相邻基坑对地铁基坑开挖变形影响的有限元分析.pdf

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1、水电站设计第30卷第2期DHPS2014年6月相邻基坑对地铁基坑开挖变形影响的有限元分析吕文龙，陈东升，胡晓文，喻畅(中国水电顾问集团成都勘测设计研究院有限公司，四川成都610072)摘要：成都地铁3号线动物园站轴7一轴15段基坑东侧为某地产公司已开挖的建筑基坑，两相邻基坑之间土体平均厚度为20m，建筑基坑对地铁基坑开挖变形的影响是设计必须考虑的关键问题。传统的基坑变形计算方法通常假定基坑周围为半无限体，无法模拟相邻基坑对地铁基坑开挖变形的影响。本文结合成都地铁3号线深基坑工程实例，建立ANSYS三维有限元计算模型，采用摩尔一库仑等面积圆屈服准则代替传统摩尔一库仑准则进

2、行计算，得出了地铁基坑在不同间距情况下的侧向变形、竖向变形及坑底的隆起量，分析了在不同基坑间距情况下相邻建筑基坑对地铁基坑开挖变形的影响，为实际工程的设计和施工提供依据。关键词：相邻基坑；ANSYS三维有限元；不同基坑间距；变形影响中图分类号：TU433文献标志码：A文章编号：1003—9805(2014)02—0022—04土体厚度约为20m，建筑基坑设计深度15m，宽约0前言80m，围护支护为旋挖灌注桩，嵌入土体深度为7m。目前建筑基坑围护结构已失稳，桩体局部倾倒，地产近年来地铁工程建设飞速发展，城市大型建筑公司将两基坑间的土体开挖减轻支护桩体荷载。地也越来越多，地

3、铁工程深基坑开挖经常遇到相邻建铁基坑平面布置见图1。筑基坑影响的难题，相邻基坑对地铁基坑开挖变形地铁站附近主要为低层建筑、绿化带等。地貌的影响是设计必须考虑的关键问题I4。单元属于岷江水系Ⅲ级阶地。经勘察查明，在地铁传统的基坑变形计算方法通常假定基坑周围为站钻探揭露深度范围内，场地土由第四系全新统人半无限体，无法模拟相邻基坑对地铁基坑开挖变形工填土层(Q)、第四系中下更新统冰水沉积层的影响。本文结合成都地铁3号线深基坑工程实(Q+@培)及白垩系上统灌口组(K：g)基岩组成。例，采用ANSYS三维有限元建立计算模型，分析了CC在不同间距情况下相邻建筑基坑对地铁基坑开挖变C

4、形的影响，为实际工程设计和施工提供依据。计算埔奠基琬＼：爱iC建筑基雠■洼桩C采用了徐干成、郑颖人(1990)提出的摩尔一库仑等C划的曩蛙jt甓基坑：疃謦基坑五蝈■护-C蠹面积圆屈服准则代替传统摩尔一库仑准则J，该准CC则在岩土工程有限元计算中具有较高的计算精度。0lt／700：m1工程概况图1地铁基坑平面布置示意正在建设的成都市地铁3号线动物园站，轴7～轴15段基坑长68m，设计开挖深度为15．4m，宽2三维有限元模型的建立19．7m，围护结构采用灌注桩十三道内钢支撑的方案，灌注桩嵌固深度4m，基坑平面内采用三道对撑，2．1有限元计算模型内支撑的刚度为500MN／m，

5、三道钢支撑预加轴力采用ANSYS有限元软件对地铁基坑及相邻建分别为140kN、800kN、620kN。该段地铁基坑东筑基坑建立三维数值模型，取10m标准段作为计算侧为某地产公司已开挖建筑基坑，两相邻基坑平均宽度，基坑周围土体及桩采用Solid45实体单元进收稿日期：2013—12—12作者简介：吕文龙(1987一)，男，河南开封人，硕士研究生，工程师，从事水工结构及地下工程的设计研究工作。22间距在30～50m范围内变化时，地铁基坑坑底隆起化时，变化幅度明显减小。可以认为已成建筑基坑量随其变化幅度逐渐减小。对地铁基坑开挖变形的影响范围为30m左右，由于地铁基坑的开挖深度

6、为15．4m，因此，影响范围约为2倍的基坑开挖深度。参考文献：谢秀栋，刘国彬，李志高等．邻近运营地铁车站基坑开挖土层位移特性分析[J]．地下空间与工程学报，2007，3(4)：742—744．[2]曾远，李志高，王毅斌．基坑开挖对邻近地铁车站影响因素研究[J]．地下空间与工程学报，2005，1(4)：642—645．图9坑底隆起量与基坑间距关系曲线LjjMichaelLong．DatabaseforRetainingWallandGroundMove—mentsduetoDeepExcavation[J]．JournalofGeotechnicalandGeoenvir

7、onmentalEngineering，2001，vo1．127：203—224．4结论[4]陈东杰．上海铁路南站相邻基坑开挖变形影响研究[J]．建筑科学，2005，21(6)：59—63．(1)随着基坑间距的增加，地铁基坑近端、远端[5]徐干成，郑颖人．岩土工程中屈服准则应用的研究[J]．岩土围护壁侧向变形均逐渐减小，基坑间距较小时，地铁工程学报，1990，12(2)：93—99．基坑近端围护壁侧向变形大于远端侧向变形，基坑[6]姚燕明，周顺华，孙巍等．支撑刚度及预加轴力对基坑变形和间距的变化对近端围护壁的侧向变形影响较大，至内力的影响