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基于FLAC3D深基坑变形规律研究_论文

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2018年 7月  第 17卷 第 4期 (总第 94期 )  安 阳工学 院学 报  Journal of Anyang Institute of Technology  July,2018  Vo1.17 No.4(Gen.No.94)  D01:10.19329 ̄.cnki.1673—2928.2018.04.025  基于 FLAC3D深基坑变形规 律研 究  裴  迅  (郑 州_T-2,k应 用技 术 学院 ,郑 州 451100)  摘 要 :随着城市规模的 不断扩 大 ,城 市之 间交流的 日益 密切 ,交通 成为城 市发展 的一个重大 问题 ,而解决城 际交通 问  题 的 一 个 重 要 途 径 就 是 发 展 城 际轨 道 交 通 。笔 者 以 河 南 省 郑 机 城 际铁 路 明 挖 法 隧道 深基 坑 工 程 为依 托 ,运 用 有 限差 分软   件 FLAC3D,结合工程各施 工工况 ,对深基坑 支护开挖进行 了三维模 拟 ,分析 了支护体 系的变形和 受力特性 ,对深基坑 变形  规 律 进 行 了研 究 。  关 键 词 :深 基 坑 ;支 护体 系 ;FLAC3D  中 图分 类 号 :TU473  文 献 标 志 码 :A  文 章 编 号 :1673—2928(2018)04—0095—04  1国内外研 究现状  2O世 纪 40年 代 ,Terzaghi” 和 Peck 等人 通 过 大  量 的工 程 分 析 和 研 究 ,提 出 了预 估 挖 方 的稳 定 程  度 和 支 撑 受 荷 大 小 的总 应 力 法 ,并 在 以后 的工 程  应 用 和 分 析 研 究 中做 了许 多 改进 与修 正 ;20世 纪  50年 代 ,Bjeruum和 Eide通过 对基 坑 开 挖过 程 中底  板 隆 起 量 的分 析 和研 究 ,总 结 出 了确 定 基 底 隆起  的方法 【3】。  我 国的 深基 坑 支 护结 构 设 计 出 现 的时 间 相 对  较 晚 。20世 纪 7O年 代 ,基 坑 工程 逐 渐 出现 在 人们  的视野 ,其特点是开挖深度较浅且没有相邻建筑  物 ;20世纪 80年 代 以来 ,由于北京 、上 海 、深圳 等 大  型 城 市 快 速 发 展 及 人 口的迅 速 增 加 ,高 层 及 超 高  层 建 筑拔 地 而起 ,这些 建 筑 的基 础 施 工 ,成 为 基 坑  工 程 的主要 内容 ;20世 纪 90年代 以后 ,旧城改 造 成  为 我 国大 部 分 城 市 的 主题 ,然 而此 时 的深 基 坑施  工 则 是 在 建 筑 物 密集 的市 区 内 进行 ,给这 一 古 老  基 坑 支 护 课 题 注入 了新 的血 液 ,即 如何 确 保 基 坑  开挖过程 中周 围建 筑的安全 。但是 ,由于基 坑工  程 是 一项 系 统 工程 ,影 响 因素 众 多 、设计 与 施 工 脱  节 ,工程 中发生安全事故的概率仍然很高 。 。  2深 基坑 变形 机理  深 基 坑 施 工过 程 中 ,随着 土体 的开 挖 ,基 坑 底  部 由于荷 载 消 除 ,土压 力 促 使 土体 产 生 向上 为 主  的位 移 ,同时 围护结 构 随着 开 挖 深 度 的增 加 ,两 侧  受 力 不* 衡 产 生 向基 坑 内为 主 的位 移 ,基 坑 周 围  地层 也 随 之 产生 移 动 。基 坑 因变形 而 表 现 出来 的  三种 位 移 主要 有 :基 坑 底部 隆起 、围护 结构 的变 形  和坑 外 地 表 的沉 降 。三 种 变 形 的产 生 都是 由于 基  坑 土体 的卸 荷 而 产 生 的 ,因 此 三 种 变 形 是 相 互 联  系 的 。  3工 程简 介  3.1工程 概 况  城 际铁 路 因具 有 占地 少 、速 度 快 和运 量 大 的  特 点 得 到各 大 城 市 的喜 爱 。郑机 城 际铁路 将 承 担  新 郑 机 场 至 郑 州 、开 封 、许 昌等 城 市 的客 流 ,对 缩  短人们的出行时间 、实现郑州地区与周边城市“半  小 时 ”经 济 圈 创造 有 利 条 件 ,同时对 提 升 中原 城 市  群综合竞争力起着关键性 的作用 。本期施工为郑  机 城 际 铁 路 地 下段 第 Ⅳ标 段 ,总 长 为 5 216.1m,设  计 起 止里 程 为 DK38+883.90~DK44+100。 由于 区  间段 结构 断 面 过 大 ,拟 采用 明挖顺 作 法 进 行施 工 ,  线 路走 向具 体详 见 图 1所 示 。  3.2支 护结 构 方案  拟 建 深 基 坑 选 用 的支 护 方 案 为 :先 对 第 一 层  按 照 1:1.25的 比例 土进 行 放坡 开 挖 ,再施 作 围护 结  构 。基 坑 内采 用 三 层 钢 支 撑 体 系 :第 一 层 位 于 冠  梁 处 ,选 用 直 径 609 mm,厚 度 t=12 mm钢 管 支 撑 ,  水 * 间距 为 3 in;第 二 层 位于 冠梁 下 6 in处 ,选用 直  径 609 mm,厚度 t=16 mm钢 管 支 撑 ,水 * 间 距 为 3  nl;第 三 层 位 于冠 梁 下 11 In处 ,选 用 直 径 609 mm,  厚 度 t=16 mm钢 管 支撑 ,水 * 间距 为 3 m。其 中 ,第  一 层 钢 支 撑 轴 力 设 计 值 为 784 kN,第 二 层 钢 支 撑  轴力 设计 值 为 2 754 kN,第 三层 钢支 撑 轴力 设计 值  为 3 164 kN。各 道 钢 支 撑 按 设 计 的 30% ~50%施  加 ,并 根据 施 工 现 场 围护 结 构 的变 形 、受 力 监测 情  况调 整实 施 。深基 坑 围护结 构 见 图 2所 示



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