復(fù)合黃土地層深基坑變形與支護(hù)技術(shù)研究.pdf

1、本論文以西安市地鐵三號(hào)線一期工程魚化寨站深基坑工程為研究背景，通過理論分析和 MIDAS-GTS三維數(shù)值模擬的方法，對采用鉆孔灌注樁加鋼管內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)體系下深基坑工程支護(hù)樁樁身水平位移、坑底隆起和深基坑工程附近地面沉降的變形規(guī)律進(jìn)行研究，同時(shí)對本深基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)體系關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬優(yōu)化研究。
　?。?）以西安市地鐵三號(hào)線一期工程魚化寨站深基坑工程的工程概況及工程環(huán)境為依據(jù)，經(jīng)過對比分析擇優(yōu)選取了本車站深基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)體系

2、，最終采用鉆孔灌注樁+鋼管內(nèi)支撐的支護(hù)形式。并按照規(guī)范要求，對本車站深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)體系參數(shù)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。
　　（2）綜合考慮了土層物理力學(xué)參數(shù)、支護(hù)體系、邊界條件、施工超載、自重以及開挖過程的因素，通過 MIDAS-GTS三維數(shù)值模擬的方法對魚化寨站深基坑工程開挖與支護(hù)全工況進(jìn)行了模擬，研究分析了鉆孔灌注樁樁身水平位移、坑底隆起和深基坑工程附近地面沉降的變形規(guī)律及成因。隨著基坑向下開挖，支護(hù)樁樁身水平位移逐漸增大，并且最大位移值有

3、向下發(fā)展的趨勢。在完成工況一和工況二時(shí)，支護(hù)樁樁身水平位移變化曲線呈現(xiàn)“類大肚子形”，這是由于施加第一、二道鋼管支撐和圈梁的緣故，內(nèi)支撐體系限制樁身向坑內(nèi)移動(dòng)。在完成工況三和工況四時(shí)，支護(hù)樁樁身水平位移變化曲線呈現(xiàn)線性形狀，這是由于隨著基坑開挖深度的增大凸顯出支護(hù)樁入土深度不夠大，導(dǎo)致地層、支護(hù)樁和內(nèi)支撐體系不能很好地發(fā)揮支護(hù)作用，樁身底端向坑內(nèi)方向移動(dòng)效應(yīng)增強(qiáng)。隨著基坑向下開挖，坑底隆起值逐漸增大，每次開挖完成后坑底隆起變形規(guī)律基本保

4、持一致，呈現(xiàn)基坑開挖區(qū)域內(nèi)中間位置變形大，基坑壁位置變形小的對稱分布形式。工況一和工況二完成時(shí)基坑開挖深度最大只有8m，支護(hù)體系很好地限制了坑底隆起，所以坑底隆起值較小。在工況三和工況四完成時(shí)，坑底隆起值增長幅度很大，最大值達(dá)到64.97mm和112.5mm，這是因?yàn)殡S著基坑開挖深度的增大，凸顯出支護(hù)樁入土深度不夠大，導(dǎo)致基坑支護(hù)體系不能很好地發(fā)揮支護(hù)作用，樁身底端向坑內(nèi)方向移動(dòng)效應(yīng)增強(qiáng)，從而擠壓坑內(nèi)土體產(chǎn)生較大隆起變形。基坑附近地面變

5、形均呈現(xiàn)先隆起后沉降直到沉降趨于穩(wěn)定的變形規(guī)律，并且隨著基坑向下開挖，地面沉降值逐漸增大。在支護(hù)樁頂端附近的土體發(fā)生隆起，主要是由于第一道鋼支撐和圍護(hù)樁剛度大，樁頂端向坑外變形擠壓土體產(chǎn)生隆起。
　?。?）對單一黃土與復(fù)合黃土地層中深基坑的變形特點(diǎn)進(jìn)行了對比研究。在樁身長度范圍內(nèi)隨著深度增加，單一黃土地層中深基坑樁身水平位移變化呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢，而且變化曲線比較平滑，這和單一黃土地層中作用在深基坑工程樁后的土壓力從上到下呈現(xiàn)線性

6、連續(xù)分布有關(guān)。復(fù)合黃土地層中樁身水平位移也呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢，區(qū)別在于變化曲線整體不平滑，而是由幾段平滑的曲線組合而成，呈現(xiàn)階段性變化的特點(diǎn)，這是不同
　　性質(zhì)土體作用在樁身上的土壓力變化規(guī)律不同導(dǎo)致的。
　?。?）運(yùn)用MIDAS-GTS三維數(shù)值模擬軟件對魚化寨站深基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)體系關(guān)鍵參數(shù)（樁體直徑、樁體長度、鋼管內(nèi)支撐水平間距）進(jìn)行了數(shù)值模擬優(yōu)化研究，通過對比分析位移變形曲線得到了優(yōu)化結(jié)果。樁體直徑優(yōu)化結(jié)果為0.8m，