分步开挖和逐级加撑的地铁车站深基坑围护结构性状研究

摘要

随着我国地铁建设的蓬勃发展,地铁车站深基坑开挖的安全问题及其对周边环境的影响越来越引起人们的高度重视.目前,对于地铁车站深基坑开挖问题的研究主要集中在计算模型和土压力分布形式两方面.考虑分步开挖和逐级加撑的围护结构工作性状鲜有研究.本文以杭州市地铁一号线试验段工程秋涛路车站基坑开挖为研究背景,主要对在粉砂土软弱地基中地铁车站深基坑开挖工程围护结构的内力和变形作了研究.首先,本文以国家规范建议的弹性地基梁模型为基础提出了考虑分步开挖的原理,考虑了分步开挖和逐级加撑的施工过程对围护结构工作性状的影响.建立了一套简单的有限单元分析法,通过对地铁车站深基坑开挖各个工况的模拟,得到了围护结构内力及变形的有限单元解,并编制了有限元程序Mmethod.然后,论文对计算模型中各个参数的选取做了一定的研究工作.最后,论文对杭州市地铁一号线试验段工程秋涛路车站基坑开挖围护结构内力和变形做了分析,得到了粉砂土地基中地铁车站基坑开挖围护结构内力和变形的普遍性规律,为今后类似的工程提供了一定的参考.同时,论文还分别分析了围护桩墙刚度、支撑刚度、支撑预加轴力以及被动区土弹簧刚度对围护结构内力和变形的影响.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2国内外研究现状

1.2.1地铁车站深基坑的特点

1.2.2深基坑围护结构内力及变形分析理论

1.3论文主要研究内容及创新

第二章考虑分步开挖的弹性地基梁法

2.1概述

2.2分析模型

2.2.1弹性地基梁法的物理模型

2.2.2弹性地基梁平衡方程

2.2.3地基基床系数

2.2.4支撑体系

2.2.5土压力计算

2.2.6分析模型的数学解析解

2.3各个施工工况的模拟

2.4考虑分步开挖过程的分析方法

2.4.1考虑分步开挖过程的基本原理

2.4.2考虑分步开挖过程的有限元解

2.4.3程序的实现及其功能

2.5算例

2.6小结

第三章模型计算参数的选取

3.1概述

3.2地铁车站深基坑的时空效应

3.3抗剪强度参数C、ψ的选取

3.4被动区土弹簧刚度系数的选取

3.4.1被动区土弹簧刚度系数的影响因素

3.4.2被动区土弹簧刚度系数随深度的分布规律

3.4.3被动区土弹簧初始刚度系数的确定

3.5支撑刚度系数的选取

3.6小结

第四章杭州地铁1#线秋涛路车站基坑工程围护结构内力和变形分析

4.1工程概况

4.1.1工程简介

4.1.2工程地质水文条件

4.1.3场地周围环境条件

4.2基坑支护方案

4.2.1围护方案

4.2.2支撑布置方案

4.2.3降水方案

4.2.4监测方案

4.2.5施工方案

4.3基坑支护结构内力及变形分析

4.3.1围护桩墙内力分析

4.3.2支撑轴力分析

4.3.3围护桩墙及墙后土体水平位移分析

4.4支护结构内力与变形的影响因素分析

4.4.1围护桩墙刚度的影响

4.4.2支撑刚度的影响

4.4.3支撑预加轴力的影响

4.4.4被动区土弹簧刚度的影响

第五章结论与展望

5.1论文的主要结论

5.2存在的问题及展望

参考文献

致谢