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随着城市文明程度的提高与施工技术的发展,建筑施工场地和环境的要求日趋严格,采用逆作法技术进行深基坑支护的地下工程逐渐增多。逆作法技术能够很好地解决基坑施工周期长、对周围环境影响大、支护费用高的问题,但无论是理论与实践,逆作法技术均还有大量的问题需要研究探索,这涉及到为逆作法技术提供可靠的分析手段,以便指导整个逆作法施工过程,确定施工方案、施工顺序,关键施工技术的改进,降低逆作法的施工成本,加快施工速度,控制施工中出现的问题等多方面的因素。
本文以上海世博轴及地下综合体工程1标段基坑工程为背景,对逆作法施工中的若干施工技术进行了较深入的研究,旨在为本工程逆作法的设计和实施提供一定程度的指导作用,主要研究内容和结论如下:
1.通过PLAXIS有限元数值模拟,对不同的土台预留宽度、高度对基坑变形及周边环境的影响进行讨论,过小的土台宽度会导致开挖中心土体时基坑变形过大;过大的土台会造成开挖至板结构施工完成的时间长,导致开挖土台时变形过大。另外,有斜抛撑时会造成土台高度过低,但支撑本身又对变形有控制作用。本文综合考虑以上因素,建议浅三层中板预留土台高度取3m,底板预留土台高度取4m,深三层中板预留土台高度取3m;浅三层和深三层预留土台宽度取8m。
2.通过室内离心模型试验和杆系有限元法数值模拟,对有、无斜抛撑对基坑变形及周边环境的影响进行讨论,根据浅三层和深三层基坑不同区域的环境保护等级,建议浅三层和深三层靠近8号线车站的东侧应设置斜抛撑,而在基坑另一侧可以不设置斜抛撑。
3.通过ANSYS三维有限元数值模拟和离心模型试验,对土台开挖时空效应对基坑变形及周边环境的影响进行讨论,针对周边不同的环境保护要求,对不同的土台开挖时限、不同的土台开挖顺序及不同的土台开挖宽度对基坑变形的影响进行研究,结果表明:由于土体的蠕变而产生的连续墙变形80%以上发生在预留土台开挖后的60天内;开挖预留土台时,同时开挖的土块体积不应太大,当采用跳挖方式开挖土台时,应先开挖连续墙附近无重点保护对象的区域;浅三层中板处预留土台的开挖宽度宜为20m,深三层中板处预留土台的开挖宽度宜为30m,浅三层和深三层底板处预留土台的开挖宽度宜为30m。
4.通过对典型监测断面处的现场实测数据进行分析与研究,得出了本基坑工程中地下连续墙、重力式挡墙、车站及附属结构的一些变形特征。