吴意谦[1]2016年在《潜水地区地铁车站深基坑降水开挖引起的变形研究》文中进行了进一步梳理伴随着全球经济和城市化的飞速发展,人类生存空间和地面交通的压力越来越大,高层和地下建筑工程正在各地如火如荼的开展着,随之而来的深基坑工程无论数量、深度还是规模均在与日俱增。为保证深基坑工程施工开挖环境的干燥与安全,在开挖前进行相应的降水工程必不可少,而抽降水及后续的开挖均会引起周围土体的不均匀沉降及环境的改变,容易引发严重的工程事故,给人民的财产及安全带来极大的隐患和风险,准确预测降水以及后续开挖而引起的变形就显得尤为重要。本文针对基坑降水及后续开挖引起的周围土体、建筑物及支护结构的变形,进行了较为全面的理论分析、计算公式推导、数值模拟及其现场监测研究,主要完成的工作和取得的成果如下:1、计算求解基坑降水引起地面沉降的理论精确解十分困难,因其涉及包括群井效应在内的诸多影响因素。结合西客站深基坑工程实例,设计了单井抽水试验、完整基坑群井降水的方案,并完成了现场一系列的监测工作,得到不同降深、不同距离时单井以及群井的井周地下水位和地表沉降量变化规律,对比分析发现仅在大降深时的井周附近区域内,群井效应在影响地下水位方面表现得较为明显,对地表沉降量的影响十分微小。可以忽略群井效应的影响,基于Dupuit假设和分层总和法提出一种简化算法计算降水引起的井周地面沉降,计算结果与现场监测数据较为吻合。2、规范算法与实际情形存在差异,通过分析降水引起的地面沉降机理,在降水后的疏干带土层内引入非饱和土的有效应力原理作为其计算理论的依据,推导出基坑降水引起周围土体沉降的改进算法,结合工程实例将该改进算法的计算结果与实际监测数据和规范算法进行对比,表明该算法的计算结果略小于规范算法,更为接近实际监测值。3、降水后土层的变形包括水平位移和竖向沉降,通过分析降水引起的土层变形机理及渗流力作用的转化机理,得出地下水运动产生的渗流力是导致土层变形的根本诱因,利用地下水渗流力学原理给出该渗流力的方向,在假想渗流等一系列假设的基础上,建立土微元体简化力学模型,推导出考虑渗流力作用下基坑降水引起地面沉降的改进算法,结合工程实例验证,表明该改进算法的计算结果与实测数据更为吻合。4、降水会引起井周建筑物的不均匀沉降及倾斜,以桩基础为研究对象,通过降水后桩基沉降的机理分析,以降水后桩侧负摩阻力和中性点位置为切入点,建立改进的桩基沉降等效计算模型,结合已有的规范经验公式及前述已完成的考虑疏干带非饱和土影响下有效应力增量的计算方法,分别给出单桩、群桩在降水后不均匀沉降量的计算方法,结合土门墩车站深基坑降水工程实例,表明提出的计算程序具有较高的实用价值,可以快速求解出降水后井周建筑物的不均匀沉降值。5、结合西客站、土门墩两车站深基坑工程实例,采用大型有限差分软件FLAC3D及流固耦合的两步算法对基坑降水后周边地表、建筑物的变形进行了全过程的模拟分析,将模拟结果与前述各理论计算方法进行对比,结果基本吻合,数值模拟方法计算结果略小于理论算法,理论算法得到了一定程度的验证。6、结合西客站、土门墩两车站深基坑工程实例,通过现场监测得到由降水引起的周边土体及建筑物沉降的变形规律,将实际监测值与前述各计算结果进行对比分析,结果基本吻合,通过实测数据有力的验证了前述各理论算法及数值算法的正确性。7、岩土工程问题具有极强的地域性,兰州地区大厚度潜水卵石层由基坑降水引起的周围土体沉降量因含水卵石层的级配不良、骨架优异而明显小于其它地区,导致规范算法计算结果偏大,提出一个适用于该类地区、针对于规范算法的折减系数ζ,折减计算结果更为接近实测值。8、降水后基坑的开挖将导致坑周、坑底土体以及支护结构的变形,给周边环境带来风险,在总结前人研究成果的基础上,通过大量算例验证提出M-C本构模型不适宜应用于模拟计算基坑开挖,采用有限差分数值分析软件FLAC3D并利用修正剑桥模型对基坑开挖施工的全过程进行了模拟优化研究,结果表明优化方案合理可行。
