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《南京大学》 2015年
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软土区深大基坑降水对支护及周边环境影响研究

徐运达  
【摘要】:深基坑工程是复杂的临时工程,具有很强的区域性,不同工程地质水文地质环境条件下基坑工程的差异很大。在具有较高地下水位地区,基坑工程的施工,需进行降水。基坑降水为施工提供干燥环境,增强土体的强度,但过度降水会引起周围地面沉降影响环境,改变水土压力甚至影响基坑稳定。本文依托南京青奥深基坑工程,其工程中采用降水前的勘察资料进行降水与支护的设计,而实际基坑施工在降水以后进行,与真实情况有偏差。本文为接近实际施工状态,用含水率评定软土层降水疏干效果,分别对在软土区基坑降水后周围环境和支护影响进行分析,本文进行如下的研究工作:(1)总结了软土的工程特性,对目前软土地区深基坑对周边环境影响的研究进行总结。围绕南京青奥轴线深基坑工程降水过程对周围环境和支护结构的变形影响进行研究,考虑软土层中勘察与降水后土体参数变化较大,依据降水后土体状态与实测数据,将含水量作为评定降水效果、划分含水率范围。(2)将南京河西淤泥质粉质黏土制成重塑样,在不同含水率条件下、压实度下,对其变形、强度、渗透性、蠕变特征进行分析,分别进行固结试验、剪切试验、渗透试验、单轴压缩蠕变试验、直剪蠕变试验,对试验结果进行分析,获取土体物理力学性质指标参数。(3)对青奥轴线基坑工程进行分区降水模拟,分析模拟结果得出,其中J3区周边武警部队处地面沉降最大,达到32mm,超出地面沉降控制深度。需进行坑外回灌处理,取单井回灌量为降水总量的1/3,进行数值模拟,得出J3区周围武警部队处地下水为上升2m,地面沉降恢复到16mm,地面沉降得到有效控制。(4)对降水引起地面沉降最大的J3区进行支护结构进行数值分析,以西侧钻孔灌桩为例,模拟在不同工况下支护桩变形和内力,得出水平位移、弯矩、剪力随着开挖深度而增加,其中最大位移、弯矩、剪力发生在最后一次工况下,分别为19.98mm、845.24 kN/m、1265.63 kNm/m,其中水平最大位移量多发生在靠近基坑底部2/3处,地面下10m左右;与监测数据对比分析,发现计算结果与实测有较好的一致性,验证了土体参数和模型选择的合理性;对回灌后支护结构进行模拟,与回灌前对比,其水平位移和弯矩都在增大,最大分别为2232mm、 1543.26 kNm/m.回灌虽然控制地面沉降扩大但对于支护结构的变形、弯矩却是加剧的,因此对支护结构的内力和水平位移监测变得更加重要。
【学位授予单位】:南京大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TU753

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