考虑时空效应的宁波轨道交通深基坑变形特性研究

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宁波地处我国东南沿海,属典型软土地区,具有高含水量、高孔隙比、高流变性、区域性明显等特点。在宁波软土地区轨道交通工程建设过程中,研究时空效应下的深基坑变形特性一直是重点与难点。本文以宁波市轨道交通5号线一期工程兴庄路站主体深基坑为工程背景,对现场监测结果进行分析,并利用有限元分析软件对开挖过程进行模拟,对影响深基坑变形的主要因素进行分析。主要研究内容和成果如下:(1)从深基坑现场监测、时空效应、有限元分析、变形影响因素四个方面切入,对软土地区轨道交通深基坑主体结构及周边环境的变形规律及影响因素(勘察、设计、施工)进行了理论分析。(2)对兴庄路站现场采集得到的监测数据进行整理,着重分析了不同工况、不同位置条件下的深层水平位移、地表沉降、支撑轴力、坑外地下水位、墙顶位移的变化情况。结果表明:基坑不同监测项目均表现出随开挖工况的进行,变形逐渐增大,且标准段附近的变形明显大于端头井附近,长边的变形明显大于短边,长边中部的变形最大,表现出明显的时空效应。(3)采用有限元分析软件建立深基坑三维模型,对开挖过程进行模拟,分析不同工况、不同位置下深层水平位移和地表沉降模拟结果,并通过与现场实测结果的对比,分析所建模型的合理性,为影响因素分析奠定基础。(4)运用有限元分析手段,通过控制单一变量法重点对勘察因素中土体参数及设计、施工因素中地连墙厚度、钢支撑预应力、支撑架设时机、地面超载变量进行分析,并对土体参数变化引起的深基坑变形进行敏感性分析。结果表明:不同土层压缩模量、内摩擦角的变化对变形影响较大,相比之下黏聚力的变化对整体变形的影响较小;控制地连墙厚度的持续增大、施加钢支撑预应力并及时复加、减小基坑无支撑暴露时间、严禁超挖、严格控制周边外部荷载,从而最大程度上达到限制基坑变形的目的。
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