沟谷型填土区轨道交通明挖区间施工变形控制研究

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随着城市的大力建设与地下空间的开发,城市中深基坑工程如雨后春笋般不断涌现,深基坑工程的工程事故也时有发生。地下水渗流作用是工程事故发生的主要原因之一,因此深基坑工程中的地下水问题得到了工程技术人员的极大重视,在基坑开挖前常采用设止水帷幕的方式进行止水。此外,城市中深基坑工程周边环境十分复杂,这对减小基坑开挖对周围环境的影响提出了更高的要求,因此富水区基坑周围地表沉降的研究具有重要的现实意义。  本文以重庆市轨道交通环线工程华龙站~重庆西站区间深基坑工程为研究背景,采用理论分析、有限元数值模拟与现场监测相结合的研究方法对注浆前后基坑开挖引起周围地表沉降进行分析。文章的主要内容如下:  ①介绍了重庆市轨道交通环线工程华龙站~重庆西站区间深基坑工程的工程背景及支护结构的特点,推导了考虑基坑开挖过程和钢支撑预加轴力的影响下基坑支护结构侧移曲线计算公式,选取华重区间基坑五个不同的断面,并利用推导出的公式对其进行地表沉降计算。  ②建立三维有限元模型,分析不同基坑开挖深度情况下,地表沉降范围与基坑开挖深度之间的关系,并利用地层损失法,结合支护结构侧移曲线公式推导出地表沉降曲线计算公式。将理论计算结果和数值模拟结果进行对比分析,可以看出两者结果相差不大,可以为类似地质环境条件工程(基坑工程)问题且地下水匮乏时地表沉降计算提供理论支撑。  ③利用有限元分析软件将考虑地下水渗流作用和不考虑地下水渗流作用两种情况的地表沉降值进行对比分析,结果表明:地下水渗流是引起基坑周围地表沉降的重要原因之一。通过现场监测数据与数值模拟结果分析对比,验证了数值模拟结果的可靠性,能够满足实际工程的需要。  ④阐述了注浆止水帷幕及注浆加固减缓地表沉降机理,改进地表沉降计算公式,使之能够适用于基坑周围设有止水帷幕和注浆加固地层的情况。对区间基坑注浆前后地表沉降的有限元模拟结果进行分析,得出止水帷幕和注浆加固大幅度减小了地表沉降值,能够极大程度上降低基坑开挖对周边环境的影响。  本文将理论研究结果应用于实际工程,数值模拟和现场监测数据验证理论研究的可靠性,本文的研究成果对类似地质环境条件下基坑工程的设计和施工有重要的借鉴意义。
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