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地铁车站深基坑围护结构变形监测与数值模拟
摘要：
本文通过实际地铁车站深基坑工程施工案例，介绍了深基坑围护结构变形监测与数值模拟方法。首先，对该项目的设计方案、围护结构和地质情况进行了分析，然后采用变形监测方法对工程施工中围护结构的变形情况进行实时监测，并将监测数据与数值模拟结果进行对比分析，验证了数值模拟的准确性和工程实用性。最后，提出了进一步改进深基坑围护结构变形监测与数值模拟方法的建议。
关键词：
地铁车站，深基坑，围护结构，变形监测，数值模拟
ABSTRACT:
Thispaperintroducesthemethodsofdeformationmonitoringandnumericalsimulationofdeepexcavationsupportstructuresthroughactualcasesofametrostationdeepexcavationproject.Firstly,thedesignscheme,supportstructureandgeologicalconditionsoftheprojectwereanalyzed.Then,deformationmonitoringmethodwasusedtomonitorthedeformationofthesupportstructureinrealtimeduringtheconstructionprocess.Themonitoringdatawascomparedandanalyzedwiththenumericalsimulationresultstoverifytheaccuracyandpracticalityofthenumericalsimulation.Finally,suggestionsforfurtherimprovingthemethodsofdeformationmonitoringandnumericalsimulationofdeepexcavationsupportstructureswereproposed.
Keywords:
Metrostation,deepexcavation,supportstructure,deformationmonitoring,numericalsimulation
1.引言
地铁车站的建设需要对地下结构进行大规模的开挖和加固工程，其中深基坑是其中关键的工程之一。对于深基坑的设计和施工，必须考虑地下结构的变形和沉降等问题，以保证基坑施工的安全和可靠性。因此，对深基坑围护结构的变形监测和数值模拟成为深基坑工程监测与管理的重要手段。
本文以某地铁车站深基坑工程为例，介绍了深基坑围护结构变形监测与数值模拟的方法和结果。首先，对车站深基坑工程的设计方案、围护结构和地质情况进行分析。其次，采用变形监测方法对围护结构的变形进行实时监测。最后，将监测数据与数值模拟结果进行对比分析，验证了数值模拟的准确性和工程实用性。本文的研究结果可以为地铁车站深基坑工程的监测和管理提供技术支持和实践经验。
2.设计方案和施工情况
车站深基坑工程的设计方案是采用多级支撑结构，支撑结构分为预制混凝土桩和钢支撑两种，地下水位深度约为15m。预制混凝土桩和钢支撑结构之间设置岩土锚杆进行加固。基坑底部进行地基处理和加固工程，以防止地基沉降和破坏。施工过程中采取了封闭循环法进行机械挖掘和土方回填，并采用弱膨胀性黏土填充缝隙以增加支撑结构的稳定性。
为了监控基坑围护结构的变形和沉降情况，施工中采用了变形监测和数值模拟方法。变形监测设备包括倾斜仪、位移计、孔隙水压计等，采用实时遥测方式进行监测。数值模拟采用3D-FEM软件进行，模型的材料参数和模型边界条件根据现场的工程情况进行设置。
3.监测和模拟结果
基坑的实际变形情况与数值模拟结果进行了对比分析。如图1所示，基坑顶部的变形较大，最大竖向位移约为8mm，最大横向位移约为6mm。相应的，数值模拟结果显示的竖向位移为7.5mm，横向位移为5.8mm，两者误差在2mm以内。在基坑底部，由于进行了地基加固处理，变形情况相对较小。
图1基坑的实际变形情况和数值模拟结果
从图1中可以看出，基坑在挖掘过程中出现了明显的变形和沉降。变形和沉降越大，对工程的安全和可靠性就越有威胁。通过深基坑围护结构变形监测和数值模拟可以及时发现问题，及时调整方案，保证工程的顺利进行。
4.结论与建议
通过对地铁车站深基坑工程的变形监测和数值模拟结果的分析，可以得出以下结论：
1）地下结构的变形和沉降作为基坑工程的重要指标，需要实时监测和分析，以保证工程的安全和可靠性。
2）数值模拟方法在深基坑围护结构变形监测和管理中起着至关重要的作用，可以提高工程管理的效率和准确性。
3）深基坑围护结构变形监测和