软土地区深基坑开挖对周边环境影响的研究

发布时间：2018-11-03 11:26

【摘要】：关于软土地区深基坑工程周边地表沉降曲线的预测方法有很多种,其中以半经验法和数值分析法的应用最为广泛。但由于基坑工程涉及的土质条件及地下水条件复杂多变,基坑尺寸及支护形式多种多样,各种不利因素综合作用,导致上述几种方法在预测基坑周边地表沉降过程中表现出适用性低、计算过程复杂及预测结果不准确的现象,因此开展关于软土地区深基坑工程变形规律分析和地表沉降预测的研究是非常有必要的。软土地区深基坑工程变形的影响因素众多,主要包括基坑开挖深度、支护形式、拉锚结构布置、土质条件、地下水条件及附加荷载等多种。本文在考虑常规影响因素的前提下,运用工程实例现场监测数据和有限元数值模拟两种方法,重点分析空间效应在基坑工程变形中的变化规律,提出利用现场监测的深层土体水平位移或桩体内力的累计变化值估算基坑周边地表沉降的方法,并对其结果进行了验证。本文重点对以下问题进行了研究：1、结合营口某深基坑工程实例,整理现场实测的桩顶位移、地表沉降及深层土体水平位移等多种监测数据,给出了开挖深度、支护形式、锚索布置等多个因素对基坑变形的影响及空间效应在实际工程中对结构及土体变形的影响效果。2、利用Midas有限元分析软件模拟营口某深基坑工程在开挖过程中产生的变形大小,给出了基坑变形空间效应的产生条件和影响范围,分析了基坑支护结构深层水平位移在不同空间位置的变化规律及周围土体在地表以下的沉降变形变化规律。3、分析基坑支护挡墙外侧土体不同位置的应变变化规律,将墙后塑性平衡区和弹性平衡区(二者合称地表沉降有效区域)进行单元网格划分,给出了利用现场监测的深层土体水平位移或桩体内力的累积变化值,估算基坑周边地表沉降曲线的简易方法。4、以营口某深基坑工程实例为研究背景,给出了利用现场监测的深层土体水平位移和桩体内力累积变化值估算的基坑周边地表沉降曲线,将估算结果与其他方法预测的地表沉降结果及现场监测数据对比分析计算公式的合理性并对计算的地表沉降曲线进行多项式拟合分析。
[Abstract]:There are many methods to predict the surface settlement curve around deep foundation pit engineering in soft soil area, among which semi-empirical method and numerical analysis method are the most widely used. However, as the soil and groundwater conditions involved in foundation pit engineering are complex and changeable, the size and support forms of foundation pit are various, and all kinds of unfavorable factors play a comprehensive role. The results show that the methods mentioned above have low applicability, complex calculation and inaccurate prediction results in the process of predicting the ground subsidence around the foundation pit. Therefore, it is necessary to study the deformation law and surface subsidence prediction of deep foundation pit in soft soil area. There are many factors affecting the deformation of deep foundation pit in soft soil area, including excavation depth, support form, anchor structure arrangement, soil quality condition, groundwater condition and additional load. In this paper, on the premise of considering the common influence factors, two methods of field monitoring data and finite element numerical simulation are used to analyze the variation law of spatial effect in foundation pit engineering deformation. A method is proposed to estimate the ground surface settlement around the foundation pit by using the accumulated variation value of the horizontal displacement of the deep soil or the force inside the pile monitored in the field, and the results are verified. In this paper, the following problems are studied: 1. Combined with a deep foundation pit project in Yingkou, various monitoring data such as pile top displacement, ground subsidence and horizontal displacement of deep soil are collected, and the excavation depth and support form are given. The influence of anchor cable arrangement and other factors on foundation pit deformation and the effect of space effect on structure and soil deformation in actual engineering. Midas finite element analysis software is used to simulate the deformation of a deep excavation project in Yingkou, and the conditions and influence range of the spatial effect of foundation pit deformation are given. The variation law of deep horizontal displacement of foundation pit support structure in different space position and the law of settlement and deformation of surrounding soil under ground surface are analyzed. 3. The strain variation law of soil body outside the retaining wall of foundation pit support is analyzed. The plastic equilibrium area behind the wall and the elastic equilibrium area (the effective area of ground subsidence) are divided into element grids, and the accumulative variation value of horizontal displacement of deep soil or the force inside pile body monitored in situ is given. A simple method for estimating the Surface settlement Curve around the Foundation Pit. 4. Taking the case of a deep foundation pit in Yingkou as the research background, The surface settlement curve around the foundation pit is given, which is estimated by the horizontal displacement of the deep soil and the cumulative variation of the force inside the pile, which is monitored on the spot. The rationality of the calculation formula is analyzed by comparing the calculated results with the results of surface subsidence predicted by other methods and the field monitoring data, and the calculated surface settlement curve is analyzed by polynomial fitting.
【学位授予单位】：沈阳建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU753

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本文编号：2307652