南京某地铁基坑地下连续墙深层水平位移特性的研究

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1、地下连续墙深层水平位移特性研究1前言2地下连续墙变形实测数据分析3连续墙变形数值模拟4结语随着城市建设的高速发展，地下空间的开发和利用已经成为现代化城市建设的重要内容和发展方向。南京正在大力发展地铁建设，鸡鸣寺站周围建筑密集，地质情况复杂，周围环境保护的要求较高，因此该站围护结构选用地下连续墙，为了确保基坑施工的安全和质量，地下连续墙的变形控制便成为了关注的重点。1.前言1.前言徐中华对上海软土地区93个基坑工程监测结果进行研究和总结，发现地下连续墙的最大侧移基本介于0.1%H和1.0%H之间，平均值约为0.42%H。Ou分析台北地区粉质砂土和粉质粘土交互地层区域8个实例

2、，发现围护结构的最大侧向变形与基坑开挖深度(H)比值在0.2%和0.5%之间。李淑对北京地区基坑工程地下连续墙变形进行了统计分析，发现地下连续墙最大侧移介于0.04%H和0.218%H之间，平均值约为0.103%H。1.前言乔亚飞对无锡地区深基坑工程地下连续墙变形进行统计分析，发现围护结构的最大侧移介于0.05%H和0.25%H之间，平均值约为0.12%H；最大侧移介于0.7H和1.1H之间，均值约为0.9H。1.前言根据以上学者的研究，我们发现不同地区地下连续墙最大侧移变化幅度很大，那么鸡鸣寺站设计中地下连续墙深层水平位移监测报警值为32mm的取值是否合理，为了控制变形

3、可以采取哪些措施都值得讨论。因此，本文结合南京地铁三号线鸡鸣寺深基坑工程，通过数值模拟与基坑监测数据相结合研究该基坑工程地下连续墙的变形特点，为同类地层地区地下连续墙设计和施工提供参考。1.前言鸡鸣寺地铁站车站基坑外包总长178.26m，标准段外包总宽22.3m，开挖深度26m，车站主体围护结构采用1000mm地下连续墙，平均桩长34.2m，进入中风化岩层≥1.5m。车站自上而下共采用五道支撑，第一、第四道支撑为1000×1000钢筋混凝土支撑，其余为φ609×16钢管支撑。基坑开挖深度范围内，主要为杂填土、粉砂夹粉土、粉土夹粉砂层。图1是鸡鸣寺地铁车站深基坑工程接近基坑

4、长边中部位置的一个监测点的不同开挖深度下的深层水平位移曲线2.地下连续墙变形实测数据分析图1地下连续墙深层水平位移监测值2.地下连续墙变形实测数据分析从图1中可以看出:2.地下连续墙变形实测数据分析由于基坑几何模型的对称性，分析时只考虑其一半（左边）。根据基坑的实际尺寸取土层边界为宽71m，深50m。计算时采用15节点三角形平面单元模拟岩土体；土体材料模型采用HS模型；用板单元模拟地下连续墙；采用界面单元模拟连续墙两侧与土作用面，通过给界面选取合适的界面强度折减因子考虑结构与相邻土体之间的粘聚力和内摩擦角；用锚锭杆模拟横向支撑；并对地下连续墙附近网格进行加密；模型的底部边

5、界施加完全固定约束，左侧边界施加水平向约束，右侧边界施加对称边界条件3.地连墙变形数值模拟本文用岩土工程有限元分析软件PLAXIS2D对基坑的开挖进行计算分析。图2鸡鸣寺基坑PLAXIS2D计算模型3.地连墙变形数值模拟图3为开挖至坑底时，计算模型的总应力图，图中表明深度10m左右墙体所受压应力达到100KN/m2。图4为开挖至坑底时地下连续墙深层水平位移计算值和监测值沿深度变化曲线。开挖至坑底时地下连续墙最大侧移计算值为50.44mm，位于墙顶以下24m；而监测结果表明地下连续墙最大水平位移为53.59mm，位于墙顶以下21.5m。计算得到的地下连续墙水平位移最大值位置

6、较实测值偏小，地下连续墙水平位移分布模式以及数值大小与实测结果比较符合。上述数据对比分析表明，此实例参数的选择具有较高的可靠性。图3最终总应力图图4数值计算结果和实测结果对比3.地连墙变形数值模拟第四道支撑形式对地下连续墙变形的影响本工程第一、第四道支撑采用钢筋混凝土支撑，其余为钢支撑。为了研究第四道混凝土支撑对地下连续墙变形的影响，控制其他影响因素一致，假定第四道支撑采用钢支撑，对基坑的变形进行计算，从图5中可以看出第四道支撑为钢支撑时地下连续墙水平位移最大值为57.68mm，距桩顶24m。对比第四道支撑采用混凝土支撑形式的计算值，地下连续墙最大位移增大了14%，最大值

7、位置没有改变。可见采用混凝土支撑可以减小地下连续墙的变形。图5不同支撑形式下的深层水平位移3.地连墙变形数值模拟竖向支撑间距对地下连续墙变形的影响根据已有研究成果，深基坑工程支撑布设一般遵循“上疏下密”要求，而本工程第四道支撑与第五道支撑间距为5m，第五道支撑与坑底距离为4m。本工程在第四道支撑安装之后变形明显增加，这一现象除了与基坑暴露时间有关是否还和深层支撑竖向间距不够密有关。本文分析了第五道支撑位于不同深度时开挖至坑底地下连续墙的水平位移情况；增加一道钢支撑即前四道支撑位置及型式不变，第五道支撑位于20m处，第六道支撑位