苏莉莉[2]2017年在《富水半成岩砂岩地层地铁车站深基坑支护结构优化设计研究》文中认为在富含地下水的地区进行深基坑工程的设计与施工,降水开挖引起的水文地质条件的变化与支护结构变形及周边环境之间是相互作用、相互牵连的。本文对兰州市轨道交通一号线五里铺车站深基坑工程监测资料进行深入分析,通过有限元软件模拟基坑降水开挖的全过程,深入研究第叁系富水半成岩砂岩特殊地层车站深基坑的变形特性。讨论排桩结构的深基坑变形影响因素,计算分析得出各个因素对变形的影响程度,为优化设计(支护结构优化和降水条件优化)提供指导。主要工作及研究成果如下:(1)分析基坑开挖施工各个工况下桩体水平位移、坑周地表沉降、钢支撑轴力、桩顶位移及建筑物、管线等的实时监测数据,揭示了第叁系富水半成岩砂岩特殊地层地铁车站深基坑的变形特性,得出钻孔灌注咬合桩+钢支撑组成支护体系的深基坑(挖深25m)在降水开挖过程中的变形规律;总结施工中所采取的止水、降水、排水、堵水、防渗相结合的整套地下水处理措施,数据分析表明所选支护及地下水处理方案可行。(2)建立数值计算模型,模拟基坑的降水开挖过程,得出位移场与渗流场的变化,以及桩体水平位移、坑周地表沉降及坑底隆起的变化情况。将模拟计算与实测进行对比分析,发现计算所得的变形趋势与实测结果相近,能够反映真实的变形规律,对施工过程中的变形预测有帮助作用并可指导后续施工。(3)通过数值模拟,对支护结构设计进行了优化分析。分析不同的支护结构设计参数(排桩桩径、入土深度、钢支撑位置、预加轴力及刚度)和降水条件(降水深度、土体弹性模量及渗透系数)对桩体水平位移、坑周地表沉降的分布特点和变形的影响。研究结果为第叁系富水半成岩砂岩特殊地层深基坑支护结构及降水设计等方面提供参考。
张莲花[3]2001年在《基坑降水引起的沉降变形时空规律及降水控制研究》文中认为本文首先对基坑工程的研究现状以及引起的对周围环境的影响作了较为详细的论述，并着重对基坑工程降水产生的不良现象进行分析。总结了基坑降水引起沉降常用的计算方法。 针对基坑降水引起沉降的原因是水头降低导致有效应力增加的客观事实，对基坑降水的水位动态进行了模拟研究。特别对不同于供水水文的有隔水帷幕的基坑降水水位动态模拟进行分析，提出利用虚拟井点通过统流量耦合的水位计算数学模型。并引用Forchheimer公式推导出，有隔水帷幕时降水水位影响半径的估算公式。 针对降水引起沉降计算时，普遍采用总应力不变的观点计算有效应力增量的现状，提出总应力变化前提下潜水和承压含水层水位降低产生地层有效应力增量的计算公式。并进一步提出降水后土层持水密度的概念，利用水文中给水度的概念，推导出持水密度与给水度及工程常用土的物理力学指标之间的函数关系，运用到降水引起的固结沉降计算中。 由于沉降观测资料是基坑降水和支护结构变形两者引起沉降的总和，为估算支护结构变形产生的地面沉降，本文还对支护结构变形产生沉降的估算方法进行了总结，并运用灰色理论预测支护结构变形的发展。 对降水过程中的回灌措施的效果和影响范围进行了讨论，提出回灌作为防止措施的效果比作为治理措施的效果要好得多的观点，并对水位自然回升时基础和地下室进行抗浮验算。 本文提出了沉降变形控制的降水最优化设计的概念，即以周围环境对降水引发沉降的最低要求为约束，同时又满足工程施工和工程安全的需要，进行降水设计。这将改变过去人们仅从工程安全和施工条件的角度去进行降水设计的传统观点，而是把环境的因素考虑进来进行降水设计。 最后通过工程实例计算与实测值比较，验证了本文的降水和沉降的计算方法是较为准确而有效的．
