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成都地铁春熙路站砂卵石地层深基坑工程变形规律研究

作　者: 陈盛金
导　师: 王卫
学　校: 成都理工大学
专　业: 岩土工程
关键词: 成都地铁深基坑砂卵石地层监测变形规律
分类号: TU473.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近几年来,我国各大城市兴起了建设城市地铁的高潮。在地铁车站建设过程中,基坑工程的变形规律研究是一个重要问题,基坑的变形控制直接影响基坑的稳定性,开展地铁车站基坑变形规律研究具有重要的工程应用价值。本文以成都地铁2号线春熙路站深基坑工程为背景,采用理论研究、现场监测和数值模拟相结合的方法,对典型的砂卵石地层地铁车站—春熙路站深基坑工程变形规律进行了研究,主要内容和结论如下:(1)对成都地铁春熙路站深基坑工程进行了较为详细的介绍,包括地质环境条件、基坑工程设计、基坑工程施工、基坑工程监测等。(2)对地铁春熙路站基坑的监测资料进行了分析,重点分析地下水位变化、围护桩桩身位移、桩顶位移、基坑边缘沉降、钢支撑受力及锚索受力等基坑工程变形和围护结构受力的监测成果,分析表明:基坑东侧围护桩显示出桩顶位移小、桩底位移大、变形曲线为斜直线等刚性变形等特点,且在钢支撑安装前监测曲线向基坑内位移,钢支撑安装加力后向基坑外变形;基坑西侧围护桩则显示出桩顶位移大、桩底位移小、变形曲线为斜直线等特征,且其变形量值也没有基坑东侧围护桩变形量值大。通过分析,认为产生这样的结果,主要与钢支撑加载、地质环境条件以及桩体类型和施工工艺有关。钢支撑的架设安装对整个基坑排桩围护体系的变形影响非常大,钢支撑安装加荷后,不但控制住了围护桩的变形,强大的预加轴力还使围护桩产生了向基坑外位移的变形。(3)采用有限差分软件FLAC3D对春熙路站深基坑工程的实际开挖、支护过程进行数值模拟,将监测成果与数值计算成果进行对比,研究发现:对于基坑东侧围护桩桩身变形两者得出结果不尽一致,监测结果显示在加第一层钢支撑之前围护桩向基坑内位移,加钢支撑之后围护桩向基坑外位移;数值计算结果则显示在加钢支撑后,围护桩向基坑内变形速率受到控制,从第一道钢支撑加轴力后朝基坑内变形近乎停止。两者虽然有差别,但有一点不变,就是钢支撑的施加控制了围护桩向基坑内的变形,确保了基坑的稳定性,只是对控制程度的反应两者差别较大;数值模拟得到的桩顶位移、钢支撑轴力、锚索拉力等与监测结果较为吻合。在监测和数值计算的基础上对基坑变形的空间效应进行了分析,分析表明基坑工程的空间效应明显。(4)结合现场监测和数值计算的研究成果,对春熙路站砂卵石地层基坑的变形规律进行了分析和总结,并在此基础上,通过分析春熙路基坑的变形影响因素,提出了控制基坑变形的对应措施。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章引言  10-19
  1.1 选题依据及研究意义  10-11
  1.2 基坑工程研究现状  11-17
    1.2.1 概述  11-13
    1.2.2 成都砂卵石地层深基坑工程研究现状  13-14
    1.2.3 基坑工程变形研究现状  14-15
    1.2.4 基坑工程监测研究现状  15-16
    1.2.5 基坑工程数值模拟研究现状  16-17
  1.3 主要研究内容、思路和技术路线  17-19
    1.3.1 主要研究内容  17
    1.3.2 研究思路和技术路线  17-19
第二章成都地铁春熙路站深基坑工程概况  19-36
  2.1 工程概况  19
  2.2 地质环境条件  19-25
    2.2.1 气象、水文条件  19-20
    2.2.2 工程地质条件  20-24
    2.2.3 水文地质条件  24-25
  2.3 基坑工程设计简介  25-26
    2.3.1 基坑降水设计  25
    2.3.2 基坑围护体系设计  25-26
  2.4 基坑工程施工简介  26-32
    2.4.1 总体施工方案及流程  26-27
    2.4.2 围护结构施工  27-28
    2.4.3 基坑开挖  28
    2.4.4 开挖与支护施工工况  28-32
  2.5 基坑工程监测简介  32-36
    2.5.1 监测项目  32-33
    2.5.2 监测点布置  33-36
第三章深基坑变形的监测成果分析  36-54
  3.1 地下水位监测结果和分析  36-37
  3.2 变形监测结果和分析  37-46
    3.2.1 桩顶位移监测  37-39
    3.2.2 围护桩桩身变形监测  39-43
    3.2.3 基坑边缘沉降监测  43-45
    3.2.4 下穿隧道路面沉降监测  45-46
  3.3 内力监测结果和分析  46-52
    3.3.1 钢支撑受力监测  46-50
    3.3.2 锚索受力监测  50-52
  3.4 小结  52-54
第四章深基坑变形的三维数值模拟分析  54-71
  4.1 FLAC3D 原理概述  54-55
  4.2 计算模型的建立  55-59
    4.2.1 网格划分  55-56
    4.2.2 本构模型及材料参数  56-57
    4.2.3 边界条件及初始条件  57
    4.2.4 结构单元类型  57-58
    4.2.5 计算工况  58-59
  4.3 数值模拟计算成果分析  59-68
    4.3.1 基坑土体位移分析  60-62
    4.3.2 桩顶位移分析  62-63
    4.3.3 围护桩桩身变形分析  63-65
    4.3.4 钢支撑受力分析  65-67
    4.3.5 锚索受力分析  67-68
  4.4 小结  68-69
  4.5 基坑变形的空间效应分析  69-71
第五章春熙路站砂卵石地层深基坑变形规律分析  71-84
  5.1 砂卵石地层深基坑变形和破坏  71-75
    5.1.1 基坑变形现象和机理  71-72
    5.1.2 春熙路站砂卵石地层深基坑变形和破坏特点  72-75
  5.2 春熙路站砂卵石地层深基坑变形规律  75-77
  5.3 春熙路站砂卵石地层深基坑变形影响因素及控制措施  77-84
    5.3.1 变形影响因素  77-82
    5.3.2 基坑变形控制措施  82-84
结论  84-86
致谢  86-87
参考文献  87-90
攻读学位期间取得学术成果  90

成都地铁春熙路站砂卵石地层深基坑工程变形规律研究

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