设计、施工、监测

紧邻高铁站多级深基坑支护结构一体化设计分析

  • 崔向阳 ,
  • 何华飞 ,
  • 王佳豪 ,
  • 李兆平 ,
  • 刘腾
展开
  • 1.北京交通大学 土木建筑工程学院,北京 100044;
    2.北京市政建设集团有限责任公司,北京 100089
崔向阳(1992—),男,河南南阳人,博士生,主要从事地下结构方向的研究。E-mail:21115021@bjtu.edu.cn
李兆平(1966—),男,安徽马鞍山人,博士,教授,主要从事地铁新型结构及地下工程施工环境影响方面的研究。E-mail:lizhaoping@263.net

收稿日期: 2024-09-21

  网络出版日期: 2025-01-22

基金资助

国家重点研发计划项目(2018YFC0808705);北京市政建设集团有限公司重大科技研发计划项目(2022-02)

Integrated Design and Analysis of Multi-Level Deep Foundation Pit Support Structure Adjacent to High-Speed Railway Station

  • Cui Xiangyang ,
  • He Huafei ,
  • Wang Jiahao ,
  • Li Zhaoping ,
  • Liu Teng
Expand
  • 1. School of Civil Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, P.R. China;
    2. Beijing Municipal Engineering Group Co., Ltd., Beijing 100089, P.R. China

Received date: 2024-09-21

  Online published: 2025-01-22

摘要

北京地铁朝阳站配套交通枢纽内部主体结构使用功能的差异,使得枢纽基坑呈现平面几何形状复杂、基坑开挖深度不同及基坑周边附加荷载不对称等特点。为解决常规基坑支护方案存在的问题,基于分级开挖和分级支护的理念研发了多级深基坑支护结构体系。论文详细讨论了各级支护结构的布置、结构参数局及施工步序。采用数值模拟和现场监测的方法,研究了多级深基坑开挖过程中支护结构体系的受力和变形特征。结果表明:基于分级开挖和多级支护的理念,研发的多级组合支护结构体系,具有布置形式灵活,控制变形能力强的特点;支护结构体系受各级基坑开挖的附加扰动影响,受力复杂,呈“悬臂+弓形”变形;紧邻高铁站侧围护结构水平变形远大于远离侧,但当各级基坑间距超过3倍开挖深度时,可忽略上一级结构变形产生的附加影响;数值模拟及现场监测结果表明多级组合支护结构变形及受力能满足控制值要求,可为类似工程提供参考。

本文引用格式

崔向阳 , 何华飞 , 王佳豪 , 李兆平 , 刘腾 . 紧邻高铁站多级深基坑支护结构一体化设计分析[J]. 地下空间与工程学报, 2024 , 20(S2) : 783 -792 . DOI: 10.20174/j.JUSE.2024.S2.31

Abstract

The difference in the use function of the main structure inside the supporting transport hub of Chaoyang Station of Beijing metro makes the hub pit present the characteristics of "complex planar geometry, different depth of pit excavation and asymmetry of additional loads around the pit". In order to solve the problems of the conventional pit support structure, a multi-level deep pit support structure system was developed based on the concept of graded excavation and multi-level support. The paper discusses in detail the arrangement, structural parameters and construction sequence of each level of support structure. Numerical simulation and on-site monitoring methods are used to study the force and deformation characteristics of the multi-stage deep foundation pit support structure system during the excavation process. The research results show that: based on the concept of graded excavation and multi-level support, the developed multi-level combined support structure system has the characteristics of flexible arrangement form and strong deformation control ability. The support structure system is affected by the additional disturbances from the excavation of all levels of foundation pits, showing "cantilever + bow" deformation. The horizontal deformation of the enclosure structure on the side immediately adjacent to the high-speed railway station is much larger than that on the side far away from it, but when the spacing between the various levels of foundation pits exceeds three times the excavation depth, the additional influence of the deformation of the previous level of structure can be ignored. The numerical simulation and on-site monitoring results show that the deformation and force of the multilevel combined support structure can meet the requirements of the control value, and it can provide a better reference for the similar projects.

