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      某基坑開挖對(duì)臨近地鐵隧道影響的數(shù)值模擬分析

      2014-09-29 20:06:34甘露許巖劍肖仁成劉利猛
      中國(guó)建筑科學(xué) 2014年7期
      關(guān)鍵詞:土體基坑隧道

      甘露++許巖劍++肖仁成++劉利猛

      摘 要:隨著地鐵的不斷擴(kuò)展,其沿線將成為商業(yè)、住宅建筑等開發(fā)的黃金地帶, 因而越來越多的工程位于已運(yùn)行地鐵隧道旁。本文針對(duì)某基坑開挖工程實(shí)例,依據(jù)設(shè)計(jì)開挖工況,采用有限元法對(duì)基坑開挖進(jìn)行數(shù)值模擬分析,分析了在不同開挖工況下臨近地鐵隧道的土體沉降及圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移,分析結(jié)果表明:采用該設(shè)計(jì)方案進(jìn)行基坑開挖及支護(hù)將導(dǎo)致臨近地鐵隧道產(chǎn)生較小的附加變形。采用有限元法對(duì)基坑開挖和支護(hù)進(jìn)行可行性預(yù)判,以避免基坑開挖中存在的安全隱患,對(duì)基坑設(shè)計(jì)與施工具有實(shí)際參考意義。

      關(guān)鍵詞:基坑開挖; 地鐵隧道; 數(shù)值模擬; 地面沉降

      前言

      在寸土寸金的今天,大量興建高層建筑和地下工程,因而帶來了大規(guī)模的基坑工程,而基坑開挖對(duì)臨近構(gòu)筑物的影響已經(jīng)逐漸成為土木工程界的熱點(diǎn)問題之一[1][2]。對(duì)于地鐵車站這樣對(duì)變形要求極其嚴(yán)格的地下結(jié)構(gòu)物,臨近基坑的工程建設(shè)更是面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。基坑開挖過程是基坑開挖面上卸荷的過程,由于卸荷引起坑底土體產(chǎn)生向上為主的位移,同時(shí)也引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)在兩側(cè)壓力差的作用下而產(chǎn)生水平向位移和外側(cè)土體位移,因此基坑開挖引起周圍土層移動(dòng)的主要原因是坑底土體隆起和圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移[3][4]。本文以某基坑工程為背景,采用巖土工程專業(yè)有限元軟件Midas GTS三維有限元分析,考慮最不利的基坑開挖工況,進(jìn)行基坑開挖過程的有限元數(shù)值模擬,以了解本工程基坑土方開挖對(duì)臨近地鐵隧道產(chǎn)生的附加變形,進(jìn)而分析了在不同開挖工況下臨近地鐵隧道的沉降及水平位移,可為設(shè)計(jì)施工提供一定的參考,并采取有效措施保證在基坑開挖施工過程中的的安全性。對(duì)深基坑施工的順利進(jìn)行及保護(hù)臨近建筑物具有一定的實(shí)際意義。

      1.工程概況

      1.1 概述及周邊環(huán)境

      擬建工程地下室外墻距離地鐵隧道很近(約8.445m)?;孛娣e39293m2,建筑占地面積為25591m2,總建筑面積約為145559m2。地下兩層,局部設(shè)置一層夾層,地上三層,整個(gè)項(xiàng)目呈三角形,擬采用樁基礎(chǔ)?;油谏顬?2.0m。基坑面積約34616m2,周長(zhǎng)約為890m,屬于超大基坑?;悠矫媸疽鈭D如圖1:

      1.2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件[5]

      擬建場(chǎng)地屬漫灘相地貌單元,地下水含量豐富,地下水位埋深約1.31~4.00m,場(chǎng)內(nèi)存在三種類型的地下水:淺層潛水型、弱承壓水型、基巖裂隙水。根據(jù)地層結(jié)構(gòu)、沉積環(huán)境、野外勘探、現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試,結(jié)合土工試驗(yàn)成果綜合分析,從上到下依次為人工雜填土、素填土、淤泥粉質(zhì)粘土、粉砂夾粉質(zhì)粘土、中粗砂泥卵礫石、強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖、中風(fēng)化粉砂泥巖,具體地質(zhì)情況及各土層參數(shù)如表1所示。

