复杂条件下基坑开挖对周边环境变形影响的数值模拟分析
发布时间：2021-01-16 12:56
以武汉老铺片商业及住宅项目深基坑工程为背景,采用有限元软件PLAXIS对其进行了基坑开挖全过程的数值模拟分析,结合模拟计算结果分析了复杂条件下基坑支护结构体系及周边环境的受力、变形情况。数值模拟计算及实测结果表明:支护结构、周边建（构）筑物及土体的变形均满足规范关于变形控制的要求,证明采用Pl AXIS HS模型能够较好的完成复杂条件下基坑开挖对周边环境变形影响的数值模拟分析,同时也证明本工程采用的支护及半逆作施工方法,能够对复杂条件下基坑开挖对周边环境变形的影响起到有效控制作用。
【文章来源】：岩土工程学报. 2014,36(S2)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
各模拟计算剖面有限元模型
胁懔喊寮捌渌?峁固逑荡镒愎磺?度，拆除临时支撑阶段10施工B0层梁板结构3.2基坑开挖最不利工况下的数值模拟结果分析一般情况下，基坑开挖至基底时，土体临空面及卸荷量达最大，此时支护结构体系将承受由水土压力和周边附加荷载产生的最大侧向荷载作用，支护结构体系处于最大负荷状态，选取阶段7基坑开挖至基底工况和阶段9拆除临时支撑工况两个最不利工况进行分析。通过PLAXIS软件计算，可以得到这两种工况下对应的基坑土体水平位移和垂直位移。限于篇幅，仅给出了1–1剖面阶段7和阶段9的水平位移和垂直位移云图（图3，4），各剖面相应的变形极值如表4所示。图3剖面1–1(地铁隧道侧)阶段7和阶段9的水平位移云图Fig.3Horizontaldisplacementsofsection1–1atStage7and9s
334岩土工程学报2014年图4剖面1–1(地铁隧道侧)阶段7和阶段9的垂直位移云图Fig.4Perpendiculardisplacementsofsection1–1atStage7and9s表4阶段7和阶段7工况下基坑变形极值Table4DeformationvaluesoffoundationpitatStage7and9计算剖面施工工况墙身最大水平位移/mm墙顶水平位移/mm墙后地表最大沉降/mm坑底土体最大隆起值/mm剖面1–1阶段726.424.1820.1128.98阶段926.476.3421.0425.83剖面2–2阶段727.261.9311.4632.88阶段927.295.5511.7131.50剖面3–3阶段721.581.1618.8529.77阶段922.762.5818.6928.68剖面4–4阶段722.352.1320.9027.99阶段923.223.1320.5526.41通过数值模拟分析可得到如下结论：（1）基坑水平位移最大处发生在第二层梁板支撑的下侧，即基坑深度的2/3处，两种工况下基坑变形的模式基本一致。（2）由于基坑开挖产生的墙后土体变形影响范围在3～4倍基坑深度区域。（3）地连墙墙顶水平位移较小，是因为本工程采用的临时支撑兼做施工栈桥作为首层支撑本身具有较大刚度，可见其对控制基坑初始变形具有良好效果。（4）对比阶段7工况和阶段9工况下各个计算结果，除了地连墙墙顶位移变化稍大外，其他各计算结果均相差不大，说明拆除临时支撑后支护体系仍具有较强的控制变形能力。这是因为地下结构梁板支撑系统本身具有强大刚度，在加上临时支撑拆除前又施工了基础底板，局部还施工了结构夹层，因此支护结构体系的整体刚度大大得到增强。（5）对于坑底土体最大隆起值，阶段9工况较阶段7工况的有所较小，虽然阶段9工况拆除了临时支撑，但基底已经浇筑了基础底板满铺与基底，总体上讲整个地下室结构总荷重增加了，限制和减小了坑内土体的隆起量。因此，当基坑开挖至基底?
