紧邻地铁车站超高层建筑基坑逆作法对地下结构变形影响的研究

摘要

随着城市建设发展,基坑工程规模越来越大,因此基坑开挖对常规围护结构的设计和施工提出了新的挑战。逆作法作为一种新型的施工方法应运而生,其将主体结构的楼板、梁和柱作为基坑开挖时的支护体系,有利于节省开支,逐渐被广泛应用于深基坑工程中。逆作法是一种复杂的施工方法,如果设计或者施工不当将会引起重大经济损失以及人员伤亡,因此对逆作法进行研究分析十分必要。本文基于合肥市新交通大厦的逆作法深基坑工程为实际背景,探讨了逆作法深基坑开挖对支护结构、土体和邻近的地铁车站的变形和受力的影响。
　　本文主要的内容与结论如下:
　　(1)研究基坑逆作法施工对地表沉降、支护结构的变形和受力影响。以合肥市新交通大厦基坑工程为背景,利用有限元软件MIDAS/GTS建立三维有限元模型,模拟施工过程,分析基坑逆作法施工对地表沉降、支护结构的变形影响。分析表明采用逆作法能够有效减小地表沉降、支护结构的变形,变形均在要求控制范围内,并指出两墙合一的地下连续墙作为围护结构在工程应用中的重要作用。
　　(2)研究水泥搅拌桩的强度对地下连续墙变形的影响。通过对不同的水泥搅拌桩强度进行分析,研究表明:随着水泥搅拌桩强度的增加,加固侧的新地连墙变形减小,但是与车站共用的地连墙变形增大。故在选择水泥搅拌桩强度时,要合理考虑新建地连墙和共用墙的变形。
　　(3)研究基坑逆作法开挖对临近地铁站变形和受力的影响。根据上述计算分析结果并选定逆作法施工方案,详细分析了基坑逆作法开挖对临近地铁站影响,结果表明:在基坑附近处,地铁车站结构的变形和受力改变较大,特别是车站中部墙体,而离基坑较远处的变化相对较小;基坑开挖后,与墙体的相交部位的板产生较大的变形;最大不均匀变形产生在靠近墙体的两个柱子之间;因此在施工过程中要注意对受力和变形较大部位的监测。
　　(4)提出相关建议。通过分析得出逆作法在复杂环境下的基坑开挖,合理选择工序,能够有效减小对周围环境的影响,保护紧邻的地铁站。针对影响逆作法施工的相关因素,提出相关解决措施与建议,也为类似工程施工提供一定参考。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 逆作法概述

1.3 逆作法国内外应用与研究概况

1.4 逆作法存在的问题

1.5 本文的主要工作

第二章 工程背景及逆作施工影响因素分析

2.1 工程概况

2.2 影响因素分析

2.3 本章小结

第三章 逆作法施工过程数值模拟研究

3.1本构模型的选择

3.2逆作法施工过程数值模拟

3.3计算结果分析

3.4 水泥搅拌桩强度对地连墙的变形分析

3.5逆作法中的变形控制措施

3.6 本章小结

第四章 逆作法对相邻地铁换乘站变形影响的研究

4.1 施工过程数值模拟

4.2逆作法开挖对换乘站楼板的影响

4.3逆作法开挖对换乘站墙体的影响

4.4逆作法开挖对换乘站柱子的影响

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况