大空間地鐵車站洞樁法施工力學(xué)效應(yīng)研究.pdf

1、近些年隨著城市軌道交通建設(shè)步入繁盛時期，地下工程暗挖工法亦逐步興起?？紤]到暗挖技術(shù)對控制沉降方面的要求，洞樁法逐漸被提出，它結(jié)合了淺埋暗挖和蓋挖法的技術(shù)成果，通過導(dǎo)洞、邊樁、柱、頂拱等成熟技術(shù)的有機結(jié)合，形成共同支護體系，可保證施工環(huán)境復(fù)雜需嚴(yán)格控制沉降等工程安全性，并已成功運用到北京多個地鐵車站等工程實踐中。但目前洞樁法理論落后于實踐，缺乏全面系統(tǒng)的理論研究，為其進一步的推廣與應(yīng)用帶來了難度。
　　本文主要以某大空間（開挖土方達

2、7.9萬m3）地鐵車站工程為背景，在總結(jié)了洞樁法的施工工藝和關(guān)鍵問題的基礎(chǔ)上，采用數(shù)值模擬與理論分析相結(jié)合的手段，從地層變形、結(jié)構(gòu)受力以及地表沉降預(yù)測幾個方面對大空間地鐵車站應(yīng)用洞樁法施工所引起的力學(xué)效應(yīng)進行研究，從而為淺埋大斷面地下工程洞樁法施工提供可靠的理論依據(jù)與指導(dǎo)。
　　以下為主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新性成果：
　?。?）基于依托工程資料，介紹了該地鐵車站的場地工程水文地質(zhì)條件、車站結(jié)構(gòu)型式、施工工法，同時對洞樁法應(yīng)用到大空

3、間地下工程中亟需解決的關(guān)鍵問題進行了探討；
　?。?）采用 Flac3D數(shù)值模擬軟件對洞樁法地鐵車站施工主要過程進行了模擬，得到不同施工階段地層變形的發(fā)展規(guī)律，著重分析了導(dǎo)洞支護參數(shù)和導(dǎo)洞頂拱開挖順序作為重要因素對于地層變形與地表沉降的影響，從而進一步對洞樁法施工方案進行了優(yōu)化設(shè)計，為指導(dǎo)施工提供合理依據(jù)；
　?。?）鑒于洞樁法施工過程中所形成特殊的共同支護體系，利用數(shù)值模擬方法重點對樁拱協(xié)同作用與力的轉(zhuǎn)換進行了具體分析；由

4、于邊樁最終在結(jié)構(gòu)體系受力中占據(jù)主導(dǎo)地位，將開挖面下部樁簡化為彈性地基梁模型，在考慮初支拱部對邊樁傾斜力、樁側(cè)地層橫向土壓力以及樁體自重、樁側(cè)摩阻力、樁端阻力的共同作用下推導(dǎo)了邊樁的內(nèi)力計算公式；
　?。?）鑒于洞樁法施工引起的地表沉降預(yù)測方法的欠缺，利用數(shù)值模擬與經(jīng)驗擬合相結(jié)合的手段，首先分析了導(dǎo)洞間間距 S與導(dǎo)洞直徑 D對于群洞效應(yīng)的影響，并對Peck公式在考慮群洞效應(yīng)下沉降計算的應(yīng)用進行了初步探討，結(jié)果表明當(dāng)該地鐵車站保持導(dǎo)洞