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哈尔滨某地铁车站深基坑变形监测及数值模拟研究
| 论文题名： | 哈尔滨某地铁车站深基坑变形监测及数值模拟研究 |
| 关键词： | 地铁车站;深基坑施工;变形规律;现场监测;数值模拟 |
| 摘要： | 以地铁为代表的城市轨道交通设施能从根本上解决城市交通拥堵的问题，促进地区经济发展。因而各个城市中的地铁蓬勃发展，并向着“更大”、“更深”的方向发展，而地铁车站深基坑施工时的变形所引起的地面沉降、基坑失稳、建筑物倾斜等一直是地铁建设中被重点关注的问题。开展地铁车站深基坑变形规律研究具有重要的价值与意义。本文以哈尔滨地铁3号线二期工程湘江路车站深基坑为依托，采用现场监测与数值模拟相结合的方法，对采用明挖施工中深基坑周围地表沉降、桩体水平位移、支撑轴力、桩顶水平位移的变化规律进行深入研究，并根据变形特点分析变形机理，提出湘江路车站深基坑变形控制措施。主要结论如下: (1)基坑开挖完成后基坑周围土体变形总体呈现凹槽形，地表沉降累计最大值并未在基坑边缘，而是在距离基坑边缘5m处，最大值为19.46mm。 (2)基坑在前期开挖深度较浅，围护桩的变形形态呈向基坑内的前倾型。基坑开挖深度增加，使得前倾型的变形形态变化为“弓”字型，桩体水平位移最大值从围护桩顶端附近逐渐向下移动。 (3)支撑轴力的变化与桩体水平位移存在密切关系，当围护桩处于悬臂状态时，第一道钢支撑轴力明显增大;当围护桩的变形形态由悬臂状变为抛物线状时，位于基坑中部的第二道钢支撑轴力明显大于其它钢支撑。 (4)在施工过程中围护桩随着基坑开挖深度的增大逐渐向基坑内倾斜，桩顶水平位移也随之增大，当基坑开挖完成后围护桩受力平衡，桩顶水平位移变化速率减小，此时ZDS-2监测点的水平位移最大值为2.67mm。 (5)通过对比模拟数据和实测数据发现，运用有限单元法模拟基坑开挖过程所获得的围护结构及土体变形数据与现场监测数据接近，变形规律基本一致。说明采用本文的有限元模型可以较好地预测深基坑施工过程中的变形。 (6)湘江路车站深基坑的变形规律从变形机理层面可以总结为围护结构组合式的水平位移、塑性坑底隆起以及表现为块体现象、收缩现象、土拱作用的地层移动。 |
| 作者： | 刘欣洋 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 赵建昌;王华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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