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《郑州大学》 2010年
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地铁车站基坑桩撑支护体系m法设计参数研究

翟永亮  
【摘要】: 随着我国地铁事业的迅速发展,地铁车站深基坑工程的安全及其对周边环境的影响越来越受到人们的重视。在深基坑支护设计中,利用弹性地基梁m法计算支护结构的内力和变形在我国工程中应用广泛。但是具体工程m值的参数选取是工程界的一大难题,由于各个地区土质条件千差万别,m值的选取具有很大的随意性,如何合理、准确的选取m值,应用弹性地基梁法对基坑支护结构进行准确计算,是学术界研究的重要课题和工程界迫切需要解决的实际问题。 本文结合郑州地铁七里河站工程实例,基于钢支撑轴力和支护桩水平位移实测值,反演出基坑开挖面以上不同土层的m值,并用反演m值计算后续工段变形,发现其结果更接近实测值。反演出的m值可以丰富地区经验,提高设计效益。本文主要研究成果如下: (1)简述国内外基坑工程的发展现状,介绍了几种计算基坑支护结构内力和变形的方法,分析了考虑分步开挖和逐级加撑对支护结构工作性状的影响,并给出现行规范、规程和标准中的给出的m建议值。 (2)通过对地铁车站基坑开挖过程中桩撑支护结构的受力、变形以及基坑周边岩土环境变化的全程监测,分析总结了支护桩在基坑开挖期间的水平位移和钢管支撑轴力变化的一般规律,并通过现场试验总结了钢管支撑受温度影响的变化规律。实例工程中钢管支撑温度升高1度,轴力会增加10-15kN。 (3)结合实例工程基坑监测数据,基于静力平衡方法反演出郑州地铁七里河车站各层土体的m值。 (4)通过用反演m值计算实际的基坑支护结构变形,并结合有限元数值模拟结果和实测结果进行了对比分析,三者表现出较好的一致性,验证了本文反演m值方法的可行性。通过ANSYS模拟,得出基坑开挖期间支护结构和基坑周围土体的变化规律和趋势,为掌握基坑开挖的影响范围提供了设计依据。
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