既有地铁车站对基坑支护结构变形性状的影响文献综述

 2022-08-03 15:56:48

既有地铁车站对基坑支护结构变形性状影响

1.1时代背景

如今的世界,地铁迅速发展,由于我国人口众多、城市人口密度大导致客流量的增大,所以在我国发展地下交通运输是很有必要的。地铁开辟了人类的地下世界,有报告显示截至2020年,中国将有33个城市开通了地铁线路。地下工程建设由于城市建设的发展,城市可用面积就逐渐减少,所以在城市开辟地下空间就成必然的趋势。现在城市建筑大多是超高层,超高层建筑的地基就需要挖深基坑,再者说过江隧道利用盾构机,这些都要求基坑内施工者能够安全作业,避免基底及坑外土体产生很大的移动而导致坍塌,确保基坑附近的建筑、道路的正常运行都需要深基坑的支护。所以对地铁车站深基坑的支护工程的设计和施工有这严格的要求都是很有道理的,当前建筑业的热点问题就是深基坑工程的开挖和支护。

现在我国各大城市都在建设地下工程,这就会涉及到深基坑工程。深基坑工程的特色就是设计与施工的除了要满足对基坑工程自身的安全和技术外还需要控制基坑的开挖对周边环境的影响。我国深基坑工程发展的时间短、起步晚,研究的方向也存在局限性,导致在理论研究和工程实践上落后,工程人员技术水平的限制也使得近年来出现了基坑工程的事故,也出现了基坑开挖对周围环境的破坏现象。因此从根本上加强深基坑工程相关理论的研究,不断改进技术与施工方法可以从整体上提高深基坑工程的质量。基坑就是在基础设计位置按照基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑。根据基坑的深浅可分为深基坑和浅基坑,挖的不深基坑可以采用放边坡的办法,使土坡稳定,它的坡度大小按照有关施工规定确定。开挖较深的基坑或者在基坑的周围有建筑物就需要设置基坑支护结构,其目的是为了保证 地下结构施工及基坑周边环境的安全。目前地铁车站基坑一般采用深基坑支护,基坑支护结构主要承受基坑开挖卸除荷载所产生的水压力和土压力,并且将土压力和水压力传递到支撑是稳定基坑的一种施工临时挡墙结构。基坑维护结构类型也可以归纳为以下几种。1、板桩式:板桩式可分为钢板桩、钢管桩、钢筋混凝土板桩和主桩横挡板。2、柱列式柱列式主要可分为钻孔灌注桩和挖孔灌注桩。灌注桩系是在工程现场通过机械钻孔等手段在地基土中形成桩孔,并在其内放置钢筋笼而做成的。3、地下连续墙,地下连续墙作为截土和防渗承重挡水的结构。

深基坑的变形由支护结构的变形、周围地表的沉降和基坑底部隆起变形组成。深基坑支护作为一种临时的支挡结构,假设按照永久结构来设计,在材料和经济方面浪费是巨大的,于是我们要统筹兼顾,在确保基坑工程安全稳定和变形得到控制的前提下,经济也要合理。在基坑围护结构的变形和内力研究方面,国内外研究人员根据钢筋的应力变化对连续墙内力计算得到了连续墙受力模式[1]。因此,正确的认识基坑变形和内力的影响,对基坑工程的设计和施工有着很深远的意义。

1.2研究现状及发展趋势

1.2.1基坑工程支护结构的研究

基坑设计就是基坑工程的开始阶段,这里要根据周围建筑物的分布来选择合适的基坑尺寸、围护结构强度等因素。支护结构的设计不仅与基坑所处的地理位置有关,也和当地的水文地质等条件有关,并且设计时也要保证其稳定性和抵御变形的能力。

在目前,常用的基坑支护设计方法有三大种[2],一是常规设计方法, 或者叫极限平衡方法[3],第二种叫做弹性地基梁法,它是把支护桩墙当作弹性地基上的梁来处理。第三种叫做有限元分析法,就是利用有限元分析软件将基坑拆分为一个个微小单元,再用数值计算的方式计算出各个单元上的位移和受力特点。在这些方法中有限元分析方法被大众认为是最有前景的方法,因为它不仅可以计算出墙体与基坑周围土体的位移,还可以考虑到土体的弹塑性性质以及基坑围护结构与土体之间的位移变化。

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