陈琳[4]2013年在《富水软土地区深基坑开挖对周围环境的影响分析及风险控制措施》文中研究说明城市发展向地下空间开拓的趋势已势不可挡，然而长叁角富水软土地区深基坑工程面临更为复杂的环境条件及自身强度与变形的控制条件，如何在施工前预测深基坑工程造成的环境影响程度显得极为重要。本文在前人研究的基础上，以南京地铁十号线中间风井基坑工程为背景，采用现场实测、数值模拟、风险管理等分析方法，主要研究内容如下：⑴在收集大量基坑开挖及降水引起周边环境影响及风险管理研究资料的基础上，提出了施工前采用有限元分析预测基坑开挖卸荷及工程降水造成的环境影响程度及风险管理核查出工程存在的风险因素，施工过程中采用现场实测数据分析及风险预控措施实时控制对周围环境的影响，施工后对比分析各研究方法实施成效的管理系统。⑵通过对比分析实测数据与数值模拟结果，总结了富水性软土地区基坑工程施工导致地连墙侧向变形、地表沉降、深层土体位移、周边建（构）筑物变形及地下水水位变化的一般规律。⑶总结了深基坑工程风险管理的一般流程，并详细分析了中间风井基坑工程的风险管理方法与步骤及管理成效。综合上述研究，主要结论如下：⑴富水性软土地区围护结构地连墙侧向变形呈内凸状，最大值一般位于0.7H处（H为开挖深度），影响其变形的因素包括嵌固深度、支撑间距及刚度、时空效应等。⑵富水性软土地区基坑施工引起的地层变形一般为开挖卸荷、降水固结及地层损失共同作用的结果。地表沉降呈盆状，影响范围达4H～5H，其中0～2H为主要影响区域，2H以外为次要影响区域，最大沉降约0.6%H距基坑边0.7H处；深层土体变形影响范围在距地表及距基坑边2H的区域内，此区域外几乎无影响。⑶通过上述研究方法分析了中间风井基坑工程地下水的控制措施，在止降结合基础上控制性地降水，未发生较大的地面沉降，说明：止水体系可靠，止水深度合理，降水施工质量可靠。
相兴华[5]2013年在《基坑开挖与降水对支护结构受力及地面变形影响的研究》文中提出在地下水位较高的场地进行深基坑工程的设计及施工,降水开挖引起局部水文地质条件的变化与支护结构及周边环境之间是相互制约、相互作用的。本文首先对太原市汾河低阶地地层进行了分类整理,按照地层变化规律、粒径组成、渗透性质及帷幕底部可能嵌固进入地层透水性质的不同,将基坑止水帷幕分为叁类嵌固模式。每种模式给出了相应的渗流变化特征及其对支护结构及地面变形的影响程度。本文对太原市中环壹号深基坑工程监测资料进行整理分析,依此为模拟基础,以比奥固结理论为基础利用Flac3D的cysoil模型进行数值模拟,深入研究了止水帷幕为第二类嵌固模式时,水头边界条件下分别采用侧向和上部两种不同水头补给位置时,降水回灌四种组合方式的渗流条件与支护结构及地面变形之间的相互作用；并对地下水位改变、土体性质改变、渗透系数改变、回灌条件改变引起基坑周边地面沉降的影响规律进行了分析研究。最后对渗透系数与降水前后土体的力学性质测试的试验方法及参数的变化规律进行了深入的分析研究。通过以上分析研究获得的主要认识及结论为：1、材料本构关系cysoil模型是摩尔-库仑的衍生模型,采用定律为增量弹性法则、破坏准则和流动准则。运用该模型将降水回灌的渗流变化与土力学有机地组合起来,与比奥固结理论相结合能很好反映地下水的渗流特征及开挖应力改变之间的作用。模拟结果与中环壹号监测资料对比,地面沉降的模拟吻合率高达90%以上,地下连续墙墙体水平位移的吻合率为60%-80%,水平支撑的撑力吻合率达80%以上,说明该模型适用于本论文研究的基坑开挖降水工程。