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《天津大学》 2014年
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深基坑开挖对坑外深层土体及邻近隧道的影响研究

邓旭  
【摘要】:本文通过对某深基坑开挖全过程中围护桩的水平位移进行实测,发现由于水平支撑提供的支撑刚度不同,并受到基坑非对称性的影响,不同位置处的围护桩可产生不同的水平位移分布模式,且最大水平位移值也存在明显差别。 通过建立精细化有限元模型,针对4种典型围护结构变形模式引起的坑外深层土体位移场变化特点进行分析,结果表明,即使围护结构最大水平位移相同,由于侧移分布模式不同,基坑外深层土体的位移场可存在较大差别,从而可能对环境产生不同程度的影响。 围护结构在内凸型和复合型模式下,坑外深层土体竖向变形可分为凹槽形沉降区、三角形过渡区和隆起区,悬臂型模式则只存在三角形变形区和隆起区,而踢脚型模式下凹槽形沉降区影响范围更深;对于内凸型和复合型模式,坑外深层土体水平位移场可分为弓形变形区、变形过渡区以及悬臂形变形区,悬臂型模式导致坑外水平位移全部呈悬臂形,踢脚型模式下影响区的范围更深且更广。 进而探讨了不同围护结构变形模式引起坑外既有隧道变形及受力的变化特性,并结合隧道位移的控制标准,分析4种模式下隧道产生过大位移的坑外范围,并将不同模式下的位移影响范围进行了对比。 根据拱顶拱底的竖向变形特点,可将隧道变形按深度分为沉降区、变形过渡区及隆起区。复合型与内凸型模式下各区域的范围及特点基本相同;悬臂型模式对坑外隧道竖向位移影响较弱,沉降区范围明显减小;踢脚型模式中坑外的沉降区域增大,变形过渡区及隆起区范围被显著压缩。 悬臂型模式对坑外隧道的位移影响范围最小,内凸型与复合型模式下范围基本相同,分布大于悬臂型,而踢脚型模式下范围最大。 在实际工程中除控制围护结构最大变形值外,尚应根据周围环境特点合理控制围护结构变形模式,并尽可能避免出现踢脚模式变形。
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