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土岩组合地层异形深基坑支护体系优化研究

吉艳雷

吉艳雷. 土岩组合地层异形深基坑支护体系优化研究[J]. 岩土工程技术, 2024, 38(1): 52-57. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.01.009
引用本文: 吉艳雷. 土岩组合地层异形深基坑支护体系优化研究[J]. 岩土工程技术, 2024, 38(1): 52-57. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.01.009
Ji Yanlei. Optimization of Support System for Deep Foundation Pit with Special-shaped Soil-rock Combination Strata[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2024, 38(1): 52-57. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.01.009
Citation: Ji Yanlei. Optimization of Support System for Deep Foundation Pit with Special-shaped Soil-rock Combination Strata[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2024, 38(1): 52-57. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.01.009

土岩组合地层异形深基坑支护体系优化研究

doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.01.009
基金项目: 中铁第一勘察设计院科研项目(院科20-01)
详细信息
    作者简介:

    吉艳雷,男,1982年生,汉族,山西运城人,硕士,高级工程师,注册土木工程师(岩土),从事地下工程设计研究工作。E-mail:365941113@qq.com

  • 中图分类号: TU473

Optimization of Support System for Deep Foundation Pit with Special-shaped Soil-rock Combination Strata

  • 摘要: 某明挖隧道基坑位于土岩组合地层,基坑大面深度约17.1 m,深挖部位约27.9 m,原设计整体基坑采用地下连续墙+4道钢筋混凝土支撑,坑中坑内侧壁采用钻孔灌注桩作为竖向支护结构,深坑部位加设2道钢管支撑。为节约工期和工程造价,综合考虑地层分布及地质条件,对原设计方案进行了系列优化。运用数值模拟对比分析了优化前后基坑支护体系和周边环境的变形特性,结果表明优化后的支护方案满足设计和规范要求。基坑按优化方案施工,并开展了现场监测工作,基坑监测结果表明:(1)基坑连续墙水平位移、地表沉降、支撑轴力、周边建筑物变形及坑底隆起等指标均小于控制要求;(2)连续墙最大水平位移发生在土岩分界面以上一定高度,最大值约为浅基坑深度的0.025%;(3)异形基坑两侧变形不对称,最大地表沉降发生在浅基坑侧,基坑外地表影响范围约为1.0H;(4)下部基岩段基坑开挖侧向变形量小,且对地表沉降槽范围影响不大。优化方案节约了工期和造价,可为类似基坑工程提供参考。

     

  • 图  1  工程总平面图

    图  2  原方案基坑A-A剖面图(单位:mm)

    图  3  优化后基坑A-A剖面图(单位:mm)

    图  4  计算模型

    图  5  左右侧连续墙身变形随深度变化曲线

    图  6  坑外地表沉降曲线

    图  7  周边建筑物竖向沉降

    图  8  冠梁水平位移曲线

    图  9  基坑边地表最大沉降观测曲线

    图  10  支撑轴力观测曲线

    图  11  现场实施效果图

    表  1  主要物理力学参数

    岩土名称天然密度
    ρ/(g·cm−3)
    模量
    E50ref/MPa
    黏聚力
    c/kPa
    内摩擦角
    φ/(°)
    素填土1.8051512
    细砂1.851232
    粉质黏土2.00102422
    粗砂1.951633
    强风化岩2.43806026
    弱风化岩2.5515020050
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    表  2  主要施工工况

    工况原方案优化方案
    1初始应力初始应力
    2连续墙、围护桩、格构柱施工连续墙、格构柱施工
    3第一层土开挖,架设
    第一道混凝土支撑
    第一层土开挖,架设
    第一道混凝土支撑
    4第二层土开挖,架设
    第二道混凝土支撑
    第二层土开挖,架设
    第二道混凝土支撑
    5第三层土开挖,架设
    第三道混凝土支撑
    第三层土开挖,架设
    第三道钢支撑
    6第四层土开挖,架设
    第四道混凝土支撑
    第四层土开挖,架设
    第四道钢支撑
    7第五层土开挖,完成
    大基坑开挖
    第五层土开挖,完成
    大基坑开挖
    8第六层土开挖,架设
    第五道支撑(小基坑
    第一道钢支撑)
    第六层开挖,第一段
    喷锚支护,架设小基
    坑钢支撑
    9第七层开挖,架设
    第六道支撑(小基坑
    第二道钢支撑)
    第七层开挖,第二段喷锚支护
    10第八层开挖,至坑底第八层开挖,第三段喷锚支护
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    表  3  支撑轴力

    支撑原方案支
    撑轴力/kN
    优化方案
    支撑轴力/kN
    支撑轴力
    控制值/kN
    第1道−535−4791160.8
    第2道−1216−13294729.1
    第3道−1271−4132156.8
    第4道−1458−5052019.2
    第5道−560−3941390
    第6道−456
    注:支撑轴力负值表示受压。
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-02-15
  • 修回日期:  2023-08-05
  • 录用日期:  2023-11-08
  • 刊出日期:  2024-02-05

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