基坑开挖对临近地铁车站结构安全影响分析

《基坑开挖对临近地铁车站结构安全影响分析 》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基坑开挖对临近地铁车站结构安全影响分析杜卓琴广州地铁设计研究院有限公司　广东广州　510010摘　要：紧贴地铁车站进行深基坑开挖，改变了地铁车站结构附近区域的地下水位和地应力状态，影响车站结构和风道结构的受力和变形，结合某基坑工程紧贴广州地铁五号线猎德站车站主体结构及风道结构进行开挖，通过分析基坑开挖施工特点及工程周边环境和地质资料，开展系列的三维数值模拟分析，系统研究分析深基坑施工对紧贴地铁车站及其风道结构造成的不利影响，评估地铁车站及其风道结构的安全性，并结合评估结果提出相应的工程保护措施和工程应急预案建议。关键词：地铁车站；基坑开挖；三

2、维模拟；内力；变形；安全评估：TV551.4：A1、工程概况某地下人行通道工程将珠江新城猎德地块项目和五号线猎德站进行相连，通道全长214.2m，标准段结构内净宽8.5m，位于花城大道与猎德大道交汇处的西南角，采用明挖法施工。通道基坑采用“Φ10001100钻孔桩＋混凝土内支撑”的支护体系，桩间采用Φ600的双重管旋喷桩止水。基坑北侧紧贴五号线猎德站，车站底板深度约18.0m，西侧靠近中海花城湾地下室，中海地下室为三层，地下室基坑深度约16m，本基坑与中海地下室共用围护结构，东侧为新建的猎德大道花城大道下穿隧道，与下穿隧道的距离为9.5～12

3、.5m，南侧连通猎德地块项目，通道底部为猎德站新风道、排风道以及地铁区间隧道活塞风道。基坑开挖深度约10.5m，局部开挖深度达到11.5m，基坑开挖深度浅于地铁车站底板结构和中海地下室底板结构，通道施工场地范围内从上到下土层依次为：<1>填土层、<2>淤泥质土层、<3>砂土层、<5>冲－洪积粘土层、<6>、<7>、<8>、<9>泥质粉砂岩风化带。基坑底处于强风化、全风化及冲－洪积粘土层。工程地理位置及基坑支护方案与地铁车站的关系如图1.1和1.2所

4、示。图1.1　工程地理位置图1.2　基坑支护方案及与车站结构关系2、三维数值模拟分析本通道深基坑工程紧贴地铁五号线猎德地铁站结构，基坑开挖深度为10.5m，基坑底面开挖标高高于地铁车站底板结构底面标高约7.5m，局部开挖面位于车站风道结构底板上面，本基坑开挖施工将对紧贴地铁车站结构造成一定的影响。为此，结合紧贴地铁车站结构这一特点，针对通道深基坑支护结构特点及其基坑工程施工特点，采用三维有限元软件模拟通道施工对紧贴地铁车站结构和底部风道结构所产生的不利影响，重点分析紧贴地铁车站结构和底部风道结构的变形和受力。根据本基坑与紧贴地铁车站结构的关系

5、，建立的三维有限元整体计算模型如图2.1所示，拟建通道结构地铁车站和风道结构的三维关系如图2.2所示。三维有限元计算模型中的地层主要根据紧贴地铁车站结构的工程地质资料进行适当简化，地层自上往下依次为上部等效土层、强风化岩层、中风化岩层。三维有限元计算模型的边界条件为：模型底部Z方向位移约束，模型前后面Y方向约束，模型左右面X方向约束。图2.1　三维有限元整体模型图2.2　通道与地铁车站和风道结构三维关系本通道施工对紧贴地铁车站结构影响的三维动态施工模拟的典型工况主要为：计算土体自重应力场；人行通道基坑施作围护结构；基坑土体开挖至3.6m并拆除

6、原有风道围护结构；施作第一道冠梁和内支撑；基坑土体开挖至7.6m；施作第二道腰梁和内支撑；基坑土体开挖至基底10.5m；拆除支撑并施做风道及其北面人行通道结构；风道及其北面人行通道结构施作后回填；施作风道以南的人行通道围护结构；开挖风道以南的人行通道基坑。不同工况下车站结构和风道结构变形和内力模拟计算结果如下。2.1通道施工对地铁车站结构的变形和内力影响分析基坑开挖至3.6m深度　　基坑开挖至7.6m深度基坑开挖至10.5m深度　　风道南侧基坑开挖表2.1　通道施工过程中地铁车站结构的最大变形量（mm）计算工况地铁车站结构最大变形量水平变形量

7、竖向变形量总变形量基坑开挖至3.6m-0.20.70.7基坑开挖至7.6m-0.31.21.2基坑开挖至10.5m-0.31.61.6风道南侧基坑开挖-0.91.11.4表2.2　通道施工过程中地铁车站结构受力变化情况计算结果车站底板位于中风化岩层xx方向yy方向基坑开挖前车站最大/最小轴力/kN375/-788306/-208基坑开挖后车站最大/最小轴力/kN466/-1240268/-237基坑开挖前车站最大/最小弯矩/kN.m437/-837236/-605基坑开挖后车站最大/最小弯矩/kN.m438/-838237/-605从以上计算

8、结果可知：通道施工造成紧贴地铁车站靠近基坑侧的土压力发生水平侧向卸载和竖向卸载，导致地铁车站结构朝基坑内侧发生一定程度的水平侧向位移和竖向隆起，其中地铁车站结构变形