合肥地铁潜山路站基坑开挖对邻近建筑物沉降影响因素分析

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如今地铁主要作为缓解交通压力的城市交通枢纽,而地铁车站一般位于城市比较繁华和人口比较稠密的地段,多紧邻既有建筑物、构筑物、道路、地下管线等,周边环境复杂,工程施工对其安全性影响隐患多、保护要求高。本文以合肥地铁二号线潜山路站车站基坑为研究对象,采用资料分析、数值模拟和现场监测相结合的研究方法,开展基坑不同支护结构形式和基坑不同开挖方式对建筑物沉降影响研究,主要工作和成果如下:(1)详细阐述了基坑开挖过程中土体的变形机理和三种常见的变形模式、基坑开挖支护稳定性分析的四个方面以及基坑开挖对基坑周边地表沉降值计算的四种方法,研究表明:建筑物沉降主要是由于围护结构的变形和基坑周边地表沉降所引起的。(2)从监测数据分析可得,基坑周边建筑物监测点随时间变化其建筑物的沉降量呈增长趋势,当基坑开挖到最深处时其沉降量到达最大值,最大沉降量为4.44mm,所以该建筑物周边监测点所测得的沉降变化量均处于安全范围内,当沉降量到达最大之后会随着施工的继续而逐渐减缓沉降变化速率并逐渐趋于平稳。(3)基坑开挖对基坑周边建筑物安天国际的沉降影响大致分为三个阶段:均匀沉降、差异沉降和稳定沉降;从监测数据分析可以得出:基坑周边沉降监测点的位置距离基坑边缘越近其沉降值越大,反之,监测点距离基坑边缘越远其沉降值越小,并且各建筑物沉降监测点的所测得的沉降值均在建筑物沉降值允许范围内,对建筑物的影响不是很明显。(4)有限元软件模拟结果显示,在基坑开挖的过程中地下连续墙墙体的最大侧移会随着基坑开挖深度的增大而增大,墙体出现最大侧移的位置位于地面以下10m左右的位置。由于基坑的开挖会使得地下连续墙逐渐向坑内移动产生位移,且随着开挖深度增大土体的卸载会引起墙体内外压力差增大而引起的地连墙水平位移增大,所以墙体的整体位移呈现出中间大两头小的趋势。(5)数值模拟与现场监测对比分析表明,安天国际建筑物周边的建筑物监测点在基坑施工过程中的沉降量变化规律与趋势均大致相同,验证了数值计算结果。(6)研究不同因素对开挖过程中建筑物沉降的影响,选取断面在基坑不同支护结构形式和基坑不同开挖方式的条件下运用MIDAS/GTS进行模拟,不同因素对建筑物沉降影响如下:1)地下连续墙的支护结构形式对建筑物的沉降影响比施喷桩帷幕墙对建筑物的沉降影响要小。首先,在基坑开挖前期由于施喷桩的施工会对周围的土体产生较大的扰动而高压旋喷的水泥浆液凝固需要一定的时间,所以在水泥浆液凝固之前会减弱土体的承载力,因此在基坑开挖前期距离施喷桩较近的建筑物会在较短时间内产生较大沉降。其次,在基坑施工的整个过程中由于基坑开挖的深度和尺寸都较大,在施工期间会对周围土体产生较大扰动,所以在此过程中建筑物的沉降也会随之增大。最后,在拆除基坑内支撑时,由支撑所承受的应力荷载随之释放,因此会在此过程中对建筑物沉降产生影响。2)整体式开挖的开挖方式对建筑物的沉降影响比中心岛开挖对建筑物的沉降影响要大。根据对开挖方式的研究可以看出,不同开挖方式对临近建筑物的影响显著,中心岛开挖的开挖方式能够减小建筑物和地表的竖向位移以及支护结构的水平位移,而整体式开挖和中心岛开挖可以有效地较少建筑物的倾斜。
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