２ 西部探矿工程 ２０９８年第３期 基坑东侧分布有一３Ｆ建筑，该裙房距地下室边线最近 本工程采用平面应变有限元法，对基坑开挖各施工 流程进行模拟，以分析围护结构与土体在各个工况下的 变形情况。 约ｔ３．３ｍ，施工过程中应确保建筑物的安全。故根据分 析需要，选取４个断面进行计算分析（见图２）。 —Ｔ～一 计算中做了如下假定：（１）由于基坑围护墙体、支撑 的刚度相对上海软土而言大得多，因此计算中假定为线 弹性体，以简化计算；（２）计算中不考虑围护墙体与墙后 土体的脱离现象，认为土体和墙体始终是 调变形的。 ４．２计算模型 （１）计算域及边界条件：二维有限元分析时，当围护 ｊ８０。ｌ 图ｌ基坑围护剖面示意图 。 计 断面２ 图２计算断面示意图 ４．１计算基本理论及假定 结构的结构形式、介质条件、荷载分布、施工条件均为对 称时，可取对称的一侧作为分析的对象。模型宽度及高 度分别取基坑开挖深度的，ｌ～６倍及３～４倍。计算模 型的上边界为自由边界，底边界固定，其余各边分别限 制其向基坑方向的变形。 （２）单元选择：计算过程中土体采用四结点等参单 元，围护墙体采用梁单元，支撑采用二力杆单元模拟。 ４．３计算参数 （１）土体参数：计算过程中土体的本构关系采用 Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ模型，具体计算参数如表ｌ所示。 （２）结构参数：围护灌注桩及支撑的材料参数按混 凝土选取，截面积、惯性矩等几何参数折算至每延米范 围上确定。 ４．４施工工况模拟 参照实际施工工况。 ４．５计算结果分析 计算断面一基坑边地表沉降计算结果如图３所示。 计算断面二基坑边地表沉降结果如图，ｌ所示。 图３基坑边地表沉降曲线ｌ 图４基坑边地表沉降曲线２ 计算断面三基坑边地表沉降结果如图５所示。 计算断面四基坑边地表沉降结果如图６所示。 由基坑边地表沉降曲线可以看出： 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年第３期 西部探矿工程 ３ 深基坑开挖对周边环境的影响问题在目前深基坑围 护设计中占有较大比重，本文通过有限元方法预测了特 定设计方案下基坑施工对周边环境的影响，对实际工程 有一定的借鉴价值：对于本基坑工程，预测了基坑开挖的 有效影响范围约为（２．５～３）Ｈ（Ｈ为基坑开挖深度，下 图５基坑边地表沉降曲线３ 图６基坑边地表沉降曲线４ 同）；基坑开挖引起的地表沉降最大值约为（１．５‰～３‰） Ｈ，且该最大值一般分布于基坑边（０．８～１）Ｈ范围。 上述结论仅为理论预测结果，为保证基坑自身及周 边环境安全，实际施工中还应注意以下几点： （１）若基坑周边环境较复杂，为了保证基坑本身和 周围环境的安全，基坑施工前应编制详细可行的施工组 织设计，其中应包括切实可行的应急预案。 （２）对开挖面积较大基坑，在土方开挖和支撑过程 中严格遵循时空效应理论，按分层、分区、分块、对撑限 时的要求进行施工，严格控制挖土、支撑时间，以控制基 计算断面一：地表最大沉降量２６．０１ｍｍ，距基坑边 约１０．５ｍ，基坑开挖的有效影响范围为３８ｍ；计算断面 二：地表最大沉降量２５．６８ｍｍ，距基坑边１ｌｍ，基坑开 挖的有效影响范围为３７ｍ左右；计算断面三：地表最大 沉降量２４．７３ｍｍ，距基坑边１２ｍ，基坑开挖的有效影响 范围为４０ｍ左右；计算断面四：地表最大沉降量 ２５．７ｍｍ，距基坑边１０．２ｍ，基坑开挖的有效影响范围 为３５ｍ左右。 综合上述结果，基坑开挖的有效影响范围约为 （２．５～３）Ｈ；基坑开挖引起的地表沉降最大值约为 （１．５‰～３‰）Ｈ，且该最大值一般分布于基坑边（０．８～ １）Ｈ范围。 表２计算结果汇总 坑变形、保护环境安全。 （３）建议施工过程中应对围护结构和周边环境进行 全程施工监控，并采取必要的工程措施和管理手段，使 基坑施工过程中对环境影响降至最低程度。 参考文献： ［１］刘红岩，等．深基坑工程开挖安全性的数值分析ＥＪ］．岩土 工程学报，２ＯＯ６，２８：１４４１—１４４４． ［２］李大勇，龚晓南，张士乔．软土地基深基坑周围地下管线保 护措施的数值模拟ｔ－ｊ］．岩土工程学报，２００１，２３（６）：７３６‘ ７４０． Ｌ３］侯永茂，等．超大型深基坑开挖过程三维有限元分析［Ｊ］． 岩土工程学报，２００６，２８：１３７４—１３７７． ［＾］沈磊，等．超大深基坑变形特征的数值模拟及其实测分析 ｔ－ｊ］．地下空间与工程学报，２００５，１（４）：５３８—５４２． ｎｌＭ Ａｎａｌｙｓｉｓ伽Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ Ａｆｆｏ￣Ｃｉｏｎ ０ｆ Ｉ】ｔｊｅｐ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆＩｇ ＩＸ）ＮＣ－Ｙｕｅ－ｙｉｎｇ （Ｓｈａｎｇｈａ ｉ Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ＆Ｄｅｓｉｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ。 Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００３１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｓｈａｎｇｈａｉ， ｌ＇ｈｅ ＦＥＭ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ａｆｆｅｃｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｓｕｒ— ｒｏｕｎｄｉｎｇｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｅｐ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐＩａｎｎｅｄ ｓｕｐｐｏｒｔ ｓｔｙｌｅｓ．Ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｉｌｅ ａｆｆｅｃｔｏｎ ｃａｎ ｍｅｅｔ ｔｉｈｅ ｄｅｍａｎｄ，ｉｔ ｃａｎ ｂｅ ｄｅｄｕｃｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ 基坑周边地层竖向沉降汇总见表２，由计算结果汇 总表，并结合类似工程经验，本工程基坑开挖对周边环 境的影响均控制在规范控制标准内，满足对周边环境的 保护要求。 ５结论 ｂｕｉｈｔｉｎｇｓ ａｎｄ ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ ａｍｕｎｄ ａｒｅ ｂｏｔｈ ｓａｆｅ．Ａｎｄ ｔｉｌｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕ ｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｇｒｏｕｎｄ ｈａｓ ａｌｓｏ Ｉ）ｅｅｎ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃｏｎｄｕｃｔ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｅ ｌｉｏｎ，ａｎｄ ａｌｓｏ ｃａｌｌ ｂｅ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｓｉｍｉｌａｒ ｅｌｌｇｉｎｅｅｒｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｅｅｐ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ；Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｓａｆｅｔｙ；ＦＥＭ
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