地铁车站支护与主体结构相结合深基坑变形
支护桩与地下主体结构相结合成为永久支护结构的技术可以有效控制基坑变形，目前亟待开展其在地铁车站的深基坑工程中的应用研究［1］。传统弹性地基梁法或平面有限元法已难以分析此类基坑的变形性状， 需建立三维有限元模型进行动态分析 ［2］。王湧［3］等先用竖向弹性地基梁的基床系数法计算支撑反力，再将反力作用在模型上分析支撑系统的内力和位移。代恒军［4］采用梁板共同作用的三维有限元方法，基于法向弹簧边界分析支撑体系的受力和变形。李连祥［5］等考虑设置支撑构件，将支护桩与地下主体结构相连，建立三维模型研究支护的优化问题。采用三维有限元数值模型，能够分析深基坑的变形特征，但是上述的研究都没有考虑土与结构非线性的共同作用。
本文依托济南某地铁车站基坑工程，考虑土与结构共同作用，采用COMSOL Multiphysics 建立支护体系与主体结构相结合的深基坑三维数值模型，并模拟施工的全过程，研究支护体系中围护桩侧移、坑外土体沉降和坑底土体回弹规律，同时与支护桩不作为主体结构的基坑的变形特征进行对比分析，为该地区永久支护结构的推广和应用提供参考。
1 工程概况
济南市浅层地基为冲积和洪积地层［6］。研究车站为地下2 层岛式站台车站，主体结构基坑标准段埋深约16.8 m，宽约19.7 m，结构底标高约11.50 m，车站主体覆土厚度约2.5～4.0 m。
车站基坑支护体系由预制桩（截面0.7 m×0.7 m，桩间距1.5 m），旋喷桩（直径1.1 m，桩间距0.75 m），2 道钢支撑（直径609 mm，壁厚16 mm）和钢筋混凝土水平支撑（截面0.8 m×1.0 m）组成。基坑立柱采用400 mm×400 mm 预制钢筋混凝土方桩，立柱有2 个功能，即在基坑开挖时作为水平混凝土支撑的支护结构；在主体结构施工时，对立柱进行外包混凝土处理，将其作为该地下车站主体结构体系中的结构柱。将支护结构与主体结构联系成为整体，作为永久支护结构。
地铁车站深基坑开挖对邻近桩基的影响
发布时间：2021-06-07T15:35:19.510Z 来源：《基层建设》2021年第4期 作者： 周鹏
[导读] 摘 要：在城市地区，地铁车站深基坑开挖对邻近桩基造成不利影响。
中铁上海工程局集团有限公司城市轨道交通工程分公司 上海
摘 要：在城市地区，地铁车站深基坑开挖对邻近桩基造成不利影响。因此，对基坑开挖引起的桩侧变形和桩身弯矩进行定量分析是保证结构稳定的重要手段。采用有限元法分析了单桩在基坑开挖引起的地基位移作用下的受力行为，该方法能够模拟土体开挖、基坑降水变
形和支撑安装过程中的施工顺序。根据有效应力原理，进行了全耦合分析。利用文献中的离心试验数据对数值模型进行了验证。通过参数
化研究，研究了开挖深度、支护体系、和桩体位置对对邻近桩基的影响。
关键词：深基坑开挖；地基移动；墙体支护系统；桩的有限元分析方法
1 引言
由于城市化的快速发展，对城市地铁的需求越来越大，立体交叉的地铁线路，导致地铁车站基坑越开挖越深。由这些深基坑引起的应力释放可能引起基坑周围土体过度的侧向位移。这些土体位移与附近现有的桩基相互作用，产生了附加荷载。这些附加荷载会对附近现有
的桩基产生附加弯矩和侧向变形，应将其考虑在内，以确保地基及其支撑结构的完整性。
在进行参数化研究时，与实验建模相比，数值分析的成本效益十分好。有限元法等工具可用于模拟施工顺序、墙体支撑体系、水的下降、土体非线性行为、孔隙压力效应和桩土相互作用等。然而，三维有限元分析需要大量的计算工作和时间。因此，在大多数有限元分析
中，都是分两个阶段对开挖引起的地基响应和桩身响应进行耦合分析。在这些分析的第一步，自由场的运动是计算使用有限元法或解析解
独立的存在的桩。第二步，将计算得到的自由场位移应用于桩旁土体，计算桩的响应，其中土—桩相互作用由一系列弹簧单元或p-y曲线表
示。
本文考虑了基坑开挖对桩基响应的耦合作用，进行了三维有限元分析。本文的主要目的是研究附近开挖引起的侧向地基变形所引起的桩体力学响应。因此，由于本构模型中涉及大量的经验参数。将剪切模量随应变水平的变化应用到用优化后的粘土模型中进行参数化研
地铁施工中深基坑涌水分析和处理措施研究
摘要：文章结合广州地铁八号线北延段施工5标聚龙站施工工程的实例，通过深入分析基坑内涌水原因，提出堵漏方案，采用“在基坑外侧施加止水帷幕，基坑内钻孔注浆”技术，成功解决了大流量涌水基坑涌水的技术难题。
