深基坑近接施工技术研究

发布时间：2020-09-27 14:43

　　随着经济建设的发展,城市配套设施需求日渐丰富,对于城市用地的开发利用也更加频繁,城市基坑工程也因此变得随处可见。深基坑施工对公共财产和环境影响较为严重,应尽可能减小对周边环境的扰动,一旦发生事故,必将导致影响区内的地面沉降、地下管线破裂、邻近建筑开裂、倾斜等现象,对居民生活和社会造成较大的不良影响和损失。因此基坑开挖对周边环境及邻近建筑的影响研究已成为当今的一个重要课题。本文以解放碑新华书店深基坑开挖项目为背景依托,通过理论分析、三维数值模拟、结合工程监测,建立了基坑开挖和地铁隧道、建筑物相对位置关系模型,研究了深基坑不同开挖方式下的空间效应,对临近地铁隧道及建筑的影响进行了分析验证,提出了合理的建议。本文所做的主要研究工作如下:1讨论了基坑开挖对影响区内的地面沉降、坑底隆起变形以及对临近地铁隧道影响,分析了影响原因。探讨桩锚结构控制桩顶变形的作用效果。2分析了土拱和岩拱的形成机理,推求了深基坑开挖的空间效应系数,讨论了合理桩间距的确定方法;根据纯弯曲弹性梁理论,提出了基于岩体抗拉强度的成拱方程。3采用数值模拟,比较了深基坑顺序开挖、跳槽开挖、先中间后两边开挖等不同开挖方式和支护形式下的成拱强度规律,分析了影响区内地表、临近隧道、基坑底部、支护结构的变化规律,提出了合理的开挖方式、抗滑桩支护间距及监测断面布置的建议。4利用Flac3d对《新华书店时尚文化城》项目深基坑的分块、分层开挖进行模拟,分析了桩锚支护结构、坑底隆起、地面沉降的施工响应,并结合监测数据对隧道的变形进行了对比分析。
【学位单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU753
【部分图文】：

深基坑,影响范围

也会因为地层损失效应发生沉降；对于近接的管线和隧道，部的竖向应力减小，相当于在初始稳定的状态下施加了一个的管线、隧道产生下沉作用，从而影响临近重要构筑物的使城市用地较为紧张的新形势下，基坑的开挖变形必然会对地市陆基路面，高层建筑的稳定和安全造成极大的隐患，所以环境保护有重要的意义。基坑工程研究过程中，研究重点主要放在地面沉降规律研究维护结构之间的应力应变规律，而对于临近构筑物如地铁隧坑坑底的隆起变形原理与计算方法研究较少，本章更全面的中可能遇到的不利情形，并在后文中进行了数值模拟和实际卸荷的变形分析挖过程中引起的变形[48]:主要包括围护结构的侧向变形、坑体的不均匀沉降、临近管线或隧道的变形,如图 2.1 所示。

卸荷,基坑开挖,应力分布

图 2.2 基坑开挖卸荷应力分布区图 2.3 基坑开挖土体的应力路径 2-3 所示的应力路径中，CB 和 CD 分别对应着不同的应力路径，其载， CB 为轴向卸荷，而第三种形式介于轴向卸载和侧向卸载之间路径和加载方式的不同，土体的变形和破坏形式也不尽相同。通过对的分析研究发现[67]：深基坑卸荷开挖的土压力值明显会比经验计算值较小，主要是因为围护结构在开挖支护的过程中发生了一定的变形主动土压力得以释放。深基坑开挖坑底变形底部的变形会因为基坑的深度变化而发生不同的变形形态，当基坑坑底变形为“中间大两边小”的形式，当开挖深度较大时，基坑的隆边大中间小”的形态。深基坑底部变形的机理可分为两个方面[50]：于基坑开挖上部发生卸荷作用，地应力发生重分布，土体产生向深基动，挤压基坑底部的土体，产生水平向的挤压作用，坑底发生隆起现

应力路径,基坑开挖,土体

见图 2.2 和图2.3 所示。在开挖区的两侧由于侧向的卸荷，而竖向应力情况不发生变化；使得基坑两侧发生水平位移；基坑底部一定范围内，发生竖向的卸荷作用，基坑产生竖向变形；基坑开挖区以外，且位置处于基坑底部以下的土体会发生侧向和竖向的卸荷作用。I 区：深基坑在开挖卸荷以后，竖直方向的应力没有发生改变，侧向的约束力减小，土体由静止土压力状态向主动土压力转化，见图 2-3 中的 CD 应力路径。II 区：由于基坑竖向卸荷作用，基坑底面土体竖向压应力减小，会发生竖向的弹塑性变形，和围护结构的内移，在变形结束以后水平方向上的应力情况是增大还是减小不是很明确，一般认为只是竖向的卸荷减载而水平向的应力没有发生太大的变化，见图 2-3 中的 CB 应力路径。III 区：在此区间内的土体，水平应力和竖向应力都会有变化，主应力方向发生偏转，其应力应变路径介于 CD 和 CB 之间。见图 2-3

【参考文献】