土巖組合地層有限巖土體基坑開(kāi)挖變形研究.pdf

1、城市地鐵明挖車(chē)站深基坑開(kāi)挖穩(wěn)定性是施工與環(huán)境安全研究的重要方面。青島地鐵藍(lán)色硅谷線苗嶺路站是“上軟下硬”特殊地質(zhì)與地層條件下進(jìn)行開(kāi)挖的換乘車(chē)站，該基坑開(kāi)挖及支護(hù)工程復(fù)雜，施工步序繁多，加之此區(qū)域已有建筑物眾多且緊鄰，對(duì)施工期地層變形要求極高。如何分析土巖組合地層有限巖土體基坑合理的支護(hù)體系變形及結(jié)構(gòu)受力性能，如何分析周邊既有建筑基礎(chǔ)及在建建筑基坑對(duì)基坑開(kāi)挖的影響是保障施工與環(huán)境安全的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本論文通過(guò)理論分析、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及數(shù)值模擬等方

2、法對(duì)苗嶺路站基坑有限巖土體支護(hù)及變形問(wèn)題展開(kāi)系統(tǒng)研究，主要內(nèi)容如下:
　　(1)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件建立圍護(hù)結(jié)構(gòu)—巖土體—臨近建筑的有限元模型，對(duì)臨近建筑側(cè)有限巖土體的變形及圍護(hù)樁的側(cè)移進(jìn)行了分析，與實(shí)測(cè)結(jié)果的對(duì)比驗(yàn)證了數(shù)值模型的合理性。
　　(2)建立巖土體—圍護(hù)結(jié)構(gòu)數(shù)值模型分析其相互作用，得出如下特點(diǎn)及規(guī)律，土巖組合地層中地表沉降最大值和地表沉降影響范圍均隨上覆土層厚度增大而增大，地表沉降最大值和樁體側(cè)移最大值與上覆土層厚度均呈

3、二次拋物線關(guān)系。地表沉降最大值和樁體側(cè)移最大值均隨強(qiáng)風(fēng)化巖厚度增大而增大，地表沉降曲線為“凹槽形”，圍護(hù)樁位移突變發(fā)生在土巖地層分界處，地表沉降最大值和樁體側(cè)移最大值與強(qiáng)風(fēng)化巖厚度均呈線性關(guān)系。預(yù)留巖肩寬度可優(yōu)化范圍為0.8～1.5m。增大鎖腳嵌巖深度和樁體剛度對(duì)控制基坑變形有限，1～2m的鎖腳嵌巖深度較合適，可以適當(dāng)減小樁體剛度。
　　(3)分別建立圍護(hù)結(jié)構(gòu)—巖土體—臨近建筑筏板和樁筏基礎(chǔ)數(shù)值模型，計(jì)算結(jié)果表明，既有建筑影響基坑

4、的應(yīng)力和位移分布，圍護(hù)結(jié)構(gòu)和建筑基礎(chǔ)間的有限巖土體地表沉降分布曲線呈“S形”，上覆土層厚度對(duì)基坑周?chē)牡乇沓两涤绊戯@著，樁頂側(cè)移量最大，其次是樁上部側(cè)移量，樁下部側(cè)移量最小，土巖分界處樁的變形幅度大;樁側(cè)土壓力曲線呈“三角形”。臨近建筑基礎(chǔ)不同形式對(duì)基坑有限巖土體區(qū)域的地表沉降、樁體側(cè)移及樁側(cè)土壓力均有不同程度的影響，且臨近建筑側(cè)地表沉降、樁體側(cè)移及樁側(cè)土壓力均大于遠(yuǎn)離建筑側(cè)，雙層地下室平板式筏基較三層的大。
　　(4)建立土巖組

5、合地層的相鄰基坑開(kāi)挖模型并進(jìn)行了相互作用分析，當(dāng)基坑間距小于10m時(shí)，先開(kāi)挖基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為整體向后開(kāi)挖基坑側(cè)移趨勢(shì)。隨著間距逐漸增加，相鄰基坑開(kāi)挖相互影響逐漸減小，基坑間有限巖土體的沉降模式總體上表現(xiàn)為兩側(cè)部分呈“凹槽形”，中間部分呈上凸的“拋物線形”。上覆土層厚度越大，先開(kāi)挖基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)整體向后開(kāi)挖基坑側(cè)移量越大，有限巖土體地表沉降越大，有限巖土體兩側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形越大。
　　上述研究成果直接服務(wù)于青島地鐵苗嶺路站工程設(shè)計(jì)和施