兰州地铁某坑中坑车站基坑开挖监测与数值模拟分析
发布时间：2020-10-19 07:43
本文主要针对兰州某地铁车站基坑常用的桩-撑支护结构,采用数值模拟与现场监测相结合的方法,综合分析了坑中坑型基坑支护的变形、受力和稳定性的变化情况,并对地铁车站坑中坑型基坑的稳定性以及桩-撑支护结构的受力与变形进行了研究。主要研究内容如下:(1)以兰州地铁车站坑中坑型基坑支护工程为背景,结合该基坑的具体支护型式,分析了传统基坑与坑中坑型基坑支护型式的差异,研究结果可为今后类似坑中坑型基坑支护结构的选型提供一定的帮助。(2)通过编制监测方案,对该地铁车站基坑变形以及支护结构的内力与位移进行现场监测试验。本文主要对基坑周围建筑物沉降、周围管线沉降、桩身位移以及坑中坑侧内支撑轴力进行了监测。通过对各监测数据的整理分析,得出基坑开挖对周围建筑物以及管线变形的影响情况和坑中坑开挖过程中围护结构内力以及变形的变化情况。(3)运用Plaxis 3D有限元软件,建立基坑开挖支护模型,然后进行有限元计算。根据计算结果,分析基坑开挖过程中周围土体的水平、竖向位移以及深层土体水平位移的变化情况。此外分别在有坑中坑侧与无坑中坑侧各选择一根支护桩进行变形与受力对比分析,得出坑中坑开挖对支护结构横向位移影响情况。(4)对实际监测数据与有限元计算结果进行对比分析,以说明分析结果的正确与可靠性。本文主要对桩体水平位移、桩顶沉降、地表沉降、建筑物沉降以及内支撑轴力的监测数据与有限元计算结果进行了对比分析。对比结果显示,两种方法所得结果基本一致,这就表明,本文所制定的监测方案可行且数值模拟参数选取均是合理的,分析结果也具有一定的可信度。
【学位单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU753
【部分图文】：
止 2016 年初，我国已运营地铁的里程数已超过 3500 公里，预计到 2020 年我国地铁运营里程将超过 6000 公里。地铁车站的修建不可避免的均会遇到各类复杂深基坑工程[1]，基坑工程属于危险性较大的分部分项工程，而影响基坑工程安全性的因素较多，因此，有必要进行基坑工程的变形控制与受力特性研究[2,3]，以确保基坑工程的稳定性。为了规范基坑支护设计标准，2012 年国家建设主管部门编制了建筑基坑支护技术规程，用以规范和指导基坑支护设计及施工[4]。随着一带一路建设的不断推进，西北地区的基础设施建设也迎来了飞速的发展。地铁作为现代城市轨道交通发展的必然方向，也开始在西北的大中城市修建。兰州作为甘肃省的省会城市，地铁一号线始建于 2011 年。兰州地区地质条件复杂，基坑工程周围环境往往更为复杂，且各不相同，这给深基坑支护设计、施工等都带来了新的技术问题。因此针对不同的周围环境，相应的出现了各类不同的基坑支护结构形式。目前西北地区较为常用的基坑支护形式有：土钉墙、复合土钉墙、排桩预应力锚杆、排桩加内支撑等[5]。地铁车站往往处于建筑密集的城市中心地带，周围地下空间大多已被利用，因此在进行此类基坑开挖过程中多采用排桩加内支撑的支护方式进行基坑支护，如图 1.1 为此类支护型式在各类基坑支护工程中的具体应用实例。
兰州地铁某坑中坑车站基坑开挖监测与数值模拟分析[6]。2006 年北京地铁机场线天竺苗圃明挖基坑发生滑坡事故。2009 年西安市一号线基坑发生坍塌事故，造成人员伤亡及经济损失。2010 年北京地铁 M线顺义站明挖车站基坑支护结构的支撑钢架脱落，引发基坑事故。2013 年西地铁三号线基坑再次发生坍塌事故，造成人员伤亡，并给施工进度造成影响图 1.2 所示为基坑坍塌具体实例。为了有效避免类似地铁建设中基坑工程事发生，有必要对地铁车站基坑开挖变形与受力特性进行深入的研究分析，并坑开挖以及后期施工过程中做好变形监测。
（典型剖面图见图 2.4 与 2.5；具体施工图片见图 2.6 与 2.7）b. 基坑内布设置 3 道水平钢支撑，其竖向间距分别为 7.0m、5.5m，并在阴角处设置斜撑，水平、纵向间距 3.0~4.5m，钢支撑采用 Ф609mm、壁厚 16m管。第一道支撑水平间距 6m，两端支撑在冠梁上；第二、三道支撑水平间m，两端支撑在钢围檩上（钢围檩采用 2 根工 45b 组合型钢）。图 2.4 典型剖面 1（3-3 剖面） 图 2.5 典型剖面 2（5-5 剖面）
