jAA南京某地鐵基坑地下連續(xù)墻深層水平位移特性的研究

1、地下連續(xù)墻深層水地下連續(xù)墻深層水平位移特性研究平位移特性研究1前言2地下連續(xù)墻變形實測數(shù)據(jù)分析3連續(xù)墻變形數(shù)值模擬4結(jié)語 隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，地下空間的開發(fā)和利用已經(jīng)成為現(xiàn)代化城市隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，地下空間的開發(fā)和利用已經(jīng)成為現(xiàn)代化城市建設(shè)的重要內(nèi)容和發(fā)展方向。南京正在大力發(fā)展地鐵建設(shè)，雞鳴寺站周建設(shè)的重要內(nèi)容和發(fā)展方向。南京正在大力發(fā)展地鐵建設(shè)，雞鳴寺站周圍建筑密集，地質(zhì)情況復(fù)雜，周圍環(huán)境保護的要求較高，因此該站圍護圍建筑密集，地質(zhì)情況復(fù)雜，周圍環(huán)境保護的要求較高，因此該站圍護結(jié)構(gòu)選用地下連續(xù)墻，為了確?；邮┕さ陌踩唾|(zhì)量，地下連續(xù)墻的結(jié)構(gòu)選用地下連續(xù)墻，為了確保基坑施工的安全和

2、質(zhì)量，地下連續(xù)墻的變形控制便成為了關(guān)注的重點。變形控制便成為了關(guān)注的重點。1 1. . 前言前言1 1. . 前言前言徐中華對上海軟土地區(qū)徐中華對上海軟土地區(qū)93個基坑工程監(jiān)個基坑工程監(jiān)測結(jié)果進行研究和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)地下連續(xù)測結(jié)果進行研究和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)地下連續(xù)墻的最大側(cè)移基本介于墻的最大側(cè)移基本介于0.1%h和和1.0%h之間，平均值約為之間，平均值約為0.42%h。ou分析臺北地區(qū)粉質(zhì)砂土和分析臺北地區(qū)粉質(zhì)砂土和粉質(zhì)粘土交互地層區(qū)域粉質(zhì)粘土交互地層區(qū)域8個實個實例，發(fā)現(xiàn)圍護結(jié)構(gòu)的最大側(cè)向例，發(fā)現(xiàn)圍護結(jié)構(gòu)的最大側(cè)向變形與基坑開挖深度變形與基坑開挖深度(h)比值比值在在0.2%和和0.5%之間。之間。

3、李淑對北京地區(qū)基坑工程地下連續(xù)墻變形進行了統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)地下連續(xù)墻最大側(cè)移介于0.04%h和0.218%h之間，平均值約為0.103%h。1 1. . 前言前言喬亞飛對無錫地區(qū)深基坑工程地下連續(xù)墻變形進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)喬亞飛對無錫地區(qū)深基坑工程地下連續(xù)墻變形進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)圍護結(jié)構(gòu)的最大側(cè)移介于圍護結(jié)構(gòu)的最大側(cè)移介于0.05%h和和0.25%h之間，平均值約為之間，平均值約為0.12%h；最大側(cè)移介于；最大側(cè)移介于0.7h和和1.1h之間，均值約為之間，均值約為0.9h。1 1. . 前言前言根據(jù)以上學者的研究，我們發(fā)現(xiàn)不同地區(qū)地下連續(xù)墻最大側(cè)移變化幅度很大，那么雞鳴寺站設(shè)計中地下連續(xù)墻深層

4、水平位移監(jiān)測報警值為32mm的取值是否合理，為了控制變形可以采取哪些措施都值得討論。因此，本文結(jié)合南京地鐵三號線雞鳴寺深基坑工程，通過數(shù)值模擬與基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)相結(jié)合研究該基坑工程地下連續(xù)墻的變形特點，為同類地層地區(qū)地下連續(xù)墻設(shè)計和施工提供參考。1 1. . 前言前言雞鳴寺地鐵站雞鳴寺地鐵站車站基坑外包總長車站基坑外包總長178.26m，標準段外包總寬，標準段外包總寬22.3m，開挖深度，開挖深度26m，車站主體圍護結(jié)構(gòu)采用，車站主體圍護結(jié)構(gòu)采用1000mm地下連續(xù)墻，平均樁長地下連續(xù)墻，平均樁長34.2m，進入中，進入中風化巖層風化巖層1.5m。車站自上而下共采用五道支撐，第一、第四道支撐為。車

5、站自上而下共采用五道支撐，第一、第四道支撐為10001000鋼筋混凝土支撐，其余為鋼筋混凝土支撐，其余為60916鋼管支撐?；娱_挖深度范圍鋼管支撐?；娱_挖深度范圍內(nèi)，主要為雜填土、粉砂夾粉土、粉土夾粉砂層。內(nèi)，主要為雜填土、粉砂夾粉土、粉土夾粉砂層。圖圖1 1是雞鳴是雞鳴寺地鐵車站寺地鐵車站深基坑工程深基坑工程接近基坑長接近基坑長邊中部位置邊中部位置的一個監(jiān)測的一個監(jiān)測點的不同開點的不同開挖深度下的挖深度下的深層水平位深層水平位移曲線移曲線2 2. . 地下連續(xù)墻變形實測數(shù)據(jù)分析地下連續(xù)墻變形實測數(shù)據(jù)分析圖1 地下連續(xù)墻深層水平位移監(jiān)測值2 2. . 地下連續(xù)墻變形實測數(shù)據(jù)分析地下連續(xù)墻變

