軟土深基坑施工數(shù)值模擬與實測研究.pdf

1、深基坑工程隨城市發(fā)展日益被關注，許多問題有待研究。本文針對柔性支護軟土深基坑的理論、施工及深基坑施工引起的環(huán)境問題，結合上海地鐵M8線延吉中路車站深基坑工程，著重就如下幾個方面進行了深入研究和廣泛探討： (1)將擴展劍橋模型應用于深基坑分析中，并將延吉中路站基坑變形有限元計算結果與現(xiàn)場實測結果對比分析，通過比較研究，一方面檢驗該模型模擬基坑開挖的合理性和有效性，另一方面驗證相關土工計算參數(shù)的準確性，為今后類似土質土工計算參數(shù)的合

2、理選取提供了參考；對基坑附近有建筑物超載作用和無建筑物超載作用典型斷面處基坑變形做對比分析，探討了建筑物超載對地表沉降槽的影響并得到了一些有意義的結論；利用有限元計算結果擬合得到了柔性支護軟土深基坑開挖地表沉降曲線方程。 (2)影響基坑變形的因素十分復雜。如地層土質及地下水條件、基坑幾何形狀及深度、圍護結構類型、圍護結構入土深度及剛度、支撐剛度、支撐預應力、基坑加固情況、基坑開挖參數(shù)、超載等因素。其中支撐剛度、支撐預應力、基坑加

3、固情況、施工超載等影響因素在施工階段是可以干預的，因而研究這些因素對基坑變形的影響對基坑施工階段的變形控制具有重要意義。本文以上海地鐵M8線延吉中路站深基坑工程為研究背景，對施工階段基坑變形影響因素進行了系統(tǒng)分析并得出了若干結論，為施工階段基坑變形控制提供了依據(jù)。 (3)土壓力的計算取值直接影響到基坑支護結構及支撐的內力和變形計算、坑內外土體的隆起沉降情況等，土壓力取值合適與否對圍護結構的造價、穩(wěn)定安全有重要意義。本文就經(jīng)典的朗

4、肯土壓力理論和庫侖土壓力理論在用于圍護結構土壓力計算時存在的問題進行了分析；在對上海地鐵M8線延吉中路站基坑工程現(xiàn)場實測土壓力及實測支護結構側移資料整理、分析的基礎上，探討了土壓力及土壓力系數(shù)隨基坑開挖深度及支護結構水平位移之間的關系，分析表明，對于柔性支護軟土深基坑工程，支護結構水平位移對土壓力存在非線性的影響；運用連續(xù)介質有限元法，土體采用擴展劍橋本構模型，在土與支護結構接觸面考慮摩擦的影響，對作用于柔性支護結構上土壓力的大小及其分

5、布規(guī)律進行了研究，并將有限元法計算土壓力與實測及經(jīng)典土壓力進行比較分析，得出了一些有意義的結論。 (4)彈性支點法目前被廣泛應用于柔性支護深基坑工程，其被動區(qū)土體水平基床系數(shù)的比例系數(shù)“m”值是本方法的主要參數(shù)之一。參數(shù)“m”值一般工程難以通過試驗確定，現(xiàn)有文獻提供的取值范圍，各地區(qū)差別較大，參數(shù)“m”值的選取依然比較模糊。本文就“m”值研究了相關四個方面的內容：首先就“m”值變化對基坑支護結構內力和變形的影響進行了分析；其次，

6、對目前“m”值取值方法進行了總結；再次，就采用目前取值方法得到的“m”值應用于長條形基坑中存在的問題進行了探討并提出改進建議；最后，根據(jù)上海地鐵M8線延吉中路站基坑被動區(qū)實測土壓力及實測位移，探討了基坑開挖過程中水平基床系數(shù)及其比例系數(shù)“m”值的變化規(guī)律。 (5)針對空間效應不明顯的基坑(比如地鐵車站等長條形基坑標準段)，運用能量法原理導出了圍護結構作為彈性梁的位移解析式；對于大寬度、不規(guī)則等空間效應顯著的基坑，將彈性梁擴展為彈

7、性板，運用能量原理推導得到了考慮空間效應的支護墻體變形解析解。 (6)在已有研究成果和對大量實測資料分析處理的基礎上，就柔性支護軟土深基坑坑周地表位移場的大小及分布規(guī)律進行了進一步研究，根據(jù)上海地區(qū)深基坑施工實踐，給出了軟土深基坑柔性圍護墻后偏態(tài)分布的地表豎向位移表達式，并通過對若干基坑工程實例分析，證明本文提出的墻后偏態(tài)分布地表沉降表達式的有效性和實用性。 (7)深基坑工程是一個非常復雜的過程，涉及多道工序，多個工種。

8、工程的成敗既取決于設計者能否正確地掌握設計方法，了解當?shù)氐牡刭|情況，設計出經(jīng)濟合理的圍護結構，也取決于施工者能否嚴格按照設計要求采用合適的施工方法和施工步驟。對于目前仍然處于采用半理論半經(jīng)驗方法解決問題的基坑工程，合適的施工方法和施工技術對基坑施工安全有重要影響。本文就作者親自參加施工的上海地鐵M8線延吉中路站、黃興路站及天津地鐵3號線華苑站等深基坑工程，針對軟土基坑的地下連續(xù)墻施工技術、淤泥質粘土注漿加固施工技術、基坑周圍環(huán)境保護施工