移场对比，如图5～图8①两种情况下土体水平位移厂—_1■■■——一一图5第一种情况下东西侧土体水平位移Fi g．5hor i z ont al di spl a cem ent of e as t andw e s t s i de of s oi l i n也e f i rs t ca se图7第一种情况下南北侧土体水平位移Fig．7t he hor i zo nt al di spl ace m ent ofs out h and no r t hs oi l i n t he fi r st cas e c l oud…一至霸舅爵磊；舅巨：罐粉…“7…～啊’’}；．勰0001鬻080一．==：=毒=j=：=：1．E3_3{：3器j妻载荫器驰暑曼叁强88887器j■一硼皿¨¨●一●L印一60一■I■同¨¨-I一一一一蔓揣署∥—一■i i i i i i i i I i一■●一；茹‰：m0002215 I■一一■l U l I I嘱I●I I黜删。
兰州地铁世纪大道站基坑支护监测与数值模拟
Ｃｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎｇ ａ ｎｄ Ｎｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｄｅ ｅ ｐ Ｅｘ ｃ ａ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｃｅ ｎ ｔ ｕ ｒ ｙ Ａｖ ｅ ｎ ｕ ｅ Ｍ ｅ ｔ ｒ ｏ Ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｌａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ
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（ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｄ ｉ ｓ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ Ｐ ｒ ｅ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｍｉ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ｏ ｆ Ｇ ａ ｎ ｓ ｕ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｅ ，Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ
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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
北京地铁6号线一深基坑监测方案和监测数据分析
1 工程概况北京地铁6 号线青年路站采用地下2 层双柱3跨的结构形式，车站主体净长左线557.025 m，右线558.787 m。
标准段净宽20.9～22 m，总高14.6～16.05 m，为岛式车站。
车站底板埋置深度为17.9～20.4 m，结构顶板覆土深度为3.1～4.15 m，采用明挖法施工。
2 工程地质与水文概况青年路站位于北京城区东部平原地区，地表分布的全部为新生代第四系松散沉积物，其下伏的基岩地层主要为中元古界蓟县系碳酸盐岩地层、中生代侏罗系与白垩系地层。
自上而下依次为：①粉土填土层；②粉土层；③粉质黏土层；④圆砾层；⑤粉质黏土层；⑥卵石层；⑦粉质黏土层。
各土层的主要物理力学参数见表1。
青年路站场地内无地表水分布。
地下水分别为上层滞水（水位标高30.40～24.99 m）、潜水（水位标高21.34～20.39 m）及层间潜水（水位标高19.19～16.59 m）。
地下水动态类型主要为渗入-径流型潜水，以大气降水入渗、地下水侧向径流和向下越流方式排泄。
3 总体施工顺序地下建（构）筑物情况以及地面障碍物的处理→周边建筑物的拆迁及地下管线的改移→施工灌注桩及冠梁，进行盾构接收井外土体加固处理→基坑降水→开挖土方，依次架设钢支撑→清理基底、施工接地及防水层、铺设垫层→自下而上依次浇筑混凝土结构（包括施作结构外包防水层）→依次拆除钢支撑→分层碾压回填土方→恢复场地。
4 监测方案在深基坑开挖过程中，基坑内外的土体将由原来的静止土压力状态向被动或主动土压力状态转变，应力状态的改变引起土体的变形，即使采取了支护措施，一定数量的变形是难以避免的。
该深基坑开挖在繁华地段进行，施工场地四周有建筑物和地下管线，基坑开挖引起的土体变形将直接影响这些建筑物和地下管线的安全状态，土体变形过大时会造成邻近结构和设施的破坏。
同时，基坑相邻的建筑物相当于1 个较重的集中荷载，基坑周围管线水的渗漏，这些因素又导致土体变形加剧。
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地铁车站基坑围护结构变形监测与数值模拟
