軟土地區(qū)深基坑施工引起的變形及控制研究.pdf

1、隨著軟土地區(qū)城市建筑密度的增加，基坑工程常處于密集的既有建（構）筑物附近，基坑施工受到了更加嚴格的環(huán)境制約。預測基坑施工引起的變形及其對周邊環(huán)境的影響，總結各種基坑變形控制技術措施并驗證其實施效果，對于軟土地區(qū)深基坑的設計與施工具有重要指導意義。本文結合上海軟土地區(qū)深基坑工程實踐，采用理論分析、數(shù)值模擬、原位試驗和施工監(jiān)測等方法，對軟土地區(qū)深基坑圍護結構（地下連續(xù)墻）施工和基坑開挖引起的變形及基坑變形控制方法進行了研究。
　　

2、總結并探討了現(xiàn)行方法及軟件應用于基坑分析的適用性，結合FLAC3D顯式算法的計算特點并針對其構建復雜模型的不足，開發(fā)了相應的FLAC3D前處理程序。對FLAC3D基坑數(shù)值模擬涉及的模型尺寸與邊界條件、初始應力條件、本構模型選用及參數(shù)確定、圍護結構與土體相互作用、樁土相互作用、顯式算法計算結果判斷等技術問題進行了分析并提出了具體處理方法與經(jīng)驗建議，為復雜環(huán)境下深基坑施工變形預測提供了技術途徑。
　　 對軟土地區(qū)深基坑常用圍護結構地

3、下連續(xù)墻施工過程中的槽壁穩(wěn)定與土體變形問題進行了研究。將地下連續(xù)墻槽壁穩(wěn)定影響因素進行歸類，分析了槽壁整體失穩(wěn)、局部失穩(wěn)及成槽前后槽壁土體的應力路徑。編制了地下連續(xù)墻成槽原位試驗方案，自主設計了土壓力和護壁泥漿壓力的測試裝置與測試方法，對地下連續(xù)墻成槽作業(yè)進行了全過程監(jiān)測并對試驗結果進行了分析。通過對地下連續(xù)墻成槽開挖與混凝土澆筑的動態(tài)數(shù)值模擬，研究了槽壁水平應力分布、槽壁側向變形與地面沉降的規(guī)律，并對槽壁加固、導墻施作、混凝土地坪、側

4、邊已有墻體等施工條件對槽壁側向變形與地面沉降的影響進行了參數(shù)分析，提出了相應的技術措施建議。
　　 根據(jù)建議的基坑圍護結構側向變形曲線和地面沉降曲線估算公式，通過引入水平位移傳遞系數(shù)和豎向位移傳遞系數(shù)，提出了預測坑外任意位置地層位移的簡化計算公式，給出了基坑開挖對周邊環(huán)境影響的簡化分區(qū)圖及相應保護對策。根據(jù)差異沉降作用下建筑變形的性態(tài)，建立了墻體變形的懸臂梁模型、簡支梁模型和兩跨連續(xù)梁模型，采用等代荷載法深梁理論分析了基坑沉降影

5、響區(qū)內(nèi)墻體參數(shù)對其受力和變形的影響，給出了建筑破壞等級的實用判斷方法并進行了工程驗證。根據(jù)樁基與基坑環(huán)境影響分區(qū)的關系，將基坑開挖對高架橋梁樁基的影響劃分為無影響樁、短樁、中長樁和長樁四類，分析了不同樁基的變形規(guī)律及其保護對策。通過建立短樁、中長樁和長樁側向變形的等代荷載法簡化計算模型，提出了由樁身應力控制的樁基及基坑圍護結構變形控制標準。
　　 針對基坑變形的產(chǎn)生、發(fā)展、傳遞和建（構）筑物保護等環(huán)節(jié)，提出了“源頭控制、路徑隔斷

6、、對象保護”的基坑變形綜合控制理念，建議了基坑變形全過程控制流程。結合上海軟土地區(qū)工程案例研究了深基坑工程中常用的基坑支護結構方案優(yōu)化與調(diào)整、坑內(nèi)被動區(qū)地基加固、坑外主動區(qū)地基加固與隔離、對象保護與加固等技術措施的變形控制效果，提出了基坑變形控制措施選擇建議。
　　 將研究成果應用于上海地鐵8號線西藏南路站6區(qū)深基坑工程并進行了合理性驗證。采用基坑開挖環(huán)境影響簡化分區(qū)圖并根據(jù)高架樁基與基坑的相對位置關系，得出高架樁基的影響類型。

7、對比分析了地下連續(xù)墻和鉆孔灌注樁兩種基坑圍護結構施工的變形，通過建立考慮基坑周邊高架基礎在內(nèi)的整體計算模型，動態(tài)預測了基坑變形及其對高架基礎的影響。制定了基坑監(jiān)測方案并對基坑開挖實施了跟蹤監(jiān)測，將主要監(jiān)測結果與計算結果及上海地區(qū)已建地鐵車站基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了對比分析，既驗證了變形預測結果的可靠性，又驗證了基坑開挖環(huán)境影響分區(qū)圖、樁基影響類型判斷、由樁身應力控制的基坑變形控制標準及基坑變形綜合控制措施的合理性。本文的研究具有一定實用價值，