地铁车站深基坑围护结构变形监测与数值模拟

摘要

随着城市的快速发展,地下空间的越来越多的被利用,但是由于城市土地的狭窄以及人口众多,地铁车站深基坑的施工难度越来越大。然而由于深基坑是一个涉及到众多学科的一个综合性很强的岩土工程问题,各种不确定的因素均会对深基坑的安全造成很大的影响,因此,对地铁车站深基坑围护结构变形进行监测以及进行数值模拟研究具有重要的意义。
　　 本文以武汉市轨道交通四号线东亭站深基坑工程为背景,分别采用了理论研究、施工现场监测和有限元软件数值模拟等手段相结合,对地铁车站深基坑围护结构变形规律进行了深入的研究,主要的工作如下:
　　 (1)从基坑底部土体回弹、围护结构测斜以及土体沉降等方面分析了深基坑的变形机理以及破坏形式,并分析了影响围护结构深基坑的变形的主要因素。从分析可知,围护结构的破坏形式主要有弓形变形模式、深埋式变形模式、前倾型变形模式、踢脚型变形模式以及平推变形模式。而影响因素主要有:工程地质水文条件、基坑周围环境以及气候条件、车站深基坑的规模、设计因素以及施工因素。
　　 (2)结合东亭站的工程地质水文情况以及围护结构的方案设计出了围护结构的现场施工监测方案,并对个监测项目的监测方法进行了设计,重点分析了施工过程中基坑围护结构的水平位移以及钢支撑轴力的变化。
　　 (3)根据工程实际采用PLAXIS软件建立二维的有限元分析模型,得到各个工况下模拟计算结果。然后将模拟计算结果与实测结果进行对比分析,通过分析可知,两种方法得到的变形结果在总体趋势上是一致的。但是由于实际情况受到诸多未知因素的影响,有限元模拟所得到的水平位移值要略大于实际测量值。两者的对比分析成果,为今后地铁的施工建设提供了参考。