地铁车站深基坑设计毕业论文

下面是中达咨询给大家带来关于地铁深基坑施工中的地质风险，以供参考。地铁工程具有几大显著特点,即周边环境复杂,各种建构筑物、地下管线多,且对施工变形控制要求高;工程地质与水文地质复杂,不确定因素多;结构形式较多,施工方法交叉变换多,施工难度大;施工工期压力较大等,这些特点都集中表现为工程的高风险性。因此,通过主动的、系统化的风险分解、分类,识别工程的致险因子、风险事件和后果对地铁及地下工程建设风险源进行辨识是具有重大意义的。根据地铁土建工程的特点,安全风险的分解按照工程所处的地质条件、周边环境、工程实施等的各个阶段进行分解。从自然环境、工程条件、技术等方面分析拟建工程的特点及相应的潜在风险。本文以广州地铁五号线建设风险管理的实践,并以基坑开挖为重点,分析地铁基坑开挖地质风险分类。1)在软土地层、淤泥质土体进行基坑开挖施工引起地面沉陷的风险。明挖基坑施工沿线存在很大厚度具有低强度和高压缩性的软土、淤泥质土体时,很难控制好地面沉降及邻近地下管线、构筑物的位移,容易引起一定的地面沉陷,给地面建筑、构筑物、地下管线带来危害。因此更会导致诸多连环性质的工程灾害,如:管线爆裂渗水进而导致暗挖段土体力学参数急剧下降,承载能力大幅下降和变形急剧扩大,如此恶性循环后必将出现灾难性后果。2)明挖时,容易因失水造成地面塌陷。一般在基坑开挖时,需要进行坑内降水,这需要防止土体失水引起的地面塌陷风险。砂土地区应该防止因降水引起水土流失导致的地面塌陷。如果地层失水严重,上伏软土则会引起大幅沉降,特别是沿线地表均存在相当厚度的软土或淤泥土,明挖施工时浅层地下水可能透过岩石层的裂隙进行渗漏,如果渗水过多则会引起地表沉降过大。3)粉细砂层容易发生液化、流砂、涌砂现象,给明挖造成危险。工作面前方遭遇流砂或发生管涌,这种现象的发生对于基坑施工都是灾难性的后果。4)花岗岩各风化带遇水软化、崩解,给施工带来很大风险。结构设计过程中,一般不会将花岗岩各风化带遇水软化、崩解作为荷载验算工况。因此,如果施工过程中发生岩石崩解,将威胁明挖施工的安全。5)岩层风化带的岩面起伏问题对车站差异沉降的影响。沿线地质中,花岗岩各风化带的岩面起伏问题相当严重并且普遍。一般而言,根据现行GB50157-2003地铁设计规范设计方都会在车站主体结构方向设置1道~3道变形缝,间距约50m。而岩面的起伏造成车站底板分别坐落于不同地层,甚至造成有的底板坐落于砂层、软土层,有的底板坐落于岩层。这种巨大的差异会造成:同一埋深范围内土体强度和刚度不一,使得主体结构纵向沉降差异显著增大,当变形缝两侧主体结构的差异沉降超过轨道允许的最大沉降差时,会严重影响地铁车辆的运行。6)地下结构在岩面起伏的地质中地震响应的风险。上软下硬、岩面起伏的地质使得盾构隧道的地震响应比较复杂,尤其是盾构属于地下超长结构,其地震响应更加复杂,不仅受到纵向地震波的影响,还受到折射波的影响,并且随地震波的入射角度不同而存在不同的地震响应给工程带来较大设计和运营风险。7)断层破碎带中进行地下工程施工的风险。在各断裂的断层破碎带之中,基坑开挖施工容易受到地质断裂带中沿岩石裂隙面滑动的滑动力不利影响,这种滑动也会带来很大的风险。明挖基坑在计算基坑侧壁滑裂面时,应考虑本断裂面的不利工况。施工过程中对围岩的破坏程度、工序衔接的快慢、施工技术措施是否得当等,均有很大的关系。8)断层活动的风险(包括抗震和地震响应等方面)。断层活动对广州地区第四系覆盖区的全新统可液化砂层和可能发生震陷的淤泥层有着重要影响,因而也往往容易沿这些断层造成地基失效。因此,在工程建设中应注意抗震问题。广州地区断层的活动性较弱,现代跨断层的形变观测表明其活动速率较小,不可能孕发强震,对地面建筑破坏较轻,但不排除在局部地段或地区,尤其是砂层或淤泥层较厚的珠江沿岸及其西部一带,发生砂土液化和淤泥震陷等震害的可能性。9)地下水腐蚀地下结构的风险。沿线地下水对混凝土结构工程无腐蚀性,但对结构中的钢筋具有弱腐蚀性。此种腐蚀性会随着时间的增长,加速结构的老化过程。特别是地铁结构一般均处于高应力状态,钢筋受到腐蚀会影响结构的安全性。10)隐伏溶沟、溶槽、地质漏斗、风化深槽等的风险。在断裂发生地带多隐伏溶沟、溶槽、漏斗等,这种地质“空洞”,改变了地质应力分布状态,使得土体经开挖后处于松散状态而发生坍塌。