广中路基坑工程的反演分析.pdf

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1、低温建筑技术2010年第9期(总第147期)广中路基坑工程的反演分析高冰一，周健I1-同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海200092；2．同济大学地下建筑与工程系．上海200092)【摘要】结合广中路地道工程，利用大型有限元软件ABAQUS对广中路地下通道NA06一NA08段和NA04一NA05段基坑开挖全过程进行数值模拟，得到基坑开挖过程中围护结构、周边建筑位移变化数值解。通过现场监测数据的反分析，分析开挖对周边建筑造成的影响，并对后阶段基坑开挖风险进行分析预测，以达到施工过程的实时预控。【关键词】反分析；沉降；风险；有限元I中图分类号

2、】TU463【文献标识码】B【文章编号】1001—6864《2010)09—0092—02广中路过街地道在规划开挖区域周边民房居多，q=20一J大部分民房为砖混结构，而且民房基础多为筏形基础，lU~-．--基础埋深较浅，地道开挖时，临近地道处，房屋沉降值6．5==较大，而远离基坑处沉降值相对较小，沉降差值会造成房屋倾斜，开裂，情况严重时有可能使居民楼转为危房，造成严重的后果。文中以维护桩的水平位移及大连西路621号上海海事大楼为监控对象，运用大型有限元ABAQUS软件进行基坑开挖支护模拟并结合实测数据进行修正。最搅拌桩后运用修正后的程序对上海海事大

3、楼的沉降进行反图115—15截面基坑模型断面计算简图演。预测通道开挖过程中的沉降情况，指导开挖工期。2．2基坑开挖过程数值模拟步骤1工程概况为了尽可能的接近施工实际情况，ABAQUS数值本工程621号民房附近基坑开挖深度为10m，采模拟的分析步按照基坑实际开挖步骤设置，具体分析用厚度为0．85m的搅拌桩围护结构，桩长为21．5m，桩步如下：顶标高为0m，采用SMW工法，在搅拌桩中加型钢，型(1)第①步对模型施加边界约束和初始荷钢惯性矩为201000cm，型钢问中心距为900mm。计载，模拟基坑开挖前的土体在重力作用下的地应力平算时考虑地面超载20k

4、Pa。断面计算简图如图1。衡，并且获得土体的初始应力状态。2数值模拟(2)进行基坑开挖的模拟，基坑开挖共分六步：2．1土体参数第②步，开挖至一2．3m；第③步，在一lm处施加第截面基坑土层参数如表1所示。一道钢管撑；第④步，开挖至一6．8m；第⑤步，在一6．5m处施加第二道钢管撑；第⑥步，开挖至一10m。表115—15截面基坑土层主要物理力学参数(3)导出结果，分析控制结点处的位移情况。3数值模拟结果分析3．1桩身水平位移数值模拟结果从图2可看出，随着基坑的开挖，靠近基坑底部靠近基坑边缘处受到的影响较大，基坑中部影响较小，远离基坑处受到的影响较小。

5、图3的水平位移曲线显示随着基坑的开挖，桩身的水平位移受到不同程度的影响，桩身水平位移不断加大，基坑开挖到一2．3m左右时，桩身的水平位移无明显变化，当基坑开挖至一6．8m左右时桩体有不同程度的侧移，但侧移程度较小，当基坑开挖至一10．6m左右，基坑侧移的值达到最大，最大位移接近45ram，15高冰等：广中路基坑工程的反演分析一l5截面基坑结构本身属于整个地道工程中基坑开基坑开挖到一lOm，近基坑点竖向沉降为94．15mm，远挖深度较深的截面，在工程施工前必须做好基坑变形基坑点竖向沉降为46．65ram，两点差异沉降量为02468m￡!M∞的预测及采

6、取相应的预防措施。47．5mm。／／昌／／鑫／广世一／／一炼／—_基坑开挖阶段一建筑基础近基坑点一建筑基础远基坑点图5近、远基-9L~~随基坑开挖的竖向沉降曲线图2基坑开挖一lOm水平位移云图4预测值与实测值对比Ol02O3O4050大连西路621号居民楼的周边各监测点变化曲线．、＼'、、如图6所示。根据现场的实测资料，基坑在开挖截止，＼≮＼基坑测点F60、F63、F64、F65的累计沉降值分别增至；、jj一90．40、一88．04、一81．98、一77．90ram。}，／／一10o．oo．，孽脚曼县缦、／／卜⋯⋯-__⋯⋯⋯一署一70．O0}一⋯

7、一⋯一2==——一／．／枷舶一开挖至一2．3m一开挖至一6．8一开挖至一lOm差医兰兰篓二===二二j好图315—15截面基坑开挖过程桩身水平位移曲线图—l0mL二二=二=二：：：=====；：==：=：：I_____⋯一：：：苹：==；==苹：==：==；一：：：==；====：：；：=：；=i。。～⋯⋯～--4⋯⋯⋯⋯～一一日期3．2大连西路621号基础沉降数值模拟结果基坑开挖～10m周边建筑物基础竖向位移云图如一Fl卯一F6lF62F63～f64F65f图4所示。大连西路621号近基坑点和远基坑点随基坑开挖阶段的竖向沉降曲线如图5所示。图6广

8、中路142号居民楼沉降曲线5结语通过实测值与预测值的比较，可以看出，用大型有限元软件Abaqus进行反演分析所得到的结果能