相邻超深基坑开挖变形特性研究

作     者：王宏谦 

作者单位：天津大学 

学位级别：硕士

导师姓名：朱建波;邓稀肥

授予年度：2021年

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：相邻超深基坑 开挖顺序 基坑间距 地连墙变形 地表沉降 

摘      要：随着地下空间开发与利用的进程加快,越来越多的超深基坑群工程出现在城市建设中。由于基坑群开挖施工的相互影响,相邻基坑工程中的围护结构受力变形与对周边环境影响相较于单独基坑更为复杂。因此,研究相邻超深基坑工程开挖的变形特性,对于基坑工程的科学设计和安全施工具有重要意义。本文依据杭州地铁六号线杭州东站超深基坑实际工程,通过开展模型试验和数值模拟,研究了相邻基坑开挖中围护结构变形和地表沉降规律,并且对相关影响因素进行了分析。本文主要研究内容与结论如下:(1)开展了不同开挖顺序和间距下的相邻基坑室内缩尺相似模型试验,揭示了地连墙水平变形和地表沉降规律。试验结果表明:随着先挖基坑超前开挖深度的增加,先挖基坑远离侧地连墙和后挖基坑邻近侧地连墙变形减小,先挖基坑邻近侧地连墙和后挖基坑远离侧地连墙变形增大;由于叠加效应影响,同步开挖下基坑周边地表沉降更大;随着基坑间距增大,相邻基坑中远离侧地连墙水平变形减小,邻近侧地连墙水平变形增大。(2)建立了三维有限元模型,结合监测数据验证了本构模型的准确性与数值模型的合理性。研究了基坑开挖过程中围护结构变形和地表沉降规律,进一步分析了不同开挖顺序和间距对相邻基坑开挖变形的影响规律。数值模拟结果表明:MMC模型比MC模型能更好的反映实际工程变形情况;相邻两基坑邻近侧地连墙整体变形差异明显,坑间地表沉降小于坑外地表沉降;随着先挖基坑超前开挖深度的增加,先挖基坑邻近侧地连墙变形增大,而后挖基坑邻近侧地连墙逐渐向先挖基坑移动;在超前开挖深度大于0.62H(H为先挖基坑开挖深度)后,地连墙最大变形值基本不变;相邻基坑开挖影响范围约为2.5H,开挖顺序在不同间距下对邻近侧地连墙变形的影响规律一致,邻近侧地连墙变形随间距增加而增大;随着间距增加,坑间土体地表沉降先增大后减小,1.5H间距时沉降值最大。(3)以地连墙水平变形和地表沉降为评价指标,使用数值模拟进行了正交试验,研究了基坑间距、地连墙刚度、插入比、超前开挖深度、被动区加固深度和坑间软土层加固厚度对地连墙水平变形和地表沉降的影响。结果表明坑内被动区加固深度、基坑间距和地连墙插入比影响较大,并据此对原有设计进行了优化。