軟土地區(qū)深基坑施工引起的變形及控制研究.pdf

1、隨著軟土地區(qū)城市建筑密度的增加，基坑工程常處于密集的既有建（構(gòu)）筑物附近，基坑施工受到了更加嚴(yán)格的環(huán)境制約。預(yù)測基坑施工引起的變形及其對周邊環(huán)境的影響，總結(jié)各種基坑變形控制技術(shù)措施并驗(yàn)證其實(shí)施效果，對于軟土地區(qū)深基坑的設(shè)計(jì)與施工具有重要指導(dǎo)意義。本文結(jié)合上海軟土地區(qū)深基坑工程實(shí)踐，采用理論分析、數(shù)值模擬、原位試驗(yàn)和施工監(jiān)測等方法，對軟土地區(qū)深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)（地下連續(xù)墻）施工和基坑開挖引起的變形及基坑變形控制方法進(jìn)行了研究。
　　

2、總結(jié)并探討了現(xiàn)行方法及軟件應(yīng)用于基坑分析的適用性，結(jié)合FLAC3D顯式算法的計(jì)算特點(diǎn)并針對其構(gòu)建復(fù)雜模型的不足，開發(fā)了相應(yīng)的FLAC3D前處理程序。對FLAC3D基坑數(shù)值模擬涉及的模型尺寸與邊界條件、初始應(yīng)力條件、本構(gòu)模型選用及參數(shù)確定、圍護(hù)結(jié)構(gòu)與土體相互作用、樁土相互作用、顯式算法計(jì)算結(jié)果判斷等技術(shù)問題進(jìn)行了分析并提出了具體處理方法與經(jīng)驗(yàn)建議，為復(fù)雜環(huán)境下深基坑施工變形預(yù)測提供了技術(shù)途徑。
　　 對軟土地區(qū)深基坑常用圍護(hù)結(jié)構(gòu)地

3、下連續(xù)墻施工過程中的槽壁穩(wěn)定與土體變形問題進(jìn)行了研究。將地下連續(xù)墻槽壁穩(wěn)定影響因素進(jìn)行歸類，分析了槽壁整體失穩(wěn)、局部失穩(wěn)及成槽前后槽壁土體的應(yīng)力路徑。編制了地下連續(xù)墻成槽原位試驗(yàn)方案，自主設(shè)計(jì)了土壓力和護(hù)壁泥漿壓力的測試裝置與測試方法，對地下連續(xù)墻成槽作業(yè)進(jìn)行了全過程監(jiān)測并對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。通過對地下連續(xù)墻成槽開挖與混凝土澆筑的動態(tài)數(shù)值模擬，研究了槽壁水平應(yīng)力分布、槽壁側(cè)向變形與地面沉降的規(guī)律，并對槽壁加固、導(dǎo)墻施作、混凝土地坪、側(cè)

4、邊已有墻體等施工條件對槽壁側(cè)向變形與地面沉降的影響進(jìn)行了參數(shù)分析，提出了相應(yīng)的技術(shù)措施建議。
　　 根據(jù)建議的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向變形曲線和地面沉降曲線估算公式，通過引入水平位移傳遞系數(shù)和豎向位移傳遞系數(shù)，提出了預(yù)測坑外任意位置地層位移的簡化計(jì)算公式，給出了基坑開挖對周邊環(huán)境影響的簡化分區(qū)圖及相應(yīng)保護(hù)對策。根據(jù)差異沉降作用下建筑變形的性態(tài)，建立了墻體變形的懸臂梁模型、簡支梁模型和兩跨連續(xù)梁模型，采用等代荷載法深梁理論分析了基坑沉降影

5、響區(qū)內(nèi)墻體參數(shù)對其受力和變形的影響，給出了建筑破壞等級的實(shí)用判斷方法并進(jìn)行了工程驗(yàn)證。根據(jù)樁基與基坑環(huán)境影響分區(qū)的關(guān)系，將基坑開挖對高架橋梁樁基的影響劃分為無影響樁、短樁、中長樁和長樁四類，分析了不同樁基的變形規(guī)律及其保護(hù)對策。通過建立短樁、中長樁和長樁側(cè)向變形的等代荷載法簡化計(jì)算模型，提出了由樁身應(yīng)力控制的樁基及基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形控制標(biāo)準(zhǔn)。
　　 針對基坑變形的產(chǎn)生、發(fā)展、傳遞和建（構(gòu)）筑物保護(hù)等環(huán)節(jié)，提出了“源頭控制、路徑隔斷

6、、對象保護(hù)”的基坑變形綜合控制理念，建議了基坑變形全過程控制流程。結(jié)合上海軟土地區(qū)工程案例研究了深基坑工程中常用的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方案優(yōu)化與調(diào)整、坑內(nèi)被動區(qū)地基加固、坑外主動區(qū)地基加固與隔離、對象保護(hù)與加固等技術(shù)措施的變形控制效果，提出了基坑變形控制措施選擇建議。
　　 將研究成果應(yīng)用于上海地鐵8號線西藏南路站6區(qū)深基坑工程并進(jìn)行了合理性驗(yàn)證。采用基坑開挖環(huán)境影響簡化分區(qū)圖并根據(jù)高架樁基與基坑的相對位置關(guān)系，得出高架樁基的影響類型。

7、對比分析了地下連續(xù)墻和鉆孔灌注樁兩種基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工的變形，通過建立考慮基坑周邊高架基礎(chǔ)在內(nèi)的整體計(jì)算模型，動態(tài)預(yù)測了基坑變形及其對高架基礎(chǔ)的影響。制定了基坑監(jiān)測方案并對基坑開挖實(shí)施了跟蹤監(jiān)測，將主要監(jiān)測結(jié)果與計(jì)算結(jié)果及上海地區(qū)已建地鐵車站基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比分析，既驗(yàn)證了變形預(yù)測結(jié)果的可靠性，又驗(yàn)證了基坑開挖環(huán)境影響分區(qū)圖、樁基影響類型判斷、由樁身應(yīng)力控制的基坑變形控制標(biāo)準(zhǔn)及基坑變形綜合控制措施的合理性。本文的研究具有一定實(shí)用價值，