2、通过对各项水文参数改变的模拟得出：1)水头边界条件的侧向固定水头补给位置适用于第一类、第二类嵌固模式,上部固定水头补给位置适用于第叁类嵌固模式。2)分步降水加回灌的降水开挖工况对基坑周边地面变形控制最为有利。回灌是控制地面沉降的有效手段,回灌井位置在基坑开挖深度(0.5～1.0)H范围内最佳。3)根据正交水平原理提供了回灌井深度、回灌压力、回灌井数量及排数、帷幕深度各因素及因素组合对地面沉降的贡献系数表,来评价各参数及参数组合对地面沉降的影响程度,以便设计施工中采用最优最经济的回灌组合方式。4)降水引起基坑外地面沉降曲线为“凹”形：从基坑边至最大沉降点处为对数曲线,从最大沉降点至降水影响范围的最外边界处为线性关系。利用回归关系给出第二类嵌固模式下基坑外地面变形与渗透系数变化关系的计算公式。5)考虑回灌渗流应力场作用比不考虑渗流作用,地表沉降降低50%,坑底隆起增35%,支护结构的水平位移增加30%,水平支撑轴力增加15%。设计中需考虑回灌渗流作用,以降低支护结构的风险。6)墙体水平位移受水平侧向支撑的限制,同一断面出现两头小中间大的鼓肚子挠曲形状。墙体的最大水平位移位置在墙顶下0.85H处,在开挖深度(0.4-0.85)H水平位移增量大,该段落为支护结构的最薄弱部位,是设置支撑及施工监测的重点部位。7)地表沉降量随着土体弹性模量的增大而减小；地表最大沉降和弹性模量曲线大致呈折线形分布。随着土体模量的提高,土体变形滑移面的斜率在增大,滑移面越来越陡,土体的变形影响范围在减小。但土体模量的提高对支护结构的变形影响不大。3、对水文参数的试验研究得出：1)综合考虑取样过程中土样的扰动程度、取土深度、土样应力释放情况、孔隙水压力消散程度及渗透系数对土层影响的权重等因素,提出对室内试验测出的渗透系数的修正公式。2)降水过程相当于给土体一个预压加固作用,降水后土体压缩模量ES1-2增大25%；粘聚力增大33%；内摩擦角增大8%。3)高压固结多级卸荷回弹试验土体均出现“回滞圈”,卸荷曲线的斜率不一致,但回弹的路径几乎是一组平行线。本文的研究成果是对太原市中环壹号工程的支护体系研究中得出的,对水位较高的河流一级阶地基坑开挖的设计及施工具有一定的借鉴和指导作用,对深大基坑中渗流场与支护结构、周边环境的相互作用理论的研究具有一定的意义。
李会锋[6]2015年在《基坑降水开挖对邻近建筑物沉降的影响分析》文中研究指明随着城市化进程的加快，在原有建筑群中的新建工程日益增多。在建筑物密集且地下水位较浅的地区进行深基坑开挖，必须考虑基坑降水、开挖过程对邻近建筑物的影响。降水可为基坑的开挖提供良好的施工环境，对周围土体加固、支护结构的稳定和水压力减小有很大的作用。同时降水也会使基坑渗流场变得复杂，可能会引起流土、流砂、管涌等灾害，还会使基坑外侧地下水位下降而导致土层固结引发地面沉降。因此必须重视基坑开挖和降水对基坑和邻近建筑物的影响。本文结合邯郸市某基坑工程事故，针对基坑降水开挖引起邻近教学楼过量沉降问题，做了以下工作：(1)研究地下水在土体中的运移规律，地下水对支护结构、土体固结沉降的作用，水-土之间的相互作用，结合基坑工程实例确定基坑降水产生的降落漏斗的范围大小。(2)分析基坑降水引起邻近土体的固结沉降规律。探讨太沙基一维固结理论、比奥固结理论在计算土层固结沉降时的差异性，及对于总应力在固结过程中是否变化所产生的影响，总结固结沉降产生的机理和影响因素，得出实例工程降水对基坑邻近区域地面沉降的影响规律。(3)结合实例基坑工程3-3单元的施工资料，对地下水位和周边变形监测数据进行统计分析；结合理论计算和软件计算，从中发现基坑开挖、降水所引起的教学楼的沉降规律，探讨开挖和降水引起土层沉降的时间和空间效应。