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武汉地铁车站深基坑变形特性分析

杨庆年

  随着我国经济和基础设施建设的快速发展,改善城市交通条件,建设城市轨道交通显得日益重要。城市轨道交通的建设必将涉及大量的深基坑工程,而这些深基坑工程往往又处于人口密度大、道路交通繁忙、地下管线密集的地区,控制基坑施工引起的变形是十分必要的。 本文针对正在修建的武汉地铁工程二号线,利用有限差分软件FLAC3D,并结合现场实测值,分析了中山公园站、积玉桥站和循礼门站基坑开挖引起的包括围护结构挠曲变形、基坑地层位移和坑底隆起三个方面的变形规律。同时对中山公园站重点分析了地下连续墙不同插入比条件下的变形及基坑施工对相邻高架桥桩基变形的影响;对积玉桥站重点分析了基坑内土体加固参数对基坑变形的影响;对循礼门车站重点分析了不同降水方案对基坑变形的影响,尝试采用无网格法对渗流问题进行了分析。本文主要完成的研究内容如下: (1)分析了地下连续墙未嵌入基岩条件下基坑的变形特性。通过分析得到,在地下连续墙未嵌入基岩的条件下,其变形最大值位于基坑开挖面附近,墙底具有明显的“踢脚”现象,适当增加地下连续墙插入比能减少“踢脚”现象,但当插入比达到一定值后增加插入比对其变形影响很小。 (2)分析了基坑开挖对相邻高架桥桩基的影响。基坑开挖将引起相邻高架桥桩基的附加弯矩和变形,距基坑越近其变形越大,随高架桥桩基距基坑距离的增加,基坑开挖对其变形的影响迅速减少。同时分析了围护结构与高架桥桩基中间设置旋喷加固体对高架桥桩基的影响,通过数值计算可知,旋喷加固体对高架桥桩基的变形影响不大,其主要作用是在地下连续墙成槽时对高架桥桩基进行保护。 (3)分析了基坑外地表沉降变形的规律。基坑外地表变形呈抛物线状,最大地表沉降发生在约1倍开挖深度位置处,随着距基坑距离的增加,其变形逐步减少,地表变形影响范围约为基坑开挖深度的4-5倍。 (4)分析了基坑内土体的隆起变形规律。基坑开挖导致基坑底部土体卸荷回弹,围护结构的侧向变形进一步增加了基坑底部土体的隆起量。 (5)分析了基坑内土体加固的有关参数,从加固体的布置型式、加固宽度、加固深度等不同的方面对引起基坑变形的规律进行了分析。分析结果表明基坑内土体加固对控制基坑变形的效果非常明显。裙边加固的宽度和深度都存在一个有效范围,当其超出该范围之后,加固效果不再明显提高。抽条加固宽度不存在有效加固宽度的问题,抽条加固的合理宽度要根据周边环境的变形控制标准确定,当裙边加固参数不变时,基坑内土体加固控制变形的效果主要与抽条加固的置换率相关,其置换率越大,加固控制变形效果越明显。 (6)分析了基坑降水对基坑变形的影响,通过分析得到,降水对基坑变形影响较大,特别是采用一次性降水方案。由数值分析结果可知,为减少降水引起的基坑变形,最好采用分步降水的方案。 (7)对渗流进行分析时引入了无网格法,分析了无网格法在基坑渗流分析中的应用前景。……   
[关键词]:深基坑工程;基坑变形;桩基础;土体加固;渗流;无网格法
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:华中科技大学2010年
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