【碩士】地鐵車站洞樁法施工過程力學(xué)機(jī)理分析【2007】

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內(nèi)容簡介

　　學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：北京交通大學(xué)　　學(xué)位年度： 2007年　　北京地鐵車站目前已經(jīng)逐漸興起洞樁法施工，這是一個(gè)將傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)施工方法和暗挖法進(jìn)行有機(jī)結(jié)合起來的新型方法。洞樁法在提前施作好的邊樁、中柱和拱部初支的保護(hù)下，暗挖土體并施作二襯結(jié)構(gòu)。與過去所采用的淺埋暗挖法相比，洞樁法施工靈活，能較好的控制地表沉降，滿足城市復(fù)雜的工程環(huán)境的要求，具有很大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。　　但是，由于對(duì)洞樁法三個(gè)具體工法即順作、局部順作和逆作存在著一些認(rèn)識(shí)上的模糊，同時(shí)施工過程中圍巖體已經(jīng)形成的力學(xué)平衡多次被改變，與二次襯砌結(jié)構(gòu)共同變形重新達(dá)到新的平衡，使得圍護(hù)結(jié)構(gòu)、二次襯砌結(jié)構(gòu)受力轉(zhuǎn)換復(fù)雜，造成一系列的工程問題，因此需要對(duì)其進(jìn)行深入研究并引起足夠重視。　　本文將主要研究如下內(nèi)容：　　一、通過結(jié)合北京典型地質(zhì)條件和洞樁法標(biāo)準(zhǔn)截面結(jié)構(gòu)尺寸，建立有限差分法三維計(jì)算模型，即所謂地層．結(jié)構(gòu)模型計(jì)算，對(duì)洞樁法施工進(jìn)行全程力學(xué)分析，著重關(guān)注圍巖應(yīng)力、地表沉降和塑性區(qū)在三種具體工法中的不同變化過程，比較三種工法的優(yōu)劣和結(jié)構(gòu)受力轉(zhuǎn)換的主要控制階段，并且重新審視設(shè)計(jì)工作中的支護(hù)理念，讓新奧法的優(yōu)點(diǎn)能切實(shí)的展現(xiàn)出來，如：極力防止圍巖松動(dòng)；讓圍巖巖體作為隧道承載的主要部分充分發(fā)揮作用?！　《?、由地層．結(jié)構(gòu)模型計(jì)算結(jié)果可以得出的諸多數(shù)據(jù)，均表明負(fù)二層開挖是各個(gè)值變化最大的階段，并得出對(duì)拱部結(jié)構(gòu)影響的三個(gè)重要階段：負(fù)一層結(jié)構(gòu)施作完畢、負(fù)二層開挖、負(fù)二層結(jié)構(gòu)施作完畢，以此為依據(jù)，進(jìn)行荷載．結(jié)構(gòu)模型的計(jì)算，目的是想確認(rèn)局部順作和逆作中這三個(gè)階段拱部二襯的內(nèi)力變化情況，結(jié)果顯示與地層．結(jié)構(gòu)模型計(jì)算結(jié)果基本一致，即負(fù)二層的土體己開挖、結(jié)構(gòu)完成之前這一階段對(duì)拱部二襯最為不利，彎矩值最大?！　∪?、為了能改善二襯受力性能，避免或減小施工階段出現(xiàn)裂縫，有必要進(jìn)行優(yōu)化方案的設(shè)計(jì)。由保持住拱形形狀可以減小彎矩的這一思路而提出了在二襯兩個(gè)邊拱拱腳設(shè)置鋼筋拉桿以限制拱腳向外滑移的方案。這一方案在荷載-結(jié)構(gòu)模型的驗(yàn)算下{導(dǎo)到一定的驗(yàn)證，使施工過程更為可靠。對(duì)今后在不同的工程條件下采用淺埋暗挖洞樁法設(shè)計(jì)和施工具有一定的理論指導(dǎo)意義。　　

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