分析得出建筑物过量沉降的原因。(4)应用FLAC3D数值模拟软件，建立基坑工程的数值模型。利用数值模型，研究基坑开挖、基坑降水分别引起的建筑物的变形值及同时考虑开挖和降水引起的变形值与实际监测变形值之间的关系。对比结果表明，同时考虑开挖和降水引起的变形值能较好地与实测值拟合，且不等于分别考虑二者时所引起的变形值之和。所以在基坑设计计算中，应同时考虑基坑降水与开挖对周边环境的影响。本文的研究结果可为同类型基坑工程的设计与施工提供一定的参考。
金晓飞[7]2016年在《新型接头超深地下连续墙施工过程分析及工程应用研究》文中认为新型“Ⅱ”型接头地下连续墙是在南京河西复杂地质的基坑工程中提出的,主要应用于地质条件复杂且超深连续墙工程中,作“两墙合一”地下连续墙使用。由于在质量控制、施工效益等方面的诸多优点,新型“Ⅱ”型接头地下连续墙已经在多个基坑工程中得到应用。在“Ⅱ”型接头地下连续墙的工程中,最被关注的是施工过程中地下连续墙施工质量、接头力学性能、开挖槽段稳定性能、地下连续墙受力变形特性等问题,目前在该方面的理论研究严重滞后于工程实践。鉴于此,依赖于软土地区的工程实践,结合理论研究、原位试验、现场监测、数值分析等手段全面研究“Ⅱ”型接头地下连续墙施工全过程中接头及槽段施工质量、接头受力、槽段稳定、软土地区深基坑地下连续墙最大侧向变形计算方法、深基坑开挖中渗流作用对基坑变形影响及“Ⅱ”型接头嵌岩地下连续墙渗漏等情况,为“Ⅱ”型接头地下连续墙的设计和施工提供参考。主要研究内容包括以下几个方面：1.对“Ⅱ”型接头垂直度及槽段成槽质量(深层水平位移、地面沉降)进行了超声波监测,并对监测结果进行了分析。监测结果表明“Ⅱ”型接头垂直度偏差均小于0.17%,满足设计要求；槽段槽宽及槽壁的垂直度偏差均满足设计要求,槽段剖面的成槽质量合格。对地下连续墙试验墙段施工过程引起的深层土体水平位移及地面沉降进行监测,监测结果表明：槽段的开挖阶段土体深层水平位移最大值(8.63mm)小于设计值,满足设计要求,土体深层水平位移变化速率除了深度6m以上的几个测点外基本都小于警戒值变化速率1 mm/d。在监测结果分析的基础上给出了“Ⅱ”型接头地下连续墙施工方法施工期间易遇到困难的解决方式；最后通过与其它地下连续墙主要施工方法的比较对该方法进行了4项指标的评估。2.对“Ⅱ”型接头在地下连续墙槽段施工过程中的力学性能进行分析,通过运用极限平衡理论及公式推导,提出了“Ⅱ”型地下连续墙接头的内力及变形计算公式。结合背景工程,建立了分析“Ⅱ”型地下连续墙接头施工过程的叁维有限元模型,通过有限单元法计算的理论值与公式计算的计算值进行对比,表明计算值具有一定的可靠度,可为该类新型接头施工过程中受力的变形控制提供理论计算依据；通过对接头上端两种约束形式进行计算,发现上端两种不同的约束形式对接头的力学性能影响较小,但是相比于上端铰接连接形式,采用上端刚接约束时接头内力分布更趋均匀,材料利用率更高。3.通过Coulom楔体力平衡理论对泥浆护壁地下连续墙开挖槽段的稳定性进行了分析,并给出了二维、叁维模型的稳定安全系数和临界破坏角的解析计算公式。公式考虑了地表面倾斜角度、槽段长度、槽段深度、泥浆深度、临时荷载、有效粘聚应力及地下水平面深度等参数对槽段稳定的影响,公式的正确性通过Rankin主动土压力理论得到验证。运用推出的理论计算公式分别对地表面倾斜角度、槽段长度、有效粘聚应力及地下水平面深度等参数对稳定安全系数和临界破坏角的影响进行了分析。4.采用有限单元法,研究主要参数对软土地区地下连续墙最大侧向变形的影响。