武汉长江Ⅲ级阶地超长深基坑支护结构变形分析及参数研究.docx

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1、武汉长江Ⅲ级阶地超长深基坑支护结构变形分析及参数研究近十年来,武汉地铁区线里程达到215.3km,并以每年规划开通两条线的速度在发展。在地铁施工过程中,安全与经济是两个最主要的因素,其中支护结构在整个工程中经济占比较高,同时也是安全最主要的防线,因此,通过分析掌握深基坑开挖过程中围护结构变形特点,对工程而言具有非常重要的指导意义。本文以武汉轨道交通八号线中南医院地铁站为依托,同时,本人参与打桩及区域Ⅰ和区域Ⅱ基坑开挖全过程,在这期间,独立完成围护桩的测斜及钢支撑轴力的测量工作,收集资料并总结出其变形特征,并结合岩土工程专用有限元软件建模分析,主要内容如下:（1）在实习期间,

2、参与了监测方案的制作,并独自负责用测斜仪测量围护桩的变形、用振弦式轴力计测量钢支撑轴力,将其数据导入到电脑进行整理形成日报,上报总工和监理。对整个数据进行归纳,得出围护结构变形规律及钢支撑轴力变化特征。（2）本工程基坑长达625m,地处长江Ⅲ级阶地,地质情况变化较大,结合有限元软件,分层、分区域建模,最大程度上让模型与实际工程相近,本文将区域Ⅰ中的实际监测数据与软件模拟数据对比,变形趋势大体一致,最大值与最小值略有差别,证明此模型对工程的意义。（3）在模型合理的基础上,重点探讨了空间效应对围护结构的影响。将区域Ⅰ进行阶梯开挖分析,变形过程与分层开挖不同,围护结构局部区域呈现

3、红色,且最大值13.14mm较分层开挖最大值16.7mm小,总体来看,分层开挖虽然进行了简化,但是也与实际情况相符,所以大多数情况,为了方便,直接进行分层开挖。（4）讨论了两种不同的开挖方式,按顺序开挖和对称开挖,从围护结构变形的角度出发,基坑过长采用对称开挖最为合理,因为在整个开挖过程中,对称开挖围护结构变形相对而言是最小的,且基坑暴露时间短,极大的降低工程的危险性。（5）选取东西端头的盾构井进行坑角效应分析,在基坑短边方向上,围护结构造成的空间约束作用更加突出,对于本工程,长边距离10m、短边距离6m以上角部效应影响程度将逐渐减弱。（6）将正交试验与有限元结合,对桩长、

4、桩径、桩间距及钢支撑间距这四个参数进行分析,影响围护结构水平位移的效果从大到小排序依次为:桩径、桩间距、支撑间距、桩长。对于本工程,最佳的组合方式₄₁₄₂即长26m,桩径0.6m,桩间距2.0m,支撑间距4.5m,最大变形为24.75mm,且有一定的安全储备。