盖挖逆作法基坑开挖对周边环境影响的研究

摘要

随着我国城镇化建设步伐的加快，城市空间将变得越来越拥挤，大力发展城市地下空间已是大势所趋，在城市中心区域进行地下工程施工，必将面临着更为复杂的周边环境，对地下结构、基坑支护及周边环境的保护提出更加严格的要求。盖挖逆作法因其具有缩短地面交通的中断和有效减小基坑开挖对周边环境影响的优势，被越来越多地运用到城市地下工程中，并已成为城市地下工程项目首选的基坑开挖方式。但这一施工技术有其特殊性，基坑开挖过程中围护结构变形、周边地表位移及对邻近建筑影响三者的关系变得更复杂，盖挖逆作法基坑开挖对周边环境的影响仍留有许多值得研究和解决的问题。
　　本文依托湘潭市河西核心商务区人防平战结合工程为背景，对一期工程车站路段采用盖挖逆作法施工的基坑进行现场监测，基于工程实际参数，采用基坑开挖环境影响分析软件JK3E建立模型并计算分析，将数值模拟结果与现场实测成果进行了对比分析，得出了盖挖逆作法基坑开挖时对周边环境的影响规律。本文主要研究内容及结论如下：
　　（1）进行了基坑监测方案设计，对基坑周边建筑物和地表沉降进行科学、准确地监测，监测发现基坑周边环境的沉降变化主要发生在顶板以上施工阶段，可占总沉降量的50％~60%左右，顶板完成后兼作横向支撑结构可有效减小地下主体施工阶段对周边环境的影响，但减小了施工操作面而使地下部分施工工期增长，并对地下部分防水防渗产生一定的影响；
　　（2）根据工程施工的实际参数资料，采用基坑开挖环境影响分析软件 JK3E建立计算模型，得出了围护结构侧移、周边地表沉降、邻近建筑及地下管线等计算结果，结果显示在顶板以上施工阶段地表沉降模式为三角形，最大沉降点位于0~0.5倍开挖深度处，而顶板下逆作阶段变为凹槽形模式，最大沉降点一般距坑边0.5~2.0m，经比较与实测结论吻合，验证了计算模型和方法的准确性；
　　（3）通过对一期和二期工程两种开挖方式在不同工况下的计算分析，总结出地表沉降估算经验系数，对盖挖逆作法施工，沉降调整系数γ介于0.7~0.8之间，位置调整系数η介于0.3~0.5之间，对于顺作法中则取沉降调整系数γ为1.0~1.1，位置调整系数η介于0.2~0.4是比较合理的，通过修正后预测坑边地表的最大沉降量及最大沉降发生的位置能获得更加精确的结果，这些结果可为工程后续施工提出有益参考并为其他类似工程项目提供一定的借鉴。

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第1章 绪论

1.1 前言

1.2 选题背景及研究意义

1.3 盖挖逆作法工艺特点及应用

1.4 基坑开挖对周边环境影响的研究现状

1.5 本文的研究思路及主要内容

第2章 基坑开挖对周边环境影响的理论研究

2.1 引言

2.2 土体位移特点

2.3 基于Peck曲线的沉降预测方法

2.4 环境保护等级

2.5 小结

第3章 盖挖逆作法基坑开挖对周边环境影响实测分析

3.1 盖挖逆作法基坑开挖工程实例

3.2 基坑监测方案设计

3.3 基坑监测成果分析

3.4 不同开挖方式对周边环境的影响

3.5 小结

第4章 基坑开挖对周边环境影响数值模拟

4.1 引言

4.2 基坑开挖环境影响分析软件简介

4.3 模型的建立及参数的确定

4.4 计算结果分析

4.5 小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 进一步研究展望

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文

附录B 攻读硕士学位期间获奖情况