【参考文献】：
期刊论文
[1]天津高银中央商务区基坑工程内支撑体系受力及变形特征分析[J]. 侯玉杰,冯晓腊,莫云,熊宗海,谢武军. 工程勘察. 2013(11)
[2]复杂周边环境基坑工程变形控制技术[J]. 王曙光. 岩土工程学报. 2013(S1)
[3]深开挖卸载条件下基坑应力和变形特性的数值分析[J]. 查甫生,林志月,崔可锐. 岩土工程学报. 2013(S1)
[4]基于周边既有建筑物承载能力的基坑变形控制标准[J]. 黄茂松,朱晓宇,张陈蓉. 岩石力学与工程学报. 2012(11)
[5]框架逆作超大基坑施工对周边环境的影响[J]. 李镜培,柏挺,杨军. 岩石力学与工程学报. 2012(11)
[6]基坑开挖对邻近任意角度建筑物影响的有限元分析[J]. 郑刚,李志伟. 岩土工程学报. 2012(04)
[7]深基坑开挖现场监测与数值模拟分析[J]. 李四维,高华东,杨铁灯. 岩土工程学报. 2011(S1)
[8]敏感环境下基坑数值分析中土体本构模型的选择[J]. 徐中华,王卫东. 岩土力学. 2010(01)
本文编号：2980870
【文章来源】：岩土工程学报. 2014,36(S2)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
各模拟计算剖面有限元模型
胁懔喊寮捌渌?峁固逑荡镒愎磺?度，拆除临时支撑阶段10施工B0层梁板结构3.2基坑开挖最不利工况下的数值模拟结果分析一般情况下，基坑开挖至基底时，土体临空面及卸荷量达最大，此时支护结构体系将承受由水土压力和周边附加荷载产生的最大侧向荷载作用，支护结构体系处于最大负荷状态，选取阶段7基坑开挖至基底工况和阶段9拆除临时支撑工况两个最不利工况进行分析。通过PLAXIS软件计算，可以得到这两种工况下对应的基坑土体水平位移和垂直位移。限于篇幅，仅给出了1–1剖面阶段7和阶段9的水平位移和垂直位移云图（图3，4），各剖面相应的变形极值如表4所示。图3剖面1–1(地铁隧道侧)阶段7和阶段9的水平位移云图Fig.3Horizontaldisplacementsofsection1–1atStage7and9s
334岩土工程学报2014年图4剖面1–1(地铁隧道侧)阶段7和阶段9的垂直位移云图Fig.4Perpendiculardisplacementsofsection1–1atStage7and9s表4阶段7和阶段7工况下基坑变形极值Table4DeformationvaluesoffoundationpitatStage7and9计算剖面施工工况墙身最大水平位移/mm墙顶水平位移/mm墙后地表最大沉降/mm坑底土体最大隆起值/mm剖面1–1阶段726.424.1820.1128.98阶段926.476.3421.0425.83剖面2–2阶段727.261.9311.4632.88阶段927.295.5511.7131.50剖面3–3阶段721.581.1618.8529.77阶段922.762.5818.6928.68剖面4–4阶段722.352.1320.9027.99阶段923.223.1320.5526.41通过数值模拟分析可得到如下结论：（1）基坑水平位移最大处发生在第二层梁板支撑的下侧，即基坑深度的2/3处，两种工况下基坑变形的模式基本一致。（2）由于基坑开挖产生的墙后土体变形影响范围在3～4倍基坑深度区域。（3）地连墙墙顶水平位移较小，是因为本工程采用的临时支撑兼做施工栈桥作为首层支撑本身具有较大刚度，可见其对控制基坑初始变形具有良好效果。（4）对比阶段7工况和阶段9工况下各个计算结果，除了地连墙墙顶位移变化稍大外，其他各计算结果均相差不大，说明拆除临时支撑后支护体系仍具有较强的控制变形能力。这是因为地下结构梁板支撑系统本身具有强大刚度，在加上临时支撑拆除前又施工了基础底板，局部还施工了结构夹层，因此支护结构体系的整体刚度大大得到增强。（5）对于坑底土体最大隆起值，阶段9工况较阶段7工况的有所较小，虽然阶段9工况拆除了临时支撑，但基底已经浇筑了基础底板满铺与基底，总体上讲整个地下室结构总荷重增加了，限制和减小了坑内土体的隆起量。因此，当基坑开挖至基底?
【参考文献】：
期刊论文
[1]天津高银中央商务区基坑工程内支撑体系受力及变形特征分析[J]. 侯玉杰,冯晓腊,莫云,熊宗海,谢武军. 工程勘察. 2013(11)
[2]复杂周边环境基坑工程变形控制技术[J]. 王曙光. 岩土工程学报. 2013(S1)
[3]深开挖卸载条件下基坑应力和变形特性的数值分析[J]. 查甫生,林志月,崔可锐. 岩土工程学报. 2013(S1)
[4]基于周边既有建筑物承载能力的基坑变形控制标准[J]. 黄茂松,朱晓宇,张陈蓉. 岩石力学与工程学报. 2012(11)
[5]框架逆作超大基坑施工对周边环境的影响[J]. 李镜培,柏挺,杨军. 岩石力学与工程学报. 2012(11)
[6]基坑开挖对邻近任意角度建筑物影响的有限元分析[J]. 郑刚,李志伟. 岩土工程学报. 2012(04)
[7]深基坑开挖现场监测与数值模拟分析[J]. 李四维,高华东,杨铁灯. 岩土工程学报. 2011(S1)
[8]敏感环境下基坑数值分析中土体本构模型的选择[J]. 徐中华,王卫东. 岩土力学. 2010(01)
本文编号：2980870
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