不同支护形式在狭长基坑中的分段应用研究
发布时间：2021-03-23 08:56
城市轨道交通建设迅速。受限于狭小的城市空间,在车流量巨大、建筑物密集的闹市中开挖狭长型地铁车站基坑,存在多种支护形式的联合应用情形。现有理论多考虑内支撑基坑支护结构平面内变形,多支护形式情况下的基坑变形特性及纵向变形协调研究尚不多见。为研究不同支护形式在狭长基坑中分段应用,本文依托无锡地铁车站基坑工程对此展开研究。主要内容与结论如下:（1）引用并修正了综合刚度,定量分析了分段支护结构的抗弯能力;基于二维平面预测的MSD（Mobilized Strength Design）分析方法,考虑基坑的空间效应,分析三维情况下分段支护结构变形协调规律。依托工程逆作段支护结构综合刚度远大于地下连续墙段和灌注桩段,采用MSD方法的分段不同支护方式变形协调结果显示,越靠近基坑边角位置,基坑支护的抗弯安全系数越高。（2）梳理统计现场监测数据,采用同一断面数据镜像布置的方法,归纳基坑支护结构变化趋势规律。狭长型基坑的内支撑,基坑断面两侧实际变形并不完全对称,两侧变形的不对称性通过支撑传递并协调变形。采用逆作法施工的基坑段,地下连续墙变形曲线在首道钢支撑以上水平位移缓慢发展,以下迅速增加;采用灌注桩的水平位移...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
无黏性土坑壁土体的三维破坏模式
以上回填密实土并浇筑沥青混凝土路面。考虑到路面必须提供足够的承载力和刚度，逆作顶板及以上部分必须对连续墙有足够的变形限制，否则会出现路面隆起及裂缝。所以，本文逆作顶板及以上部分与地下连续墙的接触同样视为刚接。在不考虑现浇主体结构，仅考虑黏性土中盖挖条件下，逆作法段顶部水平刚接约束时，变形规律同样符合文献[18]给出的基坑变形假定。即认为连续墙变形发生在现有水平约束以下，且水平约束不随连续墙变形而移动。基于以上假设，仅考虑无主体结构情况下的逆作段的基坑开挖及连续墙变形特性。地铁逆作法见图2-1。逆作基坑先施做顶板，随后开挖至预定深度，该步开挖完成后施做主体结构侧墙，因此，若视顶板为刚度较大的支撑，并假定狭长型地铁逆作法的开挖是在上部大刚度支撑下的明挖基坑开挖，则对逆作基坑的统一定量具有参考意义。图2-1基坑逆作开挖示意图根据规范[38]，支撑刚度计算单元为单幅墙体宽度，且计算单元内刚度值与支撑水
东南大学硕士学位论文10平间距呈反比，详见式（2.8），其中ba/s可以视为计算单元中支撑的数量。由于顶板整体视为板状支撑，且计算单元内满布，即此处认为计算单元内支撑数量为1。因此，取ba/s为1。综上，根据式（2.8）给出了弹性支点刚度系数计算公式：RR0EAkl（2.9）式中：λ为支撑不动点调整系数；αR为支撑松弛系数，对混凝土支撑和预加轴向压力的钢支撑；E为支撑材料的弹性模量（kPa）；A支撑截面面积（m2），为与式（2.8）计算面积统一，取一幅连续墙长度内的逆作板及回填面积；l0受压支撑构件的长度（m）。其中，支撑松弛系数对混凝土支撑和预加轴向压力的钢支撑，取αR=1.0，对不预加轴向压力的钢支撑，取αR=0.8~1.0，此处取1.0。2.3灌注桩等效计算灌注桩作为围护结构较为常见，当与连续墙组合应用于基坑支护时，由于连续墙与灌注桩分段应用导致截面形状的突变，围护结构水平刚度存在差异，在相同地质条件下将产生位移差，并最终表现为分段应用两种围护结构变形协调。为统一定量两种围护结构，需首先将灌注桩刚度等效折算为连续墙刚度。文献[39]给出了等直径咬合钻孔灌注桩的等效刚度计算方法如下：AABBCABnEImEIEnImI（2.10）Aπ644dI（2.11）4112222B00π422642dyayIyRydyRydy（2.12）式中，EA、EB为A、B桩材料的等效弹性模量；IA、IB为A、B桩横截面的惯性矩；EC为同质等效模型材料的弹性惯性模量；IC为同质等效模型横惯性矩，其中A桩为钢筋混凝土桩，B为素混凝土桩，等直径咬合钻孔灌注桩刚度等效示意图详见图2-2。图2-2咬合桩面积等效示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]南京地铁基坑支护结构的MSD综合刚度及变形预估研究[J]. 徐洪钟,孙鹏鹏,崔文森,孙义杰. 中国矿业大学学报. 2018(04)
[2]深基坑内撑式支护结构综合刚度研究[J]. 刘美麟,房倩,张顶立,侯艳娟. 岩土力学. 2017(07)
[3]国务院印发《“十三五”现代综合交通运输体系发展规划》[J]. 冯悦. 城市轨道交通研究. 2017(03)
[4]软土地区深基坑围护结构综合刚度研究[J]. 张戈,毛海和. 岩土力学. 2016(05)
[5]空间效应对基坑开挖围护结构变形的影响[J]. 付立彬,宋梦. 地下空间与工程学报. 2015(06)
[6]苏州地区大尺度深基坑变形性状实测分析[J]. 廖少明,魏仕锋,谭勇,柳骏茜. 岩土工程学报. 2015(03)
[7]内支撑结构基坑的空间效应及影响因素分析[J]. 刘念武,龚晓南,俞峰,房凯. 岩土力学. 2014(08)
[8]苏州地铁1号线车站深基坑围护结构变形性状分析[J]. 张德富,童立元,刘松玉,高新南,娄成斌. 地下空间与工程学报. 2013(S2)
