地铁深基坑开挖对周边管线的影响研究

发布时间：2020-08-11 08:38

【摘要】：随着城市化进程的发展,建设地铁已经成为解决城市拥挤的重要方式之一。而地铁往往穿插在城市繁华的街道之下,地铁的兴建必须考虑其对周边环境的影响,尤其是对周围地埋管线的影响。在这种复杂的条件下,既要保证地铁深基坑自身的稳定性和安全性,又要控制因基坑开挖而引起的周边环境的变形和位移,本文从理论分析、工程实测和数值模拟等三方面研究地铁深基坑开挖引起的周边管线变形,主要研究成果如下:1.探讨了深基坑开挖引起管线变形的作用机理、影响因素和控制标准,基于弹性地基梁理论,建立了管线沉降的数值计算模型,并对管线沉降进行了分析和预测;2.分析了多个基坑工程的现场实测资料,研究了坑外地表沉降、管线沉降与开挖深度的关系,探讨了沉降最大值在时间和空间上的分布规律,总结了基坑开挖对地表沉降和管线沉降的影响规律;提出基于软土地区的地表最大沉降平均值为0.23%H,最大值为5.5‰H,位于坑壁外大约0.5H处;管线最大沉降平均值为1.24‰H,最大值为2.5‰H,位于坑壁外约0.75H处;地表沉降最大值是管线的2倍,地表最大沉降、突变点的位置与管线最大沉降、突变点位置大小相近;3.基于实际工程,应用HSS本构模型,建立Plaxis三维数值模型,讨论了基坑开挖引起管线在时间和空间上的发展规律,研究结果表明:管线的最大水平和竖向位移均位于基坑中间段附近;在基坑端头井附近,管线的位移变化率均大于10%,位移变化较大,应重点监测该位置处的管线位移;4.讨论了分步开挖、距离基坑远近、管线埋深和不同土体加固等因素对基坑开挖引起管线位移变化的影响。研究结果表明,随开挖深度的增加,管线水平和竖向位移受影响范围增加;管线的最大位移位于坑壁外0.78H处;管线的最大位移均随埋深的增加而增加,其中竖向位移受埋深影响较小;基坑被动区土体满堂加固效果优于裙边加固,加固土体对控制管线竖向位移发展的效果比对水平位移好,在加固深度6米内,加固深度越深,限制管线位移的效果越好;通过调整支撑和加固土体可以限制管线位移的发展。以上讨论的管线的计算和预测为工程实际提供一定的参考。
【学位授予单位】：浙江科技学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U231.3;TU990.3
【图文】：

示意图,围护墙,曲线形式,示意图

技学院硕士学位论文第 2 章基坑和管线的变形理论及管线沉降且没有及时加设支撑的墙体测斜为三角形分布；内撑式围护结构的基坑在架体的变形随开挖的进行逐渐增大，开挖至中部，土体发生向坑内突起的现象本不变或变形较小，中部较大，这种变形为凹槽型分布，分布形式如图 2-2

示意图,管线,受力,单元

与管线一同变形，且始终保持接触；弹性的；梁计算[44]。土体的沉降也将因管土之间的相互作竖直方向，由于管线的位移不是单一水平位移远小于竖向位移，由于管土弹性地基梁方法来计算管线的竖向位管线沉降成正比，即：P=Ky N/m）；KN/m3）；）。度为 dx，该单元上的力如图 2-4 所示

沉降曲线,沉降曲线,给水管线,拟合

管线的破坏模式与监测布置市地下管线通常包括地下管道和地下电缆，按力学性能来说分为柔性管线，判别方法为管线与周围土体的相对刚度的大小。一般来说，钢筋混凝土属于刚性管，接口为焊接、法兰等形式，具有一定抵抗变形的能力，在施出现附加弯矩；柔性管线一般为承插式连接，可在接口处发生转角，在施地层一起发生位移。管线的破坏模式也分两种：①柔性管线由于附加应力力不足在挠曲作用下变形过大，产生局部出现裂缝，容易发生变形破坏，允许曲率半径和接头张角决定；②刚性管线可以是受到过大的纵向应力，裂缝或在接头部位发生较大的转角而产生破坏，安全性由管道允许曲率半或管线的抗弯能力决定[51-52]。下管线的安全对于基坑以及我们的日常生活都显得十分重要，所以为了图 2-5 给水管线实测拟合沉降曲线和理论推导沉降曲线对比

【相似文献】