地下综合体深基坑施工环境影响及保护研究

论文摘要

在上海的城市规划中，准备建设以地铁枢纽为中心的地下大型综合体。由于地下综合体的开发都处于市中心繁华地带，建筑物鳞次栉比，进行这类地下综合体的开发会对周围环境造成不利影响。环境保护问题已成为工程设计和施工中的重点问题，而变形控制则是其成功的关键。为了保护深基坑邻近建筑物的正常使用和安全，对上述问题进行深入研究显得尤为迫切，并具有重大的现实意义。为此，本文完成的如下主要工作：(1)基于实测数据，研究了坑周地层变形规律：并运用有限差分法数值模拟，研究了邻近大刚度地下构筑物基坑位移场与一般基坑位移场，并进行比较分析，得出了一些有意义的结论。(2)通过大量调研、个案研究、国内外相关研究成果归纳总结和批判吸收基础上，对地下综合体施工中的普遍性问题进行了研究。(3)针对基坑开挖位移传递规律，对不同影响程度进行影响分区，并提出了分区表达式。对表达式的各个影响系数进行分析，并进行了对策分析。(4)通过上海地铁深基坑工程的大量实践、实测数据和理论分析，总结了工程基本概况以及各工程所能达到的环境保护等级。建立了环境保护等级与分区影响系数值之间的对应关系。为今后类似工程进行影响分区，估算建筑物的影响程度提供依据。(5)在对建筑物与地下管线在差异沉降受力与变形进行分析的基础上，总结分析了坑周建筑、地下管线及地铁运营车站的变形控制标准，并提出了用于坑周建筑及地下管线的工程保护措施。(6)对明珠线二期上体场站穿越施工各个阶段车站结构的受力进行了三维有限元分析，对车站结构在施工过程中的应力变形变化进行模拟。并对其安全性进行了评估。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪言
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状与发展
• 1.2.1 基坑变形计算研究
• 1.2.2 建（构）筑物容许变形值研究
• 1.3 课题研究路线
• 1.4 本文主要研究内容
• 第二章 邻近地下构筑物基坑开挖位移场研究
• 2.1 引言
• 2.2 基坑变形
• 2.2.1 基坑变形机理及其影响因素
• 2.2.2 实测水平位移场规律分析
• 2.2.3 墙后土体竖直位移分析
• 2.3 地铁车站深基坑开挖引起围护结构变形规律
• 2.3.1 弹性杆系有限元法
• 2.3.2 围护结构变形规律
• 2.4 基坑邻近大刚度地下构筑物时的位移场研究
• 2.4.1 二维有限差分法模型分析
• 2.4.2 计算简图
• 2.4.3 模型参数
• 2.4.4 结果分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 地下综合体基坑影响范围研究
• 3.1 地下综合体近距离施工的受力特征和力学模型
• 3.2 基坑开挖位移场与影响分区
• 3.2.1 基坑开挖位移场
• 3.2.2 地下综合体近距离施工影响程度分区
• 3.3 分区影响因素与分区表达式
• 3.4 影响对策研究
• 3.5 分区原则
• 3.6 地下综合体施工的问题研究与解决办法
• 3.6.1 处理与解决原则
• 3.6.2 处理与解决流程
• 3.7 上海软土地区影响系数的初步探讨
• 3.7.1 上海地铁车站基坑内加同形式及其施工参数
• 3.7.2 上海地区分区影响系数的确定
• 3.8 本章小结
• 第四章 建筑物受基坑开挖影响分析及其保护措施
• 4.1 一般建（构）筑物变形反应衡量参数及控制指标
• 4.2 基坑沉降影响区内墙体受力分析
• 4.2.1 位于不均匀沉降影响区的墙体分析模式
• 4.2.2 墙体承受不均匀沉降的等代荷载法
• 4.2.3 影响竖向位移场中墙体性能的因素分析
• 4.3 基坑开挖引起的邻近地下管线的位移分析
• 4.3.1 理论假定
• 4.3.2 地下管线竖向位移计算
• 4.3.3 基坑开挖引起地下管线的水平位移计算
• 4.3.4 地下管线一些问题的探讨
• 4.4 建筑物破坏程度分析
• 4.4.1 建筑破坏的定义
• 4.4.2 差异沉降下建筑物破坏标准的制定
• 4.4.3 基于结构分析的破坏程度评估方法
• 4.5 变形控制标准
• 4.5.1 建筑物安全度评价准则
• 4.5.2 地下管线的安全度评价准则
• 4.5.3 运营地铁车站结构变形控制指标
• 4.6 工程保护措施
• 4.7 本章小结
• 第五章 工程实例研究
• 5.1 工程概况
• 5.1.1 工程概况
• 5.1.2 周边环境及保护要求
• 5.2 施工难点
• 5.3 保护措施的制定和实施
• 5.3.1 车站穿越段两侧前期托换
• 5.3.2 冻结水平孔施工技术措施
• 5.3.3 地层冻胀和融沉防治措施
• 5.3.4 保证冻土帷幕质量的技术措施
• 5.3.5 开挖和构筑技术措施
• 5.4 穿越施工过程的数值模拟预测
• 5.4.1 计算模型
• 5.4.2 穿越施工过程对已建成车站的影响
• 5.4.3 计算结果与实测结果对照分析
• 5.4.4 一些问题的讨论
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论及展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 附表
• 致谢
• 参考文献
• 读博期间发表的学术论文