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随着我国国民经济不断地飞速的发展,全国各地的基础建设的规模不断扩大,高层超高层建筑以及地铁地下结构在各地不断出现,导致近20年来,基坑工程急剧增加,且基坑的开挖深度越来越深和开挖面积也越来越大,但是在城市中的基础工程往往受到施工场地狭窄,地下管线铺设复杂,周边环境影响敏感等种种问题,所以,基坑支护,尤其是在城市密集区的基坑支护方案正逐渐成为工程界的热点和难点。
基坑的开挖对周边环境存在着不可避免的扰动,开挖基坑使土体出现了一个临空面,导致土体的水平应力不断地释放,使土体向坑内临空面发生位移,而地表土体因下方事物支撑而发生沉降,这不仅严重威胁了基坑的稳定性和基坑开挖施工的安全,而且还可能对周边环境造成很大的破坏,变形严重的可能会导致地面建筑倒塌,路面开裂,地下管线破坏,造成不必要的损失。所以在基坑开挖过程中必须选择合适的支护方式,以保障基坑及周边环境的稳定性,和基坑开挖过程中的安全。
地下连续墙技术起初是作为水利水电工程的防渗防漏墙使用的,在19世纪50年代这十年里,地下连续墙技术随着工程建设的日益频繁得到了长足的发展,众多新的施工工艺和工程材料应用于实际工程中,而进入上世纪80年代,各国工程人员致力于改进和发明更高效的挖槽设备及接头工艺,使得地下连续墙的施工效率明显增加,并广泛的应用于深、大基坑的开挖中去。
汉口火车站站是武汉市轨道交通二号线与七号线的换乘站,车站为双柱三跨岛式地下车站,车站采用明挖法施工,地下连续墙结合内支撑系统支护。标准段基坑深度为14m多,盾构井处基坑深度为16m多,换乘节点处基坑深度为22m多,车站埋深约0.8m。车站所在范围地下管线较密集,主要有排水箱涵、给水、电力、电信及煤气等管线,施工前永久改移。
本文结合武汉市轨道交通二号线汉口火车站地下连续墙工程,对其关键的施工技术、主要的施工工艺等进行了探讨。然后通过Ansys有限元模拟软件对地下连续墙开挖时支护结构及周边土体的应力变化进行了模拟,研究了在地下连续墙支护形式下,基坑不同开挖方式对支护结构和周边环境的影响,本文还对地铁站周围的工程地质环境及水文地质情况进行了分析,并将现场监测数据进行分析整理,得到实际的在地下连续墙支护形式下,基坑开挖方式对支护结构和周边环境的影响曲线,并将其反馈到施工中去,以改进设计方案;同时针对武汉地区的土层性质,总结出一些地下连续墙施工的技术参数,这些成果可以丰富武汉地区地下连续墙的设计与施工技术,指导地铁车站的施工,对确保地下连续墙的质量和施工过程中的安全都具有一定的实际意义。