铁 2 1年第 4期 01

道建

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Rai y En i e rn l wa g n e i g

文章编号：0 31 9 (0 )4 0 8—3 1 0—9 5 2 1 0—0 3 0 1

基于 MI AS GT D/ S对地铁站超深基坑空间效应的研究李辉，罗沙，杨李征，江伟，鹏飞朱炊(安建筑科技大学土木工程学院，安西西 705 ) 10 5

摘要：坑支护结构具有空间效应，既定支护方案下，宜的开挖方式至关重要。利用 M D S G S基在适 I A/ T有限元分析软件对其支护结构、围地表以及坑底隆起的位移规律进行了三维数值模拟，拟结果与实周模测数据基本吻合；时对比分析了标准段采用分层开挖方式引起的基坑位移，位移值大于台阶式开同其

挖，明后者合理控制了基坑开挖的空间几何尺寸，表能有效减小基坑支护结构和土体的位移。关键词：间效应超深基坑开挖方式空基坑监测数值模拟

中图分类号： 2 l 4 U 3文献标识码： U 3 .;T 4 3 B

西安作为我国湿陷性黄土地区首次修建地铁的城市，关设计和施工经验相对不足，地铁车站开挖深相某

1 2支护方案 .

支护结构采用钻孔灌注桩+内支撑方案。基坑标准段支护桩直径 1 0 c桩心间距 10 c嵌固深度 2 m, 6 m,

度接近 3 I为该地区在建基坑工程之最，文基于 0I, T本 M D S G S对该工程不同开挖方式引起的基坑位移 IA/ T

为 9 I;构井段支护桩直径 10 c桩心间距 10 l盾 l 3 m, 5 c嵌固深度 1 m, 0m。自上而下设五道支撑和角撑，分另位于一1 2r, 6 7m, 1 7r, 7 7I. 4 2 4 .一 .一1 .一1 .一2 . n n n i。第一道支撑采用 8 0 mm×8 0 m混凝土支撑， n 0 0 m

的空间效应进行研究，类似工程的设计和施工具有对重要的现实意义。

1工程概述 1 1工程概况 .

其余各道采用直径 6 0 mm、厚 1 m的钢管内支 0壁 6m撑。盾构井段各道斜支撑水平间距 2 5 m,准段第 .标一

西安地铁一号线某地铁车站位于西安市交通主干道交叉

“”十字路口西侧，通繁忙、交车流量大，坑周基围建筑物密集，工程施工影响很大。对该车站为地下四层岛式站台，长度为 156总 3.0 T有 I,效站台中心里程为 Y K 6+ 0,效站台中心 I D 2 02有轨面高程为 3 9 5 8I。车站标准段宽 2 . 0I,挖 9 . 8 I T 10 I开 T

道支撑水平间距 6 m,二至第五道钢支撑水平间 第

距 3m。第二至第五道钢支撑施加预加轴力分别为 2 0 k,0 0 N 6 0 kN, 0 N, 0 N。 6 0 k 8 0k

1 3地质条件 .

该场地地貌属泸河三级阶地，工程地质条件复杂， 土层厚度分布不均，各层土性见表 1。表 1土层分布及其物理指标

深度为 2 . 0 m;构井段宽 2 . 0 m,挖深度为 7 1盾 95开 2 . 0m。车站平面图及基坑关键监测点如图 1 8 2所示。.

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/I北万寿路

三皇长乐中路

.

耋皿 卫Ⅲ

——J二二 ——I二= l— 住小=_— _住小= 1 二二_二宅区} _— 宅区=二= 二图 1车站平面及基坑关键监测点示意 (位：m)单 e

车站工程建设影响范围内为地下潜水，定水位稳埋深 2 . 0~ 6 5 水位年变幅 2 m左右。主要含 5 5 2 . 0m, 水层为中更新统冲积粉质黏土 2~ 3层粗砂夹层，层该

收稿日期： 0 0 0 . 5;回日期：0 1 0 .5 2 1 -9 1修 2 1. 10

作者简介：辉 (9 3 )女，南洛阳人，教授，士。李 16一，河副硕

透水性好，水性强。赋

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1 4开挖方案 .

支撑架设后该点的变形量是很小的。即支护结构的位移多在支撑架设之前已经发生，影响支护结构的内并力。所以在模拟开挖过程时，考虑这种支撑架设前要

采用明挖顺做法施工，循“挖快支”遵快的原则，每次开挖至各道支撑中心线附近，及时架设支撑。盾构井段采用分层开挖方式；准段采用台阶式开挖标 (方式 I)纵向有适当放坡，,长度约为 6m。同时模拟 了标准段分层开挖 (方式Ⅱ)每层厚度 3m,, 与方式 I 对

比分析。

的变形，为此各道支撑架设前后要分为不同工况。另 外周边地面超载引起土体固结在基坑开挖前早已完成，此周边地面超载应在基坑施工开始时施加。因

在 MI A/ T D S G S中，通过荷载步、化和激活单元钝来实现基坑的开挖与支护。首先建立原始地层模型， 施加位移约束边界条件，初始地应力条件下进行迭在

2建模与计算2 1基本假定 .

代计算使计算模型达到初始应力平衡，并使初始位移归零，模拟基坑开挖前土体的固结沉降。然后按照深基坑施工的顺序钝化开挖部分土体，活上一步开挖激土体部分的支撑单元和单元预应力，钝化下一步开再挖部分土体，如此继续，直至结束。

为了简化计算，基本假定如下：同一种材料为均①质、向同性；土体为理想弹塑性材料；桩和支撑各②③为弹性体；根据等截面刚度原理¨,护桩利用公④圳支式 H=7/ (中：为连续墙的厚度，为经验修正 7 式 D H叼系数，为支护桩的直径， D￡为桩心问距 )化为连续简

墙 (构井段厚度为 0 8标准段厚度为 0 7;盾 . 5 m,, 5m)

3结果分析 3 1水平位移 .

⑤考虑桩土间摩擦；⑥不考虑土体的排水固结；不考⑦虑由于支护结构施工对土体扰动的影响。2 2建立模型 .

从图 3可以看出，由于基坑上部土体强度较大，位移较小，在桩和钢支撑预加轴力的共同作用下使地表附近靠近桩顶处土体的水平位移值为负值，即土体向 坑外产生了位移。随着开挖深度的增加，动土压力主也随之增大，且基坑下部土体受湿陷性影响，强度迅速 …… 此处隐藏：3186字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……