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原文传递江漫滩复杂敏感地质条件下地铁施工对周边环境影响研究

论文题名：	江漫滩复杂敏感地质条件下地铁施工对周边环境影响研究
关键词：	地铁施工;周边环境;变形规律;控制策略
摘要：	南京地处长江中下游，国家级新区和长三角特大城市的定位，给南京的进一步发展带来了强劲动力，南京由滨江、跨江时代进入拥江时代发展，大量的地铁线路不可避免的位于长江漫滩区域。长江漫滩具有二元或多元结构，上部以软塑～流塑的粘性土层为主，下部以透水性强的砂砾层为主。软粘土结构强度低、触变性强、灵敏度高、含水量大、压缩性高、多为软流塑状态;砂砾层渗透系数大、透水性强，地下水丰富，工程特性差。以往的地铁施工监测情况可知，江漫滩区域地铁施工造成的周边环境变形大都远远超出规范限定值，严重危及周边环境的安全，研究总结江漫滩区域地铁施工周边环境变形规律和相关变形控制措施显得尤为重要。由于地铁车站基坑支护设计、区间盾构施工方法和土层条件的相似性，区域性的研究成果对指导本地区的后续地铁设计和施工更具有重要意义。通过对江漫滩复杂敏感地质条件下施工中遇到的周边环境变形过大等一系列难题进行深入研究与总结，以期对本地区以后的地铁建设提供经验依据，可以实现对地铁施工周边环境变形进行预测、提出相应的监控和保护措施。论文主要完成了以下工作: 　　(1)基于理论分析、经验公式和有限元数值模拟等方法，对多个江漫滩悬挂式止水帷幕地铁车站深基坑施工实测变形资料进行了归纳总结，探讨了漫滩区基坑开挖和降水流固耦合作用引起的周边地表沉降变形范围、沉降曲线形式、沉降量最大点位置、开挖与降水引起沉降量大小比例和地下连续墙深层水平位移等变形规律。选取其中一个悬挂式帷幕地铁车站深基坑，采用Modflow建立三维地下水渗流模型，探讨了坑外水位降深与地下连续墙插入深度的关系。　　(2)以江漫滩软土中地下连续墙施工引起邻近浅基础房屋长期沉降实测资料为基础，总结房屋沉降特点和变形规律;采用多个数学模型对房屋长期沉降进行预测，对各数学模型预测精度进行探讨，提出适合于软土中地下连续墙施工引起邻近房屋长期沉降变形特点的数学预测模型;采用有限元软件模拟预测地下连续墙施工引起的房屋长期沉降变形，并与实测值对比分析，探寻适合房屋长期沉降特点和变形规律的本构模型，通过分析房屋不均匀沉降引起的结构内力变化，判断房屋结构安全性。　　(3)建立江漫滩深厚软土中地铁车站深基坑开挖对邻近浅基础房屋影响的数值分析模型，模拟计算了地下连续墙施工完毕后基坑开挖施工阶段隔离桩不同桩长、桩径、桩位、有无桩顶约束和是否考虑隔离桩施工影响的邻近浅基础房屋的沉降及不均匀沉降变化规律，提出合理的隔离桩优化设计参数，从而对软土中隔离桩的设计提供定量指导意见。采用提出的隔离桩优化设计参数，建立ABAQUS三维精细化数值模型进行模拟计算并与二维模型计算结果进行对比分析，验证隔离桩对浅基础房屋的保护作用及保护效果。与此同时，通过模拟计算隔离桩与锚杆静压桩组合加固措施邻近基坑两排房屋沉降变形情况，对两种措施的保护作用效果进行判定。对深基坑土方开挖阶段锚杆静压桩加固后的第一排房屋的沉降变形、第一排房屋前后土体深层水平位移、地下连续墙墙身水平位移、周边土体位移、周边土体性质变化、地表沉降实测值和计算值进行对比分析，探寻其变化规律。　　(4)对7个漫滩区隧道盾构施工的12组实测地表沉降资料进行统计分析，初步探讨了Peck经验公式在江漫滩区域的适应性，对Peck经验公式的沉降槽宽度系数f和土体损失率η两个控制参数提出地区经验建议值，并对漫滩区隧道盾构施工引起地表沉降范围进行了分区。　　(5)采用有限元建立隧道盾构施工下穿桩箱基础建筑物数值计算模型，探讨了桩长、桩径、土体损失率等因素变化对邻近单桩和底板的变形和内力影响。
作者：	李方明
专业：	土木工程；岩土工程
导师：	陈国兴
授予学位：	博士
授予学位单位：	中国地震局工程力学研究所
学位年度：	2018
正文语种：	中文