考虑不同开挖层厚对于软土基坑变形的监测与数值模拟.pdf

《考虑不同开挖层厚对于软土基坑变形的监测与数值模拟.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、考虑不同开挖层厚对于软土基坑变形的监测与数值模拟12李雪梅,龙腾(1．四川建筑职业技术学院土木工程系,四川德阳618000;2．德阳润成工程咨询有限公司,四川德阳618000)摘要:以某拟建小区淤泥质软土基坑为研究背景,应用表1模型参数MIDAS有限元软件对基坑开挖过程进行模拟,结合模拟结重度粘聚力内摩擦角弹性模量土层序号土层名称果分析不同开挖层厚工况下坑外地表沉降及支护桩的桩身-3/kPa/(°)/MPa(kN·m)位移情况。模拟结果表明:在软土基坑开挖过程中不采取①杂填土19．26102②黏土17．9256．3

2、15．45分层分段开挖方式会造成水平位移过大,同时也证明在冠③黏土17．3163．28．91梁处施加预应力锚索会直接影响桩的变形情况。④泥炭质土11．219．91．81．88关键词:软土基坑;数值模拟;开挖层厚;变形⑤粉土18．139．98．513．6中图分类号:TU753文献标志码:A⑥黏土18．0633．64．57．17文章编号:1672-4011(2016)12-0097-03⑦粉土18．044411．117．1DOI:10．3969/j．issn．1672-4011．2016．12．0462．2基本计算模型

3、为避免大规模的计算,重点分析典型剖面,通过采用0前言[10-12]MIDAS建立典型剖面的三维有限元模型,分析土方目前基坑开挖和基坑支护虽然取得了很大进步,但基开挖过程对基坑变形的影响,寻找关键影响因素。[1-4]图1为基坑平面局部尺寸图,本次分析重点对图中A、于基坑支护工程的理论及方法有其局限性,现有的土体本构模型仍不能全面考虑土体变形的各方面因素,所以B截面进行分析,建立图2所示局部基坑三维模型,该模现在的设计规范和施工方法在实际的应用中还有不少欠缺型既能充分考虑基坑的空间效应,又能减少计算工作[13-15]和

4、不适用的地方,这使得我们需要更大力度地对基坑工程量。根据相关资料,基坑开挖影响宽度约为开挖深度进行有效控制,特别是施工过程中的有效控制。的3~4倍,影响深度约为开挖深度的2~4倍,再扩大计昆明市南市区地质条件复杂,普遍存在着泥炭质土较算范围,对基坑变形没有显著的影响。考虑到周围建筑位厚的地质情况。由于昆明市建设用地紧张,南市区商业价置,模型平面尺寸为120×120,深度取40m,共有节点值巨大,城市建设已无法避开这样的地基土,因此,针对33437个,单元34333个,沿桩身及基坑开挖边线,网格大[5]软土地质条件进

5、行的基坑设计与施工研究具有很大意义。小为0．4m,至模型边界处的网格大小为6m。三维模型中[6-9]本文通过在MIDAS中建立与基坑一致的模型,对比不支护结构模型、邻近建筑物模型分别如图3~4所示。同开挖层厚工况下坑外地表沉降及支护桩的桩身位移,研究适合该地区淤泥质软土基坑的最优开挖层厚度。1工程概况本文研究的软土基坑为某拟建小区。该小区由总共17栋6~8层楼组成,这17栋建筑均设置有1层地下室,地2下室连成一体,工程规划用地面积为24667m,总建筑面22积52247m,其中:地下室建筑面积13519m,地上建2

6、筑面积28738m。根据该小区地下室轮郭图以及现场实际图1模型平面简图/m图2基坑整体三维有限元模型情况,现场自然地坪标高约为-1．0m,基坑大面积开挖深度为6．5m,楼梯间开挖深度为8．0~8．43m,电梯间开挖深度为10m,基坑周长约694m。2基坑典型剖面模型2．1模型参数模型中土体采用修正摩尔库伦模型,模型参数如表1所示,钻孔灌注桩直径600mm,桩间距1m,共3道锚索。图3支护结构三维有限元模型图图4邻近建筑物三维有限元模型2．3基本模型假设及开挖过程模拟作者简介:李雪梅(1989-),女,硕士研究生,主

7、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。由于计算时长及模型建立难度的限制,对该有限元模·97·型作了以下简化。表2A截面的桩顶水平位移与沉降量mm1)在进行基坑开挖前的模拟时,不考虑各岩土体之间工况水平变形值竖向变形值的构造应力,只考虑各层土体自重应力及7层混凝土建筑开挖至2．0m35．61-0．92的桩基础传递的附加应力。施工第一道锚索30．840．85开挖至4．0m55．341．562)计算过程中不考虑锚索预应力损失及温度变化对锚施工第二道锚索53．431．68[16-18]索轴力的影响,各

8、排锚索的预应力一次加载完成。开挖至6．0m65．491．933)第一次开挖土体与第一道锚索位置为距地表2．0m施工第三道锚索64．321．87处、第二次开挖土体与第二道锚索位置为距地表4．0m处、开挖至6．5m65．562．02第三次开挖土体与第三道锚索位置为距地表6．0m处,第注:正值表示桩顶向坑内水平移动,竖直向上隆起;负值表示向坑外移动,竖直向下沉降。