西安地铁深基抗围护结构设计与监测技术研究

摘要

地铁深基坑围护结构设计及其稳定性分析是地铁建设中的关键课题之一，开展西安地铁深基坑围护结构设计研究具有重要工程应用价值。本文以西安地铁三号线新筑～保税区明挖段深基坑工程为背景，采用理论分析、现场监测和数值模拟相结合的方法开展工作。主要结论有： (1)分析和探讨了深基坑围护结构变形模式及围护结构变形的影响因素，影响深基坑围护结构变形的因素有工程地质及水文条件、基坑几何形状、设计因素、施工因素以及外界荷载变化。 (2)确定新筑～保税区明挖段深基坑围护结构形式，即放坡+灌注桩+钢支撑；结合排桩支护计算方法和朗肯土压力计算理论，完成了深基坑围护结构设计。同时，采用FLAC数值模拟方法对提出的深基坑围护结构设计的可行性进行了验证，结果表明，采用放坡+灌注桩+钢支撑的围护结构设计方案能够确保开挖过程深基坑的安全稳定，提出的围护结构设计方案可行。 (3)结合工程地质及水文地质条件，给出了新筑～保税区明挖段深基坑降水设计，水位监测结果表明，降水设计合理，达到了干法施工的目的。 (4)进行了深基坑的变形监测方案设计，并完成了现场监测。现场监测结果表明，围护桩水平变形较小，在允许范围之内，钢支撑可以有效阻止深基坑大跨度开挖过程中桩体的水平变形。 (5)通过对比数值计算值和现场监测值可以看到，两者得到的深基坑变形规律和变形趋势基本一致，表明采用数值计算方法验证的深基坑围护结构设计方案的可行性，桩体水平位移、钢支撑轴力和地表沉降均在合理范围之内，表明本文提出的放坡+灌注桩+钢支撑的围护结构方案合理有效。

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