      1.3 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)形式

      本工程采用整體順作法設(shè)計(jì)方案,即基坑周邊采用板式支護(hù)體系,坑內(nèi)設(shè)置內(nèi)支撐的總體方案?;覫JKAB段周邊圍護(hù)體擬地下連續(xù)墻,BCDEFGHI段段采用鉆孔灌注樁結(jié)合外側(cè)三軸水泥土攪拌樁止水帷幕。本方案普遍區(qū)域兩道水平支撐,擬采用對(duì)撐+角撐邊桁架支撐體系布置。

      1.4 地下水處理

      IJKAB區(qū)段直接利用地連墻進(jìn)行止水;由于整個(gè)場(chǎng)地內(nèi)地下水較豐富,且基坑開挖面以下存在有透水性較好的粉砂層,因此BCDEFGHI段止水帷幕選用可靠性較高的φ850三軸深攪樁作為止水帷幕。為確?;咏邓畬?duì)周邊環(huán)境影響最小,應(yīng)采用全封閉的止水帷幕。地連墻深度進(jìn)入中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖不小于1.0m,三軸深攪樁進(jìn)入相對(duì)隔水層—粉質(zhì)粘土層內(nèi)不小于1.0m。

      1.5 沉降產(chǎn)生的原因及針對(duì)地鐵隧道的保護(hù)措施

      (1)由于止水帷幕深度不夠,坑底產(chǎn)生管涌;因此地連墻進(jìn)入中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖,止水帷幕樁長(zhǎng)進(jìn)入相對(duì)隔水層粉質(zhì)粘土層,形成封閉止水體系,減少降水對(duì)地鐵隧道的影響。

      (2)由于樁端變形過大,樁底土產(chǎn)生塑性流動(dòng);因此支護(hù)樁樁徑適當(dāng)加大,樁長(zhǎng)適當(dāng)加長(zhǎng),增加土方開挖后支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。

      1.6 設(shè)計(jì)施工工況

      基坑開挖深度為12.0m,基坑底標(biāo)高-12.5m,確定合理的開挖施工順序,注意這種超大深基坑工程的時(shí)空效應(yīng),嚴(yán)格按照現(xiàn)行規(guī)范建議的“分層,分區(qū),分塊,分段,抽槽開挖,留土護(hù)壁,快挖快撐,先形成中間支撐,限時(shí)對(duì)稱平衡形成端頭支撐,減少無支撐暴露時(shí)間”的原則進(jìn)行開挖。

      工況一:開挖溝槽,施工深攪樁、鉆孔灌注樁、地下連續(xù)墻、立柱樁、工程樁及降水井;

      工況二:分區(qū)域分層開挖土方至第一層支撐底標(biāo)高(-3.1M),澆筑樁頂圈梁及第一層鋼筋砼支撐結(jié)構(gòu);

      工況三:分區(qū)域分層開挖土方至第二層支撐底標(biāo)高(-8.9M),澆筑鋼筋砼圍檁及第二層鋼筋砼支撐結(jié)構(gòu);

      工況四:開挖土方至底板墊層底標(biāo)高,及時(shí)澆筑砼墊層,待墊層達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后開挖基坑內(nèi)坑中坑(集水坑等)土方,并及時(shí)施工坑中坑內(nèi)主體結(jié)構(gòu);

      工況五:澆筑主體結(jié)構(gòu)底板至支護(hù)樁邊,待底板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆除第二層鋼筋砼支撐及圍檁;

      工況六:施工負(fù)一層樓板及換撐結(jié)構(gòu),待負(fù)一層樓板及換撐結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆除第一層鋼筋砼支撐;

      工況七:負(fù)一層側(cè)墻及一層樓板施工,待側(cè)墻達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后施工防水工程,及時(shí)進(jìn)行基坑側(cè)壁土方回填夯實(shí)。

      2.基坑開挖對(duì)臨近地鐵隧道影響的有限元分析

      2.1 計(jì)算模型

      (1) 幾何模型

      采用Midas GTS巖土有限元軟件進(jìn)行三維分析,數(shù)值計(jì)算中充分考慮了基坑開挖的影響范圍建立計(jì)算模型,其中模型長(zhǎng)(x軸方向)480.0m,寬(y軸方向)417.1m,深度方向(z方向)為50m。模型考慮了基坑開挖對(duì)隧道的影響。詳請(qǐng)見圖2-4:

      (2) 材料模型

      土體采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬;地下連續(xù)墻、地鐵站、隧道襯砌等均采用板單元模擬,并根據(jù)截面進(jìn)行剛度換算。支撐結(jié)構(gòu)梁?jiǎn)卧M(jìn)行模擬,并考慮其接觸。其中,土體采用莫爾-庫(kù)侖模型模擬;支撐結(jié)構(gòu)以及板認(rèn)為為彈性材料。

