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紧邻地铁车站超高层建筑基坑逆作法对地下结构变形影响的研究_谢贻军——2014年
1) 逆作法作为一种新型的施工方法应运而生,其将主体结构的楼板、梁和柱作为基坑开挖时的支护体系,有利于节省开支,逐渐被广泛应用于深基坑工程中。在基坑支护结构施工完毕后顶层梁板达到一定强度后,便可进行上部结构的施工和地下工程的施工,上部结构和下部结构可以平行搭接同步进行
2) 研究基坑逆作法施工对地表沉降、支护结构的变形和受力影响。
3) 研究水泥搅拌桩的强度对地下连续墙变形的影响。
4) 研究基坑逆作法开挖对临近地铁站变形和受力的影响。
5) 传统的基坑工程施工多采用顺作法施工,即放坡敞口开挖或者在浇筑支护结构后向下垂直开挖,待开挖至设计标高后浇筑底板,再由下向上逐层施工各层地下结构,在地下结构完成后再进行地上结构施工[
6) 在基坑施工中涉及到很多复杂的问题,例如地表沉降、支挡结构变形、基坑隆起变形、流砂以及渗水等问题
7) 逆作法施工中核心技术:支撑立柱的垂直度调整技术(逆作法施工中支撑立柱的垂直度限制在 1/300 以内,甚至有的施工要求垂直度限制在 1/500以内)、钢管混凝土柱和柱下桩的混凝土浇捣技术、逆作法施工节点处理技术、竖向结构的钢筋绑扎和混凝土逆作浇捣技术、逆作法时空效应挖土技术、逆作法不均匀沉降控制技术等
8) 逆作法的分类:
全逆作法:全逆作法是在基坑开挖前施工围护结构,并施工地下结构顶板作为水平支撑,同时在楼板处预留孔洞运送出土和建材。开挖完毕后再次浇筑下一道水平支撑(梁板),直至整个基坑工程施工完毕。全逆作法可根据是否同时施工地下和地上结构分为两类,即第一类上部主体结构和下部地下室结构同时施工,第二类是在下部结构施工完毕后再施工上部结构(对于地下车站之类的纯地下结构,则无上部结构,属于第二类全逆作法)。全逆作法是应用于高层建筑中最普遍最广泛的施工方法之一,也是逆作法最直接的体现。
半逆作法:半逆作法的施工工艺基本上和全逆作法的施工工艺相同,它主要是围护结构施工完毕后,再施工地下结构的各层梁作为水平支撑,并利用梁间洞口取土和运送建材,待整个基坑开挖完毕后,再二次浇注各层未浇筑的楼板。

分层逆作法:分层逆作法主要应用于地质条件较好的场地,其围护结构使用土钉墙体系,在采用分层逆作法时,根据开挖深度分层施工围护结构,直至基坑开挖完毕。采用此种施工方法造价较低,施工周期较短。

