珠江三角洲西侧海陆交互地层对明挖深基坑工程开挖变形的影响

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伴随我国大量城市基础建设工程的设计施工,深基坑工程不断出现,而临近江河、滨海的深基坑工程数量不断增多。由于在海陆交互地层中进行施工开挖的基坑工程尚不多见,故而对该地层土体工程性质的针对性科研工作成果尚不像其他地层中的研究那样深入全面。控制基坑变形是控制基坑工程安全的根本,因而本文展开海陆交互地层土体对跨海明挖基坑工程的变形影响研究,旨在探讨临江、滨海深基坑工程施工中该地层土体性质对变形的影响机理和程度,以达到控制基坑变形、保证工程安全的目的。本文对海陆交互地层特点、基坑变形规律进行了分析总结,结合现场监测数据总结了工程实例中地层对基坑变形的影响,同时通过建立计算模型对开挖中的基坑变形进行了数值模拟,主要工作及结论如下:1.通过描述海陆交互地层土体的常规性质特征,汇总分析出研究区域内该地层土体具有明显的互层现象的特征;总结了基坑变形规律及机理,初步判断其可应用于海陆交互地层基坑工程;重点分析了土体性质对基坑变形的影响,提出将土体流变性作为重点研究因素。2.选取了研究区域内海陆交互地层中开挖的跨海深基坑典型性工程作为研究对象,设计了现场针对性监测方案;通过长期的现场监测和对数据汇总分析,发现海陆交互地层基坑围护结构及土体变形类型属组合位移形式,坑底隆起变形为弹性变形形式。3.选取软土模型运用数模软件对海陆交互地层复杂多变地层结构下基坑开挖进行了数值计算模拟,发现围护结构变形具有明显的不对称性、该地层地下水位变化对开挖变形影响明显;通过将模拟结果与实测数据比对,判断该数值模拟计算方法总体上是正确可行的。4.记录了工程围护结构坍塌事故发生的过程,对其地质原因进行了初步分析,从土体强度降低角度对基坑围护结构坍塌破坏过程进行了数值计算模拟,发现当土体强度降低为其原值的40%-50%时,围护结构的底部及桩后土体的水平方向位移出现异常,导致事故发生;初步判断该类地层基坑在短期内若出现大于20毫米的变形时,可认为土体存在较大蠕变变形的可能,存在发生基坑塌方事故的隐患。5.探讨影响基坑变形的地层土体性质因素,从海陆交互地层的海相淤泥层与陆相冲积层、地层互层现象、土体流变性、土体渗透性多个角度进行了比对分析;分析证明了以上各要素均在不同程度上对基坑变形产生了影响。上述研究以理论研究为指导,通过监测数据分析和数值模拟计算相结合,向前推进了海陆交互地层对深基坑工程变形影响的研究,所取得的成果对地质条件类似地区和该地区的其他工程施工具有较大的参考意义和实际应用价值。
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