地铁车站基坑数值计算探讨.pdf

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1、基础与结构工程晶Foundation&StructureEngineering丁亚雷，田帅(中铁隧道勘测设计院有限公司，天津300000)摘要：以某地铁车站工程为依托，通过对比数值计算软件和理正深基坑计算软件的计算结果，并结合已有的基坑监测资料，分析了数值计算中本构模型和计算参数的选取，提出了数值计算在地铁基坑开挖模拟中的计算要点．对城市地下空间开发建设中产生的地层变形及对周边建构筑物的影响分析计算有一定的指导意义。关键词：地铁车站；深基坑；数值计算中图分类号：’11J942文献标志码：B文章编号：1009—7767

2、(2016)03—0147—04DiscussiononNumericalCalculationofMetroStationFoundationPitDingYalei，TianShuai1问题提出2工程概况地铁车站周边环境复杂，地面建(构)筑物密集，地该工程为地下3层岛式车站，车站标准段宽22．3m，下存在大量管线，常与市政隧道、地下室、建(构)筑物基坑深24．68m，开挖范围内土层主要为黏土和粉质黏基础等已有地下工程邻近，施工风险较大。且地铁基坑土，基坑底处于黏质粉土层，勘察期间稳定地下水位介施工具有大范围开挖卸

3、荷的特点，工程设计与施工中于20．1～21．2m。车站主体采用明挖顺作法施工，围护需考虑建设过程对周边环境的影响，并保证自身结构的结构采用∥1200mm@1400mm钻孔灌注桩加内支撑，安全。由于地下工程的特殊性和结构计算的局限性，数标准段桩基嵌固深度10m。第1道支撑采用800mmx值计算作为一种行之有效的分析手段在地下工程中得800mm混凝土支撑，水平间距9m；第2、3、4道支撑采到越来越广泛的应用，而计算软件中有关本构模型的用力609mm，t=16mm钢管撑，预加力500kN，水平间选取和参数的输入是数值计算分

4、析的重中之重，合适距3m；第5道换撑采用0609mm，t=16mm钢管撑，预的本构模型选取和参数输入才能得到符合实际的计算加力200kN，水平间距6nl。支撑竖向间距分别为1．5、结果。拟结合工程，对比分析数值计算软件和理正深基6．25、6．38、5．37、2m。计算选取的地质钻孔土层分布及坑计算软件的计算结果，以合理地选取计算分析途径．参数见表1。表l土层分布及参数池层编弘地层名称镌2脚鬻kN／m彪3)压辅MP模量a7，蒜擎甏蒜。。怒，①．杂填土1．319．515．0③32黏质粉土3．917．813．316．026

5、．0③，，黏质粉土4．018．414．518．026．5⑧。粉砂1．318．816．5(》。黏质粉土4．318．915．017．627．7③。粉质黏土7．219．69．542．016．0(④。黏质粉土9．019．911．517．O26．6③，，黏质粉土4．519．310．039：520．5⑧，，粉质黏土13．519．211．O44缶15．4④22粉质黏土6．019．012．046．718．62016#$3搠(5一)第34卷辛荭敏木147药"如砣如柏弛粥巧昌基础与结构工程Foundation&StructureEngi

6、neering3基坑计算基坑计算采用理正深基坑计算软件和数值计算软件2种工具，并结合已有的实际工程监测结果，对比分析2种软件计算结果的差异，分析数值计算软件在地铁基坑计算中的适用性。3．1理正深基坑计算软件计算基坑计算采用理正深基坑7．O。每部开挖面位于各道撑下0．5m，内力计算方法为增量法，支护结构安全等级为1级。主要计算结果如下：地表沉降的计算方法选择抛物线法。计算结果(见图1)显示，基坑开挖过程中距基坑边约11m处地表沉降量最大，为26mm。E三己三E；m_E。m_支座反力／kN012345678910lll2

7、13141516171819202l2223距基坑边距离，m图l地表沉降图围护桩为基坑支护的主要受力结构，其内力位移包络图见图2。1．∞___!{／i．f‘’、-，^lO。·o-77．．。；奠⋯。．E；隆‘k一，-j‘+蚶：多r引j。芦㈦⋯麓：(。F：l≮；～H蟾}．20-、}1it?l㈠}{》『i、琳-，f驯㈠弭j雏疆30≯㈠!}

8、：14积位移／ram弯矩，kN·m一22-33～0．46一l849．07-l0l1．49图2围护桩内力位移包络图基坑开挖加撑过程中．第1"--5道支撑最大轴力分别为789、1919、30

9、18、2718、1679kN。根据计算结果，对支护结构的受力、变形、稳定性等方面进行验算，结果均满足相关规范的要求。3．2数值计算软件计算数值分析计算同样简化为二维模型．采用PLAXIS2D岩土工程有限元软件计算。模型尺寸为l10mx56m，采用标准固定边界。围护桩及主体结构采用板单元模拟，支撑采用锚锭杆单元模拟，地面超载为20kPa。计算模型