不同支護(hù)形式在狹長基坑中的分段應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-23 08:56
城市軌道交通建設(shè)迅速。受限于狹小的城市空間,在車流量巨大、建筑物密集的鬧市中開挖狹長型地鐵車站基坑,存在多種支護(hù)形式的聯(lián)合應(yīng)用情形,F(xiàn)有理論多考慮內(nèi)支撐基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)平面內(nèi)變形,多支護(hù)形式情況下的基坑變形特性及縱向變形協(xié)調(diào)研究尚不多見。為研究不同支護(hù)形式在狹長基坑中分段應(yīng)用,本文依托無錫地鐵車站基坑工程對(duì)此展開研究。主要內(nèi)容與結(jié)論如下:(1)引用并修正了綜合剛度,定量分析了分段支護(hù)結(jié)構(gòu)的抗彎能力;基于二維平面預(yù)測的MSD(Mobilized Strength Design)分析方法,考慮基坑的空間效應(yīng),分析三維情況下分段支護(hù)結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)規(guī)律。依托工程逆作段支護(hù)結(jié)構(gòu)綜合剛度遠(yuǎn)大于地下連續(xù)墻段和灌注樁段,采用MSD方法的分段不同支護(hù)方式變形協(xié)調(diào)結(jié)果顯示,越靠近基坑邊角位置,基坑支護(hù)的抗彎安全系數(shù)越高。(2)梳理統(tǒng)計(jì)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù),采用同一斷面數(shù)據(jù)鏡像布置的方法,歸納基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變化趨勢(shì)規(guī)律。狹長型基坑的內(nèi)支撐,基坑斷面兩側(cè)實(shí)際變形并不完全對(duì)稱,兩側(cè)變形的不對(duì)稱性通過支撐傳遞并協(xié)調(diào)變形。采用逆作法施工的基坑段,地下連續(xù)墻變形曲線在首道鋼支撐以上水平位移緩慢發(fā)展,以下迅速增加;采用灌注樁的水平位移...
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
無黏性土坑壁土體的三維破壞模式
以上回填密實(shí)土并澆筑瀝青混凝土路面?紤]到路面必須提供足夠的承載力和剛度,逆作頂板及以上部分必須對(duì)連續(xù)墻有足夠的變形限制,否則會(huì)出現(xiàn)路面隆起及裂縫。所以,本文逆作頂板及以上部分與地下連續(xù)墻的接觸同樣視為剛接。在不考慮現(xiàn)澆主體結(jié)構(gòu),僅考慮黏性土中蓋挖條件下,逆作法段頂部水平剛接約束時(shí),變形規(guī)律同樣符合文獻(xiàn)[18]給出的基坑變形假定。即認(rèn)為連續(xù)墻變形發(fā)生在現(xiàn)有水平約束以下,且水平約束不隨連續(xù)墻變形而移動(dòng)。基于以上假設(shè),僅考慮無主體結(jié)構(gòu)情況下的逆作段的基坑開挖及連續(xù)墻變形特性。地鐵逆作法見圖2-1。逆作基坑先施做頂板,隨后開挖至預(yù)定深度,該步開挖完成后施做主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻,因此,若視頂板為剛度較大的支撐,并假定狹長型地鐵逆作法的開挖是在上部大剛度支撐下的明挖基坑開挖,則對(duì)逆作基坑的統(tǒng)一定量具有參考意義。圖2-1基坑逆作開挖示意圖根據(jù)規(guī)范[38],支撐剛度計(jì)算單元為單幅墻體寬度,且計(jì)算單元內(nèi)剛度值與支撐水
東南大學(xué)碩士學(xué)位論文10平間距呈反比,詳見式(2.8),其中ba/s可以視為計(jì)算單元中支撐的數(shù)量。由于頂板整體視為板狀支撐,且計(jì)算單元內(nèi)滿布,即此處認(rèn)為計(jì)算單元內(nèi)支撐數(shù)量為1。因此,取ba/s為1。綜上,根據(jù)式(2.8)給出了彈性支點(diǎn)剛度系數(shù)計(jì)算公式:RR0EAkl(2.9)式中:λ為支撐不動(dòng)點(diǎn)調(diào)整系數(shù);αR為支撐松弛系數(shù),對(duì)混凝土支撐和預(yù)加軸向壓力的鋼支撐;E為支撐材料的彈性模量(kPa);A支撐截面面積(m2),為與式(2.8)計(jì)算面積統(tǒng)一,取一幅連續(xù)墻長度內(nèi)的逆作板及回填面積;l0受壓支撐構(gòu)件的長度(m)。其中,支撐松弛系數(shù)對(duì)混凝土支撐和預(yù)加軸向壓力的鋼支撐,取αR=1.0,對(duì)不預(yù)加軸向壓力的鋼支撐,取αR=0.8~1.0,此處取1.0。2.3灌注樁等效計(jì)算灌注樁作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)較為常見,當(dāng)與連續(xù)墻組合應(yīng)用于基坑支護(hù)時(shí),由于連續(xù)墻與灌注樁分段應(yīng)用導(dǎo)致截面形狀的突變,圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平剛度存在差異,在相同地質(zhì)條件下將產(chǎn)生位移差,并最終表現(xiàn)為分段應(yīng)用兩種圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)。