基坑开挖对近接既有地铁隧道的影响分析

发布时间：2021-02-02 02:47

　　目的研究深大基坑开挖对近接既有隧道及周围土体的影响.方法以杭州某邻近地铁隧道的基坑工程为例,采用PLAXIS对基坑开挖进行数值模拟分析.结果基坑开挖会引起邻近既有隧道和周围土体的扰动,但扰动程度较小,地表沉降与隧道变形均在设计要求范围之内;地表沉降、隧道位移会随坑底水平边界尺寸的增大而增大;基坑平面开挖形状改变会影响隧道位移的变化趋势,平面开挖形状越规则,隧道位移变化曲线越平滑;地表沉降槽的形状不受坑内水平边界尺寸和平面开挖形状改变的影响,验证了地表沉降槽曲线的形状与隧道地表沉降形态变化系数C有相关性.结论使用数值分析方法研究基坑与隧道的近接工程时,必须考虑基坑的开挖方式及有限元模型的尺寸. 

【文章来源】：沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2020,36(06)北大核心

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【部分图文】：

基坑工程的典型断面图

由于基坑工程面积较大,为方便计算,简化后的有限元模型的如图2所示.天然土体、三轴水泥搅拌桩和其他基坑支护结构分别采用土体硬化(HS)模型、 Mohr-Coulomb模型以及线弹性板单元模型.通过查询设计图纸,基坑支护各构件的设计参数如表2所示.表2 基坑支护各构件的设计参数Table 2 Design parameters of the foundation pit supporting members 构件 弹性模量/107 kPa 抗拉压刚度/107 (kN·m-1) 抗弯刚度/106(kN·m-1) 900 mm厚钻孔灌注桩 3.15 2.70 1.823 800 mm厚地下连续墙 3 2.40 1.280 第一、二、三道支撑 3 2.40 1.280 隧道衬砌 3.45 1.21 0.123 地下室负一、二层楼板 3.15 8.82 0.058 地下室底板 3.15 3.15 2.625

图3为监测点A在不同施工段的水平位移与竖直位移变化曲线.从图3可看出,基坑开挖过程中,监测点A的位移变化曲线可分为3段,监测点A在前7个工况的位移变化曲线是一条曲率逐渐变小的弧线,工况8之后近似变成一条斜直线,工况7到工况8为过渡段.基坑开挖完成后,监测点A在工况13,也就是施工全过程结束后达到累积最大水平位移18.93 mm;而在工况11处已经达到累计最大竖直位移22.85 mm.图4为监测点A在基坑开挖全过程中的运动轨迹曲线.从图4中可以清晰地看出监测点A在基坑开挖过程中的运动轨迹,由隧道施工完成到基坑正式开挖之前,隧道受到轻微扰动,逐渐远离基坑;当基坑内侧土体开始开挖时,监测点A偏离基坑的水平距离x最大为6.36 mm,监测点A与基坑围护结构之间的水平位移x随着基坑开挖深度y的增加而减小,并于基开挖结束时达到最小值为8.635 m.


本文编号：3013904