针对基坑开挖深度H、基坑开挖宽度B、单位宽度地下连续墙系统刚度S、支撑结构的轴向刚度Sa黏土归一化的不排水抗剪强度Su/σv'(Su为不排水抗剪强度,《为有效垂直应力)等5个参数进行分析研究,根据研究的结果,通过回归分析,给出地下连续墙最大侧向变形的简易计算方法。利用得到的计算方法,计算实际工程中基坑案例的地下连续墙最大侧向变形,与现场监测结果进行对比,验证了计算方法的准确性,可为以后预估软土地区地下连续墙最大侧向变形及检查设计提供参考。5.结合南京某基坑工程实际案例,建立考虑渗流影响基坑开挖叁维有限元模型,通过与实际监测数据对比验证其正确性。运用考虑渗流影响的基准模型对不同施工阶段、地下连续墙深度及土体参数(渗透系数、孔隙比及回弹系数)等对基坑变形特性的影响进行研究,给出各参数变化下基坑侧向位移、坑外土体沉降位移和基坑底部隆起位移变化曲线,并对工程中防止或减小渗流的工程措施进行有限元分析,具体分析地下连续墙嵌入基岩不透水层及基坑外设置回灌井两种措施进对基坑变形的影响。6.对南京地区实际工程中“Ⅱ”型接头地下连续墙渗漏监测方案进行设计,结合工程中渗漏监测数据(包括渗漏量,渗漏流速,渗透系数及渗漏流向),分析了“Ⅱ”型接头处渗漏的情况,并对可能造成“Ⅱ”型接头处发生渗漏的原因进行分析,分析对象包括：接头防渗性能设计合理性分析、造成槽段及接头垂直度偏差超限的原因分析、接头清理不到位导致的渗漏问题分析。在分析的基础上给出了“Ⅱ”型接头防渗漏的相应方法。
景峰卫[8]2016年在《基坑施工引起基坑外土体沉降的研究》文中提出随着建筑技术的快速发展,基坑工程逐渐表现出开挖面积大、开挖深度深以及基坑周边施工环境更加复杂的特点。基坑的开挖对周边环境的影响在力学形式上是一种卸荷开挖,这必然引起基坑周边土体的位移及其内部结构的相应改变,利用不同的工具及方法研究基坑开挖的这种影响已成为学术界的一门热门课题。利用现场监测数据,结合理论分析,对研究基坑施工引起的基坑外土体沉降具有重要的意义。本文结合杭州地区的现场监测数据、理论分析,对基坑工程的变形特性以及基坑开挖对单独基坑及邻近基坑的相互影响进行了分析,主要研究成果如下：1、查阅大量关于基坑方面的研究资料,总结不同学者对基坑方面的研究成果及方法,从这些宝贵文献中得到启发,从而提出考虑降水、支护结构变形以及基坑底部隆起叁个因素引起的基坑周边土体沉降的新的研究思路与方法,其中支护结构变形以及基坑底部隆起产生的土体沉降归结为由基坑开挖引起的沉降。2、通过分析基坑施工对周边环境的影响以及由于基坑开挖引起坑外土体沉降的规律,推导出由基坑开挖引起的坑外土体沉降理论公式。3、根据降水引起土体沉降的机理,运用修正的分层总和法单独计算出由降水引起的周边土体沉降。4、把降水引起的沉降及基坑开挖引起的沉降进行迭加,通过修正系数加以修正,最终以简化的理论公式合理地计算出由基坑施工引起周边土体的沉降值。5、提出基坑施工引起周边土体不均匀沉降新的理论解析解,并用实际工程测量数据加以验证,表明理论解与实际工程测量数据非常接近,能有效预估基坑周边土体沉降,为施工方案编制提供可靠的理论依据,最大限度减少基坑施工对周边环境的影响。6、利用推导的理论公式分析两个相邻基坑的相互影响,分析得出,两个在相互影响范围内的基坑的中间土体的沉降具有迭加效应,加大了相邻基坑间土体的不均匀沉降,降低了了相邻基坑间土体的稳定性。
