本文關(guān)鍵詞：復(fù)合黃土地層深基坑變形與支護(hù)技術(shù)研究

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【摘要】：本論文以西安市地鐵三號(hào)線一期工程魚化寨站深基坑工程為研究背景,通過(guò)理論分析和MIDAS-GTS三維數(shù)值模擬的方法,對(duì)采用鉆孔灌注樁加鋼管內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)體系下深基坑工程支護(hù)樁樁身水平位移、坑底隆起和深基坑工程附近地面沉降的變形規(guī)律進(jìn)行研究,同時(shí)對(duì)本深基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)體系關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬優(yōu)化研究。(1)以西安市地鐵三號(hào)線一期工程魚化寨站深基坑工程的工程概況及工程環(huán)境為依據(jù),經(jīng)過(guò)對(duì)比分析擇優(yōu)選取了本車站深基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)體系,最終采用鉆孔灌注樁+鋼管內(nèi)支撐的支護(hù)形式。并按照規(guī)范要求,對(duì)本車站深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)體系參數(shù)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。(2)綜合考慮了土層物理力學(xué)參數(shù)、支護(hù)體系、邊界條件、施工超載、自重以及開挖過(guò)程的因素,通過(guò)MIDAS-GTS三維數(shù)值模擬的方法對(duì)魚化寨站深基坑工程開挖與支護(hù)全工況進(jìn)行了模擬,研究分析了鉆孔灌注樁樁身水平位移、坑底隆起和深基坑工程附近地面沉降的變形規(guī)律及成因。隨著基坑向下開挖,支護(hù)樁樁身水平位移逐漸增大,并且最大位移值有向下發(fā)展的趨勢(shì)。在完成工況一和工況二時(shí),支護(hù)樁樁身水平位移變化曲線呈現(xiàn)“類大肚子形”,這是由于施加第一、二道鋼管支撐和圈梁的緣故,內(nèi)支撐體系限制樁身向坑內(nèi)移動(dòng)。在完成工況三和工況四時(shí),支護(hù)樁樁身水平位移變化曲線呈現(xiàn)線性形狀,這是由于隨著基坑開挖深度的增大凸顯出支護(hù)樁入土深度不夠大,導(dǎo)致地層、支護(hù)樁和內(nèi)支撐體系不能很好地發(fā)揮支護(hù)作用,樁身底端向坑內(nèi)方向移動(dòng)效應(yīng)增強(qiáng)。隨著基坑向下開挖,坑底隆起值逐漸增大,每次開挖完成后坑底隆起變形規(guī)律基本保持一致,呈現(xiàn)基坑開挖區(qū)域內(nèi)中間位置變形大,基坑壁位置變形小的對(duì)稱分布形式。工況一和工況二完成時(shí)基坑開挖深度最大只有8m,支護(hù)體系很好地限制了坑底隆起,所以坑底隆起值較小。在工況三和工況四完成時(shí),坑底隆起值增長(zhǎng)幅度很大,最大值達(dá)到64.97mm和112.5mm,這是因?yàn)殡S著基坑開挖深度的增大,凸顯出支護(hù)樁入土深度不夠大,導(dǎo)致基坑支護(hù)體系不能很好地發(fā)揮支護(hù)作用,樁身底端向坑內(nèi)方向移動(dòng)效應(yīng)增強(qiáng),從而擠壓坑內(nèi)土體產(chǎn)生較大隆起變形�；痈浇孛孀冃尉尸F(xiàn)先隆起后沉降直到沉降趨于穩(wěn)定的變形規(guī)律,并且隨著基坑向下開挖,地面沉降值逐漸增大。在支護(hù)樁頂端附近的土體發(fā)生隆起,主要是由于第一道鋼支撐和圍護(hù)樁剛度大,樁頂端向坑外變形擠壓土體產(chǎn)生隆起。(3)對(duì)單一黃土與復(fù)合黃土地層中深基坑的變形特點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比研究。在樁身長(zhǎng)度范圍內(nèi)隨著深度增加,單一黃土地層中深基坑樁身水平位移變化呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì),而且變化曲線比較平滑,這和單一黃土地層中作用在深基坑工程樁后的土壓力從上到下呈現(xiàn)線性連續(xù)分布有關(guān)。復(fù)合黃土地層中樁身水平位移也呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì),區(qū)別在于變化曲線整體不平滑,而是由幾段平滑的曲線組合而成,呈現(xiàn)階段性變化的特點(diǎn),這是不同性質(zhì)土體作用在樁身上的土壓力變化規(guī)律不同導(dǎo)致的。(4)運(yùn)用MIDAS-GTS三維數(shù)值模擬軟件對(duì)魚化寨站深基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)體系關(guān)鍵參數(shù)(樁體直徑、樁體長(zhǎng)度、鋼管內(nèi)支撐水平間距)進(jìn)行了數(shù)值模擬優(yōu)化研究,通過(guò)對(duì)比分析位移變形曲線得到了優(yōu)化結(jié)果。樁體直徑優(yōu)化結(jié)果為0.8m,樁體長(zhǎng)度優(yōu)化結(jié)果為26m-28m,鋼管內(nèi)支撐水平間距優(yōu)化結(jié)果為5m。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD353

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