蘭州地鐵馬灘站深基坑穩(wěn)定性及變形特性研究.pdf

1、蘭州所處地域水文和地質(zhì)狀況獨(dú)特，地鐵建設(shè)還處于起步階段且施工設(shè)計(jì)多以深基坑為主，支護(hù)設(shè)計(jì)、實(shí)地監(jiān)測數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬還不完善，而當(dāng)今基坑的設(shè)計(jì)原則正從強(qiáng)度破壞極限狀態(tài)向著變形極限狀態(tài)控制發(fā)展，因此展開對該地區(qū)地鐵深基坑穩(wěn)定性及變形研究意義重大。
　　本文以蘭州地鐵1號線馬灘車站典型深基坑開挖工程為研究對象，以理論分析、三維有限元數(shù)值模擬及現(xiàn)場監(jiān)測相結(jié)合的研究方法進(jìn)行了該深基坑穩(wěn)定與變形特性研究。利用理正（F-SPW7.0）基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

2、軟件對馬灘站采用的鉆孔灌注樁+鋼支撐的支護(hù)方案進(jìn)行了仿真模擬，分析了支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力及位移變化規(guī)律；運(yùn)用 MIDAS/GTS NX巖土分析軟件建立三維有限元模型，對該基坑開挖過程進(jìn)行模擬分析，研究了基坑在實(shí)際開挖過程中彎矩、剪力、樁體水平位移、地表沉降及基底隆起變形特征，并運(yùn)用三角形法、指數(shù)法、拋物線法對馬灘站地表沉降量進(jìn)行預(yù)測分析。本文研究的主要結(jié)論如下：
　?。?）運(yùn)用理正深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)軟件對馬灘站26.08m深基坑開挖過程進(jìn)行仿

3、真模擬表明，隨著基坑開挖深度增加，支護(hù)結(jié)構(gòu)上的位移逐漸增大，開挖至16.76m處時(shí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)位移變發(fā)生了突變；支護(hù)結(jié)構(gòu)上的彎矩及剪力均隨基坑開挖深度的增加而增大，在加撐條件下，支護(hù)結(jié)構(gòu)所受彎矩略有減小，表明該支護(hù)結(jié)構(gòu)類型對周圍墻體的受力有一定約束作用；計(jì)算表明馬灘站基坑整體穩(wěn)定性、抗傾覆穩(wěn)定性及抗隆起穩(wěn)定性均滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。
　　（2）通過對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)突變位移分析表明該土層之間的接觸面存在一定的裂隙或節(jié)理?；咏邓臈l件下，

4、由全新統(tǒng)人工填土（Q4m1）、沖積（Q4a1）砂卵石土及下更新統(tǒng)沖積（Q1a1）卵石土組成的地層中，基坑開挖至基底過程中，最大土壓力始終為254.52kN/m。
　?。?）通過模擬結(jié)果與實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)對比分析表明，MIDAS/GTS NX軟件模擬出的地表沉降量較小，理正拋物線法模擬得出的數(shù)據(jù)與實(shí)測數(shù)據(jù)吻合，均小于警戒值30mm；基坑樁體水平位移在開挖初期變化明顯，開挖至基底，由于存在8m的嵌固深度，樁體水平位移趨于穩(wěn)定且略有減?。婚_

5、挖結(jié)束基底最大隆起量為73mm，可考慮在基底中心設(shè)置限位樁來降低隆起量。
　　（4）通過利用 MIDAS/GTS NX數(shù)值模擬基坑加撐過程表明，鋼支撐受力最大部位位于第三道支撐，故對第三道支撐應(yīng)做適當(dāng)?shù)募訐翁幚?；由地連墻彎矩的變化可以看出，開挖至基底彎矩的最大值都集中在基坑的中部偏下區(qū)域。
　?。?）馬灘站地下水為第四系松散層孔隙潛水，含水層主要為第四系砂卵石層，通過對馬灘站基坑降水的計(jì)算表明，對于面積和深度較大基坑，應(yīng)考慮