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基于土岩组合地层的地铁深基坑土钉墙围护结构研究
| 论文题名： | 基于土岩组合地层的地铁深基坑土钉墙围护结构研究 |
| 关键词： | 土岩组合地层;地铁深基坑;土钉墙支护;钉土摩阻力;数值模拟 |
| 摘要： | 为缓解交通压力，金华政府开建金义东市域轨道交通。相比于普通民用基坑而言，土钉墙支护在金华地区特殊地质条件下未见应用，其在地铁基坑应用的适用性仍存在较多的不确定性，本文从理论分析、科研实测和数值模拟等几方面研究地铁深基坑的土钉墙围护结构工程性状，主要研究成果如下： 1、基坑变形：地表沉降整体呈三角形和凹槽形结合分布，沉降值大小基本介于0～0.57‰H（H为基坑开挖深度，下同）之间，平均值为0.3‰H，约为4mm左右，最大值基本不超过11mm，主要影响范围在（0～1.8）H范围内；深层土体水平位移随着开挖深度的增加逐渐增大，水平位移最大值约为1.05‰H，最大值不超过12mm，深层土体最大水平位移深度平均值约为0.43H，水平位移最大值约为0.5‰H～0.7‰H之间。 2、土钉轴力沿钉长方向整体呈中间大、两端小的形态分布，沿深度方向土钉轴力在见岩面上下差值较大，整体表现为中部土钉轴力远大于上部土钉，略大于下部土钉轴力；土钉墙面层土压力整体呈抛物线分布，开挖到底时，面层土压力最大值增长约63.6%，约为静止土压力的面层土压力的0.28倍，最大值所在位置与土体水平位移最大值点较为吻合，大约发生在（0.29~0.36）H之间；得到各个土层中摩阻力系数a、b，以及土钉墙最危险滑裂面，在土岩分界面处存在明显拐点。 3、与桩锚支护对比，土钉墙支护在岩面较高，周边环境风险较低、施工范围允许的地铁深基坑中，能较好的发挥岩层自稳能力，满足基坑开挖稳定性要求。与桩锚支护相比基坑周边土体变形和支护结构受力有所增大，其中地表沉降增长约26.39%，深层土体水平位移增长约32.13%，但是最大值均小于15mm； 4、对于基坑开挖深度小于15m岩面埋深较浅土质条件较好的基坑，多级放坡土钉支护，土钉道数一般不少于2道，土钉长度最好不少于6m，且土钉最好设置在基坑中部；对于基坑开挖深度超过20m，岩面埋深较深（超过0.5倍开挖深度）土质条件较差的基坑，土钉墙支护范围内土钉道数一般不宜小于3道，土钉长度不小于8m。 5、在土岩组合地层中土钉墙支护基坑整体稳定性随着岩面高度的降低呈线性减小的趋势，基坑周边土体变形呈线性增长；与变形不同，土钉轴力随岩面高度下降增长速度先增大后减小，开挖范围内岩石层占比减小时，土钉轴力快速增大，岩面每下降一米，土钉轴力最大值增大约5.33kN，当见岩面低于基底后岩面高度下降对土钉轴力影响较小基本保持稳定。 |
| 作者： | 王珂 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 王立峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江科技学院 |
| 学位年度： | 2021 |
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