地铁车站深基坑伺服支撑体系数值分析与监测.pdf
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1、江苏建筑圆园23 年第 3 期渊总第 228 期冤地铁车站深基坑伺服支撑体系数值分析与监测周游1袁唐铮铮2袁孙小莉2袁刘鹏飞1袁蒋刚2渊1上海隧道工程有限公司袁上海 200032曰2南京工业大学交通运输工程学院袁江苏南京 210009)摘要地铁车站深基坑往往采用多层尧非对称布置的复合支撑体系遥 为深入探究车站深基坑开挖过程中围护结构及周边土体的变形机理袁根据南京三山街地铁站深基坑支护方案袁利用 ABAQUS 软件对基坑开挖-支撑全过程进行三维数值模拟遥 计算各步土方开挖造成的围护结构侧移尧周边地表沉降及伺服钢支撑轴力袁并与施工监测数据进行对比遥结果表明院计算围护结构最大侧移量约 55 mm袁数
2、值大小和分布情况均与监测数据吻合袁该侧移量接近规范中的支护结构侧移报警值袁是基坑支护方案的主要控制因素曰地表沉降计算值最大约为 20 mm袁分布情况与实测沉降相同袁绝对数值小于实测沉降袁可能与建模时未考虑周边环境荷载有关曰数值计算得到的钢支撑轴力小于实测值袁且两者均显著小于钢支撑容许轴力遥关键词地铁车站曰深基坑曰变形控制曰三维数值模拟曰伺服支撑中图分类号TU473.2文献标志码 A文章编号1005-6270渊20圆3冤03-0105-05Numerical Analysis and Monitoring of Servo Support System in Deep Foundation Pi
3、t ofMetro StationZHOU You1TANG Zhengzheng2SUN Xiaoli2LIU Pengfei1JIANG Gang2渊1.Shanghai Tunnel Engineering Co.,Ltd,Shanghai 200032 China曰2.College of Transportation Science and Engineering,Nanjing Tech University,Nanjing Jiangsu 210009 China冤Abstract院The deep foundation pit of subway station usually
4、 adopts multi-layer and asymmetrical compositesupport system.In order to further explore the deformation mechanism of the retaining structure andsurrounding soil during the excavation of deep foundation pit of the station,according to the deep foundationpit supporting scheme of Nanjing Sanshan Stree
5、t subway station,ABAQUS software was used to conduct three-dimensional numerical simulation of the whole process of excavation and support of foundation pit.The lateralmovement of the retaining structure,the settlement of the surrounding surface,and the axial force of the servosteel support caused b
6、y each earthwork excavation were calculated and compared with the constructionmonitoring data.The results show that the calculated maximum lateral displacement of the retaining structure isabout 55mm,and the value and distribution are consistent with the monitoring data.The lateral displacement iscl
7、ose to the lateral displacement alarm value of the supporting structure in the code,which is the main controlfactor of the foundation pit supporting scheme.The calculated value of surface settlement is about 20mm,andthe distribution is the same as the measured settlement,but the absolute value is le
8、ss than the measuredsettlement,which may be related to the failure to consider the surrounding environmental load in the modeling.The axial force of steel bracing obtained by numerical calculation is less than the measured value,and both ofthem are significantly smaller than the allowable axial forc
9、e of steel bracing.Key words院 subway station;deep foundation pit;deformation control;three-dimensional numerical simulation;the servo support收稿日期圆园22鄄11鄄22作者简介周游袁男(1986-)袁上海隧道工程有限公司袁高级工程师袁主要从事地铁工程建设技术管理与研究工作遥通讯作者蒋刚袁男(1971-)袁南京工业大学交通运输工程学院袁教授袁主要从事土力学与基础工程尧地下空间开发工作遥105江苏建筑圆园23 年第 3 期渊总第 228 期冤图 1基坑三维数
10、值模型0引言近年来袁 随着城市轨道交通网络逐渐密集完善袁新建地铁车站基坑向更深尧更大发展袁支撑体系也更加复杂遥 由于地铁车站基坑开挖面积较大尧深度较深袁 稍有不慎就会发生严重的变形失稳事故袁影响基坑本身及周边建筑物的安全遥 如何选择合理的支护尧支撑结构袁有效控制基坑变形袁保证支护尧支撑结构的安全袁成为目前城市地下空间领域的研究重点遥 针对复杂基坑支护方案的分析研究袁主要有理论分析尧现场检测及数值模拟等方法遥理论分析方面袁张佳莉1针对苏州地区软土深基坑围护结构研究了地连墙支护深基坑的变形规律袁 总结了国内外计算坑底抗隆起稳定性的常用方法袁 并提出考虑基坑开挖宽度影响在内的计算改进方法遥 现场监测
11、方面袁李淑等2通过统计北京地铁 30 个明挖车站实测数据袁发现北京地区深基坑开挖引起的典型特征袁 以防止基坑事故遥 谢锡荣尧王立峰等3总结金华地区基坑监测数据袁归纳关于土岩组合地质条件下的地表沉降曲线与基坑侧向位移曲线特点遥 数值模拟方面袁叶帅华尧丁盛环等4利用 PLAXIS 2D 软件模拟兰州市某地铁站基坑开挖袁 分析钻孔灌注桩联合钢管内支撑结构的可行性遥雷霆等5利用 ABAQUS 软件分析郑州市如意湖北站基坑开挖时的钢支撑轴力袁 并提出预加轴力为 0.2耀0.3 倍设计轴力标准值更为合理遥可以看出袁深基坑开挖现场监测工作越来越受到人们的重视遥 有限元模拟与实际监测相结合的方法能够在快速模拟
12、土体开挖过程的基础上袁全面系统地反映基坑整体的变形特点袁在基坑支护设计和施工各阶段建立有效的评估方案遥文章以南京市三山街地铁站为工程实例袁利用 ABAQUS 3D 有限元软件袁对基坑开挖全过程进行数值模拟袁具体研究基坑围护结构侧向位移尧基坑周边土体沉降以及伺服钢支撑轴力等问题遥 将数值计算结果与后续现场实测数据进行对比袁验证模型的可靠性遥 分析数值计算结果尧现场实测和规范中的控制标准袁 确定该基坑支护设计中的主要控制指标袁为后续类似基坑工程提供参考遥1工程概况南京市三山街地铁车站位于建康路与中山南路交叉以东袁 沿建康路布置遥 车站起止里程为YK24+826.395YK24+993.395袁 全
13、长约 167 m袁为既有三山街地铁 1 号线的换乘车站袁施工采用半盖挖顺作法遥基坑形状规则袁端头井宽 27.5 m袁标准段宽 23.4 m袁开挖深度为 26 m遥三山街地铁站位于南京市繁华地段袁周边分布建筑物较多袁施工环境条件复杂遥 因此袁应采取安全可靠的支护措施袁施工中应进行监测袁保证其安全使用遥主体基坑支护为地下连续墙与水平支撑相结合形式袁地下连续墙高 40 m袁宽 1.2 m袁水平支撑共6 道院第 1尧第 6 道支撑为混凝土支撑袁第 2尧第 3尧第4尧第 5 道支撑为钢支撑遥 各层支撑深度院16 道分别为 2 m尧8 m尧11.5 m尧15.5 m尧19.5 m尧21.5 m遥2ABAQ
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