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1、考虑开挖分段长度对于软土基坑变形的数值模拟李雪梅,韩艳(四川建筑职业技术学院土木工程系,四川德阳6１8000)摘要:以某拟建小区软土基坑工程为研究对象,应用MI-2基本计算模型DAS有限元软件对基坑开挖过程进行模拟,分析基坑土层开选取基坑典型剖面(见图１)建立模型进行模拟分析,研挖厚度及分段开挖长度对桩身位移的影响。分析结果表明:究不同土层的合理开挖厚度和分段开挖对桩身位移的影响该基坑采取单次分层厚度为１m时,即可控制桩顶最大水平[9-１3]。为了充分考虑基坑的空间效应[１4-１5],模型平面尺寸位移为25．64mm远小于实测值
2、;采取分段开挖,分段长度为扩大为１20m×１20m,深度取40m,共有节点3343７个,单20m时,即可达到控制桩身变形的目的,且能保证工期。元34333个,网格大小为0．4~6m。基坑三维有限元模型关键词:软土基坑;数值模拟;分段开挖;桩身位移见图2。中图分类号:TU７53文献标志码:B文章编号:１6７2-40１１(20１７)0１-00７2-03DOI:１0．3969/j．issn．１6７2-40１１．20１７．0１．0330前言随着我国经济持续高速增长,城市化进程持续推进,地下空间的开发与利用得到大力发展。然而基本建设规模不
3、图１基坑典型剖面图图2基坑整体三维有限断扩大的同时却受到可有效利用土地资源的制约,城市不可元模型能不断地向周围扩张,现代城市再扩展已经走入了困境[１-2]。因此,合理开发利用城市地下空间,缓解城市发展空3开挖过程对基坑变形的影响间的突出矛盾与问题,已摆上了现代城市可持续发展议事日3．1不同土层中的合理开挖层厚程。本文利用MIDAS有限元软件建立与某拟建小区基坑一以第①层杂填土为例进行分析,本模型的第一层填土厚[3-７]致的模型,分析基坑土层开挖厚度及分段开挖长度对度为１．5m,在本工程中分别设置开挖厚度为0．5m+0．5m桩身位
4、移的影响,研究该地区软土基坑的最优开挖分段+0．5m、0．8m+0．７m、１m+0．5m、１．2m+0．3m、１．5m长度。五种开挖方案(累计开挖厚度为１．5m),具体的开挖方案设1工程概况置如表１所示。表１填土层中的土方开挖方案m研究的基坑为某小区,该小区共１７栋楼,各栋楼由地下方案名称单次开挖层厚累计开挖厚度室和6~8层楼组成,地下室为一个整体,该工程占地面积A0．50．50．5１．5222466７m,建筑面积5224７m,现场自然地坪标高-１．0m,B0．80．７１．5基坑开挖深度6．5m,楼梯间开挖深度8．0~8．43m
5、,电梯间C１0．5１．5开挖深度１0m,基坑周长694m。根据工程地质勘察报告,D１．20．3１．5场地地质构造复杂,无不良地质作用,为一类场地。无埋藏E１．5１．5的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物。各个开挖方案下的桩身水平位移变化曲线如图3所示,场地内基坑开挖及其影响范围内土层分布为:①杂填土;桩身水平位移数值的汇总表如表2所示。②黏土;③淤泥质黏土;④泥炭质土。由于场地土层以弱透水性的黏性土和泥炭质土为主,地下水的来源以大气降雨和地表水补给为主,所以枯水季节(旱季)的地下水位变化不会太大,一般比丰水季节(
6、雨季)的地下水位低0．50m左右。坑壁土主要透水层第④层泥炭质土的渗透系数K为１．39m/d,按混合抽水计算,其影响半径为62．49m,富水性[8]软弱。收稿日期:20１6-１１-09作者简介:李雪梅(１989-),女,硕士研究生,主要从事工程地质与土力学、水力学、水工建筑物等教学及科研工作。图3桩身水平位移关系曲线·７2·[１6-１７]表2填土不同开挖方案下的桩身水平位移数值佳单次开挖层厚１m的工况为基准,为研究基坑在开到桩顶距离水平位移/mm挖过程中分段长度对基坑开挖的变形影响,从平面上将基坑/m方案A方案B方案C方案D方案
7、E分成１5、20、25、30m四种开挖分段长度,分析基坑在不同长024．3７24．8７25．6429．4932．05度的开挖段上桩身水平位移的变化情况。开挖过程中各分１23．4323．9１24．6528．3430．8１段面中部的支护桩桩身的水平位移值如图4~７所示。222．9１23．3824．１02７．７１30．１232１．７222．１７22．8526．2828．5７420．0920．502１．１324．3026．425１9．25１9．6520．2523．2925．326１8．20１8．5７１9．１422．0223．93７１７．
8、68１8．04１8．6022．0823．258１6．１4１6．4７１７．１620．3７2１．459１5．4７１5．７9１6．45１9．5320．56图4开挖分段长为１5m图5开挖分段长为20m１0１4．95１5．25１5．89１8．１9１9．１4１１１3．７6１
