地铁深基坑围护结构稳定性影响因素研究.pdf

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1、器隧道与地下工程地铁深基坑围护结构稳定性影响因素研究徐霖．王松，孟昭晖(北京市政建设集吲有限责任公司第·__：[程处，北京100176)摘要：深藤坑罔护结构稳定性是基坑T-程研究的主要问题。以昆明地铁呈贡南站基坑r程为背景，采用弹性地基梁杆系有限元方法，建立i维数值模拟计算模型，并将围护结构水平变彤的数值模拟结果与I：程实际量测结果进行x寸比分析，验证了计算模型的_几『靠性，在此基础上探讨了毖坑刚护结构刚度、基坑，I：挖与支撑架设顺序、围护结构入土深度(被动I天t体加同深度)等因素埘同护结构稳定性的影响。关键词：地铁车

2、站；深基坑；围护结构；稳定性；影响斟素中图分类号：TU942文献标志码：B文章编号：1009—7767(2013)01—0060-04ResearchonInfluencingFactorsofEnclosingStructureStabilityforSubwayDeepFoundationPitXuLin，WangSong，MengZhaohui近年来我国城市化进程明显加快，绝大多数城市处于老城改建阶段，修建地铁成为解决市区交通问题的首选方案。南于地铁一般都是穿越城市的繁华地段，深基坑的支护不仅要保证基坑内能正常安

3、全作业，而且要防止基底及坑外土体产生过量移动，以确保基坑附近的建筑物、道路、管线的正常运行。冈此对深基坑T程提出了更高的要求，基坑的开挖与支护问题成为TI程师们讨论的热点之一。基坑开挖过程是基坑开挖面卸载的过程．卸载引起基底回弹，同时也引起同护结构在两侧土压力差的作用下产生水平位移和土体位移⋯。笔者以昆明市呈贡南站地铁深基坑_T．程为实例，建立i维计算模型，将数值模拟结果与实测值进行对比分析，在此基础上，讨论墙体刚度、基坑开挖顺序、土体加同深度和第1道支撑换成钢支撑对支护结构变形和内力的影响。1工程概况昆明地铁呈贡南站

4、位于彩云南路与天兴南街交叉15，沿南北走向。车站总长192．5133(含盾构端头井)，标准段宽19．7m，底板主要坐落在粉质黏土及黏土层。车站标准段开挖深度16．0～18．6113，北端盾构井段深约18．1m，南端盾构井段深约18．4m。根据地质资料，基坑开挖范围内的土层主要为填土、粉质黏土、黏土。60，事荭救术2013No．1(Jan．)V01．31基坑围护结构采用地下连续墙加内支撑(混凝士撑与钢支撑)的围护方案．采用800mill厚地下连续墙作为围护结构。车站标准段基坑从上到下，第l道支撑为800mmx800fil

5、m混凝土(C30)支撑．第2、3道支撑为钢支撑(外径609ITIn3，壁厚16rnlTl)，分别在一1．6、一8．2、一13m设置，预加轴力分别为：573．75、2130、l671．4kN。车站基坑标准段同护结构剖面图见图l。素填土含砾粉质黏土黏土粉质黏土图l车站基坑标准段闻护结构剖面㈥---7l}J。—J。2基坑开挖三维有限元数值模拟目前，在基坑工程支护结构设计和施工中，弹性地基梁法简便实用I21，已被JGJ120一1999((建筑基坑支护技术规程》所推荐。笔者采用弹性地基梁杆系有限元方法分析地铁车站深基坑支护结构性

6、状及其影响因素。2．1围护结构及内支撑的模拟鉴于提供了丰富而强大的结构单元模型，笔者采用FLAC3D软件进行数值模拟。其中内支撑用Beam单元模拟，地下连续墙采用Liner单元模拟。考虑到地下连续墙的刚度与其所接触的土体刚度相差很大．所以引入接触面单元13刮。2．2基坑开挖过程的三维数值模拟文中仅对基坑标准段进行模拟分析，连续墙沿基坑的纵向每6m设置l幅，由于每幅连续墙的支撑布置形式与截面参数相同，因此，该次计算纵向取l幅连续墙的长度，横向和深度方向分别取其开挖深度的5倍。开挖、支护模拟按照实际施丁方案，分4步进行：第

7、1步为基坑开挖至一3．0m，在一1．6m处设置第l道混凝土支撑；第2步为基坑开挖至一9m．在一8．2m处设置第2道钢支撑：第3步为基坑开挖至一13．5m．在一13．0m处设置第3道钢支撑；第4步为基坑开挖至一16．6m．到达基坑底部。地层物理力学参数见表l。表l土层物理力学参数2．3计算模型的验证基坑标准段地下连续墙水平位移计算与实测值曲线见图2。由图2可知，计算值与实测值变化趋势基本相同，最大位移实测值5．34mm，在一9．5m处；最大位移计算值为5．70mm．在10．5m处。实测值与计算值变形曲线基本一致．但南于施

8、T现场的复杂性，实测值曲线不是很平滑。3基坑围护结构稳定性影响因素分析为了进一步探索深基坑支护结构性状的影响因素．以上述模型为基础，探讨围护墙体刚度、基坑开挖与支撑顺序、土体加同深度、第1道支撑改换钢支撑等因素对围护结构水平位移的影响。隧道与地下工程器，，f-i’，墙体水f位移／mm202468—·一实测值计算{f{～★●，●图2