吉林大学学报(地球科学版) ›› 2025, Vol. 55 ›› Issue (3): 879-892.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20230222

• 地质工程与环境工程 • 上一篇    下一篇

长春地铁基坑支护结构变形与地表沉降特征

苑成旺1,张敏1,张少龙2,秦磊3,郭海洋4,墨海滢5,信旸5   

  1. 1.吉林大学建设工程学院,长春130026
    2.广联达科技股份有限公司,北京100193
    3.北京城建勘测设计研究院有限责任公司,北京100101
    4.中建三局集团有限公司,武汉430064
    5.山东省滨州市交通运输事业服务中心,山东滨州256600
  • 出版日期:2025-05-26 发布日期:2025-06-06
  • 作者简介:苑成旺(1991-),男,博士研究生,主要从事基坑工程、地铁隧道工程和软岩冻融损伤机理方面的研究,E-mail: yuancw20@mails.jlu.edu.cn
  • 基金资助:
    吉林省自然科学基金项目(20220101166JC)

Retaining Structure Deformation and Surface Settlement Characteristics of Subway Foundation Pit in Changchun

Yuan Chengwang1, Zhang Min1, Zhang Shaolong2, Qin Lei3, Guo Haiyang4, Mo Haiying5, Xin Yang5   

  1. 1. College of Construction Engineering, Jilin University, Changchun 130026, China
    2. Glodon Company Limited, Beijing 100193,China
    3. Beijing Urban Construction Explorationg & Surveying Design Institute Co., Ltd., Beijing 100101, China
    4. China Construction Third Engineering Bureau Group Co., Ltd.,Wuhan 430064, China
    5. Transportation Service Center of Binzhou,Shandong Province,Binzhou 256600, Shandong,China
  • Online:2025-05-26 Published:2025-06-06
  • Supported by:
    Supported by the Natural Science Foundation of Jilin Province (20220101166JC) 

摘要: 为分析复合地层条件下地铁深基坑支护结构变形与地表沉降特征,以长春市冲积河谷阶地地貌单元某地铁车站深基坑为研究对象,采用有限元数值模拟软件MIDAS GTS NX对复合地层条件下两种支护(钻孔灌注桩加钢支撑,简称桩撑支护;钻孔灌注桩加锚索,简称桩锚支护)型式的深基坑开挖过程进行模拟,分析支护结构受力与水平位移、地表沉降的变化等规律,并与现场监测数据进行对比。结果表明:桩撑支护段,随基坑深度的增加,桩体水平位移曲线呈两端小、中间大的“弓”形变化趋势;桩锚支护段,随基坑深度的增加,桩体水平位移最终呈近似“漏斗”形的变化趋势。随着监测点到基坑边缘距离的增加,地表沉降值呈先增大后减小的变化趋势,最大值出现在距离基坑边缘3~5 m范围内的位置。钢支撑轴力与锚索拉力的合理设置利于有效控制基坑变形及地表沉降。数值模拟结果与实际监测数据整体反映出的变化规律基本一致。


关键词: 冲积河谷阶地, 基坑开挖, 现场监测, 有限元数值模拟, 水平位移, 地表沉降

Abstract: To investigate deformation mechanisms and surface settlement patterns of subway deep foundation pit retaining structures under composite geology, this study focuses on a metro station excavation in Changchun through integrated field monitoring and numerical modeling. The foundation pit is located in the terrace geomorphic unit of the alluvial valley. The excavation process of the foundation pit (bored pile with steel support, bored pile with anchor cable) was simulated by MIDAS GTS NX, a finite element simulation software. By comparing the field monitoring data with the numerical simulation results. The variation rules of horizontal displacement and surface settlement of two supporting forms of piles in composite stratum were analyzed.The results show that the horizontal displacement curve of the pile support section shows a “bow” shape with the increase of the depth of foundation pit, which is small at both ends and large in the middle. In the pile-anchor support section, the horizontal displacement of pile body shows a trend of approximate “funnel” shape with the change of foundation pit depth.As the distance from the monitoring point to the edge of the foundation pit increases, the surface settlement value presents a trend of increasing first and then decreasing, and the maximum value appears in the position within 3-5 m from the edge of the foundation pit. Reasonable setting of steel support axial force and anchor cable tension is beneficial to effectively control foundation pit deformation and surface settlement. The numerical simulation results are basically consistent with the change law reflected by the actual monitoring data, which verifies the rationality and reliability of the model. 


Key words:  , valley alluvial terrace, foundation pit excavation, on-site monitoring, finite element numerical simulation, horizontal displacement, surface settlement ,

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