為統(tǒng)一定量兩種圍護(hù)結(jié)構(gòu),需首先將灌注樁剛度等效折算為連續(xù)墻剛度。文獻(xiàn)[39]給出了等直徑咬合鉆孔灌注樁的等效剛度計(jì)算方法如下:AABBCABnEImEIEnImI(2.10)Aπ644dI(2.11)4112222B00π422642dyayIyRydyRydy(2.12)式中,EA、EB為A、B樁材料的等效彈性模量;IA、IB為A、B樁橫截面的慣性矩;EC為同質(zhì)等效模型材料的彈性慣性模量;IC為同質(zhì)等效模型橫慣性矩,其中A樁為鋼筋混凝土樁,B為素混凝土樁,等直徑咬合鉆孔灌注樁剛度等效示意圖詳見圖2-2。圖2-2咬合樁面積等效示意圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]南京地鐵基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的MSD綜合剛度及變形預(yù)估研究[J]. 徐洪鐘,孫鵬鵬,崔文森,孫義杰. 中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(04)
[2]深基坑內(nèi)撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)綜合剛度研究[J]. 劉美麟,房倩,張頂立,侯艷娟. 巖土力學(xué). 2017(07)
[3]國務(wù)院印發(fā)《“十三五”現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系發(fā)展規(guī)劃》[J]. 馮悅. 城市軌道交通研究. 2017(03)
[4]軟土地區(qū)深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)綜合剛度研究[J]. 張戈,毛海和. 巖土力學(xué). 2016(05)
[5]空間效應(yīng)對(duì)基坑開挖圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形的影響[J]. 付立彬,宋夢(mèng). 地下空間與工程學(xué)報(bào). 2015(06)
[6]蘇州地區(qū)大尺度深基坑變形性狀實(shí)測分析[J]. 廖少明,魏仕鋒,譚勇,柳駿茜. 巖土工程學(xué)報(bào). 2015(03)
[7]內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)基坑的空間效應(yīng)及影響因素分析[J]. 劉念武,龔曉南,俞峰,房凱. 巖土力學(xué). 2014(08)
[8]蘇州地鐵1號(hào)線車站深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形性狀分析[J]. 張德富,童立元,劉松玉,高新南,婁成斌. 地下空間與工程學(xué)報(bào). 2013(S2)
[9]無錫地區(qū)地鐵車站深基坑變形特性[J]. 喬亞飛,丁文其,王軍,王春波. 巖土工程學(xué)報(bào). 2012(S1)
[10]基坑變形預(yù)測的改進(jìn)MSD法[J]. 王浩然,王衛(wèi)東,黃茂松,徐中華. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2011(S1)
博士論文
[1]上海地區(qū)支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體地下結(jié)構(gòu)相結(jié)合的深基坑變形性狀研究[D]. 徐中華.上海交通大學(xué) 2007
碩士論文
[1]武漢某軟土深基坑空間效應(yīng)分析及變形控制研究[D]. 彭朋.武漢工程大學(xué) 2017
本文編號(hào):3095533
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
無黏性土坑壁土體的三維破壞模式
以上回填密實(shí)土并澆筑瀝青混凝土路面?紤]到路面必須提供足夠的承載力和剛度,逆作頂板及以上部分必須對(duì)連續(xù)墻有足夠的變形限制,否則會(huì)出現(xiàn)路面隆起及裂縫。所以,本文逆作頂板及以上部分與地下連續(xù)墻的接觸同樣視為剛接。在不考慮現(xiàn)澆主體結(jié)構(gòu),僅考慮黏性土中蓋挖條件下,逆作法段頂部水平剛接約束時(shí),變形規(guī)律同樣符合文獻(xiàn)[18]給出的基坑變形假定。即認(rèn)為連續(xù)墻變形發(fā)生在現(xiàn)有水平約束以下,且水平約束不隨連續(xù)墻變形而移動(dòng)。基于以上假設(shè),僅考慮無主體結(jié)構(gòu)情況下的逆作段的基坑開挖及連續(xù)墻變形特性。地鐵逆作法見圖2-1。逆作基坑先施做頂板,隨后開挖至預(yù)定深度,該步開挖完成后施做主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻,因此,若視頂板為剛度較大的支撐,并假定狹長型地鐵逆作法的開挖是在上部大剛度支撐下的明挖基坑開挖,則對(duì)逆作基坑的統(tǒng)一定量具有參考意義。圖2-1基坑逆作開挖示意圖根據(jù)規(guī)范[38],支撐剛度計(jì)算單元為單幅墻體寬度,且計(jì)算單元內(nèi)剛度值與支撐水