参考文献

[1] 钟翰虎,李聪,李雨林,等. 偏压荷载下深基坑支护结构非对称变形与控制技术研究[J]. 中外公路, 2022, 42(1): 34-37.
[2] 郑刚,聂东清,刁钰,等. 基坑多级支护破坏模式研究[J]. 岩土力学, 2017(增1): 313-322.
[3] 郑刚,郭一斌,聂东清,等. 大面积基坑多级支护理论与工程应用实践[J]. 岩土力学, 2014, 35(增2): 290-298.
[4] 张玉成,杨光华,胡海英,等. 多种支护型式在超大深基坑工程设计中的组合应用[J]. 岩土工程学报, 2014, 36(增2): 198-204.
[5] 张海涛,李兆平,冯超,等. 京张高铁清河站地下交通枢纽分体建造工法研究[J]. 隧道建设(中英文), 2021, 41(12): 2163-2170.
[6] 熊宗海,冯晓腊,莫云,等. 考虑坑中坑的超深基坑多级支护的设计与实践[J]. 地下空间与工程学报, 2016, 12(增1): 183-191.
[7] 王壮,李兆平,谢桂馨,等. 高铁车站配套匝道桥与地下交通枢纽结构并行建造方案研究[J]. 市政技术, 2022, 40(11): 10-17.
[8] 田野,宋志,张松波,等. 桩顶设置斜撑在深基坑多级支护中的应用[J]. 地下空间与工程学报, 2021, 17(增1): 304-311.
[9] 刘腾,李兆平,赵天标,等. 地下交通枢纽多级基坑组合支护结构体系设计及变形特性研究[J]. 铁道标准设计, 2024,68(8):122-129.
[10] 李松,马郧,郭运,等. 双排桩与单排桩组合多级支护结构在深大基坑中的应用[J]. 长江科学院院报, 2018, 35(5): 103-109.
[11] 黄山景,肖朝昀,涂兵雄,等. 严重偏压作用下非对称基坑的变形及受力特性[J]. 华侨大学学报(自然科学版), 2021, 42(1): 22-29.
[12] 黄斌. 轨道交通、市政地道和过街通道的地下空间一体化设计施工[J]. 建筑结构, 2013, 43(增2): 84-87.
[13] 胡瑞庚,刘红军,王兆耀,等. 邻近建筑物的滨海土岩组合基坑支护结构变形分析[J]. 工程地质学报, 2020, 28(6): 1368-1377.
[14] 弓广辉,卢艳伟,陈振溢,等. 邻近地铁车站配套地下结构建造方案研究[J]. 铁道标准设计, 2018, 62(5): 99-103.
[15] 高亿文,李明广,陈锦剑. 超载影响下围护结构非对称基坑的受力及变形特性分析[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(6): 643-651.
[16] 范晓真. 非对称开挖内撑式支护受力变形机理及变形控制设计理论[D]. 杭州:浙江大学, 2021.
[17] 翁其平. 无锡火车站综合交通枢纽超大面积基坑工程设计与实践[J]. 土木工程学报, 2015, 48(增2): 103-107.
[18] 刘杰,郑刚,聂东清. 天津软土地区深基坑多级支护结构变形的参数分析[J]. 石家庄铁道大学学报(自然科学版), 2018, 31(1): 47-54.
[19] Cui X, Li Z, Guo F, et al. Displacementanalyses of main structure of parallel pit excavation and analysis of countermeasures[J]. Applied Sciences, 2023, 13(6): 3706.
[20] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 建筑基坑支护技术规程(JGJ 120-2012)[S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2012.
[21] 郑刚,聂东清,程雪松,等. 基坑分级支护的模型试验研究[J]. 岩土工程学报, 2017, 39(5): 784-794.
[22] 汪浩,刘双桥,宋志,等. 高低桩留土反压结合中心岛多级支护体系在临地铁深基坑中的应用[J]. 施工技术, 2021, 50(18): 90-94.
[23] 邱滟玲,丁文其,赵腾腾,等. 单侧卸荷诱发深基坑的不对称性变形特性与机制[J]. 岩土工程学报, 2024,46(1): 199-206.
[24] 李鹏飞,逯倩倩,葛辰贺,等. 基于冗余度的非对称基坑双环梁支护结构抗连续性破坏分析[J]. 隧道建设(中英文), 2023, 43(增1): 109-120.
[25] 李淑,张顶立,房倩,等. 北京地区深基坑墙体变形特性研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2012, 31(11): 2344-2353.
[26] Tan Y, Zhu H, Peng F, et al. Characterization of semi-top-down excavation for subway station in Shanghai soft ground[J]. Tunnelling and Underground Space Technology, 2017, 68: 244-261.
[27] 杨幼江,胡偲,席明军,等. 考虑周边建/构筑物变形控制的大型深基坑变形管理等级制定方法研究[J]. 土工基础, 2021, 35(4): 429-433.
文章导航

/