部分逆作法: 部分逆作法在基坑开挖时,在基坑边预留适当的土体,可以作为水平抵挡减小围护结构另一侧土压力对围护结构产生的部分影响。此种方法坑中部顺作,坑边逆作。

1) 在 20 世纪 50 年代,工程技术人员研究开发了新的围护结构—地下连续墙,这种新的施工工艺不仅具有支护功能,同时还具有良好的止水功能,使得逆作法的得到了前所未有的发展。
2) 1993 年,Masuda 对日本 52 个采用逆作法施工的基坑监测数据进行分析,认为采用逆作法施工并对坑底进行加固能够有效减小围护结构位移,并总结了围护结构的最大水平位移为(0.05~0.5)%H(H 为开挖深度)
3) 1998 年,Hsieh针对不同支护条件的九个支护结构工程进行分析研究,认为基坑的采用顺作法和逆作法施工的基坑周边变形规律基本相同。(可以猜测基坑变形的主要原因是土质?)
4) 2009 年,贾坚等综合运用试验方法、有限元法以及现场监测三种方法,对逆基坑的地表沉降机理进行了分析和研究,并对基坑开挖卸载变形的规律进行了归纳总结。丁勇春等[利用 FLCA3D 软件建立三维有限元模型,对坑内隆起、地表沉降、支护结构变形进行分析,认为三者具有内在联系并将沉降变形曲线与前人总结的沉降曲线(另一篇文章记录了)进行比较,认为模型合理。
5) 2009 年,王中华等对逆作法施工的基坑周围的三栋建筑物进行分析,结果表明建筑物的沉降并不均匀,且建筑物有凹陷和上拱两种变形形态,这种形态与建筑的位置与基坑开挖的距离有关;基坑开挖前的降水、地连墙的施工等因素对地表沉降的影响不可忽略;采用逆作法施工能够有效保护建筑物。
6) 2012 年,李镜培等基于实测资料对采用框架逆作基坑开挖的基坑进行研究,从基坑周围地表沉降、地下管线沉降、建筑物沉降和围护结构变形四方面概况了各自变形规律,认为围护结构和桩基施工对周围建筑物和地下管线沉降有一定影响,但土体加固对沉降影响不大,沉降随开挖深度增大而迅速增大,且管线沉降受角部效应影响。
7) 差异沉降通常指立柱与立柱之间,立柱与地下连续墙之间的差异沉降
8) 2005 年,吴健对逆作法施工的结构差异沉降进行研究,主要分析了上部荷载变化、基坑底土体加固、地下连续墙及支撑柱(桩)设计参数变化对结构沉降差异的影响;此外应用了神经网络 BP 模型对结构的沉降进行预估。结果表明,通过对地基加固、增大楼板刚度能够减少不均匀沉降,BP 模型参数设置合理的情况下,能够有效对结构沉降进行预测。
9) 2010 年,苏结等对盖挖逆作车站的变形规律进行研究并提出控制措施:在施工前利用数值计算方法确定各个工况情况下的差异沉降标准,并通过中桩静载及内力试验, 保证结构自身具备足够的承载能力和抗变形能力;在施工过程中,合理优化施工工序照地层协调开挖、结构协调施作来优化施工工序, 综合应用沉桩工艺控制与注浆加固等技术措施,利用信息化监测及反馈技术进行阶段性动态监控,最终通过监测表明差异沉降均在控制范围之内,验证了此法的可行性
10) 复杂环境下逆作法基坑工程施工对相邻的地铁车站的影响,并对地铁车站的变形和受力规律进行研究分析,包括车站墙体、楼板、柱子三部分的变形和受力研究分析,并对关键部位和危险区域进行预测,加强施工过程中的防范意识。

合肥市新交通大厦的地质勘察资料中的一个代表性的勘测孔位
1) 时空效应:基坑开挖后,上部土方被挖掉,打破了原有的荷载平衡,使基底土方产生应力释放,导致地基土方变形隆起。此即时空效应。
2) 地表沉降的作图可以采用横坐标为靠近地连墙的距离与基坑开挖深度的比值、纵坐标为每个位置的沉降位移与某一个位置最大沉降位移的比值,如下表示:

3) 逆作法的围护结构在施工完毕后作为地下室结构,如果在施工阶段立柱的隆起以及差异沉降过大将会造成楼板、梁等结构的开裂,从而影响主体结构的使用,甚至影响主体结构的安全;坑底的回弹又是导致立柱沉降的直接原因。
4) 盖挖逆作法对梁、立柱等支撑结构的强度要求都很高,这一点需要注意。
5) 采用直径 0.8m 旋喷桩对先后施工的地墙与搅拌桩或搅拌桩之间的接缝进行防渗处理。采用 2 种方案进行比较:1、加固区土体无侧限抗压强度 qu≥1.4Mpa;2、加固区土体无侧限抗压强度 qu≥2.8Mpa。由于加固区离周边建筑物较近最近 4m 左右,以及加固深度达到强分化岩,所以未考虑加固深度和宽度对新建地连墙和共用地连墙的影响。(还是不太明白是怎么加固的)
6) 影响其逆作基坑变形的因素有很多,例如场地环境、地质条件、开挖方式等等,而变形控制又是如今岩土工程中的热点问题。对于传统基坑工程往往采用强度控制,仅能保证基坑自身的强度和稳定性要求,而无法保证接基坑附近的建(构)筑物、地下管线的安全。加固土体、合理控制楼板荷载以及防止地面超载、合理确定施工工序、注重施工监测。
7) 三轴水泥搅拌桩法:https://mp.weixin.qq.com/s/bcraWh-eTbnE28Ip3W0wmQ 似乎明白了如何加固的。。。
8) 考虑紧邻建筑物的影响,地铁站需要考虑换乘站的楼板、墙体、支撑柱位移,支撑柱受力等,这个等,包括水位渗流
总结:合理选择开挖步以及工序衔接、三轴水泥搅拌桩加固能够有效抑制新地连墙的
变形但是加固后共用墙的变形却有一定的增加、水土渗流耦合和反演需要了解
不理解的地方:
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整篇文章:(放大这么大,勉强看清)

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