土巖組合地層有限巖土體基坑開挖變形研究.pdf

1、城市地鐵明挖車站深基坑開挖穩(wěn)定性是施工與環(huán)境安全研究的重要方面。青島地鐵藍色硅谷線苗嶺路站是“上軟下硬”特殊地質與地層條件下進行開挖的換乘車站，該基坑開挖及支護工程復雜，施工步序繁多，加之此區(qū)域已有建筑物眾多且緊鄰，對施工期地層變形要求極高。如何分析土巖組合地層有限巖土體基坑合理的支護體系變形及結構受力性能，如何分析周邊既有建筑基礎及在建建筑基坑對基坑開挖的影響是保障施工與環(huán)境安全的重點和難點。本論文通過理論分析、現(xiàn)場測試及數(shù)值模擬等方

2、法對苗嶺路站基坑有限巖土體支護及變形問題展開系統(tǒng)研究，主要內容如下:
　　(1)根據現(xiàn)場條件建立圍護結構—巖土體—臨近建筑的有限元模型，對臨近建筑側有限巖土體的變形及圍護樁的側移進行了分析，與實測結果的對比驗證了數(shù)值模型的合理性。
　　(2)建立巖土體—圍護結構數(shù)值模型分析其相互作用，得出如下特點及規(guī)律，土巖組合地層中地表沉降最大值和地表沉降影響范圍均隨上覆土層厚度增大而增大，地表沉降最大值和樁體側移最大值與上覆土層厚度均呈

3、二次拋物線關系。地表沉降最大值和樁體側移最大值均隨強風化巖厚度增大而增大，地表沉降曲線為“凹槽形”，圍護樁位移突變發(fā)生在土巖地層分界處，地表沉降最大值和樁體側移最大值與強風化巖厚度均呈線性關系。預留巖肩寬度可優(yōu)化范圍為0.8～1.5m。增大鎖腳嵌巖深度和樁體剛度對控制基坑變形有限，1～2m的鎖腳嵌巖深度較合適，可以適當減小樁體剛度。
　　(3)分別建立圍護結構—巖土體—臨近建筑筏板和樁筏基礎數(shù)值模型，計算結果表明，既有建筑影響基坑

4、的應力和位移分布，圍護結構和建筑基礎間的有限巖土體地表沉降分布曲線呈“S形”，上覆土層厚度對基坑周圍的地表沉降影響顯著，樁頂側移量最大，其次是樁上部側移量，樁下部側移量最小，土巖分界處樁的變形幅度大;樁側土壓力曲線呈“三角形”。臨近建筑基礎不同形式對基坑有限巖土體區(qū)域的地表沉降、樁體側移及樁側土壓力均有不同程度的影響，且臨近建筑側地表沉降、樁體側移及樁側土壓力均大于遠離建筑側，雙層地下室平板式筏基較三層的大。
　　(4)建立土巖組

5、合地層的相鄰基坑開挖模型并進行了相互作用分析，當基坑間距小于10m時，先開挖基坑圍護結構表現(xiàn)為整體向后開挖基坑側移趨勢。隨著間距逐漸增加，相鄰基坑開挖相互影響逐漸減小，基坑間有限巖土體的沉降模式總體上表現(xiàn)為兩側部分呈“凹槽形”，中間部分呈上凸的“拋物線形”。上覆土層厚度越大，先開挖基坑圍護結構整體向后開挖基坑側移量越大，有限巖土體地表沉降越大，有限巖土體兩側圍護結構變形越大。
　　上述研究成果直接服務于青島地鐵苗嶺路站工程設計和施