【摘 要】
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随着我国城市化进程的迅猛发展及城市轨道交通网络的快速形成,超深基坑工程数量逐渐增多,地质环境条件愈发复杂。城市地面资源日益紧张、地下空间更深层次的开发将导致基坑内开挖到岩层的情况趋向常态化,而目前国内外对于土岩复合地层深基坑开挖变形规律的研究较少,且具有一定的区域性,该类基坑的设计及施工仍沿用软土地区基坑的方法,理论及经验的匮乏在一定程度上影响了该类特点基坑的稳定性、施工安全性及经济性。因此开展土
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随着我国城市化进程的迅猛发展及城市轨道交通网络的快速形成,超深基坑工程数量逐渐增多,地质环境条件愈发复杂。城市地面资源日益紧张、地下空间更深层次的开发将导致基坑内开挖到岩层的情况趋向常态化,而目前国内外对于土岩复合地层深基坑开挖变形规律的研究较少,且具有一定的区域性,该类基坑的设计及施工仍沿用软土地区基坑的方法,理论及经验的匮乏在一定程度上影响了该类特点基坑的稳定性、施工安全性及经济性。因此开展土岩复合地层深基坑围护结构变形受力规律研究,对确保工程顺利完成、指导今后类似工程设计施工具有重要的意义。本文以南京地铁5号线盐仓桥站基坑工程项目为基础,采用文献调研、现场监测、数值分析、理论推导等手段开展研究,分析了土岩复合地层深基坑围护结构的变形受力特征及影响因素,主要内容如下:(1)收集盐仓桥站基坑监测资料,选取典型断面,对周边地表及建筑物沉降、围护结构侧移、支撑轴力、地下水位实测数据进行分析研究,总结土岩复合地层深基坑开挖过程中的变形受力规律,结果表明断面岩层埋深较浅测点处沉降、侧移、轴力的数据基本均小于临近岩层埋深较深测点处的数据,且各测点在基坑开挖各阶段的变形受力规律也略有不同。(2)基于盐仓桥站工程资料建立并校正三维模型,对二期基坑开挖后基坑周边地表及围护结构变形规律进行预测分析,并研究探讨基坑不同开挖工序、土岩结合面水平位置变化对基坑围护结构变形及周围环境的影响,结果表明不同开挖工序对施工结束后基坑及周边环境的影响较小,对坑内封堵墙侧移有显著的影响;在土岩水平交界断面岩土体存在高差的情况下,土岩水平结合面沿基坑长边推进对围护结构侧移产生一种类似挤牙膏的效应,且在土岩水平结合面岩层埋深较浅侧存在沉降峰值。(3)以盐仓桥站地层条件为基础,建立适用于南京地区的土岩复合地层深基坑断面,利用有限差分软件Flac3D分析研究了土岩结合面深度、围护结构插入比、嵌固端岩层风化程度、岩土弹性模量比因素变化下基坑围护结构的变形受力特征,结果表明嵌固端岩层质量较好时,土岩结合面深度变化至围护结构底部以下,其底部侧移存在突增的现象;南京地区土岩基坑嵌岩围护结构在R=0.2-0.55之间变化时δhm/H变化范围为(0.074,0.176)、Hm/H变化范围为(0.385,0.805)。(4)参考现有学者、本文的研究及现场监测资料,针对土岩复合地层深基坑特点,假定围护结构嵌岩段为固定端,忽略岩层对围护结构的侧向力,从而提出一种计算围护结构变形受力的简化方法,并设置案例基坑对比分析传统方法、数值模拟方法的计算结果,结果表明简化计算结果介于中风化及全风化岩层的数值模拟计算结果之间,计算方法具有一定的适用性和参考价值。
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