東南大學(xué)碩士學(xué)位論文10平間距呈反比,詳見式(2.8),其中ba/s可以視為計(jì)算單元中支撐的數(shù)量。由于頂板整體視為板狀支撐,且計(jì)算單元內(nèi)滿布,即此處認(rèn)為計(jì)算單元內(nèi)支撐數(shù)量為1。因此,取ba/s為1。綜上,根據(jù)式(2.8)給出了彈性支點(diǎn)剛度系數(shù)計(jì)算公式:RR0EAkl(2.9)式中:λ為支撐不動(dòng)點(diǎn)調(diào)整系數(shù);αR為支撐松弛系數(shù),對(duì)混凝土支撐和預(yù)加軸向壓力的鋼支撐;E為支撐材料的彈性模量(kPa);A支撐截面面積(m2),為與式(2.8)計(jì)算面積統(tǒng)一,取一幅連續(xù)墻長度內(nèi)的逆作板及回填面積;l0受壓支撐構(gòu)件的長度(m)。其中,支撐松弛系數(shù)對(duì)混凝土支撐和預(yù)加軸向壓力的鋼支撐,取αR=1.0,對(duì)不預(yù)加軸向壓力的鋼支撐,取αR=0.8~1.0,此處取1.0。2.3灌注樁等效計(jì)算灌注樁作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)較為常見,當(dāng)與連續(xù)墻組合應(yīng)用于基坑支護(hù)時(shí),由于連續(xù)墻與灌注樁分段應(yīng)用導(dǎo)致截面形狀的突變,圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平剛度存在差異,在相同地質(zhì)條件下將產(chǎn)生位移差,并最終表現(xiàn)為分段應(yīng)用兩種圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)。為統(tǒng)一定量兩種圍護(hù)結(jié)構(gòu),需首先將灌注樁剛度等效折算為連續(xù)墻剛度。文獻(xiàn)[39]給出了等直徑咬合鉆孔灌注樁的等效剛度計(jì)算方法如下:AABBCABnEImEIEnImI(2.10)Aπ644dI(2.11)4112222B00π422642dyayIyRydyRydy(2.12)式中,EA、EB為A、B樁材料的等效彈性模量;IA、IB為A、B樁橫截面的慣性矩;EC為同質(zhì)等效模型材料的彈性慣性模量;IC為同質(zhì)等效模型橫慣性矩,其中A樁為鋼筋混凝土樁,B為素混凝土樁,等直徑咬合鉆孔灌注樁剛度等效示意圖詳見圖2-2。圖2-2咬合樁面積等效示意圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]南京地鐵基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的MSD綜合剛度及變形預(yù)估研究[J]. 徐洪鐘,孫鵬鵬,崔文森,孫義杰. 中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(04)
[2]深基坑內(nèi)撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)綜合剛度研究[J]. 劉美麟,房倩,張頂立,侯艷娟. 巖土力學(xué). 2017(07)
[3]國務(wù)院印發(fā)《“十三五”現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系發(fā)展規(guī)劃》[J]. 馮悅. 城市軌道交通研究. 2017(03)
[4]軟土地區(qū)深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)綜合剛度研究[J]. 張戈,毛海和. 巖土力學(xué). 2016(05)
[5]空間效應(yīng)對(duì)基坑開挖圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形的影響[J]. 付立彬,宋夢(mèng). 地下空間與工程學(xué)報(bào). 2015(06)
[6]蘇州地區(qū)大尺度深基坑變形性狀實(shí)測分析[J]. 廖少明,魏仕鋒,譚勇,柳駿茜. 巖土工程學(xué)報(bào). 2015(03)
[7]內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)基坑的空間效應(yīng)及影響因素分析[J]. 劉念武,龔曉南,俞峰,房凱. 巖土力學(xué). 2014(08)
[8]蘇州地鐵1號(hào)線車站深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形性狀分析[J]. 張德富,童立元,劉松玉,高新南,婁成斌. 地下空間與工程學(xué)報(bào). 2013(S2)
[9]無錫地區(qū)地鐵車站深基坑變形特性[J]. 喬亞飛,丁文其,王軍,王春波. 巖土工程學(xué)報(bào). 2012(S1)
[10]基坑變形預(yù)測的改進(jìn)MSD法[J]. 王浩然,王衛(wèi)東,黃茂松,徐中華. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2011(S1)
博士論文
[1]上海地區(qū)支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體地下結(jié)構(gòu)相結(jié)合的深基坑變形性狀研究[D]. 徐中華.上海交通大學(xué) 2007
碩士論文
[1]武漢某軟土深基坑空間效應(yīng)分析及變形控制研究[D]. 彭朋.武漢工程大學(xué) 2017
本文編號(hào):3095533
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