      (3) 邊界條件及初始條件

      在實(shí)際中,土體為半無限空間,考慮到土體實(shí)際中為半無限空間,考慮到計(jì)算量和模型大小,采用模型階段設(shè)置邊界條件,土體底部約束z向位移,東西兩側(cè)約束x向位移自由度,南北兩側(cè)約束y向位移自由度,即認(rèn)為底部和四周不受開挖的影響,位移為零。

      計(jì)算中考慮地下水的滲流影響,以及初始固結(jié)沉降和初始應(yīng)力的影響。通過施工階段來模擬施工工況。各土層參數(shù)按工程地質(zhì)勘察報(bào)告取值,詳見表1。

      (4)分步施工[6][7]

      ① 模型初始化,激活地下連續(xù)墻、地鐵站、隧道襯砌等板單元,施加初始地應(yīng)力,位移清零;

      ② 地下連續(xù)墻施工;

      ③ 基坑初次分區(qū)域分層開挖至2.6m深(應(yīng)力分步釋放);

      ④ 施加第一道支撐(支撐結(jié)構(gòu)采用梁?jiǎn)卧?/p>

      ⑤ 基坑第二次分區(qū)域分層開挖至8.4 m深(應(yīng)力分步釋放);

      ⑥ 施加第二道支撐(支撐結(jié)構(gòu)采用梁?jiǎn)卧?/p>

      ⑦ 基坑第三次分區(qū)域分層開挖至底板墊層底12.0m深開挖(應(yīng)力分步釋放);

      2.2 計(jì)算結(jié)果及分析[8]

      (1) 各施工階段隧道沉降分析

      圖5為各施工階段隧道沿Z方向位移變化曲線圖,由圖可知,隧道最大絕對(duì)沉降發(fā)生在施工階段②、⑦,為0.48mm左右,最大隆起位移發(fā)生在施工階段③和施工階段⑥,分別為-1.5mm和-1.8mm。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出,基坑開挖對(duì)隧道的沉降影響都很小。

      由圖6-9各施工階段Z方向位移云圖可知,基坑外(包括地鐵隧道)沉降變形非常小,大約在10-4m數(shù)量級(jí)上,可忽略不計(jì);位移大變形還是在基坑里面。

      (2) 各施工階段隧道水平位移分析

      圖10為各施工階段隧道X方向位移變化曲線圖,由圖可知,正負(fù)最大向水平位移均發(fā)生在施工階段⑦,分別為-0.48和1.8mm左右。其水平非常小,幾乎可忽略不計(jì)。

      3.結(jié) 論

      本文介紹了某基坑工程開挖及支護(hù)工況,并采用Midas GTS對(duì)基坑開挖進(jìn)行數(shù)值模擬分析,研究了不同開挖工況下臨近地鐵隧道的沉降及水平位移,可以得到以下結(jié)論:

      (1)深基坑工程由于開挖和降水原因使得土體應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變,并以土體變形方式表現(xiàn)出來,導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)變形,造成支護(hù)體系外的土體位移變形,從而使得周邊構(gòu)筑物產(chǎn)生不均勻沉降[9][10];但是通過采取一定的措施,可以加以控制,使得構(gòu)筑物不均勻沉降和側(cè)向變形在允許的控制范圍內(nèi)[11]。

      (2)隧道地鐵站位移變形:在側(cè)向基坑支護(hù)開挖和系基坑支護(hù)的過程中,隧道結(jié)構(gòu)的最大水平位移分別為-0.48mm和1.7mm,遠(yuǎn)小于20mm,滿足地鐵保護(hù)水平位移技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。在整個(gè)施工過程中,最大絕對(duì)沉降為-0.48mm,最大隆起為1.8mm,均小于20mm,滿足地鐵保護(hù)絕對(duì)沉降量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求;且基坑外沉降變形非常小,可忽略不計(jì),位移大變形還是在基坑里面。

      參考文獻(xiàn)

      [1] Chang C.Y, Duncan J.M. Analysis of soil movement around a deep excavation. Journal Of the Soil Mechanics and Foundations Division,ASCE,1970,96(SMS):1629-1653.

      [2] Kung G T C, Hsiao E CL, Schuster M, Juang C H. A neural network approach to estimating excavation induced wall deflection in soft clays[J]. Journal of Computers and Geotechnics, 2007, 34(5): 385-396.