11)爆破震动引起砂层和淤泥质土层震陷的风险。由于各站站址均下卧岩石层,施工时使用微型爆破或钻孔设备时,施工机具的频繁振动或爆破震动传至砂层或上层淤泥质土层时,易产生液化、涌砂现象。12)缺乏地质超前预报带来的风险。广州地质条件相对复杂,突发性地质事件很多,缺乏地质超前预报易带来很多风险。岩溶、断裂、隐伏风化深槽等地质勘探、预报局限性也会带来风险。广州地区存在岩溶、断裂、隐伏风化深槽等大量的不良地质,这些均需要做大量的地质勘探工作。根据五号线的勘探实践经验,岩溶地质勘探很难反映溶洞的分布,这给施工带来很大的困难和风险。13)明挖基坑穿越上软下硬复合地层(土、石交界面)的风险。明挖基坑大多穿越上软下硬复合地层(土、石交界面),因而此类问题具有很大的普遍性。此时,软土地层应力逐渐增大,而硬岩、风化岩地层则突然减小。此类基坑的支撑设计阶段也应考虑到这种变化。14)流砂的风险。广州部分地区砂层较厚,基坑遭遇流砂危害的可能性也较大。虽然围护结构都设置了桩间止水措施,但难免存在空隙渗漏流砂。15)硬岩层内成桩困难的风险。广州地铁五号线沿线都存在很厚的硬岩层,因而成桩困难。值得一提的是以上所述工程中的各项风险因素往往相互作用,比如地面塌陷引起地下管线爆裂、地下基础的严重倾斜;地下管线爆裂、地下基础的严重倾斜更加剧了地面塌陷,如此往复应该注意避免此类风险的相互作用现象,并从源头上控制风险。综上所述,作为建设单位、监理单位、施工单位应对地铁深基坑工程中地质风险加以了解,对照审核施工方案、施工组织及安全措施;分析和评估各车站、区间施工中可能发生的安全风险;确定现场监测的对象、项目内容、范围以及监测频率,并实施监测;审查施工降水、地层注浆、临时工程设计和重要管线及建筑物的保护方案;参与施工中关键技术措施可行性和有效性的审定,并对相应的安全风险作出评价;综合分析监测数据和地质状况,对施工影响区内的环境安全状态作出及时、可靠的评估,及时进行预警和报警,从而提高深基坑开挖的安全管理水平,减少由地质风险导致的事故。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：

加我qq帮你下

随地铁深基坑施工的进行,为确保施工安全,都采取降水措施,深基坑侧面土体由于失水而导致其物理力学性状不可避免的发生变化,因此基坑侧面土体的m值也是不断变化的。利用现场监测的深基坑支护结构变形信息资料,结合参数优化反分析土体m值,根据现场地质资料和优化后的参数通过有限元计算对深基坑支护系统进行变形预测,及时调整开挖方案和支护参数,此方法可以有效地指导基坑施工,使得基坑围护结构的变形始终处于可控制状态,以确保施工安全。1 引言以变形大小作为控制手段的深基坑动态设计方法正受到人们的普遍重视,因为支护结构的变形是基坑开挖过程中支护结构与土相互作用的直观反映,又是支护设计应用于现场实际,与现场地质和施工情况的相互作用的具体反映,如果能根据支护周围土体参数和支护结构的相关参数事先预测支护结构的变形量,将最不利情况的预测值作为控制支护结构变形的警戒值,将对保证基坑安全施工具有重要的意义。利用深基坑支护开挖过程中所获工况的监测信息,采用优化反分析来反演土体及支护结构力学参数,然后通过有限元计算预测下一工况的桩墙变形量、内力及支撑力,把计算值作为支护结构的控制值,通过根据现场实际调整施工方案和支护参数,随着施工的进行,继续采集下一施工阶段的相应信息,进行参数反演,计算预测下一工况的桩墙变形量等,如此反复循环,提高预测值精确度。2 预测原理预测原理实际上是先做反分析,然后再做正分析,即以每一工况位移监测信息为基础,选择适当的土体力学模型及相应的边界条件,然后建立目标函数,利用优化方法来搜索与实测值逼近的土体参数及支护结构力学参数,然后把这里参数用于下一步工况的计算参数,再对支护体系变形进行预测,结合监测对支护体系变形进行控制。 建立目标函数以基坑开挖的每一工况监测信息为基础的反分析方法目标函数一般为:式中uci(x)为支护结构上测点i的水平位移的计算值,uti为支护结构上测点i的水平位移的实测值;x表示土体的m值、支撑刚度系数、桩墙刚度等;n为测点总数。 