復(fù)合黃土地層深基坑變形與支護技術(shù)研究.pdf

1、本論文以西安市地鐵三號線一期工程魚化寨站深基坑工程為研究背景，通過理論分析和 MIDAS-GTS三維數(shù)值模擬的方法，對采用鉆孔灌注樁加鋼管內(nèi)支撐支護結(jié)構(gòu)體系下深基坑工程支護樁樁身水平位移、坑底隆起和深基坑工程附近地面沉降的變形規(guī)律進行研究，同時對本深基坑工程支護結(jié)構(gòu)體系關(guān)鍵參數(shù)進行數(shù)值模擬優(yōu)化研究。
　?。?）以西安市地鐵三號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)過對比分析擇優(yōu)選取了本車站深基坑工程支護結(jié)構(gòu)體系

2、，最終采用鉆孔灌注樁+鋼管內(nèi)支撐的支護形式。并按照規(guī)范要求，對本車站深基坑支護結(jié)構(gòu)體系參數(shù)進行初步設(shè)計。
　　（2）綜合考慮了土層物理力學(xué)參數(shù)、支護體系、邊界條件、施工超載、自重以及開挖過程的因素，通過 MIDAS-GTS三維數(shù)值模擬的方法對魚化寨站深基坑工程開挖與支護全工況進行了模擬，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，支護樁樁身水平位移逐漸增大，并且最大位移值有

3、向下發(fā)展的趨勢。在完成工況一和工況二時，支護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。在完成工況三和工況四時，支護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樁入土深度不夠大，導(dǎo)致地層、支護樁和內(nèi)支撐體系不能很好地發(fā)揮支護作用，樁身底端向坑內(nèi)方向移動效應(yīng)增強。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

4、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稱分布形式。工況一和工況二完成時基坑開挖深度最大只有8m，支護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，坑底隆起值增長幅度很大，最大值達到64.97mm和112.5mm，這是因為隨著基坑開挖深度的增大，凸顯出支護樁入土深度不夠大，導(dǎo)致基坑支護體系不能很好地發(fā)揮支護作用，樁身底端向坑內(nèi)方向移動效應(yīng)增強，從而擠壓坑內(nèi)土體產(chǎn)生較大隆起變形?；痈浇孛孀?/p>

5、形均呈現(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樁剛度大，樁頂端向坑外變形擠壓土體產(chǎn)生隆起。
　　（3）對單一黃土與復(fù)合黃土地層中深基坑的變形特點進行了對比研究。在樁身長度范圍內(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，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

6、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，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，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。
　?。?）運用MIDAS-GTS三維數(shù)值模擬軟件對魚化寨站深基坑工程支護結(jié)構(gòu)體系關(guān)鍵參數(shù)（樁體直徑、樁體長度、鋼管內(nèi)支撐水平間距）進行了數(shù)值模擬優(yōu)化研究，通過對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，