      [3] 黃廣龍、衛(wèi)敏、李娟. 參數(shù)變異性對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響分析. 巖土力學(xué),2010.31(8):2484-2488.

      [4] 孫鈞、王東棟. 地鐵施工變形預(yù)測(cè)與控制的計(jì)算機(jī)技術(shù)管理[J]. 施工技術(shù),2009,38(1): 10-13.

      [5] 張宇、譚躍虎、張凌輝、郜東明、王德松.深基坑開挖對(duì)周邊建筑物的影響和治理方案.巖土工程界,2006.10(5):78-80.

      [6] 董志高、蔣小欣、吳繼敏、王慶紅.基坑工程對(duì)周邊建筑物的影響的數(shù)值分析.探礦工程,2005.11:1-3.

      [7] 劉興旺、益德清等.基坑開挖地表沉陷理論分析[J].土木工程學(xué)報(bào),2000,33(4):51-60.

      [8] 曾遠(yuǎn)、李志高、王毅斌.基坑開挖對(duì)臨近地鐵車站影響因素研究.地下空間與學(xué)報(bào),2005.1(4):642-645.

      [9] 蔣洪勝、候?qū)W淵.基坑開挖對(duì)鄰近軟土地鐵隧道的影響[J].工業(yè)建筑,2002,32(5):53-56.

      [10] 吉茂杰、劉國(guó)彬. 開挖卸荷引起地鐵隧道位移的預(yù)測(cè)方法[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào).2001,29(5): 531- 535.

      [11] 孔祥鵬、劉國(guó)彬、廖少明. 明珠二期上海體育館地鐵車站穿越施工對(duì)地鐵一號(hào)線車站的影響[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2004,23(5):821- 825.

      [12] 陳曉鳳、李紅明.南京中山樂都匯購(gòu)物中心基坑支護(hù)設(shè)計(jì)綜合說明.

      (3) 邊界條件及初始條件

      在實(shí)際中,土體為半無限空間,考慮到土體實(shí)際中為半無限空間,考慮到計(jì)算量和模型大小,采用模型階段設(shè)置邊界條件,土體底部約束z向位移,東西兩側(cè)約束x向位移自由度,南北兩側(cè)約束y向位移自由度,即認(rèn)為底部和四周不受開挖的影響,位移為零。

      計(jì)算中考慮地下水的滲流影響,以及初始固結(jié)沉降和初始應(yīng)力的影響。通過施工階段來模擬施工工況。各土層參數(shù)按工程地質(zhì)勘察報(bào)告取值,詳見表1。

      (4)分步施工[6][7]

      ① 模型初始化,激活地下連續(xù)墻、地鐵站、隧道襯砌等板單元,施加初始地應(yīng)力,位移清零;

      ② 地下連續(xù)墻施工;

      ③ 基坑初次分區(qū)域分層開挖至2.6m深(應(yīng)力分步釋放);

      ④ 施加第一道支撐(支撐結(jié)構(gòu)采用梁?jiǎn)卧?/p>

      ⑤ 基坑第二次分區(qū)域分層開挖至8.4 m深(應(yīng)力分步釋放);

      ⑥ 施加第二道支撐(支撐結(jié)構(gòu)采用梁?jiǎn)卧?/p>

      ⑦ 基坑第三次分區(qū)域分層開挖至底板墊層底12.0m深開挖(應(yīng)力分步釋放);

      2.2 計(jì)算結(jié)果及分析[8]

      (1) 各施工階段隧道沉降分析

      圖5為各施工階段隧道沿Z方向位移變化曲線圖,由圖可知,隧道最大絕對(duì)沉降發(fā)生在施工階段②、⑦,為0.48mm左右,最大隆起位移發(fā)生在施工階段③和施工階段⑥,分別為-1.5mm和-1.8mm。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出,基坑開挖對(duì)隧道的沉降影響都很小。

      由圖6-9各施工階段Z方向位移云圖可知,基坑外(包括地鐵隧道)沉降變形非常小,大約在10-4m數(shù)量級(jí)上,可忽略不計(jì);位移大變形還是在基坑里面。

      (2) 各施工階段隧道水平位移分析

      圖10為各施工階段隧道X方向位移變化曲線圖,由圖可知,正負(fù)最大向水平位移均發(fā)生在施工階段⑦,分別為-0.48和1.8mm左右。其水平非常小,幾乎可忽略不計(jì)。

      3.結(jié) 論

      本文介紹了某基坑工程開挖及支護(hù)工況,并采用Midas GTS對(duì)基坑開挖進(jìn)行數(shù)值模擬分析,研究了不同開挖工況下臨近地鐵隧道的沉降及水平位移,可以得到以下結(jié)論:

      (1)深基坑工程由于開挖和降水原因使得土體應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變,并以土體變形方式表現(xiàn)出來,導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)變形,造成支護(hù)體系外的土體位移變形,從而使得周邊構(gòu)筑物產(chǎn)生不均勻沉降[9][10];但是通過采取一定的措施,可以加以控制,使得構(gòu)筑物不均勻沉降和側(cè)向變形在允許的控制范圍內(nèi)[11]。

      (2)隧道地鐵站位移變形:在側(cè)向基坑支護(hù)開挖和系基坑支護(hù)的過程中,隧道結(jié)構(gòu)的最大水平位移分別為-0.48mm和1.7mm,遠(yuǎn)小于20mm,滿足地鐵保護(hù)水平位移技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。在整個(gè)施工過程中,最大絕對(duì)沉降為-0.48mm,最大隆起為1.8mm,均小于20mm,滿足地鐵保護(hù)絕對(duì)沉降量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求;且基坑外沉降變形非常小,可忽略不計(jì),位移大變形還是在基坑里面。

      參考文獻(xiàn)

      [1] Chang C.Y, Duncan J.M. Analysis of soil movement around a deep excavation. Journal Of the Soil Mechanics and Foundations Division,ASCE,1970,96(SMS):1629-1653.

      [2] Kung G T C, Hsiao E CL, Schuster M, Juang C H. A neural network approach to estimating excavation induced wall deflection in soft clays[J]. Journal of Computers and Geotechnics, 2007, 34(5): 385-396.

      [3] 黃廣龍、衛(wèi)敏、李娟. 參數(shù)變異性對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響分析. 巖土力學(xué),2010.31(8):2484-2488.

      [4] 孫鈞、王東棟. 地鐵施工變形預(yù)測(cè)與控制的計(jì)算機(jī)技術(shù)管理[J]. 施工技術(shù),2009,38(1): 10-13.

      [5] 張宇、譚躍虎、張凌輝、郜東明、王德松.深基坑開挖對(duì)周邊建筑物的影響和治理方案.巖土工程界,2006.10(5):78-80.

      [6] 董志高、蔣小欣、吳繼敏、王慶紅.基坑工程對(duì)周邊建筑物的影響的數(shù)值分析.探礦工程,2005.11:1-3.

      [7] 劉興旺、益德清等.基坑開挖地表沉陷理論分析[J].土木工程學(xué)報(bào),2000,33(4):51-60.

      [8] 曾遠(yuǎn)、李志高、王毅斌.基坑開挖對(duì)臨近地鐵車站影響因素研究.地下空間與學(xué)報(bào),2005.1(4):642-645.

      [9] 蔣洪勝、候?qū)W淵.基坑開挖對(duì)鄰近軟土地鐵隧道的影響[J].工業(yè)建筑,2002,32(5):53-56.

      [10] 吉茂杰、劉國(guó)彬. 開挖卸荷引起地鐵隧道位移的預(yù)測(cè)方法[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào).2001,29(5): 531- 535.

      [11] 孔祥鵬、劉國(guó)彬、廖少明. 明珠二期上海體育館地鐵車站穿越施工對(duì)地鐵一號(hào)線車站的影響[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2004,23(5):821- 825.

      [12] 陳曉鳳、李紅明.南京中山樂都匯購(gòu)物中心基坑支護(hù)設(shè)計(jì)綜合說明.

      (3) 邊界條件及初始條件

      在實(shí)際中,土體為半無限空間,考慮到土體實(shí)際中為半無限空間,考慮到計(jì)算量和模型大小,采用模型階段設(shè)置邊界條件,土體底部約束z向位移,東西兩側(cè)約束x向位移自由度,南北兩側(cè)約束y向位移自由度,即認(rèn)為底部和四周不受開挖的影響,位移為零。

      計(jì)算中考慮地下水的滲流影響,以及初始固結(jié)沉降和初始應(yīng)力的影響。通過施工階段來模擬施工工況。各土層參數(shù)按工程地質(zhì)勘察報(bào)告取值,詳見表1。

      (4)分步施工[6][7]

      ① 模型初始化,激活地下連續(xù)墻、地鐵站、隧道襯砌等板單元,施加初始地應(yīng)力,位移清零;

      ② 地下連續(xù)墻施工;

      ③ 基坑初次分區(qū)域分層開挖至2.6m深(應(yīng)力分步釋放);

