既有隧道对邻近深基坑开挖影响分析

论文摘要

随着我国城市化进程不断加快,城市中有限的土地资源己经不能满足人们的需要,随之而来的是高层建筑与地下工程的大规模兴建;与此同时,越来越多的城市通过修建轻轨来改善交通,使得轻轨成为一个城市现代化的标志。而在城市密集区的实际工程中不可避免的会遇到地下空间的开挖邻近已运营或在建轻轨隧道的情况,这种特殊情况下的基坑工程越来越成为一个普遍而具有重大意义的研究课题。目前已有的类似工程相关文献中多以研究基坑开挖对邻近隧道影响为主,较少将既有隧道对开挖中的基坑位移及应力变化的影响作为研究重点。本文依托重庆解放碑国泰广场基坑开挖工程,通过对基坑数值计算和现场监测结果的分析,对深基坑工程设计和施工提出合理的建议,为今后类似基坑工程提供参考。主要进行的工作如下:①对深基坑结构常用设计方法做了详尽介绍,并依据弹性地基梁法,利用“理正深基坑F-spw5”软件对基坑进行计算,获得无邻近隧道的基坑支护结构受力及变形结果。一方面为工程设计提供参考,另一方面为后续现场监测工作及数值计算提供对比;②采用岩土分析软件FLAC3D建立了分析临近轻轨隧道的深基坑开挖的三维有限差分数值模型,模拟了基坑支护结构和邻近轻轨隧道在有坡顶超载情况下基坑分步开挖的全过程;③针对基坑支护结构内力变化和位移变化,在支护结构内部及基坑周围布置了钢筋计、测斜管、土压力计、全站仪等进行长期现场监测;④分析了邻近隧道的深基坑开挖过程中支护结构变形、内力及所受土压力的变化规律,结合相关规范探讨如何使得邻近隧道的基坑支护更加有效。在本研究中,数值模拟的结果与监测结果所反映的规律基本一致,理论研究的结果能够很好的阐述试验结果,三者互为验证。这说明本文的研究结果合理可信且对类似工程的优化设计、施工及相关规范的修订具有一定参考价值。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 深基坑工程的研究
• 1.2.2 深基坑工程的特点
• 1.2.3 深基坑工程的支护类型
• 1.2.4 地铁建设现状
• 1.2.5 深基坑开挖与邻近轻轨隧道相互影响
• 1.3 本文主要研究内容
• 2 深基坑支护结构设计方法及理论计算
• 2.1 桩锚支护体系受力机理
• 2.2 多锚支护桩的计算方法
• 2.2.1 极限平衡法
• 2.2.2 弹性地基梁法
• 2.2.3 多锚支护结构的弹性计算原理
• 2.3 工程概况
• 2.3.1 工程水文及地质条件
• 2.3.2 基坑支护结构设计方案
• 2.4 深基坑开挖理论计算
• 2.5 小结
• 3 深基坑开挖工程数值计算及分析
• 3.1 FLAC 软件简介
• 3.2 FLAC 3D 基本原理介绍
• 3.2.1 有限差分法
• 3.2.2 弹塑性理论
• 3.3 模型的建立
• 3.3.1 确定模型范围
• 3.3.2 模型条件定义
• 3.3.3 开挖过程模拟
• 3.4 数值计算结果分析
• 3.4.1 基坑水平位移分析
• 3.4.2 基坑土应力分析
• 3.4.3 支护桩侧移分析
• 3.4.4 基坑支护结构内力分析
• 3.5 小结
• 4 深基坑工程现场监测
• 4.1 基坑监测方案
• 4.1.1 监测目的
• 4.1.2 监测项目
• 4.1.3 监测要求
• 4.2 监测结果分析
• 4.2.1 支护桩顶部水平位移
• 4.2.2 支护桩内力
• 4.2.3 支护桩后土压力
• 4.3 小结
• 5 隧道对基坑开挖影响分析
• 5.1 隧道位置对基坑影响分析
• 5.1.1 隧道高度对基坑影响分析
• 5.1.2 隧道与基坑距离对基坑影响分析
• 5.2 隧道对桩背土压力影响分析
• 5.3 小结
• 6 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 进一步研究的展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文
• B 作者攻读硕士学位期间参加的科研情况