[9]无锡地区地铁车站深基坑变形特性[J]. 乔亚飞,丁文其,王军,王春波. 岩土工程学报. 2012(S1)
[10]基坑变形预测的改进MSD法[J]. 王浩然,王卫东,黄茂松,徐中华. 岩石力学与工程学报. 2011(S1)
博士论文
[1]上海地区支护结构与主体地下结构相结合的深基坑变形性状研究[D]. 徐中华.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]武汉某软土深基坑空间效应分析及变形控制研究[D]. 彭朋.武汉工程大学 2017
本文编号：3095533
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
无黏性土坑壁土体的三维破坏模式
以上回填密实土并浇筑沥青混凝土路面。考虑到路面必须提供足够的承载力和刚度，逆作顶板及以上部分必须对连续墙有足够的变形限制，否则会出现路面隆起及裂缝。所以，本文逆作顶板及以上部分与地下连续墙的接触同样视为刚接。在不考虑现浇主体结构，仅考虑黏性土中盖挖条件下，逆作法段顶部水平刚接约束时，变形规律同样符合文献[18]给出的基坑变形假定。即认为连续墙变形发生在现有水平约束以下，且水平约束不随连续墙变形而移动。基于以上假设，仅考虑无主体结构情况下的逆作段的基坑开挖及连续墙变形特性。地铁逆作法见图2-1。逆作基坑先施做顶板，随后开挖至预定深度，该步开挖完成后施做主体结构侧墙，因此，若视顶板为刚度较大的支撑，并假定狭长型地铁逆作法的开挖是在上部大刚度支撑下的明挖基坑开挖，则对逆作基坑的统一定量具有参考意义。图2-1基坑逆作开挖示意图根据规范[38]，支撑刚度计算单元为单幅墙体宽度，且计算单元内刚度值与支撑水
东南大学硕士学位论文10平间距呈反比，详见式（2.8），其中ba/s可以视为计算单元中支撑的数量。由于顶板整体视为板状支撑，且计算单元内满布，即此处认为计算单元内支撑数量为1。因此，取ba/s为1。综上，根据式（2.8）给出了弹性支点刚度系数计算公式：RR0EAkl（2.9）式中：λ为支撑不动点调整系数；αR为支撑松弛系数，对混凝土支撑和预加轴向压力的钢支撑；E为支撑材料的弹性模量（kPa）；A支撑截面面积（m2），为与式（2.8）计算面积统一，取一幅连续墙长度内的逆作板及回填面积；l0受压支撑构件的长度（m）。其中，支撑松弛系数对混凝土支撑和预加轴向压力的钢支撑，取αR=1.0，对不预加轴向压力的钢支撑，取αR=0.8~1.0，此处取1.0。2.3灌注桩等效计算灌注桩作为围护结构较为常见，当与连续墙组合应用于基坑支护时，由于连续墙与灌注桩分段应用导致截面形状的突变，围护结构水平刚度存在差异，在相同地质条件下将产生位移差，并最终表现为分段应用两种围护结构变形协调。为统一定量两种围护结构，需首先将灌注桩刚度等效折算为连续墙刚度。文献[39]给出了等直径咬合钻孔灌注桩的等效刚度计算方法如下：AABBCABnEImEIEnImI（2.10）Aπ644dI（2.11）4112222B00π422642dyayIyRydyRydy（2.12）式中，EA、EB为A、B桩材料的等效弹性模量；IA、IB为A、B桩横截面的惯性矩；EC为同质等效模型材料的弹性惯性模量；IC为同质等效模型横惯性矩，其中A桩为钢筋混凝土桩，B为素混凝土桩，等直径咬合钻孔灌注桩刚度等效示意图详见图2-2。图2-2咬合桩面积等效示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]南京地铁基坑支护结构的MSD综合刚度及变形预估研究[J]. 徐洪钟,孙鹏鹏,崔文森,孙义杰. 中国矿业大学学报. 2018(04)
[2]深基坑内撑式支护结构综合刚度研究[J]. 刘美麟,房倩,张顶立,侯艳娟. 岩土力学. 2017(07)
[3]国务院印发《“十三五”现代综合交通运输体系发展规划》[J]. 冯悦. 城市轨道交通研究. 2017(03)
[4]软土地区深基坑围护结构综合刚度研究[J]. 张戈,毛海和. 岩土力学. 2016(05)
[5]空间效应对基坑开挖围护结构变形的影响[J]. 付立彬,宋梦. 地下空间与工程学报. 2015(06)
[6]苏州地区大尺度深基坑变形性状实测分析[J]. 廖少明,魏仕锋,谭勇,柳骏茜. 岩土工程学报. 2015(03)
[7]内支撑结构基坑的空间效应及影响因素分析[J]. 刘念武,龚晓南,俞峰,房凯. 岩土力学. 2014(08)
[8]苏州地铁1号线车站深基坑围护结构变形性状分析[J]. 张德富,童立元,刘松玉,高新南,娄成斌. 地下空间与工程学报. 2013(S2)
[9]无锡地区地铁车站深基坑变形特性[J]. 乔亚飞,丁文其,王军,王春波. 岩土工程学报. 2012(S1)
[10]基坑变形预测的改进MSD法[J]. 王浩然,王卫东,黄茂松,徐中华. 岩石力学与工程学报. 2011(S1)
博士论文
[1]上海地区支护结构与主体地下结构相结合的深基坑变形性状研究[D]. 徐中华.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]武汉某软土深基坑空间效应分析及变形控制研究[D]. 彭朋.武汉工程大学 2017
本文编号：3095533
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