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第三系风化红砂岩地层地铁车站深基坑变形规律与变形控制研究
| 论文题名： | 第三系风化红砂岩地层地铁车站深基坑变形规律与变形控制研究 |
| 关键词： | 风化红砂岩;地铁车站;深基坑;开挖过程;变形控制;数值模拟 |
| 摘要： | 为解决城市交通拥堵、环境恶化等诸多问题，地铁建设已经成必然的趋势，并成为全世界大城市缓解交通运输压力的基本措施之一。兰州市轨道交通1号线五里铺换乘车站基坑位于高水位第三系风化红砂岩地层，红砂岩风化强烈，成岩作用差，遇水即软化成散砂，稳定性差，受施工扰动后承载力较低。对第三系风化红砂岩地层深基坑进行支护措施选择、变形预测、变形控制技术研究具有重要理论意义和应用价值。本文对兰州市轨道交通1号线五里铺换乘车站基坑开挖过程中的实测数据进行分析，利用有限差分软件（FLAC3D）对基坑开挖过程进行数值模拟分析，研究了第三系风化红砂岩地层中深基坑开挖的变形规律与变形控制技术，以期为相同条件下的基坑工程设计与施工提供参考。本文主要研究内容和结论如下： （1）介绍了几种常用的基坑支护结构及其各自适用条件和优缺点，对五里铺车站基坑支护结构可行性论证结果表明采用的钻孔咬合桩+内支撑型式较为经济合理。 （2）进行了基坑支护结构内力及变形计算的理论说明，对1号线五里铺车站基坑进行了稳定性验算，结果表明采用的钻孔咬合桩+内支撑型式支护结构可以满足基坑自身稳定性及变形控制的要求。 （3）基坑开挖完成后围护桩变形呈现出两种形态。一种为桩顶端处变形较大，桩下端变形较小；另一种为基坑开挖面附近桩体变形较大，两头较小。 （4）若围护桩间无明显漏水、漏砂现象时桩后的地表沉降最终形态为凹槽形；若围护桩间出现明显漏水、漏砂现象时桩后地表沉降形态为三角形。 （5）数值计算结果表明增加围护桩桩径和嵌固深度在一定程度上可以减小围护结构变形和地表沉降，当围护桩桩径达到1.4m或嵌固深度达到12m时，再增加桩径或嵌固深度时其控制基坑变形的效果就不再明显。通过桩径与嵌固深度控制基坑变形需要从技术、效果和经济等方面综合考虑。 （6）在数值计算结果的基础上对支护结构具体参数进行优化，提出以下几种方案： 方案①：基坑围护结构与钢支撑竖向间距与原方案相同，第1道和第2道钢支撑钢支撑采用Φ800mm、t（壁厚）=16mm的钢支撑，第2道至第4道钢支撑水平间距全部调整为6m。 方案②：基坑围护结构采用Φ1000@1600mm钢筋混凝土桩钻孔灌注桩与Φ1000@1600mm的素混凝土桩咬合，第1道和第2道钢支撑钢支撑采用Φ800mm、t（壁厚）=16mm的钢支撑，其他设计参数与原方案相同。 |
| 作者： | 何海鹏 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 杨有海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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