隨著我國城市建設的迅速發(fā)展和城市人口密度的急劇增加,城市交通擁堵問題日益嚴重,合理地開發(fā)利用地下空間資源進行城市軌道交通的建設,已然成為了解決這一難題的有效途徑。地鐵車站的建設作為地鐵工程項目的重點和難點,隨著基坑工程越來越朝著“更深”、“更寬”的方向發(fā)展,其建設施工的規(guī)模和難度也大大增加。因此深入研究地鐵車站深基坑工程施工對基坑圍護體系、周圍土體及鄰近建筑物的變形影響規(guī)律,確定高效先進的地鐵車站施工關鍵技術對保障地鐵車站工程安全順利地開展有著非常重要的意義。本文基于哈爾濱地鐵3號線哈平路地鐵車站工程實際,針對由既有地道橋完全分隔的超深超寬“分體式”地鐵車站深基坑及附屬工程,運用數值模擬的研究方法,在分析研究了深基坑施工對圍護結構和既有地道橋影響規(guī)律的基礎上,通過利用BIM技術共同確定了最佳的工程施工方案和關鍵技術,并對地鐵車站項目的施工建設過程進行了信息化管理。本文的主要研究內容及結論如下:（1）結合工程地質條件和施工風險源,針對哈平路站的南北兩側深基坑工程,采用Midas GTS NX軟件建立了三維精細化數值模型,分析了深基坑施工對圍護結構水平變形、周邊地表沉降變形、地道橋結構水平... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數】：72 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

哈平路站位置及周邊建筑分布圖

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文12圖2-2哈平路站重點結構相對位置圖圖2-3哈平路地鐵車站結構布置圖哈平路地鐵車站地所處地質條件為崗阜狀平原地貌，地層分布由上而下分別為雜填土層、粉質粘土層和中粗砂層。地層簡單、穩(wěn)定，且此車站未見地表水，地下水主要是第四系孔隙水和上層滯水。2.1.2工程特點此車站是哈爾濱地鐵建設以來規(guī)模和難度最大的地鐵車站之一。（1）風險源多哈平路站不但含有自身深基坑開挖、蓋挖施工、暗挖施工等自身風險源之外，還有諸多環(huán)境風險源。如哈平路站基坑開挖深度為29米，距離地道橋2m～10m，為I級風險；暗挖主體下穿1.4m直徑給水管，距離僅3.8m，為I級風險；蓋挖段正上方存在著既有保健路地道橋；基坑周邊存在著多棟重要的建筑物。（2）工藝復雜由于車站受到換乘、管線、站位、地上建筑物、既有地道橋等的多方面影響，導致不能按照常規(guī)車站施工工藝進行組織，為保證車站施工不得不采取明挖、蓋挖、暗挖、半鋪蓋等眾多工藝相結合的方式進行。（3）體量龐大雖然本站長度只有150米左右，但是其寬度大、深度深，且還有聯(lián)絡通道、換乘節(jié)點等施工內容，導致其總的工程體量相當于三個常規(guī)車站的大小，是一個由既有地道橋分隔開的超深超寬大型分體式地鐵車站。（4）施工條件惡劣哈爾濱屬于高寒地帶，最低氣溫-41.4℃，最大凍結深度1.98m。且本站地處保健路和哈平路交叉口，兩條道路均為哈爾濱城區(qū)主要交通道路，車流量大，施工場地狹小，對于施工的正常組織和材料的運輸都有較大影響。2.2有限元法簡介有限元法的基本原理是將整個連續(xù)體通過相關軟件離散成有限個單元體，同

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文17的原則等效為地下連續(xù)墻進行分析，此法稱為等剛度法。假設鉆孔樁徑為D，樁凈距為t，如下圖2-8所示。圖2-8轉換方式圖示則樁等效為厚度為D+t的地下連續(xù)墻，若等效后的墻厚為h，則有：()34111264D+thπ=D310.8381hDtD=+依據上式將鉆孔灌注樁等效為地下連續(xù)墻后的參數如下表2-2所示。表2-2支護結構材料參數表支護形式彈性模量(kN/mm2)泊松比型號尺寸及布置形式(mm)鉆孔灌注樁300.3C30φ1000@1300等效地下連續(xù)墻300.3C30h=768混凝土支撐300.3C30800×1000鋼支撐2000.3Q235φ609，t=16混凝土冠梁300.3C301000×1000~1200×2500混凝土腰梁300.3C30600×800~1400×1000立柱樁300.3C30φ1200鋼腰梁2000.3Q2352工45c鋼連系梁2000.3Q2352C40a2.4.2模型假設及邊界條件由于深基坑工程施工現場復雜、情況多變，為了讓有限元模擬過程盡可能地與真實狀態(tài)相符，選擇適當的本構模型非常重要。且基坑開挖時受時空效應的影響，所以在保證不影響主要分析計算結果的前提下，對深基坑的建模和計算需進行一定的假設。根據前文的介紹，本次建模中土體采用考慮區(qū)分加卸載的修正摩爾-庫倫本構模型，而等效地下連續(xù)墻、立柱樁、鋼支撐、冠梁、腰梁、連系梁等結構單元采用線彈性本構模型。模型中基坑以及鄰近保健路地道橋的圍護結構均采用板單元模擬，土層及保健路地道橋主體結構采用三維實體單元模擬。冠、腰梁及立柱等使用一維梁單元；

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]深基坑開挖對坑外深層土體及鄰近隧道的影響研究[D]. 鄧旭.天津大學 2014

碩士論文
[1]基坑開挖對基坑及臨近建筑物的變形影響研究[D]. 羊科印.西安理工大學 2019
[2]BIM技術在深基坑工程施工中的應用研究[D]. 鐘金玲.福建工程學院 2019
[3]BIM技術在地鐵項目實施階段的應用問題研究[D]. 李靖平.吉林建筑大學 2019
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本文編號：3265114