      ④ 施加第一道支撐(支撐結(jié)構(gòu)采用梁?jiǎn)卧?/p>

      ⑤ 基坑第二次分區(qū)域分層開挖至8.4 m深(應(yīng)力分步釋放);

      ⑥ 施加第二道支撐(支撐結(jié)構(gòu)采用梁?jiǎn)卧?/p>

      ⑦ 基坑第三次分區(qū)域分層開挖至底板墊層底12.0m深開挖(應(yīng)力分步釋放);

      2.2 計(jì)算結(jié)果及分析[8]

      (1) 各施工階段隧道沉降分析

      圖5為各施工階段隧道沿Z方向位移變化曲線圖,由圖可知,隧道最大絕對(duì)沉降發(fā)生在施工階段②、⑦,為0.48mm左右,最大隆起位移發(fā)生在施工階段③和施工階段⑥,分別為-1.5mm和-1.8mm。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出,基坑開挖對(duì)隧道的沉降影響都很小。

      由圖6-9各施工階段Z方向位移云圖可知,基坑外(包括地鐵隧道)沉降變形非常小,大約在10-4m數(shù)量級(jí)上,可忽略不計(jì);位移大變形還是在基坑里面。

      (2) 各施工階段隧道水平位移分析

      圖10為各施工階段隧道X方向位移變化曲線圖,由圖可知,正負(fù)最大向水平位移均發(fā)生在施工階段⑦,分別為-0.48和1.8mm左右。其水平非常小,幾乎可忽略不計(jì)。

      3.結(jié) 論

      本文介紹了某基坑工程開挖及支護(hù)工況,并采用Midas GTS對(duì)基坑開挖進(jìn)行數(shù)值模擬分析,研究了不同開挖工況下臨近地鐵隧道的沉降及水平位移,可以得到以下結(jié)論:

      (1)深基坑工程由于開挖和降水原因使得土體應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變,并以土體變形方式表現(xiàn)出來,導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)變形,造成支護(hù)體系外的土體位移變形,從而使得周邊構(gòu)筑物產(chǎn)生不均勻沉降[9][10];但是通過采取一定的措施,可以加以控制,使得構(gòu)筑物不均勻沉降和側(cè)向變形在允許的控制范圍內(nèi)[11]。

      (2)隧道地鐵站位移變形:在側(cè)向基坑支護(hù)開挖和系基坑支護(hù)的過程中,隧道結(jié)構(gòu)的最大水平位移分別為-0.48mm和1.7mm,遠(yuǎn)小于20mm,滿足地鐵保護(hù)水平位移技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。在整個(gè)施工過程中,最大絕對(duì)沉降為-0.48mm,最大隆起為1.8mm,均小于20mm,滿足地鐵保護(hù)絕對(duì)沉降量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求;且基坑外沉降變形非常小,可忽略不計(jì),位移大變形還是在基坑里面。

      參考文獻(xiàn)

      [1] Chang C.Y, Duncan J.M. Analysis of soil movement around a deep excavation. Journal Of the Soil Mechanics and Foundations Division,ASCE,1970,96(SMS):1629-1653.

      [2] Kung G T C, Hsiao E CL, Schuster M, Juang C H. A neural network approach to estimating excavation induced wall deflection in soft clays[J]. Journal of Computers and Geotechnics, 2007, 34(5): 385-396.

      [3] 黃廣龍、衛(wèi)敏、李娟. 參數(shù)變異性對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響分析. 巖土力學(xué),2010.31(8):2484-2488.

      [4] 孫鈞、王東棟. 地鐵施工變形預(yù)測(cè)與控制的計(jì)算機(jī)技術(shù)管理[J]. 施工技術(shù),2009,38(1): 10-13.

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      [8] 曾遠(yuǎn)、李志高、王毅斌.基坑開挖對(duì)臨近地鐵車站影響因素研究.地下空間與學(xué)報(bào),2005.1(4):642-645.

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      [10] 吉茂杰、劉國(guó)彬. 開挖卸荷引起地鐵隧道位移的預(yù)測(cè)方法[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào).2001,29(5): 531- 535.

      [11] 孔祥鵬、劉國(guó)彬、廖少明. 明珠二期上海體育館地鐵車站穿越施工對(duì)地鐵一號(hào)線車站的影響[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2004,23(5):821- 825.

      [12] 陳曉鳳、李紅明.南京中山樂都匯購(gòu)物中心基坑支護(hù)設(shè)計(jì)綜合說明.

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