【摘 要】
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随着城市内深基坑数量的增多和尺寸的增大,其面临的施工环境也越来越复杂。基坑邻近建筑物一方面可能会改变土体对基坑围护结构的土压力作用,另一方面会给基坑支护设计造成诸多不便。对这种邻近建筑物的有限土体基坑在基坑开挖和支护过程进行研究有着重要意义,这样不仅能够发现有限土体基坑施工过程的受力、变形规律,还可为其他的基坑支护设计提供相关依据。本文以石家庄地铁1号线西三庄站车站基坑为依托,进行了理论公式推导分
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随着城市内深基坑数量的增多和尺寸的增大,其面临的施工环境也越来越复杂。基坑邻近建筑物一方面可能会改变土体对基坑围护结构的土压力作用,另一方面会给基坑支护设计造成诸多不便。对这种邻近建筑物的有限土体基坑在基坑开挖和支护过程进行研究有着重要意义,这样不仅能够发现有限土体基坑施工过程的受力、变形规律,还可为其他的基坑支护设计提供相关依据。本文以石家庄地铁1号线西三庄站车站基坑为依托,进行了理论公式推导分析、数值模拟和施工现场近景摄影变形监测研究。主要工作如下:(1)推导出了砂土层有限土体主动土压力Ea的解析公式,以及有限土体主动土压力系数Ka。研究了Ea和Ka受宽高比n、土体内摩擦角φ以及墙土摩擦强度参数δ的影响情况,为有限土体基坑支护设计提供了计算理论依据。(2)借助于有限差分软件Flac 3D6.0对邻近建筑物基坑开挖支护进行模拟,计算得到的基坑变形值和受力情况与实测值相吻合,变化规律基本一致,证明了模型建立的准确性。对有限土压力解析公式进行验证,结果显示能够准确反映有限土体基坑的土压力情况。(3)进一步建立计算模型,探究宽高比n、土体内摩擦角φ以及邻近建筑物基础的埋深对基坑开挖应力应变的影响。结果发现:n与邻近建筑物一侧的地表沉降和桩体的水平位移成正比,n越大,主动有限土压力就越大。φ与邻近建筑物一侧的地表沉降成正比,与桩体的水平位移成反比,φ越大,主动有限土压力就越小。在一定范围内地表沉降值与建筑物基础埋深成正比,且埋深越小时变化越明显,埋深情况对土压力影响不大。(4)进行了近景摄影测量模拟实验,发现远距测量拍摄选用50 mm焦距镜头,控制点标志牌尺寸越大精度越高。地表变形拍摄选用28 mm焦距镜头,控制点标志牌尺寸越大精度越低。控制点数量至少要4个。近景摄影测得基坑围护结构的水平位移与实测值的最大误差为1.86 mm,竖直位移最大误差为0.92 mm。地表沉降值与实测值的最大误差为1.97 mm。使用近景摄影测量的精度可以保证,且测量方法简单,效率高,可为基坑工程的绿色施工提供技术手段。
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