6、形實測數(shù)據(jù)分析 從圖從圖1 1中可以看出中可以看出: :2 2. . 地下連續(xù)墻變形實測數(shù)據(jù)分析地下連續(xù)墻變形實測數(shù)據(jù)分析由于基坑幾何模型的對稱性，分析時只考慮其一半（左邊）。根據(jù)基坑的實際尺寸取土層邊界為寬71m，深50m。計算時采用15節(jié)點三角形平面單元模擬巖土體；土體材料模型采用hs模型；用板單元模擬地下連續(xù)墻；采用界面單元模擬連續(xù)墻兩側(cè)與土作用面，通過給界面選取合適的界面強度折減因子考慮結(jié)構(gòu)與相鄰?fù)馏w之間的粘聚力和內(nèi)摩擦角；用錨錠桿模擬橫向支撐；并對地下連續(xù)墻附近網(wǎng)格進行加密；模型的底部邊界施加完全固定約束，左側(cè)邊界施加水平向約束，右側(cè)邊界施加對稱邊界條件3 3. . 地連墻變形數(shù)值模

7、擬地連墻變形數(shù)值模擬 本文用巖土工程有限元分析軟件本文用巖土工程有限元分析軟件plaxis2dplaxis2d對基坑的開挖進行計算分析。對基坑的開挖進行計算分析。 圖2 雞鳴寺基坑plaxis2d計算模型3 3. . 地連墻變形數(shù)值模擬地連墻變形數(shù)值模擬圖3為開挖至坑底時，計算模型的總應(yīng)力圖，圖中表明深度10m左右墻體所受壓應(yīng)力達到100kn/m2。圖4為開挖至坑底時地下連續(xù)墻深層水平位移計算值和監(jiān)測值沿深度變化曲線。開挖至坑底時地下連續(xù)墻最大側(cè)移計算值為50.44mm，位于墻頂以下24m；而監(jiān)測結(jié)果表明地下連續(xù)墻最大水平位移為53.59mm，位于墻頂以下21.5m。計算得到的地下連續(xù)墻水平位

8、移最大值位置較實測值偏小，地下連續(xù)墻水平位移分布模式以及數(shù)值大小與實測結(jié)果比較符合。上述數(shù)據(jù)對比分析表明，此實例參數(shù)的選擇具有較高的可靠性。圖3 最終總應(yīng)力圖圖4 數(shù)值計算結(jié)果和實測結(jié)果對比3 3. . 地連墻變形數(shù)值模擬地連墻變形數(shù)值模擬 第四道支撐形式對地下連續(xù)墻變形的影響第四道支撐形式對地下連續(xù)墻變形的影響本工程第一、第四道支撐采用鋼筋混凝土支撐，其余為鋼支撐。為了研究第四道混凝土支撐對地下連續(xù)墻變形的影響，控制其他影響因素一致，假定第四道支撐采用鋼支撐，對基坑的變形進行計算，從圖5中可以看出第四道支撐為鋼支撐時地下連續(xù)墻水平位移最大值為57.68mm，距樁頂24m。對比第四道支撐采用混

9、凝土支撐形式的計算值，地下連續(xù)墻最大位移增大了14%，最大值位置沒有改變?？梢姴捎没炷林慰梢詼p小地下連續(xù)墻的變形。圖5 不同支撐形式下的深層水平位移3 3. . 地連墻變形數(shù)值模擬地連墻變形數(shù)值模擬 豎向支撐間距對地下連續(xù)墻變形的影響豎向支撐間距對地下連續(xù)墻變形的影響根據(jù)已有研究成果，深基坑工程支撐布設(shè)一般遵循“上疏下密”要求，而本工程第四道支撐與第五道支撐間距為5m，第五道支撐與坑底距離為4m。本工程在第四道支撐安裝之后變形明顯增加，這一現(xiàn)象除了與基坑暴露時間有關(guān)是否還和深層支撐豎向間距不夠密有關(guān)。本文分析了第五道支撐位于不同深度時開挖至坑底地下連續(xù)墻的水平位移情況；增加一道鋼支撐即前四

10、道支撐位置及型式不變，第五道支撐位于20m處，第六道支撐位于23m處開挖至坑底地下連續(xù)墻的水平位移情況，結(jié)果如圖6。計算結(jié)果表明，第五道支撐位置的變化對地下連續(xù)墻水平位移最大值，以及水平位移最大值的位置影響不大。而架設(shè)6道支撐后地下連續(xù)墻水平位移最大值為距樁頂24.5m處的43.18mm，比架設(shè)五道支撐減少了14.4%，可見架設(shè)六道支撐可以有效控制地下連續(xù)墻的變形?？s小支撐間距，可以減少基坑無支撐暴露時間，符合時空效應(yīng)原理。綜上，加密深層支撐可以有效控制地下連續(xù)墻的變形，僅改變最后一道支撐的位置對地下連續(xù)墻的最終變形影響不大。圖6 改變最后一道支撐位置深層水平位移情況3 3. . 地連墻變形數(shù)值模擬地連墻變形數(shù)值模擬本文先根據(jù)實測數(shù)據(jù)分析南京河漫灘地質(zhì)條件下某基坑地下連續(xù)墻的變形特性。然本文先根據(jù)實測數(shù)據(jù)分析南京河漫灘地質(zhì)條件下某基坑地下連續(xù)墻的變形特性。然 后采用數(shù)值分析方法分析研究了影響地下連續(xù)墻水平位移的因后采用數(shù)值分析方法分析研究了影響地下連續(xù)墻水平位移的因 素主要結(jié)論如下：素主要結(jié)論如下：1）監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示：本工程地下連續(xù)墻側(cè)移呈“兩頭小，中間大”拋物線型；側(cè)移最大值位置下降到21.5m后不再隨開挖深度的增加而下降；當基坑暴露時間過長基坑變形會顯著增加。2）本工程設(shè)計中地下連續(xù)墻監(jiān)測報警值取32mm偏小。采用