摘要：以某地铁换乘车站基坑为研究背景，分析了基坑施工过程中地下连续墙
水平位移随基坑开挖深度和时间的变化规律。
建立三维有限元模型对地铁车站深
基坑开挖进行模拟计算，将获得的地下连续墙变形结果与监测结果进行了对比分析。
结果表明：地下连续墙最大水平位移的计算值与实测值差距很小，其发展变
化的趋势几乎一致，有限元计算的结果是可信的。
三维有限元模型能够更好的考
虑基坑空间效应对地下连续墙水平位移的影响，可以为优化设计和施工提供有益
的参考。
关键词：地铁车站；基坑围护；变形监测；数据模拟
1前言
随着中国城市建设规模不断扩大，高层建筑及地下交通工程建设中面临很多深开挖问题。
特别是城市地铁的兴建，产生了大量的地铁车站深基坑工程。
地铁车站深基坑工程作为一项
复杂的综合性岩土工程，在施工过程中基坑内外土体应力状态的改变将会引起土体的变形，
从而造成其围护结构的变形。
由于深基坑施工边界的复杂性，一般很难通过解析的方法来求
解基坑工程中围护结构的变形及其对周边环境的影响，数值分析方法为这种问题的求解提供
了有力的工具。
本文通过有限远程序与理正深基坑分析软件对地铁换乘车站基坑进行模拟计算，以及对现场监测结果的分析来研究地铁车站深基坑在开挖过程中围护结构的变形特性。
2工程概况及地质条件
2.1工程概况
拟建某市地铁1号线滨江站位于某市市滨江区江陵路与江南大道交叉处江陵路上，6号
线滨江站位于江南大道与江陵路相交叉路口江南大道上，与沿江陵路的地铁1号线车站换乘，1号线在上，6号线在下。
本站为地下3层岛式车站。
1号线车站沿江陵路南北向布置，为地
下2层站，车站总长474.5m，标准段宽20.3m，车站总建筑面积15812m2。
6号线沿江南大
道东西向布置，为地下3层站，车站总长148m，标准段宽19.3m，车站总建筑面积
14425.3m2。
地铁1号线和6号线在滨江站节点同时施工。
主体部分围护结构采用1000mm厚地下连续墙，附属结构采用钻孔咬合桩。
标准段设置6道
支撑，端头井7道支撑，先期施工的换乘节点设置4道混凝土支撑和2道钢支撑，其余标准
段设置2道混凝土支撑和4道钢支撑，端头井2道混凝土支撑和5道钢支撑。
主体设置2道
封堵墙，分三段两期施工。
2.2工程地质条件
该地铁车站场地属于钱塘江冲海积平原地貌单元，地基土属中软场地土。
主要地层为①-2素填土，层厚1.5m；③-2砂质粉土，层厚2.1m；③-3砂质粉土夹粉砂，层厚4.4m；③-
4砂质粉土，层厚5.0m；③-5粉砂夹砂质粉土，层厚2.6m；③-7砂质粉土，层厚1.4m；
④-3淤泥质粉质黏土，层厚8.0m；⑥-2淤泥质粉质黏土，层厚4.6m。
地下水分布为两个主要含水层，即浅层潜水和深层承压水。
潜水含水层组主要为全新统冲海积砂（粉）土，包括
③层粉土及粉砂夹粉土，潜水位埋深2.10～3.90m；承压含水层主要分布于⑿-1层中砂、⒁-
1层圆砾中，勘察期间测得承压水位埋深4.00m，水位标高为2.24m。
3车站基坑围护结构设计及监测方案
3.1围护结构设计
本文的研究对象为先期施工的换乘节点，节点区1号线方向长41.6m，宽20.1m，地下连续墙深30.8m；6号线方向长45.6m，宽20.5m，地下连续墙深43m。
节点基坑开挖深度为16.7～24.3m，采用明挖顺作法施工。
基坑主体围护结构采用1000mm厚的地下连续墙，节点处基坑从上到下设计为四道钢筋混凝土支撑，两道钢管支撑。
研究截面处基坑围护结构布置
图见图 1。
4有限元计算模拟及分析
4.1数值计算模型
由于节点基坑的空间不对称性，取整体进行计算分析，采用有限元软件ABAQUS建立三
维有限元模型。
其中，支撑结构中的梁和柱采用空间梁单元，地铁车站的楼板和地下连续墙采用空间壳单元，联系杆采用线弹性杆单元模拟。
车站底板下和基坑外侧的土体采用Winkler 弹性地基，简化为土弹簧单元。
随着开挖深度的增加，被动区土层标高下降后会导致不同土层的等效土弹簧刚度逐步减小。
本文的有限元模型考虑了土弹簧刚度的动态调整。
4.2计算参数的选取
由于支护结构刚度较大，选用线弹性模型，地下连续墙及混凝土水平支撑为C30，弹性模量取为25GPa，泊松比取为0.2。
水平钢管支撑弹性模量取为210GPa，泊松比取为0.3。
4.3计算与监测结果对比
选取两个关键工况的计算结果与实测值进行对比分析，基坑开挖面以上地下连续墙水平位移的变化情况，在基坑开挖的深度范围内，计算值小于实测值，可能是由于计算中无法考虑人为、车辆、施工机械等的影响，使实测和计算结果有一定的偏差，但实测值与计算值变化趋势基本一致。
5结束语
本文所建立的数值模型考虑了土弹簧刚度的动态调整，实际计算工作量小，能够较好的模拟地下连续墙最大水平位移的发展，可用于基坑围护设计中考虑空间效应的水平位移计算分析。
参考文献
[1]刘杰，姚海林，任建喜.地铁车站基坑围护结构变形监测与数值模拟[J].岩土力学，2010，S2：456-461.
[2]吴意谦，朱彦鹏.兰州市湿陷性黄土地区地铁车站深基坑变形规律监测与数值模拟研究[J].岩土工程学报，2014，S2：404-411.。