桩体任意处位移计算支护结构的位移计算采用弹性地基梁有限元法,计算的最终结果是单元节点处的内力及变形,而实测点的位置可能不在节点处,为了反映施工过程的动态响应,以及目标函数值的求解,需要给出监测点任意位置设置和任意施工阶段的监测信息增量,则任一单元上测点i的水平位移uci可用线性插值法求得,计算公式为:式中,x1,x2分别为测点i所在单元两端点的坐标;uc1,uc2分别为i点所在单元两端点的水平位移计算值;uci为测点i的水平位移;xi为测点i的坐标(坐标原点为桩墙顶点)。 监测数据采集现场测量桩体倾斜的测斜仪按点距由下往上逐点进行读数,即将测斜管分成了n个测段(见图1),每个测段的长度li=500mm,在某一深度位置上所测得的两对导轮(li)之间的倾角θi,通过计算可得到这一区段的变位△i。计算公式为:Δi=lisinθi(3)某一深度的水平变位值δi可通过区段变位△i的累计得出,即:计算时假定管底作为基准点,由下而上累计计算某一深度的变位值δi,直至管顶,然后再根据测得的该点桩顶位移对水平变位值进行修正。但是不论基准点设在管顶或管底,计算变位值δi总以向基坑侧变位为正,反之为负。将在围护结构中同一测斜管的不同深度处所测得的变位值δi,点在坐标纸上连接起来,便可绘制出桩体的水平变位(H～δi)曲线。 数据优化处理(1)现场监测的数据常常由于测量仪器、操作人员、施工状态或测点受到干扰破坏等各种情况而引起监测点数不够理想、不够充足,常求助于拉格朗日插值或样条函数插值的方法进行数据处理。(2)由于环境及人为读数引起的误差在实际监测过程中无法避免,为了消除这种误差对反分析结果的精度影响,必须对监测数据进行平滑处理,具体过程见参考文献[3]3 工程应用天津地铁营口道车站3号线基坑埋深,采用钢筋混凝土钻孔灌注桩外加水泥搅拌桩止水帷幕的围护型式,灌注桩规格为Φ1000@1200,桩长,基坑在压顶梁中心高度位置及往下、和处共设四道Φ600×14mm的钢管横支撑,土的物理性质如表1所示。该工程地处繁华市区,周围分布有重要建筑及电缆、煤气管和水管等多根管线。挖土和施工步骤如图2所示:工况1为开挖处,工况2为在处架设第一道支撑,工况3开挖到处,工况4为在处架设第二道支撑,工况5为开挖到处,工况6为在处架设第三道支撑,工况7为开挖到坑底处,工况8为在处建设第四道支撑。本文限于篇幅,只介绍工况3、工况6与工况8预测曲线与实测曲线进行对比说明。基坑开挖时对变形预测的方法为以工况3的监测信息为基础,反演土体参数m值。根据反演出的参数来预测工况6的墙体变形量。又以同样的方法,依据工况6的监测信息,反演土体参数m值,据此预测工况8的墙体变形量。反演确定的参数值如表2。工况3与工况6的实测与预测曲线对比见图3。工况8的预测与实测曲线见图4。说明1:图中3-1为按照设计规范和经验值预测变形曲线,3-2为现场监测实际测量变形曲线,3-3为反分析之后参数优化之后的变形曲线, 6-1为工况6预测变形曲线。说明2:如图4,其中6-1为工况3时预测曲线,6-2为实测变形曲线,8-1为预测曲线,8-2为实测曲线。由图3和图4可见,根据监测资料进行反演之后的预报误差由工况3利用经验值预测与实测的最大误差,降低到工况6的预测最大误差为,随着利用现场监测资料的进一步反演、优化参数,工况8的预测误差为,预测变形曲线也越来越与实测变形曲线相拟和。土体的地基反力比例系数m值是随开挖过程而不断变化的,应用反演方法可以较准确的反演不同工况下的m值,同时能以上一工况的开挖信息,较准确的预测下一步工况的桩体变形,而且预测的曲线拟和程度很好,预测的精度大大增加。4 结论(1)基坑开挖维护结构变形预测方法在天津地铁深基坑的施工应用中是比较准确的,是成功的。(2)经过维护结构参数反演和优化,能够准确预测维护结构的最大变形,预测值可以作为警戒值指导施工。(3)参数优化反分析技术,根据现场监测信息资料,可以较准确的反演各工况下与实际相符的土体参数及支护结构力学参数,通过上一工况的优化反演参数值对下一工况不仅可以作出较准确的变形预测,而且变形预测曲线与实测曲线也拟和得很好。(4)在基坑开挖过程中,土体参数随开挖过程而不断变化,通过实验及经验确定的土体参数及支护结构力学参数,具有较大的随机性,因此依据初始取值来预测墙体侧向位移是不够精确的。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：