彭社琴[9]2009年在《超深基坑支护结构与土相互作用研究》文中提出润扬长江公路大桥南汊北锚碇超深基坑长69m,宽50m,深约50m。深基坑支护结构为外部钢筋混凝土地下连续墙,内部设多道钢筋混凝土水平框架内支撑。为了探讨超深基坑支护结构与土体相互作用,本文系统分析了该超深基坑的施工监测资料,结合叁维数值模拟,对围护墙体水平位移、坑外地面沉降、坑壁土压力及其相互关系进行了深入研究,获得了如下主要认识和结论。(1)随着开挖深度增大,墙体最大水平位移不断增大,但在不同阶段墙体变形增大幅度不同。在开挖深度22.3m之前,有加速发展趋势,之后便不断收敛。同水平面上,基坑长边中点、短边中点变形大于角部。墙体水平位移沿深度方向总体呈中部大、上部和底部小的“凸”形形状,随开挖进行最大位移位置不断下移。通过深入分析得出:开挖深度在22.3~26.3m之前,最大位移位置与相应的位移量变化基本成正相关关系。而在开挖深度达26.3m之后,最大位移位置的下移和最大位移的增长均较小。地面沉降在开挖深度22.3m以前较小,之后受坑外降水影响沉降显着加大。(2)对于墙体水平位移,通过Peck法估算值和实测值的对比分析,提出了针对多支撑体系,系统整体刚度较大,抗隆起安全系数为1.4时的估算墙体水平位移(变形)的修正公式。(3)针对润扬基坑的实际地表沉降提出了沉降变形估算包络线。(4)开挖初期土压力表现出静止土压力特性,随着开挖进行,土压力曲线出现挠曲,并且大部分测点的土压力值有所减小。(5)通过研究将本基坑开挖过程中土压力沿深度变化形式从概念上归为斜直线模式、波状递增模式、阶状递增模式、附加应力作用迭加模式四种模式。每种模式给出了相应的分布图式。(6)研究正常施工情况(无坑外降水)墙体水平位移(变形)与坑壁土压力的关系得出:开挖初期(挖深约小于6m时)土压力和墙体变形均较小;随后在墙体变形仍然较小时而土压力突然增大。随后随变形不断发展土压力虽有波动,但总体平稳,曲线的相对斜率趋于0或小于0。特定的开挖深度对曲线的斜率影响较小,不同深度曲线的斜率变化较大。(7)坑外降水开始后,基坑浅部(约18m)以上变形向相反方向发展,在基坑的较深部位(约18m)以下变形仍在增加,但增加的幅度已大幅减小,即随着测点深度增加,墙体变形与土压力的关系在坑外降水影响下可由:变形和土压力均明显减小(近y轴的斜直线)→变形相对稳定土压力减小(竖直线)→变形仍有所发展土压力减小(远y轴的斜直线)进行转化。(8)通过分析得出土压力与墙体变形关系系数与坑壁深度的关系,利用此关系可计算考虑基坑变形的土压力问题。(9)通过不同土压力分布模式的结构验算,得出了地连墙设计中分段配筋应慎用,以及考虑波状递增土压力形式作用下,由于墙体挠曲复杂,为保证结构安全,应采用双面对称配筋,并且配筋率应较计算结果有一定提高,本文建议增大20%的配筋率以应对可能出现的非常情况。(10)通过支护结构与土相互作用采用四因素五水平正交数值模拟结果分析得出:①支护结构的安全决定于支护结构体系刚度和土体强度(刚度)的匹配情况。一般土体强度较高、刚度较大,支护结构体系刚度可相对较小,而软弱土体则要求较大的支护结构体系刚度才能保证支护结构安全。②墙体变形随墙体厚度增加而不断减小。表现出墙体厚度小于1.2m时,增加墙体厚度可以使墙体变形迅速减小,而当墙体厚度超过1.2m时,增加墙体厚度,墙体变形减小不太显着;可能存在一临界墙体厚度,当超过此厚度,增加墙体厚度的效益变得不太显着,而若小于此厚度一定值,结构便会向不稳定状态发展。③墙体变形随基坑土体强度(刚度)增强而不断减小。④支撑间距、支撑截面尺寸对墙体变形的影响没有土体强度、墙体厚度的影响显着。本文的研究成果从润扬长江公路大桥南汊北锚碇特定的基坑规模和支护结构体系获得,对类似工程具有一定的借鉴和指导作用,对超深基坑的支护结构与土相互作用的理论研究具有一定意义。
