分层开挖对基坑变形影响的研究

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1、分层开挖对基坑变形影响的研究分层开挖对基坑变形影响的研究［摘要］以中原万达广场塔吊基坑开挖工程为算例，通过数值模拟开挖方式（分层开挖）的不同对周围环境的影响，分析表明：该基坑选用分4层开挖（即每层开挖2m）是较为经济、安全的开挖方式，且在距坑底1/3开挖深度处水平位移较大，基坑支护应在此处加强。［关键词］分层开挖；基坑变形；水平位移；数值模拟；FLAC3D［中图分类号］TU745・3［文献标识码］A随着经济与技术力量的发展，现代城市生活对地下空间的应用要求也越来越高，如大型的地下停车场、地下商场、地下粮仓等，因而使得基坑的开挖深度也在不增大，如上海交大海洋深水试验池开挖

2、深度达39ni之多。对于这些深基坑从开挖到支护，诸多因素会对基坑的稳定及周围环境有着不同程度的影响，而开挖方式的不同对基坑变形影响较大。常见的基坑开挖方式有：分层开挖，文中通过数值模拟软件FLAC3D对分层开挖结杲进行分析。1工程算例〈/b〉郑州中原万达广场，地块位于郑州中原区，东至秦岭路、南临伊河路、西至华山路、北至中原路，文中算例选用郑州屮原万达广场塔吊基座基坑，基坑开挖深度为-&0m,开挖长宽为10mX10m,假定基坑为无支护天然开挖，算例中土层参数如表1：2数值模型的建立〈/b>数值计算选用莫尔-库仑模型。考虑开挖影响区域［1H2］,模型大小选用：5

3、0mX50mX20m,开挖区域为：10mX10mX8m,将表1的土层参数换算成FLAC3D软件识别的参数［3］,如表2：2.1计算结果分析通过FLAC3D模拟得到1层开挖、2层开挖（4m/层）、4层开挖（2m/层）、8层开挖（lm/层）,开挖结果如下：图1是几种不同分层开挖方式下基坑坑壁的水平位移图，图中数据表明在基坑在无支护开挖时，基坑坑壁的水平位移呈现出顶部及底部位移较小，其中底部位移最大只有4mm,这主要是基坑坑底的土体对基坑侧壁的位移有约束。坑壁最大位移发生在距离基坑底1/3开挖深度处，因此工程做基坑支护设计吋，应在此处加大约束，如加强锚杆的预应力、加长土钉的长

4、度等。分层开挖对基坑坑壁的位移影响明显，无支护开挖最大位移达18mm,而分4层开挖吋，最大位移仅有12mm,且整体位移曲线都偏小。图2是儿种不同分层开挖方式下基坑坑外地表的沉降图，图中表明了在各种开挖方式下，坑外地表沉降在开挖面处最小，但沉降值随着至开挖面距离的增加而增大，在2倍的开挖深度处沉降达到最大值，之后趋于稳定。图1、图2同时还表明了，分4层及分8层开挖时，对基坑的约束变形都起来较好的作用，但是分8层开挖时，对基坑约束变形较Z分4层开挖工况下效果并不明显，从便于实际施工的角度，该工程分4层开挖较为安全且经济。3结论〈/b>本研究通过数值模拟计算，得到儿种不

5、同分层开挖方式下基坑坑壁的水平位移及坑外地表沉降数值，通过对比分析说明：该基坑选用分4层开挖（即每层开挖2m）是较为经济、安全的开挖方式。由水平位移曲线也说明了在距坑底1/3开挖深度处水平位移较大，基坑支护应在此处加强。参考文献：[1]吴忠诚，汤连生，廖志强等•深基坑复合土钉墙支护FLAC-3D模拟及大型现场原位测试研究[J]•岩土工程学报，2006,28（增刊）.[1]丁勇春，周顺新，王建华•深基坑开挖与土钉支护三维数值分析[J]•上海交通大学学报，2011.[2]陈育民，徐鼎平.FLAC/FLAC3D基础与工程实例[M]・北京：中国水利水电出版社，2008.作者简介

6、：李刚（1982-），男，洛阳隆君建设工程有限公司，从事地下结构施工及研究工作。郑霞（1986-），女，洛阳隆君建设工程有限公司，从事地下结构施工及研究工作。