【摘要】：隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展,為了滿足居民日常出行的方便,在一、二線城市的人群聚集中心,地下空間的開(kāi)發(fā)利用變得越來(lái)越普遍,由此在城市中心出現(xiàn)了大量深基坑工程。而這類基坑工程在施工過(guò)程中往往會(huì)對(duì)周圍既有的建筑物、地下管線以及鄰近的地鐵隧道產(chǎn)生影響。因此,如何在深基坑的設(shè)計(jì)和施工中準(zhǔn)確地計(jì)算土體和地鐵隧道的水平和豎向位移,保證基坑本身和支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全以及臨近建筑物和地鐵隧道的安全和正常使用,是基坑施工中急需解決的問(wèn)題。本文結(jié)合西安國(guó)際中心DK-2二期深基坑工程,采用ANSYS有限元軟件建立了開(kāi)挖基坑的三維有限元模型,定量地分析了在基坑開(kāi)挖過(guò)程中,基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形、基坑底部土體的隆起量、周圍土體的沉降以及鄰近既有地鐵隧道的水平位移和豎向位移;研究了地鐵隧道不同埋深、隧道與基坑不同水平間距、隧道處在不同土質(zhì)條件下等影響因素對(duì)鄰近地鐵隧道結(jié)構(gòu)的水平位移和豎向位移影響規(guī)律。主要結(jié)論如下:(1)基坑開(kāi)挖初期,基坑兩側(cè)受到的土壓力較小,對(duì)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形影響較小,隨著基坑開(kāi)挖深度的不斷增大,基坑圍護(hù)樁體的水平和豎向位移也不斷增大,但豎向位移增大的幅度呈現(xiàn)出逐漸減小的趨勢(shì)。(2)在基坑開(kāi)挖過(guò)程中,隨著基坑底以土體應(yīng)力釋放,基坑底部的土體隆起量也不斷地增大,最大位移達(dá)到了28.8cm。(3)在開(kāi)挖淺層土?xí)r,基坑周圍土體的變形大致表現(xiàn)為線性變化,但隨著開(kāi)挖深度的增加,會(huì)出現(xiàn)一定的非線性變化。(4)基坑開(kāi)挖過(guò)程中,隧道的變形主要以水平位移為主,且水平位移遠(yuǎn)大于豎向位移。(5)通過(guò)對(duì)地鐵隧道的不同埋置深度進(jìn)行模擬,結(jié)果表明:隨著地鐵埋置深度的不斷增大,隧道的變形呈現(xiàn)出逐漸減小的趨勢(shì)。當(dāng)埋置深度小于20m時(shí),隧道埋深的變化對(duì)隧道位移影響較大;超過(guò)20m時(shí),影響較小。(6)通過(guò)對(duì)地鐵隧道距基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的不同水平距離進(jìn)行模擬,結(jié)果表明7.5m是一個(gè)臨界點(diǎn)。水平距離從7.5m增至10m的過(guò)程中,地鐵隧道水平位移減小的幅度最大,達(dá)到了42.2%。而從10m增大到15m時(shí),地鐵隧道豎向位移的減小幅度達(dá)到了25.7%。
[Abstract]:With the rapid development of urban construction, in order to meet the convenience of daily travel of residents, the development and utilization of underground space become more and more common in the crowd gathering center in the first and second tier cities, so a large number of deep foundation pit projects appear in the city center. During the construction of this kind of foundation pit, the existing buildings, underground pipelines and adjacent subway tunnels will be affected. Therefore, how to accurately calculate the horizontal and vertical displacement of soil and subway tunnel in the design and construction of deep foundation pit, to ensure the safety of foundation pit itself and supporting structure, and the safety and normal use of adjacent buildings and subway tunnels, It is an urgent problem in foundation pit construction. In this paper, the 3D finite element model of the excavation foundation pit is established by using ANSYS finite element software combined with the DK-2 deep foundation pit project of Xi'an International Center, and the deformation of the retaining structure of the foundation pit during the excavation process is quantitatively analyzed. The uplift of the soil at the bottom of the foundation pit, the settlement of the surrounding soil and the horizontal and vertical displacement of the adjacent existing subway tunnel are studied, and the different horizontal distances between the tunnel and the foundation pit are studied. The horizontal and vertical displacement of the adjacent subway tunnel structure is affected by the influence factors of the tunnel under different soil conditions. The main conclusions are as follows: (1) at the beginning of foundation pit excavation, the earth pressure on both sides of the foundation pit is relatively small, and the deformation of the retaining structure of the foundation pit is less affected. With the increasing of the excavation depth, the horizontal and vertical displacement of the retaining pile body of the foundation pit is also increasing. However, the increasing amplitude of vertical displacement shows a decreasing trend. (2) during the excavation process, with the release of soil stress at the bottom of the foundation pit, the uplift of the soil at the bottom of the foundation pit increases continuously, and the maximum displacement reaches 28.8cm. (3) during the excavation of shallow soil, The deformation of soil around the foundation pit is approximately linear, but with the increase of excavation depth, there will be a certain nonlinear change. (4) during excavation, the deformation of tunnel is mainly horizontal displacement. And the horizontal displacement is far greater than the vertical displacement. (5) through the simulation of the different buried depth of the subway tunnel, the results show that the deformation of the tunnel gradually decreases with the increasing of the buried depth of the subway. When the buried depth is less than 20m, the variation of the buried depth has a great influence on the displacement of the tunnel, and when the depth is more than 20m, the influence is small. (6) through the simulation of the different horizontal distance between the subway tunnel and the supporting structure of foundation pit, the result shows that 7.5m is a critical point. In the process of increasing the horizontal distance from 7.5 m to 10 m, the amplitude of horizontal displacement of subway tunnel is the largest, reaching 42.2%. When the vertical displacement of subway tunnel increases from 10 m to 15 m, the reduction range of vertical displacement reaches 25.7m.
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU753

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本文編號(hào)：2138941