李淑[10]2013年在《基于变形控制的北京地铁车站深基坑设计方法研究》文中研究指明摘要：随着我国经济持续不断的发展,城市化进程不断加速,深基坑工程与日俱增,且凸显出超大规模、超深开挖、几何尺寸不规则、场地狭小、环境复杂敏感等特点。深基坑建设规模与现有设计理论之间的不适应日显突出,现有强度控制设计理论很难满足深基坑工程周边复杂敏感环境对变形的要求。迫切需要建立一套基于变形控制的深基坑设计理论与方法。因此,论文对北京地铁车站深基坑变形特性、变形机理、影响因素、变形对周边环境的影响、控制标准的制定及基于变形控制的深基坑设计与施工方法等进行了系统深入的研究,主要工作及研究成果如下：(1)针对北京城区地层及环境特点,揭示了北京地铁深基坑的破坏规律。基坑破坏时,最先在地表以下一定深度范围内形成局部剪切带,裂缝发展,导致局部地层失稳,随着失稳范围的增大最终导致基坑破坏。地下水是诱发基坑事故的主要原因之一。结合室内模型试验,得到无支护基坑渐进破坏的规律以及无支护基坑开挖临界稳定深度。北京地区无支护直立基坑的临界稳定深度可达8m。(2)结合北京地区67个深基坑工程的实测数据,揭示了北京地铁车站深基坑的变形特性。北京地区钻孔灌注桩+内撑支护体系深基坑开挖引起的墙体侧移模式为“中凸形”形。最大侧移介于0.04%~0.218%H之间,平均值为0.103%H。地表变形最终表现为“凹槽形”。最大地表沉降值介于0.034%-0.316%H之间,平均值为0.1%H。(3)揭示了北京地铁车站深基坑变形的时空规律；根据时空规律提出了预测坑外任意位置地层变形的简化计算公式；给出了北京地铁车站深基坑变形的叁维环境影响分区的划分方法。使基于变形控制的北京地铁车站深基坑精细化设计成为可能。(4)根据建(构)筑物所处沉降槽的位置,应用等代荷载原理分析基坑开挖对周边建(构)筑物的影响,提出叁角形荷载作用下的悬臂计算模型和均布荷载作用下的简支模型。该模型能更好的模拟建(构)筑物的受力和变形情况。为制定变形控制标准提供依据。(5)提出一套系统的基于变形控制的北京地铁车站深基坑设计与施工方法。基于变形控制的深基坑设计是指满足自身和环境安全与正常使用限定条件,与一定时域内变形控制目标相适应的支护体系设计,以及对变形实施控制的技术措施。根据不同的开挖深度,按支护体系刚度和坑外不同位置变形情况绘制一系列设计参考图。
参考文献：
[1]. 潜水地区地铁车站深基坑降水开挖引起的变形研究[D]. 吴意谦. 兰州理工大学. 2016
[2]. 富水半成岩砂岩地层地铁车站深基坑支护结构优化设计研究[D]. 苏莉莉. 兰州交通大学. 2017
[3]. 基坑降水引起的沉降变形时空规律及降水控制研究[D]. 张莲花. 成都理工学院. 2001
[4]. 富水软土地区深基坑开挖对周围环境的影响分析及风险控制措施[D]. 陈琳. 南京林业大学. 2013
[5]. 基坑开挖与降水对支护结构受力及地面变形影响的研究[D]. 相兴华. 太原理工大学. 2013
[6]. 基坑降水开挖对邻近建筑物沉降的影响分析[D]. 李会锋. 河北工程大学. 2015
[7]. 新型接头超深地下连续墙施工过程分析及工程应用研究[D]. 金晓飞. 东南大学. 2016
[8]. 基坑施工引起基坑外土体沉降的研究[D]. 景峰卫. 安徽理工大学. 2016
[9]. 超深基坑支护结构与土相互作用研究[D]. 彭社琴. 成都理工大学. 2009
[10]. 基于变形控制的北京地铁车站深基坑设计方法研究[D]. 李淑. 北京交通大学. 2013
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