高密度地下結(jié)構(gòu)區(qū)域開發(fā)地下空間常常會(huì)遇到基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)與既有地下結(jié)構(gòu)共用地下連續(xù)墻的情況,基坑開挖會(huì)導(dǎo)致地下結(jié)構(gòu)出現(xiàn)過大的不均勻隆沉,造成結(jié)構(gòu)的局部破壞�，F(xiàn)有關(guān)于基坑的研究主要集中在對(duì)鄰近地下結(jié)構(gòu)的影響,對(duì)與基坑共墻的地下結(jié)構(gòu)變形特性研究較少。通過對(duì)深基坑開挖引起共墻地下結(jié)構(gòu)豎向變形特性進(jìn)行研究,揭示共墻地下結(jié)構(gòu)的豎向變形機(jī)理,并提出豎向變形預(yù)測方法和控制措施,可為工程實(shí)踐提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。本文采用數(shù)值分析、理論推導(dǎo)和現(xiàn)場測試等手段,探討了基坑開挖對(duì)共墻地下結(jié)構(gòu)豎向變形的作用機(jī)理和影響規(guī)律;提出了用于求解基坑開挖引起墻體豎向位移的理論預(yù)測方法;針對(duì)明挖暗埋地下結(jié)構(gòu)兩側(cè)零距離基坑開挖問題,提出設(shè)置橫隔墻、綁樁和地基加固等保護(hù)措施,并開展三維數(shù)值評(píng)估;依托工程案例開展現(xiàn)場測試,基于實(shí)測數(shù)據(jù),闡明了基坑開挖引起共墻地下結(jié)構(gòu)豎向變形特性。主要內(nèi)容和結(jié)論包括:(1)揭示了開挖引起地下結(jié)構(gòu)豎向變形的機(jī)理。通過分析開挖引起的墻底土體位移、墻土相對(duì)位移和墻頂豎向位移的關(guān)系,揭示了開挖引起地下結(jié)構(gòu)豎向變形的機(jī)理,即墻體豎向位移由開挖卸荷引起墻底以下土體整體隆起和墻土相互作用導(dǎo)致的相對(duì)滑動(dòng)組成,墻頂?shù)淖罱K隆沉特性主要取決于土體的豎向位移場,土體的豎向位移場主要受地層參數(shù)影響。分析表明純黏土地層中,墻底土體隆起小,墻底刺入土體大,墻體出現(xiàn)沉降;純砂土地層中,墻底土體隆起大,墻底刺入土體小,墻體出現(xiàn)隆起。當(dāng)墻體與其他地下結(jié)構(gòu)耦合在一起后,其自身的變形受到相鄰結(jié)構(gòu)物的影響,若周圍結(jié)構(gòu)發(fā)生沉降時(shí),地連墻的隆起量也會(huì)減小。(2)提出了基坑開挖引起地下結(jié)構(gòu)豎向位移的實(shí)用計(jì)算方法。采用Mindlin解求解開挖卸荷引起的土體應(yīng)力場和位移場,結(jié)合墻土荷載傳遞模型,提出了基坑開挖引起地下結(jié)構(gòu)豎向位移的實(shí)用計(jì)算方法。分析表明:隨著土體模量的增大,坑內(nèi)土體豎向位移減小,導(dǎo)致作用于墻體向上的摩阻力減小,從而減小墻體的隆起量;接觸面剛度越大,墻體兩側(cè)的摩阻力相差越小,墻體的豎向隆起越小;隨著坑內(nèi)外接觸面的剛度比增大,坑內(nèi)作用在墻體向上的摩阻力增加,墻體的豎向位移增加。(3)提出開挖影響下共墻地下結(jié)構(gòu)的位移控制保護(hù)措施,并開展綜合評(píng)估。針對(duì)兩側(cè)開挖影響下共墻地下結(jié)構(gòu)的豎向變形問題,提出設(shè)置橫隔墻、綁樁和地基加固控制等保護(hù)措施,采用準(zhǔn)三維數(shù)值分析,開展綜合評(píng)估。結(jié)果表明:設(shè)置隔墻可提高共墻地下結(jié)構(gòu)抗隆起剛度,但隔墻的存在會(huì)增大大基坑開挖引起的豎向位移,因此建議在大基坑開挖結(jié)束時(shí)施工布設(shè)短隔墻。通過設(shè)置綁樁可以有效控制地下結(jié)構(gòu)隆起,綁樁深度越大,效果越好。土體加固可以有效減小坑內(nèi)土體的豎向位移,從而達(dá)到減小地下結(jié)構(gòu)的隆起量的目的。(4)通過實(shí)測分析,闡明了基坑開挖引起共墻地下結(jié)構(gòu)豎向變形的分布特征與發(fā)展規(guī)律。依托實(shí)際工程案例開展現(xiàn)場測試,結(jié)合實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,結(jié)果表明:共墻明挖暗埋地下結(jié)構(gòu)在基坑開挖過程中發(fā)生隆起,整體豎向位移曲線呈現(xiàn)出鐘形。大基坑開挖過程中,分隔墻受到坑內(nèi)土體回彈發(fā)生隆起,從而帶動(dòng)共墻地下結(jié)構(gòu)隆起;小基坑開挖過程中,隧道的豎向位移由于小基坑內(nèi)土體回彈而發(fā)生隆起。此外,對(duì)稱卸荷的方案能夠有效地限制共墻地下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形以及其傾斜程度。
【學(xué)位單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU753
【部分圖文】：

丁勇春簡化影響分區(qū)

上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文 第二章 深基坑開挖引起共墻地下結(jié)構(gòu)豎向變形特性數(shù)值分析(2) 墻體側(cè)向變形在基坑開挖過程中，墻體會(huì)隨著開挖的進(jìn)行而發(fā)生變形。當(dāng)基坑坑內(nèi)土體被挖去后，地連墻上原有的一部分土壓力消失，坑外土體所產(chǎn)生的土壓力將導(dǎo)致地連墻發(fā)生側(cè)向變形。當(dāng)開挖深度越深時(shí)，靠近開挖面的坑外土壓力越大使得地連墻的側(cè)向變形也越大。在地連墻發(fā)生側(cè)向變形的過程中，不可避免地引起坑外土體產(chǎn)生下沉，從而導(dǎo)致地連墻受到向下的摩阻力作用。因此地連墻的側(cè)向變形一定程度上影響墻體受到的摩阻力。圖 2-14 為地連墻側(cè)向變形曲線圖。圖(a)、圖(b)和圖(c)分別為純黏土模型計(jì)算結(jié)果、純砂土模型計(jì)算結(jié)果和組合土層模型計(jì)算結(jié)果。對(duì)比后可以發(fā)現(xiàn)：純黏土模型中，基坑開挖后墻體的側(cè)向變形最大，而純砂土模型中，基坑開挖后墻體的側(cè)向變形最小。

第 57 頁圖 2-32 墻體豎向變形云圖g. 2-32Vertical displacement nephogram of retaining w法，采用了 2 個(gè)單一土體參數(shù)模型和一個(gè)續(xù)墻豎向位移的影響，得到了三種不同土層過對(duì)土體的黏聚力和摩擦角、接觸面的屬性揭示了地連墻豎向位移的基本規(guī)律。主要結(jié)移主要由兩部分組成，一部分是由開挖卸荷，另一部分是墻底以上土體與墻體相互作用土體的豎向位移主要取決于墻底以下土體的與土體力學(xué)參數(shù)和墻土接觸屬性有關(guān)。中，墻底以下土體回彈量較小，由坑外土體

【參考文獻(xiàn)】

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