土巖二元地層復(fù)雜工況下深基坑變形性狀研究

發(fā)布時(shí)間：2020-09-16 17:01

　　在廈門、廣州、青島等覆蓋層較薄的濱海區(qū)域,基坑開挖常遇到上軟下硬的典型地質(zhì)條件,即所謂的土巖二元地層。這種地質(zhì)條件下中下部巖層起伏較大,不同的土巖交界面深度造成了不同的基坑變形特點(diǎn),設(shè)計(jì)施工難度大。與軟土地區(qū)相比,國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)土巖二元地層結(jié)構(gòu)的基坑xO究較少,只有一些比較經(jīng)驗(yàn)性的分析,少量研究成果與工程建設(shè)的實(shí)際需求相差甚遠(yuǎn)。本文依托于廈門地區(qū)某土巖二元地層深基坑,該基坑場(chǎng)地基巖面最大高差超過6.5m,高基巖面樁底位于坑底線以上7m,低基巖面樁底位于坑底線以下2m,基坑施工工況復(fù)雜。采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和數(shù)值模擬分析的方法,對(duì)基坑變形性狀進(jìn)行了研究,主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的方法,獲取基坑施工過程的各項(xiàng)變形數(shù)據(jù)。通過分析,得出不利地質(zhì)條件、施工條件下基坑變形特征量的變化規(guī)律,探究了影響基坑變形形態(tài)和變形量增長(zhǎng)的主要因素。實(shí)測(cè)高巖面樁體最大水平位移達(dá)70.39mm,約0.40%H,最大地表沉降為-26.81mm;低巖面樁體最大水平位移達(dá)105.42mm,約0.58%H,最大地表沉降為-45.95mm,基巖面越低,其變形受基坑開挖和周邊土體擾動(dòng)的影響越大;在首道錨索支護(hù)不利的情況下,嵌固深度不足的圍護(hù)樁變形呈懸臂狀的內(nèi)傾型和平移型相結(jié)合的變形分布,嵌固深度足夠的圍護(hù)樁呈內(nèi)傾型變形;復(fù)雜工況下,如支護(hù)不利的情況下開挖面暴露、坑外土體加固對(duì)變形量的增長(zhǎng),特別對(duì)低巖面區(qū)域基坑變形有顯著影響。(2)根據(jù)基坑的實(shí)際工況和地質(zhì)條件,利用FLAC3D建立考慮基巖面起伏的精細(xì)化三維數(shù)值模型,模擬基坑開挖過程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)和周圍土體的變形情況。數(shù)值模擬結(jié)果高巖面最大樁體水平位移為77.01mm,低巖面區(qū)域達(dá)到112.16mm,與實(shí)測(cè)結(jié)果吻合較好,驗(yàn)證了數(shù)值模型合理性;樁后土體位移表現(xiàn)出與圍護(hù)樁一致的變形規(guī)律,基坑變形表現(xiàn)出明顯的空間特性。在此基礎(chǔ)上,得出基巖面起伏較大的土巖二元地層深基坑空間變形模式。(3)研究土巖二元地層條件下典型的樁錨組合支護(hù)結(jié)構(gòu)各參數(shù)對(duì)基坑變形的影響,結(jié)果表明:錨索預(yù)加預(yù)應(yīng)力的大小是影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移的重要影響因素,鎖腳錨索鎖腳力大小對(duì)減小樁底水平位移效果明顯;第一道錨索對(duì)抑制圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形作用最大;樁頂水平位移隨嵌巖深度和預(yù)留巖肩寬度的增加呈現(xiàn)出線性遞減的關(guān)系;最后在此基礎(chǔ)上提出了施工過程中基坑變形控制的相關(guān)建議。
【學(xué)位單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU473.2
【部分圖文】：