沈阳某深基坑开挖对周边环境影响的研究

• 作 者: 朱丰
• 出 处: 沈阳建筑大学
• 发表日期: 2016年期
• 关键词: 深基坑工程 地表沉降 有限元计算 空间效应 预测方法

二十世纪以来,随着我国的城市发展速度不断加快,人口的密集程度越来越高,地铁、地下车库等地下空间的开发利用成为城市发展的主要方向之一。这就给基坑工程的设计理论和开挖技术提供了前所未有的发展机遇。与此同时也给专家学者和一线的工作人员带来了大量的工程难题。在这些难题中,深基坑开挖引发的周边环境问题是比较重要的也是难以处理的。一方面是因为目前大多数的深基坑工程位于繁华的都市区,在基坑的开挖影响范围内,往往分布着比较重要的建筑物;另一方面,目前的基坑的设计理论还不能同时考虑支护结构位移、坑外土体位移与周边建筑位移的相互作用、相互影响。因此通过分析实测数据的变形特性来预测基坑位移变形,成为保护基坑周边环境与建筑物的有效方法。目前,国内外的专家学者针对基坑的位移变形提出了很多预测方法,其中以经验方法、有限元分析方法应用最为广泛。对于经验方法,由于工程地质条件的复杂多变、支护结构多种多样,使得经验方法往往带有局限性;而对于有限元分析方法,土体本构模型和土体参数的选取则需要大量的工程经验,使得有限元分析方法受到很大的限制。基坑开挖深度、支护系统刚度、工程地质条件以及基坑开挖次序都会对基坑的位移变形产生影响。本文首先依托沈阳某深基坑的实测数据,进行工程实例分析,总结了挡墙变形规律、坑外地表沉降的变形规律;其次利用有限元分析方法对基坑工程进行数值分析,总结了挡墙、坑外深层土体的变形规律,还提出了预测墙后地表沉降的经验公式,该公式同时能够考虑沈阳地区的土层条件和空间效应的影响;最后将小波去噪方法和灰色马尔科夫模型相结合,采用系统分析的方法,对基坑的位移变形进行预测分析。本文主要做了如下工作:1、依托沈阳某深基坑工程,通过分析桩顶侧移变形、桩顶沉降变形、墙后土体位移变形,总结了围护挡墙和墙后土体的变形规律,并且归纳了空间效应对挡墙变形、墙后土体沉降变形的影响程度以及空间效应的作用范围。2、在国内外学者研究成果的基础上,采用有限元方法对基坑开挖进行数值分析,总结了空间效应的产生条件、影响范围以及坑外深层土体的变形规律,并提出预测墙后地表沉降的经验公式,该公式同时能够考虑沈阳地区的土层条件和空间效应对地表沉降的影响。3、分析不同的小波基函数、不同的分解层次以及不同的阈值原则对实测数据的去噪效果,从而选出了适合处理基坑变形数据的小波去噪方法。4、本文将小波去噪方法和灰色马尔科夫方法相结合,建立预测模型,采用系统分析方法对基坑的位移变形进行预测研究。