基坑逆作法及土体—支护结构变形性状研究

【摘要】：作为一种新的深基坑开挖施工技术,“逆作法”能有效的降低基坑开挖对周边环境的影响、节约工程造价并缩短工期,在处理城市复杂环境地质条件下的基坑工程上具有独特的优势。但是,由于“逆作法”施工工艺的特殊性和复杂性,开展深基坑逆作施工条件下的关键施工技术研究和基坑土体-支护结构变形研究对于指导深基坑逆作施工设计具有很重要的意义。本文以南京德基广场二期逆作深基坑为工程背景,探讨了深基坑逆作施工条件下的基坑降水、开挖及地基加固问题,并采用二维有限元数值仿真模拟的方法分析逆作基坑性状和支护结构的变形特征。 首先结合逆作深基坑工程实例介绍了深基坑“逆作法”施工工艺原理、技术特点及分类,总结了“逆作法”在国内外基坑工程中的应用发展及研究现状。针对南京德基广场二期逆作深基坑工程的特点,探讨了逆作条件下基坑内按需式分层动态降水设计方案,分析了逆作深基坑土方开挖、地基加固对支护结构变形性状的影响。 针对逆作基坑开挖过程中首层土体盆式机械明挖和连续墙内土体加固问题,采用简易有限元方法,重点分析了不同边坡土体预留宽度和不同地基加固方案对连续墙侧向变形性状的影响。结果表明在地面首层水平梁板施工以前,首层土方盆式开挖不仅能提高施工效率,同时能有效减小连续墙顶端的侧向变形。 总结了深坑开挖的有限元数值分析基本理论,详细论述了基坑开挖二维有限元分析的简化思想、基坑支护结构的数值模拟方法、土方开挖-地下结构施工-地上结构顺作过程的仿真技术。基于ADINA软件建立了南京德基广场二期逆作基坑工程的有限元分析模型并进行数值仿真模拟研究。 最后在二维有限元数值仿真模拟的基础上,系统的分析了深基坑逆作施工条件下坑外地面沉降特征、地下连续墙的侧向变形规律、连续墙与立柱桩随土方开挖和上部结构顺作施工的差异沉降及地下水平梁板的受力变形特征。