合肥地铁青阳站基坑施工对地表沉降影响因素分析

摘要

随着城市的发展，出现了大量的基坑工程，开挖基坑时会引起地表沉降和变形。当地表沉降达到一定程度会影响地面建筑物和地下管线的安全，所以必须严格控制因基坑开挖引起的地表沉降。本文基于合肥地铁2号线青阳站基坑的地表沉降监测数据，利用MIDAS/GTS有限元软件建立模型，分析合肥地铁青阳站基坑施工地表沉降影响因素。主要研究了地下连续墙埋设宽度、支撑道数、支撑刚度对地表沉降的影响，得出了一些规律，给今后相似的工程提供借鉴，得到的规律如下：　　（1）随着基坑开挖深度的增加，地表沉降量也逐渐增大，最终趋向于稳定状态。　　（2）最大沉降值不是出现在距离围护桩较近的地方，也不是出现在距离围护桩较远的地方，而是出现在距离围护桩稍远的地方。其原因如下：基坑内的支撑具有足够的刚度，它们与土体产生了强大的摩擦力，阻碍了距离围护桩较近土体的沉降。而远离基坑一定的位置，周围土体没有与围护桩产生较大的摩擦力，土体的沉降量就会变大，所以最大沉降值出现在距离围护桩稍远的地方。　　（3）地连墙埋设宽度对基坑周围地表沉降有影响，地连墙埋设宽度越大，抑制地表沉降就越大。地连墙埋设宽度在0.6m时，地表沉降较大，当地连墙埋设宽度在0.8m时，地表沉降相应的减少。但是当地连墙宽度增加到1m时，地表沉降并没有得到更大的抑制，这说明地连墙埋设宽度存在一个最佳埋设宽度。在施工之前如果较为准确的计算出最佳地连墙埋设宽度，会大量的节约工程成本,所以在设计阶段时，要根据基坑的周围环境设计出合理的地连墙埋设宽度。　　（4）支撑数量对基坑周围地表沉降有影响，在其余因素保持不变的情况下，支撑道数越多，抑制地表沉降就越明显。支撑道数为3道时，地表沉降较大，当支撑道数为4道时，地表沉降相应的减少；但是当支撑道数增加到5道时，地表沉降并没有得到更大的抑制，这说明支撑道数存在一个最佳数值。在施工之前如果较为准确的计算出最佳支撑数量，会大量的节约工程成本。　　（5）支撑刚度对基坑周围地表沉降有影响，在其余因素保持不变的情况下，支撑刚度越大，抑制地表沉降就越明显。支撑内外径差值为10mm时，地表沉降较大，支撑内外径差值为14mm时，地表沉降相应的减少；但是支撑内外径差值增加到18mm时，地表沉降并没有得到更大的抑制，这说明支撑刚度存在一个最佳支撑刚度。在施工之前如果较为准确的计算出最佳支撑刚度，会大量的节约工程成本，同时也会加快施工进度。　　(6)合肥地铁2号线青阳站基坑位于城市中心地区，在开挖基坑时要特别注意基坑的安全性。随着经济的发展，合肥地区资源匮乏、环境遭到一定的程度的破坏，因此在保证基坑的安全的同时也要考虑到基坑安全和经济效益与环境效益之间的关系。就本文而言，地连墙埋设宽度、支撑数量、支撑刚度有个最佳值。当设计值高于这个最佳值,单位成本会大大增加，同时也浪费了资源，当设计值低于这个最佳值，基坑就会存在安全性隐患。所以如果设计单位精确地计算出这个最佳值，工程建设和资源效益就会达到最佳状态。

目录

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第一章绪论

1.1 研究背景和意义

1.2基坑工程施工特点和施工方法介绍

1.3国内外研究现状

1.4 存在主要问题

1.5研究内容及其方法

第二章 基坑变形理论与地表沉降计算方法

2.1基坑开挖方

2.2基坑变形现象

2.3基坑变形机理

2.4基坑周边地表沉降计算方法

2.4 本章小结

第三章 基坑开挖对周边地表沉降数值模拟

3.1 MIDAS/GTS有限元软件介绍

3.2 MIDAS/GTS模型分析

3.3模型建立与分析

3.4本章小结

第四章 基坑开挖对周边地表沉降监测数据分析

4.1工程概况

4.2监测内容

4.3地表沉降监测方法

4.4地表沉降监测数据分析

4.5本章小结

第五章 不同因素下地表沉降分析

5.1不同地连墙埋设宽度对地表沉降影响分析

5.2 不同支撑数量对地表沉降影响分析

5.3不同支撑刚度对地表沉降影响分析

5.4本章小结

第六章 结论与展望

6.1本文结论

6.2展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果