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随着城市密集度的提高，城市地下工程将不可避免的穿越和邻近各种既有结构，在城区尤其以穿越地表密集建筑物群的情况最为普遍，地下工程施工扰动地层，会导致建筑物发生不均匀沉降和各种变形，出现倾斜、开裂破坏，影响结构的安全。而城市地下工程多数埋深较浅，地质条件复杂，地基加固能改善土体性质，因此合理地基加固方案的选取就显得格外重要，故研究城市浅埋地下工程的不同地基加固方案对结构变形及围护结构的影响具有重要的意义。本文依托于港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道明挖段工程，采用有限元方法对不同加固方案下的明挖隧道基坑进行数值模拟，提出不同区段合理的加固方案，并使用正交试验设计方法分析了明挖隧道基坑桩参数对结构稳定性的影响。主要成果如下:
(1)反应桩土相互作用的硬接触摩擦模型研究。建立二维桩土作用计算模型，得到抗拔桩Q-S曲线，加载初期，随着加载位移的增大，桩的抗拔力不断增大，两者基本呈线性关系，当加载位移达到一定值之后，桩体抗拔力不再增大，抗拔桩失效，这种现象符合抗拔桩陡降型破坏特点，并验证了硬接触模型用于抗拔桩模拟合理性。
(2)不同加固方案下，隧道开挖过程中围护结构的变形和受力以及对周边环境影响存在明显不同。基于有限元渗流-应力耦合计算原理，对3种不同加固方案下港珠澳大桥珠海连接线海域段隧道施工过程进行数值仿真研究，结果表明:对于开挖深度小于10m的较浅的区段，隧道开挖过程中围护结构的变形和受力相对较小，采用仅裙边加固方案即能满足设计要求。随着埋深的增大围护结构的变形和受力逐渐增大，当开挖深度为10m-20m时，建议采用裙边+抽条加固方案。对于接近口岸段开挖深度在20米以上，且周边建筑物密集，当采用满堂加固方案时才能满足设计要求。
(3)采用有限元方法研究了抗拔桩在不同桩长、不同桩径下深基坑开挖对围护结构及周围环境的影响，通过分析可得如下结论:随着桩长和桩径的增大，地表的横向沉降逐渐减小，说明通过坑底的加固可以很好的控制地表的沉降变形;当桩长和桩径增加时，坑底的回弹隆起明显减小，抗拔桩可以有效控制坑底隆起变形;当桩长和桩径增大时，连续墙最大水平位移值逐渐减小，弯矩值增大;桩径对连续墙水平位移和弯矩的影响大于桩长。