天津某码头深基坑开挖现场监测及数值模拟分析

来源 :长沙理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:xiaodixi000
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船坞、船闸和港口中的煤码头翻车机房以及其他土木、水利工程基础设施施工常需要采用深基坑开挖,但由于地质条件、地下水情况、基坑周边环境复杂性,施工进度及安排、施工工艺和组织以及支撑结构形式的选择都将对深基坑开挖安全性产生影响,稍有不慎就会造成安全事故。目前,我国基坑开挖的数量是全球最多,有着丰富的现场监测数据,积累了大量的工程经验,但是每年出现的安全事故也是世界最多的,造成了许多巨大且不可挽回的损失,因此如何设计出既安全可靠又经济合理而且对周边的环境不造成破坏的支护结构与施工方案显得尤为突出。本文以天津某港口深基坑工程为依托,采用测斜仪、全站仪和水准仪对基坑的变形进行现场监测,整理并分析了该工程现场监测数据,对出现的地下连续墙侧位移超出报警值的险情根据现场情况进行分析,找出其主要原因以及提出控制变形的措施。采用ABAQUS软件模拟该基坑分层降水开挖的过程,土体本构模型采用修正剑桥模型,土体、地下连续墙和内支撑分别采用三维实体孔压单元、三维实体单元、梁单元模拟,墙土之间采用摩擦接触。将数模计算数据与现场监测数据进行对比分析,模拟计算数据与实测数据吻合,说明所建模型能正确模拟软土地基基坑分层降水开挖过程中基坑的变形。对数值模拟结果进行分析,重点分析了坑内外土体的变形和地下连续墙的变形。论文得到的主要结论如下:(1)对基坑变形监测数据分析得出:随着开挖深度的增加,地下连续墙顶的回弹、水平位移、地下连续墙的深层水平位移、基坑周边地表沉降以及土体深层水位移均逐渐增加,地下连续墙的深层水平位移形态大部分呈弓形。(2)在第二步开挖时QC-7测点的侧位移超过了侧位移报警值,结合现场情况分析,找到其主要原因。针对原因以及控制后续开挖所产生的变形,制定了相应的控制措施,有效的控制住了地下连续墙的变形,可为今后类似的险情提供宝贵的经验。(3)对基坑数模数据分析得出:地下连续墙沿深度方向的侧位移大致呈弓形,随着开挖深度的增加其位移值越大;基坑周边地表有三个主沉降区域,沉降形态均为凹槽形;基坑底部土体隆起发生隆起,其形态大致呈“中心大,四周小”。数值模拟加现场监测能有效的预测基坑的变形,对危险情况能及时采取相应的控制措施,可为类似土质的基坑工程提供借鉴。
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