关键词：涌水原因分析与堵漏；涌水方案实施
1工程概况
聚龙站沿石槎路与西槎路南北敷设，车站采用地下二层（局部三层）岛式站台结构，车站全长575.1m，标准段宽为23.1m，车站基坑开挖深度为18m（局部27m），主体围护结构采用800mm、1000mm厚地下连续墙+内支撑，基坑安全等级为一级。
1.1地质概况
聚龙站勘察场地位于市政石槎路上，地面平坦，无崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。主要不良地质作用为岩溶、土洞，根据八号线北延段初勘报告引用的资料表明，聚龙站位于软土地基沉降以及岩溶地区地面沉降和塌陷风险区，本站揭露的基岩主要为石炭系灰岩地层，有溶洞发育。
1.2基坑内涌水涌沙概况
2016年11月30日下午3:00发现险情，涌水涌沙部位位于聚龙站第五模底板中部，LZ76附近；此位置位于开挖面基底，开挖深度约18m。项目部、监理部立即启动应急抢险预案，同时将情况上报公司领导及业主。同时安排加密监测及周边建筑物、路面巡查，立即组织抢险。涌水点反压完成并预留导流管，导流管水量较大，截止到夜间9:00，流量为80立方米/小时。 2基坑内涌水原因分析与堵漏
2.1涌水原因分析
开挖时破碎岩体应为石炭系C和二叠系P两套底层整合接触带上因应力作用形成的一个小的褶曲，呈薄层状，岩性为炭质灰岩或炭质泥岩类，倾角约为50-60°，其本身的含水量不丰富，透水性中等，由于其破碎性，当其与溶洞裂隙水通道连通时，很可能成为溶洞裂隙水的渗透通道，造成突涌。根据目前施工抢险情况看，东西两侧地连墙已经嵌固到微风化岩层9C-2层，但右线地连墙坑内坑外存在水力联系，综合前面分析，右线结构底板处岩溶强烈发育，考虑溶洞裂隙水涌水的可能。
地铁深基坑施工渗漏水原因与防治措施
摘要：随着各地地铁建设的飞速发展，地铁车站及区间渗漏水成为亟待解决的问题，渗漏水诱发原因极其繁杂，涉及水文地质条件、设计、施工、使用环境等多方因素。通过介绍目前地铁结构渗漏水的基本情况，包括渗漏水出现的部位、渗漏水形式、渗漏水量等方面，来分析渗漏的原因及预防措施，同时分享和探讨后期处理解决的一些措施，能够为类似工程提供借鉴，有利于在今后的设计、施工中有效预防和处理地铁土建结构渗漏水，确保地铁工程的整体结构安全和设备的正常使用。
关键词：地铁；渗漏水；预防、处理措施
1渗漏原因
1.1相邻地下连续墙墙体接缝出现渗漏的原因
由于地下连续墙施工时分成若干个单元槽段，然后进行逐段施工，最终连成一个整体，因此各个单元槽段之间存在接缝，而在施工中接缝处极易发生渗漏情况。通过现场勘察本次拟建项目中地下连续墙墙体接缝处渗漏情况，结合相关施工经验，对本项目中地下连续墙接缝处出现渗漏的原因进行如下分析。1)成槽阶段。根据地质勘察资料显示，建项目砂层较厚，砂层厚度可达24．6m。而在地下连续墙成槽阶段，冲击钻需要穿过厚厚的砂层入岩，在冲力作用下，极易出现坍孔、桩身颈缩等现象，进而导致地下连续墙出现质量缺陷。因此，在成槽实践中，为避免出现地下连续墙质量问题，往往会提高泥浆的相对密度。但是浇筑混凝土后，受地下连续墙较深、泥浆密度等因素的影响，冲击钻在钻孔底部巨大浮力作用下，在工字钢板刷壁时，会减弱对槽段底板的侧壁泥皮、工字钢板的清理效果，接头处清理不彻底，便会造成地下连续墙接缝处出现渗漏现象。2)钢筋笼吊装阶段。在此次施工中，一期槽段在钢筋笼吊装时发生了倾斜，导致二期槽段形成孔口窄、下部宽的正梯形形状。因此，为了确保二期槽段钢筋笼的顺利吊装，需要结合二期槽段孔口的实际尺寸只做钢筋笼，会导致二期槽段的实际宽度h小于原设计宽度H，这样一期、二期槽段下部就会形成“真空”段，容易出现流水、流砂等现象。同时，由于一期槽段倾斜，这就导致无法清理一期槽段工字钢板上的泥皮，进而引发渗漏现象。3)水下混凝土灌注阶段。此次项目水下混凝土灌注施工中采用导管法。在施工中，借助于导管将混凝土灌注到槽段底板，在混凝土的流动性、粘聚力等作用下，逐渐排出上部泥浆及悬浮物。但是，在此过程中，与工字钢板相接处的泥浆及悬浮物必然不能被完全排挤干净。同时，因为泥浆相对密度过大问题仍然存在，导致灌注的混凝土流动不畅，为后续接缝处出现渗漏留下隐患。此外，如果水下混凝土灌注施工中，注浆质量较差，会引起地下连续墙的不均匀沉降，使地下连续墙接缝处出现相对位移，也是造成地下连续墙接缝渗漏的原因之一。
