杭州地区连续墙支护深基坑变形性状研究

摘要

近些年来，我国城市建设速度加快，地下空间资源得到了空前的开发，随之而来的是大量深基坑工程的出现，研究基坑开挖引起的其自身的变形及周边环境的变化显得意义重大，尽管有很多学者基于对大量基坑工程的研究得出了诸多有意义的结论，但基坑工程是一门具有很强的区域性特点的学科，能否将其它地区基坑工程的研究结果直接用来预测杭州地区深基坑的变形有待探讨，因此有必要对杭州地区深基坑的变形性状进行系统的研究和分析。本文通过基坑案例统计研究、具体工程实测分析及有限元数值模拟，对杭州地区连续墙支护深基坑的变形性状进行了深入的研究，主要研究成果如下:
　　1.收集了杭州地区内18个采用地下连续墙作支护的深基坑的详细资料，基于对统计数据的总结分析，研究了连续墙支护下深基坑的相关变形性状。给出了连续墙最大侧移的变化范围、平均值及发生位置，对其影响因素如插入比、支撑系统刚度进行了分析，又给出了坑外最大地表沉降的变化范围、平均值及发生位置，分析了连续墙最大侧移与坑外最大地表沉降的关系，并将以上结果与其它软土地区进行了对比。
　　2.对杭州某连续墙支护深基坑的实测数据进行了研究分析，实测结果表明，本基坑案例的最大水平位移和上述分析给出的平均值非常接近，蠕变引起的水平位移和地表沉降不容忽视。周边管线与道路沉降时程曲线可划分为3个阶段:(1)快速下沉阶段;(2)波动阶段;(3)稳定阶段。研究了基坑开挖引起的内支撑系统的内力变化规律，对墙顶及立柱的竖向位移、坑外水位的变化过程进行了分析。
　　3.运用有限元软件PLAXIS3D建立本文基坑案例的三维有限元模型，土体采用HSS模型，对其变形性状进行了模拟分析，并将计算结果与实测数据进行了对比，验证计算模型的合理性。对HSS模型计算结果与HS模型计算结果进行了比较，得出HS模型计算结果过大。对被动区加固效果和抽条加固形式进行了深入的探讨，研究结果表明，被动区加固对基坑变形的控制效果较为明显。裙边加固宽度存在一有效范围，当超过此范围后，连续墙的最大水平位移和坑外最大地表沉降的减小速度变缓。在同样工程造价的情况下，采用中间抽条和裙边加固相结合的方式，可以大大减小基坑中点处的坑外地表沉降，因此从控制沉降的角度来看，中间抽条优于两边抽条。

目录

声明

致谢

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外基坑变形经典研究回顾

1．2．2 围护结构变形性状研究

1．2．3 墙后土体沉降研究

1．2．4 基坑数值分析研究

1．3 本文主要研究内容

第2章 杭州地区连续墙支护深基坑变形特性统计分析

2．1 引言

2．2 杭州软土物理力学性质

2．3 杭州地区深基坑围护结构选型

2．4 杭州地区连续墙支护深基坑工程案例

2．5 杭州地区连续墙支护深基坑变形性状分析

2．5．1 深基坑侧移曲线形状特点

2．5．2 连续墙的最大侧向位移

2．5．3 连续墙最大侧移的深度位置

2．5．4 连续墙侧移影响因素分析

2．5．5 基坑坑外地表沉降

2．5．6 最大侧向位移与最大地表沉降的关系

2．6 本章小结

3．1 引言

3．2 工程概况

3．3 工程地质水文条件

3．3．1 场地工程地质条件

3．3．2 场地水文地质条件

3．4 基坑围护方案、施工工况与监测布置

3．4．1 围护结构

3．4．2 施工工况

3．4．3 测点布置

3．5 实测结果分析

3．5．1 坑壁土体水平位移分析

3．5．2 墙后土体沉降分析

3．5．3 墙顶及立柱竖向位移分析

3．5．4 周边管线及道路沉降分析

3．5．5 内支撑轴力分析

3．5．6 坑外水位分析

3．6 本章小结

第4章 连续墙支护深基坑变形性状数值分析

4．1 引言

4．2 数值分析基本理论

4．2．1 结构单元

4．2．2 本构模型

4．3 PLAXIS 3D有限元模型建立

4．3．1 模型边界

4．3．2 土体模型

4．3．3 模型参数

4．3．4 围护结构及支撑模拟

4．3．5 被动区加固模拟

4．3．6 网格划分

4．3．7 施工步模拟

4．4 计算结果验证及分析

4．4．1 坑壁土体及连续墙水平位移

4．4．2 基坑周边地表沉降

4．4．3 HSS模型结果与HS模型结果对比

4．5 被动区加固效果的研究分析

4．5．1 有无被动区加固下的基坑变形性状对比

4．5．2 被动区加固范围的影响分析

4．6 抽条加固形式的研究分析

4．7 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 本文主要结论

5．2 进一步工作建议

参考文献

作者简介