地鐵車站基坑施工地表沉降影響因素分析.pdf

1、基坑工程地表沉降的研究是一個(gè)不能忽略的問(wèn)題，其影響因素多而復(fù)雜，這對(duì)現(xiàn)今工程建設(shè)是個(gè)很大考驗(yàn)。目前，施工原因，設(shè)計(jì)原因，地質(zhì)水文條件等是基坑變形主要因素，影響很大，不可忽視。本文以合肥明光路車站基坑工程為背景，運(yùn)用MIDAS/GTS進(jìn)行車站基坑建模，對(duì)地表沉降在不同因素下的影響進(jìn)行研究，主要對(duì)不同支撐數(shù)量，開(kāi)挖寬度，L/H以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)入土深度下地表沉降進(jìn)行研究，工作與成果如下：
　　（1）對(duì)國(guó)內(nèi)外基坑開(kāi)挖地表沉降發(fā)展現(xiàn)狀與有限元軟

2、件的發(fā)展進(jìn)行闡述，并說(shuō)明了在地表沉降模擬研究時(shí)所存在的問(wèn)題及本文研究?jī)?nèi)容。
　?。?）對(duì)基坑開(kāi)挖變形的機(jī)理進(jìn)行了分析，主要包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形、墻后地表沉降、坑底隆起；并介紹了基坑開(kāi)挖時(shí)地表沉降形態(tài)與常用的地標(biāo)沉降計(jì)算方式，最后結(jié)合不同的因素對(duì)表沉降影響進(jìn)行分析，其主要包括設(shè)計(jì)因素與施工因素。
　?。?）對(duì)明光路地鐵車站基坑進(jìn)行建模，思路是首先對(duì)本文使用的MIDAS/GTS介紹與有限元的計(jì)算方法進(jìn)行闡述，進(jìn)而對(duì)本構(gòu)模型進(jìn)行選擇

3、，介紹明光路基坑的基本概況，確立相應(yīng)的邊界條件與參數(shù)，對(duì)明光路站地表沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)模擬，對(duì)比實(shí)際監(jiān)測(cè)地表沉降規(guī)律與二維建模地表沉降規(guī)律，且隨著基坑的開(kāi)挖過(guò)程進(jìn)行，地表沉降逐漸變大，最大地表沉降都在11.3mm附近，確定本次模型的建立，參數(shù)、本構(gòu)模型的選取，邊界荷載的施加合理性。
　　（4）對(duì)不同因素影響下，地表沉降進(jìn)行研究，選取DB9斷面從不同支撐數(shù)量，開(kāi)挖寬度、L/H比值及入土深度運(yùn)用MIDAS/GTS模擬。不同因素對(duì)地表沉降影響

4、如下：
　　①支撐數(shù)量對(duì)地表沉降研究，選取在支撐數(shù)量分別為四道支撐，五道支撐，六道支撐時(shí)地表沉降規(guī)律進(jìn)行研究，最后一道支撐設(shè)置在18.2m，此時(shí)，四道支撐一共7個(gè)工況，五道支撐時(shí)一共8個(gè)工況，六道支撐一共9個(gè)工況，中間支撐做等間距架設(shè)，分別去最后一道工況時(shí)地表沉降規(guī)律進(jìn)行研究，隨著支撐數(shù)量增加，明光路基坑模擬地表沉降逐漸變小，在四道支撐情況下，基坑最大地表沉降遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于五道支撐與六道支撐，為12.58mm，且最大沉降都發(fā)生在基坑邊緣

5、10m附近，但是同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)在支撐數(shù)量為5道支撐時(shí)，其最大地表沉降值基本都在11mm附近，地表沉降曲線類似，此時(shí)再繼續(xù)增加支撐，控制地表沉降效果不明顯，在一定范圍內(nèi)加支撐能很好的控制變形，但是支撐數(shù)量的使用有一定限度，過(guò)多的使用不僅浪費(fèi)成本而且對(duì)施工開(kāi)挖有影響，拖延工期，導(dǎo)致基坑時(shí)空效應(yīng)變形過(guò)大，故在基坑設(shè)計(jì)時(shí)必須結(jié)合工程實(shí)際情況去架設(shè)支撐數(shù)量。
　　②不同開(kāi)挖寬度影響，由模擬變形對(duì)比圖可知，基坑開(kāi)挖過(guò)程，隨著開(kāi)挖寬度從21m—2

6、3.2m—25m，此時(shí)地表沉降顯著增大，且增大量很明顯，最大沉降發(fā)生在開(kāi)挖寬度為25米時(shí)，為14.86mm，由此可知基坑開(kāi)挖的寬度對(duì)地表沉降影響很大，可能是因?yàn)殚_(kāi)挖寬度增大時(shí)，由于基坑兩側(cè)存在地下連續(xù)墻，寬度的變動(dòng)會(huì)使地下連續(xù)墻對(duì)地表沉降的限制作用越來(lái)越小，可以得出開(kāi)挖寬度是影響地表沉降的一個(gè)主要因素。
　?、跮/H比值對(duì)地表沉降研究，分別從0.5，1，2，4，6，8，10時(shí)進(jìn)行工況8段模擬研究，得出當(dāng)基坑開(kāi)挖寬度與深度比值為0.

7、5時(shí)，基坑邊緣地表沉降最大，此時(shí)基坑大體表現(xiàn)為整體性的沉降，并且隨著距離基坑邊緣越來(lái)越遠(yuǎn)，沉降值越來(lái)越小，可能是因?yàn)榛娱_(kāi)挖寬度比值小，此時(shí)受到支護(hù)結(jié)構(gòu)的約束較大，變形不明顯，當(dāng)L/H逐漸變大時(shí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的約束會(huì)相對(duì)變小，地表沉降逐漸變大，但是通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，當(dāng)L/H超過(guò)8時(shí)，此時(shí)地表沉降達(dá)到了巔峰，為24.26mm，此時(shí)進(jìn)一步加大比值，地表沉降并不會(huì)進(jìn)一步增大，同時(shí)也可以發(fā)現(xiàn)，基坑邊緣隆起值隨著L/H的變化，其變化規(guī)律很復(fù)雜，在L/

8、H為4時(shí)最大，為10.34mm，此時(shí)地表沉降豎向的面積應(yīng)等于基坑隆起面積與圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向變形之和（不考慮土的固結(jié)與地下水影響）。
　?、車o(hù)結(jié)構(gòu)入土深度對(duì)地表沉降分析，本文選取地連墻入土深度為0.5H，0.9H，1.2H在工況8時(shí)不同入土深度對(duì)地表沉降進(jìn)行研究，得出當(dāng)墻體入土深度大于0.5H時(shí)，隨著入土深度增加，地表沉降降低，而L大于0.9倍開(kāi)挖深度H時(shí)，由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)剛度增大不明顯導(dǎo)致地表沉降變化不明顯，控制變形能力不會(huì)因此變大，長(zhǎng)