论文部分内容阅读
我国东南沿海城市大多具有富水软土的地质特性,而软土地区的地铁区间隧道开挖主要采用盾构施工,车站采用明挖施工。针对苏州软土地区特有的工程地质条件,在地铁车站建设过程中需提出合理可靠的基坑工程设计及施工建议,以提高当地经济效益及社会效益。本文通过数据统计分析、有限元建模分析、理论分析等方法对地连墙支护深基坑变形规律、施工过程墙侧土压力分布及基坑稳定性方面进行了研究,具体研究工作及主要结论如下:（1）通过收集苏州地铁29个采用“地下连续墙+内支撑”支护的地铁车站基坑工程实测资料,统计分析了苏州地铁车站基坑变形特性,探讨了基坑开挖深度、基坑软弱土层厚度、轴力伺服系统应用等因素对基坑变形的影响。研究表明:围护墙最大侧移量δhm主要落于30 mm～60 mm,范围在（0.07%,0.7%）He,平均值为0.4%He,其中He为开挖深度;地下连续墙最大侧移点埋深Hδhm主要落于（He-5m,He+3m）;地表沉降最大值δvm主要落于10 mm～30 mm,范围在（0.13%,0.67%）He,平均值为0.38%He,其影响范围延伸至墙后约3.5He,δvm/δhm范围为0.346～1.54。开挖超深或周边存在敏感建筑物的基坑时,应用轴力伺服系统可有效控制基坑围护墙侧移发展。（2）研究了地连墙支护深基坑开挖过程中墙侧土压力分布规律。采用增量法计算考虑基坑施工过程的支护内力及其支撑分布力,将计算所得支撑分布力与现有表观土压力分布模式进行对比分析。统计各车站基坑工程开挖至坑底时的支撑轴力,运用二分之一分担法计算得出支撑分布力及其分布上下限,通过分析理论计算结果、实测数据以及数值模拟结果,总结归纳出苏州地区经验土压力分布模式。（3）研究了地连墙支护深基坑抗隆起稳定性影响因素。通过总结当前国内外常用验算坑底抗隆起稳定性的计算方法,提出考虑基坑开挖宽度影响的抗隆起稳定性计算改进方法。探讨了基坑宽度、围护墙入土深度及土体抗剪强度指标对抗隆起稳定系数的影响,结果表明随着基坑开挖宽度减小,本文改进方法计算的稳定系数明显增大,但其增长速率逐渐减小;随着围护墙入土深度增大,本文改进算法得到的基坑抗隆起稳定安全系数增长速率明显大于常规算法;在土体抗剪强度指标中,随着土体内摩擦角的增大,抗隆起稳定安全系数的增速较快。（4）应用有限元模拟基坑施工开挖全过程,基坑变形的计算结果与现场实测相吻合。通过数值模拟和理论计算,以围护结构变形、墙体内力、坑底稳定性安全系数等为指标,对插入比较大的地铁车站基坑进行优化分析,得到了合理的插入比,提高了基坑工程的经济效益。