异型深基坑动态内力与变形特性分析 ——长春火车站北广场基坑工程为例

论文摘要

随着我国经济水平的不断提高和城市化进程的加快,地下空间的开发与利用成为近些年工程中研究的热点问题,基坑规模和深度越来越大,地质条件和周边环境条件越加复杂,对深基坑设计与施工提出了更高要求。本文以长春火车站北广场基坑工程为例,展开对深基坑及支护结构受力与变形特性的动态分析。论文通过对基坑不同位置处护坡桩和支撑内力,以及基坑支护结构变形的监测,得到了支护结构内力及结构变形随不同工况下的动态变化情况。经过对这些监测结果的分析,得到:护坡坡桩实际弯矩值小于理论计算结果,约为后者的50%～85%;在异型基坑平面发生转折(阳角)处,护坡桩内力比标准断面处增大约5%;内撑轴力实测值小于设计值,约为后者的50%～70%;随着基坑的开挖,下部支撑施设和预应力的施加,上部支撑轴力有所减小,但减小幅度很小,这与等值梁法计算锚撑式支护体系的假设基本一致;由支护体系内力实测值反算桩后土压力的结果表明,与朗肯土压力理论计算结果存在一定的差距,反映了桩后土体状态、支护体系刚度、内支撑预应力等诸多因素的影响;随着基坑开挖深度增加,支护体系和基坑水平变形随之增大,特别是基坑交叉出现阳角位置,变形更为明显,且每一工况下变形最大值位置基本保持在开挖面附近;由于围护结构的变形与地下水位的下降,基坑周边地面随之下沉,下沉最大位置距基坑9米左右,影响范围达到基坑深度的1.2倍。以上结果对类似工程有一定参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 绪论
• 1.1 基坑工程的研究现状
• 1.1.1 基坑工程的理论研究
• 1.1.2 基坑工程的数值计算研究
• 1.1.3 基坑工程的模型实验研究
• 1.2 我国基坑的工程实践
• 1.3 影响基坑工程安全因素分析
• 1.4 本文的主要研究内容
• 2. 基坑动态施工内力分析
• 2.1 工程概况
• 2.1.1 工程地质与水文地质
• 2.1.1.1 工程地质
• 2.1.1.2 水文地质条件
• 2.1.2 基坑支护与降水方案
• 2.1.3 基坑施工方案
• 2.1.4 监测方案
• 2.2 护坡桩内力分析
• 2.2.1 轻轨基坑标准断面护坡桩内力分析
• 2.2.2 地铁基坑标准断面护坡桩内力分析
• 2.2.3 轻轨与地铁交叉位置处护坡桩内力分析
• 2.2.4 理论计算不同开挖工况围护结构内力
• 2.3 基坑内支撑体系内力分析
• 2.3.1 轻轨基坑标准断面支撑内力分析
• 2.3.2 地铁基坑标准断面支撑内力分析
• 2.3.3 轻轨与地铁交叉位置支撑内力分析
• 2.4 基坑支护体系土压力分布
• 2.5 本章小结
• 3. 基坑动态施工变形分析
• 3.1 基坑的变形机理
• 3.2 护坡桩变形分析
• 3.2.1 轻轨标准断面护坡桩变形分析
• 3.2.2 地铁基坑标准断面护坡桩变形分析
• 3.2.3 轻轨与地铁交叉位置护坡桩变形分析
• 3.3 基坑周边地表沉降分析
• 3.4 基坑坑底隆起分析
• 3.5 基坑外堆载护坡桩变形分析
• 3.6 基坑支护体系内力与变形相关分析
• 3.7 基坑工程事故分析
• 3.8 本章小结
• 4. 基坑开挖非线性分析
• 4.1 ANSYS 软件简介
• 4.2 ANSYS 软件优化基坑开挖方案
• 4.2.1 研究横向分区开挖地表沉降差异
• 4.2.2 研究纵向分层开挖地表沉降差异
• 4.3 围护结构设计优化
• 4.4 本章小结
• 5. 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间发表论文