【参考文献】
本文编号：2846920
【学位单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU753
【部分图文】：
止 2016 年初，我国已运营地铁的里程数已超过 3500 公里，预计到 2020 年我国地铁运营里程将超过 6000 公里。地铁车站的修建不可避免的均会遇到各类复杂深基坑工程[1]，基坑工程属于危险性较大的分部分项工程，而影响基坑工程安全性的因素较多，因此，有必要进行基坑工程的变形控制与受力特性研究[2,3]，以确保基坑工程的稳定性。为了规范基坑支护设计标准，2012 年国家建设主管部门编制了建筑基坑支护技术规程，用以规范和指导基坑支护设计及施工[4]。随着一带一路建设的不断推进，西北地区的基础设施建设也迎来了飞速的发展。地铁作为现代城市轨道交通发展的必然方向，也开始在西北的大中城市修建。兰州作为甘肃省的省会城市，地铁一号线始建于 2011 年。兰州地区地质条件复杂，基坑工程周围环境往往更为复杂，且各不相同，这给深基坑支护设计、施工等都带来了新的技术问题。因此针对不同的周围环境，相应的出现了各类不同的基坑支护结构形式。目前西北地区较为常用的基坑支护形式有：土钉墙、复合土钉墙、排桩预应力锚杆、排桩加内支撑等[5]。地铁车站往往处于建筑密集的城市中心地带，周围地下空间大多已被利用，因此在进行此类基坑开挖过程中多采用排桩加内支撑的支护方式进行基坑支护，如图 1.1 为此类支护型式在各类基坑支护工程中的具体应用实例。
兰州地铁某坑中坑车站基坑开挖监测与数值模拟分析[6]。2006 年北京地铁机场线天竺苗圃明挖基坑发生滑坡事故。2009 年西安市一号线基坑发生坍塌事故，造成人员伤亡及经济损失。2010 年北京地铁 M线顺义站明挖车站基坑支护结构的支撑钢架脱落，引发基坑事故。2013 年西地铁三号线基坑再次发生坍塌事故，造成人员伤亡，并给施工进度造成影响图 1.2 所示为基坑坍塌具体实例。为了有效避免类似地铁建设中基坑工程事发生，有必要对地铁车站基坑开挖变形与受力特性进行深入的研究分析，并坑开挖以及后期施工过程中做好变形监测。
（典型剖面图见图 2.4 与 2.5；具体施工图片见图 2.6 与 2.7）b. 基坑内布设置 3 道水平钢支撑，其竖向间距分别为 7.0m、5.5m，并在阴角处设置斜撑，水平、纵向间距 3.0~4.5m，钢支撑采用 Ф609mm、壁厚 16m管。第一道支撑水平间距 6m，两端支撑在冠梁上；第二、三道支撑水平间m，两端支撑在钢围檩上（钢围檩采用 2 根工 45b 组合型钢）。图 2.4 典型剖面 1（3-3 剖面） 图 2.5 典型剖面 2（5-5 剖面）
【参考文献】
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1 刘勇;冯志;黄国超;冯旭栋;;北京地铁工程深基坑围护结构变形研究[J];地下空间与工程学报;2009年02期
2 任建喜;冯晓光;刘慧;秦杏春;;地铁车站深基坑围护结构变形规律监测研究[J];铁道工程学报;2009年03期
3 陈乐意;李镜培;梁发云;廖志坚;;坑中坑对基坑围护结构水平位移影响数值分析[J];岩土工程学报;2008年S1期
4 张慧东;刘钟;李志毅;;地铁车站深基坑支护监测与信息化施工[J];岩土工程学报;2008年S1期
5 徐中华;王建华;王卫东;;上海地区深基坑工程中地下连续墙的变形性状[J];土木工程学报;2008年08期
6 贺桂成;刘永;邵小平;;深基坑围护开挖空间性状水平位移数值模拟研究[J];西部探矿工程;2007年02期
7 吴铭炳;林大丰;戴一鸣;俞强;;坑中坑基坑支护设计与监测[J];岩土工程学报;2006年S1期
8 汪中卫;刘国彬;王旭东;宰金珉;;复杂环境下地铁深基坑变形行为的实测研究[J];岩土工程学报;2006年10期
9 陈生东;简文彬;;复杂环境下基坑开挖监测与分析[J];岩土力学;2006年S2期
10 朱彦鹏;李忠;;深基坑土钉墙支护稳定性分析方法的改进及其设计软件的开发[J];兰州理工大学学报;2005年06期
本文编号：2846920
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