青岛北站深基坑土压力及围护结构内力监测分析
城市化的迅速发展导致交通压力日益增大,轨道交通建设成为必然。城市用地的紧张,导致一些地铁车站不得不在复杂地质区域建设,这就增加了车站建设投资及风险性。明挖车站基坑在施工过程中虽然能够及时发现隐患,但仍无法弥补薄弱地质条件的不足。本文以青岛地铁火车北站明挖深基坑为例,通过对该基坑场地复杂的地质条件下基坑开挖土压力和围护结构内力的监测数据进行分析,得到垃圾填埋场地区土压力及围护桩内力变化的一些特征。不管对于工程实践还是理论发展,本文的研究分析都具有较大意义。 本文的研究主要集中在基坑周边土压力和围护桩内力监测数据分析两部分。通过对A区和C1区两个基坑的土压力监测数据分析,得到土压力随时间变化规律、随深度变化模式以及土压力与位移的关系,并通过朗肯土压力原理来计算主动土压力系数取值及分布特征。围护桩内力的分析,通过钢筋计应力、弯矩及支撑轴力数据进行,计算得到了围护结构的承载能力发挥程度。 本文丰要研究结论如下: (1)基坑主动土压力随基坑开挖先减小后稳定,按朗肯土压力理论计算出的主动土压力系数变化规律与土压力基本相同。主动土压力系数数值范围在0.02～0.94之间,各土层ka平均取值范围为:建筑垃圾:0.32～0.45;生活垃圾:0.12～0.29;淤泥质粉质黏土:0.31～0.47;粉质黏土:0.38～0.57。 (2)垃圾土地区、软土地区及富含砂层地区基坑的主动土压力系数特点为:①土压力均随基坑开挖先减小后增大,但变化幅度不同;②不同土层的主动土压力系数不同,随时间的变化趋势也不同。浅层Ka值一般较小,随开挖呈先减小后增大的趋势,深层k值较大。Ka值随深度增大,数值一般小于0.8; (3)土压力在基坑竖直方向上随深度逐渐增大,在不同土层段土压力与朗肯土压力的比值不同。要充分发挥围护结构的承载力就必须根据土层段进行区别设计。土压力拟合曲线显示,基坑竖向深度0m至7m之间,土压力随工况变化较小。7m以下,土压力变化较大。基坑开挖5m至10m间,土压力减小最快,幅度接近总减小量的50％。竖直方向上,围护结构位移对土压力的影响程度随深度不断增加。 (4)监测结果表明,随基坑开挖围护桩内力逐渐增大,桩两侧的钢筋计应力呈对称式增长,临近坑底时应力突然增大,至基坑浇筑底板后稳定。开挖过程中,实际发生的最大水平位移与控制位移最大比值68.4％。迎土面及开挖面的承载力发挥度约为30％～40％。支撑轴力与设计值最大比值为53％。围护结构承载力发挥度较小。
地铁车站;深基坑施工;土压力;围护结构;内力监测;支撑轴力计算
中国海洋大学
硕士
环境工程
单红仙;刘涛
2012
中文
TU753.4;TU432
76
2012-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）