隧道出口明挖段深基坑施工過程中的變形及穩(wěn)定性研究.pdf

1、就基坑工程在開挖過程中的內(nèi)力和變形規(guī)律，巖土工作者已做了大量的研究，但對(duì)于狹長(zhǎng)型基坑在開挖過程中基坑受力、變形機(jī)理的實(shí)測(cè)和分析卻較少。隨著我國(guó)大規(guī)模的進(jìn)行城市軌道建設(shè)，這類型基坑會(huì)大量遇到，對(duì)此類基坑在開挖過程中的受力和變形機(jī)理進(jìn)行研究探討，可以為以后類似工程的設(shè)計(jì)和施工積累經(jīng)驗(yàn)。在閱讀大量國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，總結(jié)相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上。本文以哈爾濱到牡丹江客運(yùn)專線（哈牡客專）愛民隧道出口明挖段狹長(zhǎng)型深基坑在開挖過程中的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)為依托，結(jié)合理

2、論分析及三維數(shù)值模擬分析，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工、反饋設(shè)計(jì)的同時(shí)對(duì)本地區(qū)狹長(zhǎng)基坑在開挖過程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)的受力、變形以及開挖對(duì)周邊環(huán)境的影響進(jìn)行了初步探討。最后，通過三維數(shù)值模擬分析的方法對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了多方位優(yōu)化，為工程后續(xù)施工以及本地區(qū)類似基坑工程設(shè)計(jì)、施工提供參考。
　　本文主要內(nèi)容及相關(guān)結(jié)論如下:
　　(1)通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)可知，基坑施工全過程中，各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的量均未達(dá)到報(bào)警值，圍護(hù)結(jié)構(gòu)正常工作。基坑從開挖暴露到底板施做完畢全過程中

3、，樁身水平位移最大值達(dá)到13.72mm，位于撐間樁上距樁頂往下8.0m左右處，位置隨著最大值增加不斷下移，剛開挖到底時(shí)最大值在距樁頂7.0m左右處;樁身彎矩最大值也發(fā)生在撐間樁上，最大值達(dá)到了464.0kN.m，與樁身正截面抗彎承載力1410kN.m相距甚遠(yuǎn)，究其原因，是由于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)得到的樁頂和樁底均發(fā)生了一定量的水平位移，這樣勢(shì)必會(huì)對(duì)圍護(hù)樁的內(nèi)力產(chǎn)生一定的釋放作用;現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)得到的橫撐和冠梁位移及受力均處于較小狀態(tài)。
　　(2)對(duì)

4、比現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、三維有限元分析及規(guī)范法得到的樁身水平位移，規(guī)范法得到的值最大，最大值達(dá)到了16.78mm，最大值發(fā)生位置與三維有限元分析得到的最大值位置一致，發(fā)生在距樁頂7.5m左右處，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)得到的最大值位置略微向下，位于距樁頂8.0m左右處;對(duì)樁身彎矩而言，三維有限元分析下的最大值為883.1kN.m，規(guī)范法計(jì)算的最大值為966.5kN.m，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果卻小很多，最大值只有464.0kN.m，由內(nèi)里釋放引起;冠梁的內(nèi)力及變形三種方法得到

5、的結(jié)果大小與趨勢(shì)均較接近。
　　(3)為了綜合評(píng)價(jià)基坑的穩(wěn)定性，通過經(jīng)驗(yàn)公式和三維有限元分析對(duì)地表沉降和坑底隆起進(jìn)行估算。經(jīng)驗(yàn)公式得到的地表沉降最大值為10.7mm，發(fā)生在距樁頂6.9m處;三維有限元分析得到的地表最大沉降為11.2mm，距樁頂6.5m處;經(jīng)驗(yàn)公式得到的坑底隆起最大值為10.2mm，三維有限元分析得到的坑底隆起最大值為12.1mm，發(fā)生在距離圍護(hù)結(jié)構(gòu)約1.0m處。
　　(4)各優(yōu)化方案中，改變錨固段長(zhǎng)度對(duì)圍護(hù)

6、結(jié)構(gòu)的受力及變形影響均最小;改變樁徑對(duì)圍護(hù)樁及橫撐的影響最為劇烈，當(dāng)樁徑從1.0m減小到0.7m時(shí)，水平位移最大值達(dá)到28.0mm，與30mm的報(bào)警值已非常接近，樁身彎矩已達(dá)到了樁身正截面彎矩承載力的85.4‰此時(shí)橫撐彎矩相較原模型增大了139％,已經(jīng)超過了橫撐正截面抗彎承載力815kN.m;冠梁彎矩卻是對(duì)樁間距的改變最為敏感，但是在整個(gè)優(yōu)化過程中，冠梁彎矩均處于較小狀態(tài)。最后提出一種適用于按照現(xiàn)場(chǎng)施工工序施工的圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，此方案