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基坑止水帷幕深度对临近双线隧道影响数值分析(论文).pdf

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建 筑 技 术 开 发 Building Technology Development 施工技术 Construction Technology 第43卷第8期 2016年8月 基 坑 止 水 帷 幕 深 度 对 临 近 双 线 隧 道 影 响 数 值 分 析 史 策 辉 (广 州地铁 设 计研 究 院有 限公 司 ,广 州 510000) [摘 要 ]基坑开挖过程中通常需设置止水帷幕来隔断基坑内外水力联 系,以保证基坑降水的顺利进行,然而止水帷幕的深 度 问题及不同止水帷幕下基坑开挖对邻近既有隧道其应力变形特性影响仍有待了解。基于深圳某基坑开挖工程,采用有限元软 件 PLAXIS,研究了不同止水帷幕深度下基坑开挖对临近双向水平地铁隧道的应力及变形影响。结果表明 :在不同止水帷幕下, 基坑外水位下降高度随着帷幕深度的增加而不断减小 ;不同帷幕深度下基坑邻近隧道变形及 内力变化较小 ;基于本工程 1.33倍 的基坑开挖深度是比较合适的止水帷幕深度。 [关键词 ]基坑降水 ;双线隧道 ;变形规律 ;应力 ;数值模拟 [中图分类号 ]U231;TU753 [文献标志码 ]A [文章编号 ]1001—523X (2016)08_JoO67 3 W ater Curtain D epth Num erical Analysis on Two-lane Tunnel Near Shi Ce.hui 【Abstract J The excavation process iS usually required to set internal and external sealing curtain to cut offpit hydraulic connection, in order to ensure the smooth progress in foundation,however,the depth of the problem under different sealing and sealing curtain to curtain excavation near its stress and deformation characteristics of existing tunnel remains to be understood.Based on an excavation pit in Shenzhen,using the finite element software PLAXIS,we studied the stress and deformation under the influence of different sealing curtain depth excavation of the adjacent two horizontal underground tunne1.The results show that:under different sealing curtain。the water level outside the pit curtain drop height increases with depth continue to decrease;smaU pit near the tunnel at different depths curtain deformation and internal forces:this project based on 1.33 times Pit excavation depth iS more appropriate sealing curtain depth. 【Keywords J foundation pit dewatering:two—lane tunnel;deformation:stress;numefical simulation 近年来,随着我国城市建设的迅猛发展,各类深、大基 坑工程也 日益增多。然而,基坑开挖不仅会影响相邻建筑物 的安全,而且会威胁城市地下排水管道、电缆、煤气管道的 安全及附近道路的正常运行 [1]。在地下水位较高区域进行基坑 开挖施工时,往往需要进行基坑 降水以保证基坑开挖过程干 燥的作业环境。基坑大面积降水会引起基坑周边土体地下水 位的下降,引起基坑周边土体有效应力的增加,从而导致周 边土体发生较大沉降 口]。这种沉降变形与地基土特性、降水深 度、降水时间、降水方式等有关。 随着城市化进程加快,基坑周边存在地铁隧道的情况将 难 以避免。基坑大面积降水将 引起 的周边土体的应力变化, 这必将对运营期间隧道的变形产生不可忽略的影响。特别是 在进行深基坑开挖时,由于降水深度较大,其对 隧道的影响 更为显著。 为保证基坑降水的顺利进行,通常需在基坑周边布置止 水帷幕,以隔断基坑内外水力联系。然而 目前对于基坑止水 帷幕的研究多集中在不同帷幕工况下周边土体渗流场的分布 特性及周围环境沉降变形情况,鲜有报道在不同帷幕深度下, 基坑降水开挖对周边隧道、管线的变形、受力特性差别。事 实上在不同帷幕深度作用下,基坑在降水开挖过程中,其周 边管线、隧道变形、受力特性有所差别,因此就有必要研究 不同帷幕深度下,邻近隧道、管线的变形、受力差异,从而 确定最优帷幕深度。 1 数值模拟 1.1 模型尺寸 拟建场地位于深圳市福田区新洲路东侧,主楼拟建为24 层,4层地下室,基坑开挖深度约 18 m。场地南侧用地红线边 界与一个既有地铁隧道边界水平距离仅6.2 m,此段地铁隧道 为盾构式隧道,深约 16 m,左右线隧道中心距12.5 m,与基 收稿日期 :2016_04-J05 作者简介 :史策辉 (199O一),男,江西上饶人,工程师,主要从事 地下工程方面设计工作。 坑开挖边线距离也仅约 10 m。 为了最大程度地减 小对地铁隧道的影响,该基坑设计 采用咬合桩 +内支撑支护体系。桩径 01200,配筋桩中心距 2000ram;内支撑采用钢筋混凝土支撑,竖向布置2道支撑,首 道支撑标高 (相对于地面)为-2.400m,支撑截面尺寸为0.6m~ 0.8m :二道支撑标高 为 -9.500m,支撑截面尺寸为0.6m× 0.8m,支撑横向间距约为5~ 9m;基坑顶部设一道冠梁,冠 梁截面尺寸为 1.0m×0.
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