【摘要】：為了緩解沈陽市區(qū)的交通壓力,方便市民出行,沈陽修建了南北快速干道工程,其中南段采用地下公路隧道。由于沈陽市地下公路隧道建在了既有公路的下方,施工場(chǎng)地受限制,周邊環(huán)境復(fù)雜,這些都給隧道深基坑的開挖帶來了困難與風(fēng)險(xiǎn)。為保證基坑開挖的安全與穩(wěn)定,確保工程的順利進(jìn)行,需要對(duì)基坑所采用的鉆孔灌注樁+鋼支撐組成的支護(hù)體系進(jìn)行監(jiān)測(cè)。本文以沈陽市南北快速干線隧道17.8m深基坑工程為依托,采用現(xiàn)場(chǎng)埋設(shè)傳感器元件的方法,在基坑土體開挖過程中對(duì)圍護(hù)樁水平位移、圍護(hù)樁鋼筋內(nèi)力、鋼支撐軸力進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集,以此來研究基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與變形情況,再用ABAQUS有限元軟件進(jìn)行數(shù)值模擬,并將兩者數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,希望能對(duì)類似基坑工程的安全施工和監(jiān)測(cè)提供參考。主要研究成果如下:(1)圍護(hù)樁體的最大水平位移(變形)與基坑的開挖深度密切相關(guān),隨基坑開挖深度的增大而發(fā)生非線性增大。在整個(gè)基坑土體開挖過程中,樁身形狀由最初的前傾形曲線逐步向弓形曲線發(fā)展,最終在距基坑設(shè)計(jì)開挖總深度的2/3處達(dá)到14.30mm的最大值。(2)由純彎構(gòu)件假設(shè)理論,結(jié)合內(nèi)力包絡(luò)圖與實(shí)測(cè)樁體水平位移量離散點(diǎn),擬合得到樁體水平變形與深度之間的函數(shù)關(guān)系,并對(duì)樁體變形曲線進(jìn)行二次求導(dǎo),由樁體上任意點(diǎn)處的曲率可推算出整個(gè)樁體的彎矩值。(3)圍護(hù)樁鋼筋內(nèi)力大小的變化受到鋼支撐架設(shè)與拆除的影響,從每層土體開挖結(jié)束后到架設(shè)該層鋼支撐時(shí)間段,鋼筋計(jì)內(nèi)力變化明顯,為最不利時(shí)期。在整個(gè)施工監(jiān)測(cè)過程中,樁體鋼筋所受軸力均較小,僅為設(shè)計(jì)值的66.4%,表明圍護(hù)樁配筋設(shè)計(jì)是安全可靠的,但偏于保守。(4)在基坑每層土體開挖完成后,應(yīng)及時(shí)架設(shè)鋼支撐,并施加合理的預(yù)應(yīng)力,以改善圍護(hù)墻體的受力條件,防止基坑失穩(wěn)。本次監(jiān)測(cè)的最大支撐軸力值為1150k N,占設(shè)計(jì)軸力值的63.9%,說明該基坑支護(hù)體系的設(shè)計(jì)偏于保守,可對(duì)鋼支撐軸力的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化。(5)ABAQUS數(shù)值模擬結(jié)果與監(jiān)測(cè)結(jié)果在數(shù)值上總體比較接近,且變化趨勢(shì)一致,表明建立的模型合理、參數(shù)選取恰當(dāng),能夠反映基坑開挖期間圍護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與變形情況,可為類似工程分析提供借鑒。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U456.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2691480