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原文传递垃圾土参数对青岛地铁北站基坑支护结构变形的影响研究

论文题名：	垃圾土参数对青岛地铁北站基坑支护结构变形的影响研究
关键词：	地铁建设;垃圾土层;基坑监测;数值模拟
摘要：	地铁建设是新世纪城市地下空间开发的潮流。现阶段我国已开通北京、上海等一线城市地铁，目前正在兴建地铁的城市有青岛、杭州等10多个，本世纪将揭开地铁建设的新篇章。地铁在地质条件复杂和人口稠密地区兴建，使开挖大量的车站基坑严格受空间限制，给设计和施工带来许多技术与工程难题，研究复杂地质条件下的基坑工程变得异常重要。本文以青岛地铁北站地铁深基坑为例，以基坑的监测、数值模拟方法为基础，对场区垃圾土层参数进行相关研究。　　青岛地铁北站毗邻胶州湾，地处垃圾填埋场。目前国内在这种地质条件下开挖深基坑工程项目较少，能够提供的监测数据有限。本文以青岛市地铁北站A区基坑开挖为研究对象。首先，根据监测方案对基坑开挖过程中钻孔灌注桩深层水平位移、基坑地表周边沉降、钢支撑轴力及等内容进行实时监测，并分析监测结果，其中基坑监测要求为一级；其次，运用岩土数值模拟软件plaxis对基坑进行数值模拟，以勘察报告为依据，设计参数为基础，得出理想状态模型；对比监测数据，分析理想状态模型与实际基坑变形之间的差异。最后，通过参数试算逼近法，调整垃圾土的弹性模量和泊松比，得出参数调整后的基坑变形模型，分析调参后钻孔桩水平位移和桩顶位移、地表沉降等，确定调参后基坑围护结构变形与实际监测值吻合程度，达到调整垃圾土参数的效果。　　基坑施工中基坑变形以及基坑周围环境的控制已成为基坑施工中的关键技术，文章从理论上、工程上与模拟计算上三个方面对地铁北站基坑变形进行研究。总结得出结论如下：　　 (1)监测值的渐变。基坑开挖初始阶段，土方的开挖对基坑的影响很小，围护结构体系变形稳定，基坑处于一般处于安全状态；随着基坑的开挖，钻孔灌注桩水平位移监测值、支护体系监测值，土工与水工监测值变化明显。　　 (2)缩小开挖空间，减少裸露土壤暴露时间可以降低支护结构的变形。基坑毗邻大海，地表有垃圾杂填土，开挖期间要注意适量地缩小每个工况下开挖的空间，并缩短各个工况开挖时裸露土壤的暴露时间，及时添加支护结构或是采取喷浆挂网等措施，这些做法都可以明显地减少基坑的变形情况。　　 (3)钻孔灌注桩水平位移变化呈现一定规律。矩形基坑灌注桩桩体测斜的变化曲线一般呈现办双曲线形状，而且随着基坑开挖深度的不断增加水平位移越来越大；基坑垫层浇筑完成至顶板拆除的过程中，墙体位移相对稳定，但是在拆除中板和顶板附近的钢支撑附近，位移较为明显；开挖至钻孔灌注桩的深度与基坑开挖的深度有关系，二者比值的大小与钻孔桩的最大位移有关。　　 (4)灌注桩墙后土体沉降呈现一定规律。最大的沉降点偏离基坑边缘，出现明显的沉降谷；土体沉降变化范围与开挖深度有关，出现沉降的土体宽度一般是基坑开挖深度的两倍：重型机械作业与工地现场重型杂物的堆积(比如钢筋的堆积)对基坑的地表沉降影响很大。　　 (5)利用试算逼近法调整垃圾杂填土的参数，调参后模型的位移量、应力变化量等与实际监测结果吻合，符合基坑的总体变化规律。　　合理而可靠选取施工工序和施工参数，就能在基坑设计中科学地、定量地考虑基坑不同阶段的施工特性，进而能合理而规则地施工，使坑周土体应力路径和土体应力状态的变化由复杂变为有规律可循。
作者：	兹远涛
专业：	环境工程
导师：	贾永刚
授予学位：	硕士
授予学位单位：	中国海洋大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文