【摘 要】
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二十一世纪之后中国经济高速增长、科学技术进步使得城市化建设迅猛发展,大量的人口涌入现代化城市导致交通压力与日俱增。为了缓解交通压力,提高市民的生活品质,武汉市近几年将建设目标着眼于地下空间,大力发展地铁项目,同时以城市地铁项目为主产生出越来越多、越复杂的深基坑工程。本文将武汉市地铁八号线洪山站作为研究对象,研究了洪山站基坑周边地表沉降和围护结构的变形规律,对优化基坑监测、支护设计的安全性具有重要的
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二十一世纪之后中国经济高速增长、科学技术进步使得城市化建设迅猛发展,大量的人口涌入现代化城市导致交通压力与日俱增。为了缓解交通压力,提高市民的生活品质,武汉市近几年将建设目标着眼于地下空间,大力发展地铁项目,同时以城市地铁项目为主产生出越来越多、越复杂的深基坑工程。本文将武汉市地铁八号线洪山站作为研究对象,研究了洪山站基坑周边地表沉降和围护结构的变形规律,对优化基坑监测、支护设计的安全性具有重要的工程意义。本文以武汉市地铁八号线二期工程洪山站车站深基坑工程为依托。根据前人研究成果制定科学全面的信息化监测方案。将监测数据整理后,着重分析研究了基坑中部某一标准断面上的地表沉降和围护结构变形的规律。通过有限元软件PLAXIS,对洪山站标准段断面进行模型建立,按照开挖深度区分不同工况进行数值模拟,对比数值模拟结果和实际监测结果。主要研究工作如下:(1)基坑变形规律与机理研究。通过查阅文献,了解基坑变形模式、变形种类与变形机理。基坑变形类型主要有地表沉降、围护桩水平位移以及基底隆起等。基坑地表沉降主要有三角形沉降与凹槽形沉降。变化规律方面,三角形沉降的最大位移位量处在墙旁而凹槽形最大位移量处在距离墙边一定距离的位置。围护桩的水平位移在开挖深度不同情况下有悬臂式、抛物线型和两者混合的混合型三种,其形状分别为倒三角形、抛物线形、以及“波浪形”。(2)采集并整理现场施工监测资料。将现场采集到的监测数据进行分类、整理、绘制表格。得到现场地表沉降规律:地表沉降量最大的部位处在距离基坑边缘10m处附近。变形曲线符合凹槽形地表沉降规律。桩体水平位移规律:桩体的水平位移曲线类似“弓形”,符合抛物线形的变形规律。(3)通过有限元软件PLAXIS标准段断面进行模型建立。以不同开挖深度区分不同工况,模拟基坑开挖过程,模拟显示:地表沉降量最大的部位处在距离基坑边缘10m处附近;钻孔灌注桩+钢管内支撑的支护形式,能够有效地控制基坑围护桩桩体水平位移、竖向位移和墙后土体沉降量,使其处在安全范围内。同时监测点的布置及监测方案是合理可行的。在此处设置监测点对基坑的施工监测,可以了解基坑位移变化趋势,利用监测数据反馈分析,能较好地预测变化趋势。(4)在模拟基坑施工过程中,模拟显示第四道钢支撑架设前后,地表沉降量与围护结构变形量达到最大值,属于整个施工环节最危险的时间段,虽支护结构稳定性复合规范要求,但也需关注其他因素是否会影响施工安全。(5)对地铁车站深基坑开挖进行全过程数值模拟,将数值模拟结果与监测数据进行了对比分析,得到各施工阶段数值模拟结果与现场监测结果较为接近,研究为武汉地区地铁车站深基坑工程的合理设计与安全施工提供了科学依据。
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