大空間地鐵車站洞樁法施工力學效應研究.pdf

1、近些年隨著城市軌道交通建設步入繁盛時期，地下工程暗挖工法亦逐步興起?？紤]到暗挖技術對控制沉降方面的要求，洞樁法逐漸被提出，它結合了淺埋暗挖和蓋挖法的技術成果，通過導洞、邊樁、柱、頂拱等成熟技術的有機結合，形成共同支護體系，可保證施工環境復雜需嚴格控制沉降等工程安全性，并已成功運用到北京多個地鐵車站等工程實踐中。但目前洞樁法理論落后于實踐，缺乏全面系統的理論研究，為其進一步的推廣與應用帶來了難度。
　　本文主要以某大空間（開挖土方達

2、7.9萬m3）地鐵車站工程為背景，在總結了洞樁法的施工工藝和關鍵問題的基礎上，采用數值模擬與理論分析相結合的手段，從地層變形、結構受力以及地表沉降預測幾個方面對大空間地鐵車站應用洞樁法施工所引起的力學效應進行研究，從而為淺埋大斷面地下工程洞樁法施工提供可靠的理論依據與指導。
　　以下為主要研究內容和創新性成果：
　?。?）基于依托工程資料，介紹了該地鐵車站的場地工程水文地質條件、車站結構型式、施工工法，同時對洞樁法應用到大空

3、間地下工程中亟需解決的關鍵問題進行了探討；
　?。?）采用 Flac3D數值模擬軟件對洞樁法地鐵車站施工主要過程進行了模擬，得到不同施工階段地層變形的發展規律，著重分析了導洞支護參數和導洞頂拱開挖順序作為重要因素對于地層變形與地表沉降的影響，從而進一步對洞樁法施工方案進行了優化設計，為指導施工提供合理依據；
　?。?）鑒于洞樁法施工過程中所形成特殊的共同支護體系，利用數值模擬方法重點對樁拱協同作用與力的轉換進行了具體分析；由

4、于邊樁最終在結構體系受力中占據主導地位，將開挖面下部樁簡化為彈性地基梁模型，在考慮初支拱部對邊樁傾斜力、樁側地層橫向土壓力以及樁體自重、樁側摩阻力、樁端阻力的共同作用下推導了邊樁的內力計算公式；
　?。?）鑒于洞樁法施工引起的地表沉降預測方法的欠缺，利用數值模擬與經驗擬合相結合的手段，首先分析了導洞間間距 S與導洞直徑 D對于群洞效應的影響，并對Peck公式在考慮群洞效應下沉降計算的應用進行了初步探討，結果表明當該地鐵車站保持導洞