【摘要】：開展黃土地區(qū)地鐵車站暗挖施工地表沉降規(guī)律及其控制技術(shù)研究具有重要的工程應(yīng)用價值。本文以西安地鐵廣濟街車站洞樁法(即Pile-Beam-Arch,簡稱PBA法)施工工程為依托,采用理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場監(jiān)測相結(jié)合的手段對廣濟街車站全暗挖施工誘發(fā)的地表沉降規(guī)律與控制技術(shù)進行研究,主要工作和結(jié)論有:(1)建立了濕陷性黃土地區(qū)地鐵車站PBA法邊樁的計算模型,推導(dǎo)出邊樁的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算公式,給出了黃土地區(qū)PBA法邊樁的設(shè)計計算方法與流程,完成了廣濟街地鐵車站邊樁合理性評價。(2)基于MIDAS有限元軟件完成了廣濟街車站導(dǎo)洞在不同開挖進尺、不同邊樁嵌固深度和邊樁直徑、不同鋼管柱直徑和間距等三種工況下的參數(shù)敏感性分析研究�；诘乇沓两禐樽钚〉目刂颇繕�(biāo),建議了合理的開挖進尺、邊樁嵌固深度和邊樁直徑、鋼管柱直徑和間距。(3)基于給出的合理的開挖進尺、邊樁嵌固深度和邊樁直徑、鋼管柱直徑和間距對地鐵車站PBA工法施工全過程誘發(fā)的地表沉降規(guī)律進行了預(yù)測研究,分析了導(dǎo)洞開挖階段、梁柱體系施作階段、扣拱施作階段、站廳層施作階段和站臺層施作階段等各個階段的地表沉降規(guī)律。(4)完成了廣濟街地鐵車站PBA法施工地表及沉降監(jiān)測方案設(shè)計并開展了現(xiàn)場監(jiān)測工作。監(jiān)測結(jié)果表明,不同施工階段隧洞及地表變形有限元預(yù)測的結(jié)果與實際監(jiān)測結(jié)果基本吻合。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U231.3;U455.4
【圖文】：

易對周邊環(huán)境產(chǎn)生較大影響，必須嚴格控制施工引起地表變形，以保障安全施工，廣濟街車站地表環(huán)境如圖1.1 所示。洞樁法（即 Pile-Beam-Arch,簡稱 PBA 法）是在開挖面以下形成樁-梁-拱的支撐結(jié)構(gòu)，并在此結(jié)構(gòu)的保護下施工完成車站結(jié)構(gòu)。PBA 法在我國北京等城市復(fù)雜環(huán)境下地鐵車站施工中得到普遍使用，取得了豐碩的成果[1]，西安地鐵 6 號線二期廣濟街車站是西安黃土地區(qū)第 1 個采用 PBA 工法施工的車站，在施工技術(shù)、地表沉降規(guī)律研究方面屬于空白，急需開展研究工作。因此本文以廣濟街車站為工程背景，運用模擬軟件 MIDAS-GTS 模擬了 PBA 工法施工過程，并對典型施工階段做了研究分析，研究 PBA 工法中邊樁—中樁—拱—水平支撐等圍護結(jié)構(gòu)施工過程中力學(xué)特性并且探索合理的施工方法，同時研究 PBA 法全暗挖車站地層變形機理與地表沉降控制關(guān)鍵技術(shù)。目的是為西安地鐵全暗挖車站安全地表變形規(guī)律控制提供技術(shù)支撐。圖 1.1 廣濟街車站地表環(huán)境示意圖

技術(shù)路線圖

分析 PBA 工法施工中邊樁的受力特征，并對邊樁的計算模型進行適當(dāng)?shù)暮喕�，邊樁設(shè)計計算存在的問題，結(jié)合廣濟街車站的施工方法，建立了邊樁的力學(xué)計算并驗算了該車站邊樁設(shè)計的安全性。概述PBA 工法中邊樁的受力狀態(tài)不同于一般工程中的樁。分析其受力狀態(tài)，一方面支承來自于初襯的豎向力，繼續(xù)向下開挖車站主體的過程中，還會受到橫向土壓臨時鋼橫撐的力，這種受力狀態(tài)下，邊樁實際上是一種受壓彎的結(jié)構(gòu)。然而，目前邊樁的設(shè)計計算還未形成統(tǒng)一的模式，針對目前這種狀況，首先對邊算模型進行適當(dāng)簡化，首先對邊樁受力作基本假定，根據(jù)邊樁的受力特點分別推樁內(nèi)力計算公式，并且驗算了廣濟街站的邊樁穩(wěn)定問題。簡化的邊樁計算模型工民建工程中主要承擔(dān)豎向荷載的受力基樁受力簡圖可用圖 3.1（a）表示，基坑程中主要承擔(dān)橫向土壓力的邊樁，它的受力情況可用簡化為圖 3.1（b）。

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本文編號：2792868