地铁深基坑围护结构变形监测与数值模拟

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本文以无锡地铁梁东路车站深基坑工程为依托,针对该工程采用地下连续墙+内支撑的支护方式,通过理论研究、现场监控及数值模拟等手段,研究了地下连续墙的水平位移、内支撑轴力以及地表沉降的变化规律,主要研究内容如下:(1)基于深基坑工程周边的环境状况、场地工程地质及水文地质条件、基坑开挖深度,为全面反映基坑在开挖过程的变形性状,提出了变形及内力监测方案,并进行了测点布置。(2)进行了深基坑开挖全过程变形性状监测,建立了深基坑开挖全过程的数值模拟模型,并利用FLAC软件对深基坑开挖全过程的变形性状进行了数值模拟,探讨了深基坑支护墙的水平位移及地表沉降的变化规律。并针对地表沉降最大值通过不同方法进行了验算。研究结果表明:随着内支撑的设置,支护墙水平位移及基坑周围地表沉降明显减小,且随着内支撑设置数量的增加,支护墙水平位移及基坑周围地表沉降趋于某一稳定值,支护墙最大水平位移发生在坑底附近,地表最大沉降出现在约1/2倍基坑开挖深度范围内。(3)基于现有的理论对内支撑轴力及地表沉降进行的理论计算,计算结果表明:内支撑轴力计算结果与实测结果相差较大。因此,为确保基坑施工安全,进行基坑的信息化施工是很有必要的。(4)进行了深基坑开挖全过程内支撑轴力的监测,探讨了轴力的变化规律。监测结果表明:基坑长边中点第一道内支撑轴力及水平位移最大,其余内支撑的轴力均不大,且长边中点各内支撑的轴力均大于其余断面相应位置的内支撑轴力;每个设置内支撑的断面,第一道内支撑对控制基坑变形起关键作用。因此,在进行基坑围护结构设计时,一方面要充分认识基坑变形的空间效应,另一方面要特别重视每个支撑断面第一道支撑的强度与刚度设计,实现基坑围护安全性与经济性的协调统一。
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