北京地区深大地铁基坑稳定性及变形特性研究

摘要

近年来，随着城市化进程日益加快，人口大量涌入国内各大城市，致使交通拥堵不断。为了解决交通拥堵问题，北京加快了轨道交通的建设。轨道交通工程的修建，使基坑工程向深度更深、规模更大、环境更复杂的方向发展。由于基坑周边环境的复杂，现今基坑设计理念已经从强度控制转变为变形控制。基坑的变形与其稳定性息息相关，二者相辅相成。因此开展对基坑稳定性与变形的研究意义重大。本文通过理论分析、数值模拟、现场监测等多种研究手段，对基坑的稳定性和变形分别展开了研究，论文主要研究成果如下：
　　(1)对国内外基坑工程稳定性和变形的研究现状进行了总结，概述了基坑稳定性与变形理论等。
　　(2)通过对北京地铁明挖车站基坑尺寸统计，选取宽20m的基坑使用FLAC3D软件的强度折减法进行二维数值模拟，研究了各个因素对无支护基坑稳定性的影响，并使用灰色关联度理论对各个影响因素的敏感性进行了评价；通过数值模拟确定了北京地区不同放坡角度下无支护基坑开挖稳定的临界深度。
　　(3)选取尺寸为200m×20m×28.85m的基坑作为标准化模型进行三维数值模拟来研究北京地区地铁深基坑三维变形规律(考虑了降水的影响)，包括基坑不同位置的围护结构水平变形和周边地表沉降。然后采用此三维模型研究基坑地层变形的影响因素，并使用灰色关联度理论对各个影响因素的敏感性进行了评价。
　　(4)对依托工程六号线南锣鼓巷站典型地表沉降测点和桩顶水平位移测点的监测结果进行了处理分析；对北京地区地铁基坑实测变形进行了统计分析，得到了北京地区深基坑墙体变形与坑外地表沉降的模式：墙体水平变形为大肚子型，坑外地表沉降为凹槽型，与数值模拟结果一致。