北京某深大基坑工程紧邻既有地铁车站风险分析与控制研究

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随着我国城市地铁网络化运营不断发展,地铁的建设带动了沿线地区房地产的开发高潮,随之而来的基坑近接地铁施工越来越多,受环境和规划选线的限制,邻近既有地铁的基坑工程呈现出了“大、紧、近、深”等特点。深大基坑紧邻既有地铁车站工程,必然会对地铁周边的土层造成扰动,引起地铁车站结构及轨道的附加变形,导致线路不平顺,影响乘客的舒适性,严重时甚至影响地铁列车的安全运营。地铁结构不同于一般建(构)筑物,其允许变形控制极为严格,一般以毫米计。因此,开展深大基坑工程紧邻既有地铁的风险分析与控制研究对确保基坑施工期间地铁的安全运营以及指导类似工程的施工具有重要的应用价值。论文就深大基坑紧邻既有地铁车站工程风险分析进行了全面系统地研究,包括ANSYS数值模拟分析、基坑施工方案比选、现场监测数据分析及比对、风险控制措施等内容。主要工作及成果如下:(1)总结基坑施工自身变形及对地铁结构的影响研究现状,调研北京20余处基坑开挖邻近地铁结构工程实例,分析邻近地铁的基坑支护设计现状,结果表明:在基坑与地铁净距约小于15m的条件下,通常采用桩撑支护或双排桩悬臂支护;在基坑与地铁净距约大于15m的条件下,多采取单排桩/双排桩+锚索支护体系。(2)依托实际工程,建立三维有限元模型,分析“手枪形”不规则基坑开挖对地铁车站结构及轨道变形的影响规律,并结合工程实际监测数据,验证数值模拟的可靠性。结果表明:基坑长边邻近侧车站结构变形均呈抛物线形,基坑短边邻近侧车站结构变形呈非线性增长。(3)重点分析不同工况下地铁车站变形随开挖进行的变形趋势及规律,研究基坑开挖步序、开挖深度、围护桩桩距及桩径等不同因素对地铁车站变形的影响规律。结果表明:基坑邻近地铁结构侧,分块长度控制在30m左右,每层开挖深度控制在2m左右,可有效控制基坑开挖对地铁结构的影响。(4)针对深大基坑邻近地铁结构施工,从管理和技术方面提出风险控制措施,为类似工程的设计与施工提供参考。
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