近年來,隨著城市地下空間不斷開發(fā)和軌道交通建設(shè)的大力發(fā)展,地鐵車站深基坑工程的建設(shè)也在與日俱增。深基坑在開挖和降水共同作用下的變形問題已成為了地鐵建設(shè)中重要的研究內(nèi)容。本文依托于南寧地鐵3號線青秀山站深基坑工程,根據(jù)深基坑的半成巖地層環(huán)境及開挖特點(diǎn),提出了合理的施工方案,并且建立了三維有限元計(jì)算模型,全面細(xì)致地分析了在降水條件下施工對深基坑與周圍環(huán)境的影響因素及變化規(guī)律,主要取得的研究成果如下:(1)風(fēng)亭組深基坑工程為半成巖地層的超深開挖,支護(hù)方案采用鉆孔灌注樁+十二道內(nèi)支撐的形式,降水方案采用管井降水的方式,開挖方案采用逆作法+順作法結(jié)合的方法進(jìn)行施工。(2)采用MIDAS GTS/NX有限元軟件建立了風(fēng)亭組深基坑三維模型,分析了因降水工作導(dǎo)致滲流場發(fā)生變化的原因;根據(jù)實(shí)際工況分別模擬了深基坑工程中分步降水開挖和一次性降水開挖兩種施工方式的全過程,分析地面沉降量、圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形、基底隆起和內(nèi)支撐軸力等隨著深基坑施工的變形規(guī)律和影響,并比較兩種降水開挖方式發(fā)現(xiàn),分步降水開挖施工方式更安全合理;將模擬結(jié)果和實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)作對比發(fā)現(xiàn),二者的數(shù)值非常接近,變形規(guī)律也基本吻合,所以數(shù)值模擬結(jié)果對實(shí)際工程有參考性價(jià)值。(3)在分步降水開挖的施工方式下,模擬分析了改變圍護(hù)結(jié)構(gòu)的深度與直徑,立柱的深度與直徑四個(gè)因素對深基坑變形的影響程度及變化趨勢,研究發(fā)現(xiàn),圍護(hù)結(jié)構(gòu)深度和直徑的改變雖然對地表沉降及圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形有影響,但會(huì)大大增加施工成本,所以,在保證深基坑安全的前提下建議采取其他有效措施;立柱深度和直徑的改變對地表沉降及圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形影響很小,但立柱對深基坑的支撐體系起到了關(guān)鍵性作用,很大程度決定了深基坑的穩(wěn)定性。因此,仍需要在滿足立柱自身剛度要求的前提下,選取既經(jīng)濟(jì)又適用的立柱尺寸。選擇最優(yōu)化的施工方案可以達(dá)到資源節(jié)約、降低施工成本的目的。
【學(xué)位單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU753
【部分圖文】：

圖 2-1 含水層中的單元體ρ 表示地下水密度，xQ 表示單位時(shí)間內(nèi)在 x 軸方向流向單元體的地下量， , ,x y zv v v 分別表示地下水的流動(dòng)速度，所以在 Δt 時(shí)間內(nèi)，經(jīng)過平面 ABC地下水質(zhì)量見式(2-13)：x xρ Q Δt = ρv Δy Δz Δt (在 Δt 時(shí)間內(nèi)，經(jīng)過平面 A′ B ′C ′D ′的地下水質(zhì)量見式(2-14)：( ) ( )x xx xQ vQ x t v y z t x y z tx xρ ρρ ρ + Δ Δ = Δ Δ Δ + Δ Δ Δ Δ (所以，x 方向經(jīng)過單元體的地下水質(zhì)量差為：( )xvx y z tx ρ Δ Δ Δ Δ 同樣，y、z 方向經(jīng)過單元體的地下水質(zhì)量差為：( )yvx y z ty ρ Δ Δ Δ Δ ，( )zvx y z tz ρ Δ Δ Δ Δ

第三章 南寧地鐵車站深基坑工程設(shè)計(jì)3.1 工程實(shí)例3.1.1 工程概況本文依托于南寧地區(qū)地鐵 3 號線青秀山站深基坑工程，青秀山站位于鳳嶺南路與青山路交叉口東側(cè)約 180 m，地面高程為 104.58 m~119.00 m，地勢起伏較大。青秀山站橫跨鳳嶺南路，在鳳嶺南路北側(cè)的金匯如意坊廣場設(shè)置明挖活塞風(fēng)井，風(fēng)井要承擔(dān)相鄰站點(diǎn) 4 臺(tái)盾構(gòu)機(jī)的吊出任務(wù)。車站起點(diǎn)里程YDK20+045.200，終點(diǎn)里程為 YDK20+229.900，總長 184.7 m。其中，風(fēng)亭組深基坑尺寸為15.6 m×27.3 m，深基坑開挖深度為58.7 m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)為Φ1 500@1 900鉆孔灌注樁+12 道支撐，其中第 1 道和第 12 道為鋼筋混凝土支撐，中間 10 道主體結(jié)構(gòu)板環(huán)梁兼做支撐，圍護(hù)樁長達(dá) 65.9 m。基坑平面位置示意圖如圖 3-1 所示。

圖 3-2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)剖面圖風(fēng)亭組基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的十二道內(nèi)支撐中，除了第十一道和第十二道內(nèi) C40 混凝土，其余十道支撐皆采用 C35 混凝土。此圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)支撐式，其平面圖分別如圖 3-3，圖 3-4，圖 3-5 所示。圖 3-3 第一道內(nèi)支撐平面圖
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