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基坑开挖对既有建筑的影响分析
摘要:某地下车站一级基坑工程,采用围护桩-内支撑的支护结构形式,在基坑一侧处存在一处建筑物需要保护。本文根据支护形式的特点,运用岩土工程二维有限元软件Plaxis对基坑开挖的全过程进行模拟。通过对不同工况的模拟和分析计算,结果表明,基坑开挖对其周围建筑的变形影响,控制在规范合理的范围之内。
关键词: 基坑 变形分析 PLAXIS
中图分类号: TV551.4文献标识码:A文章编号:
Abstract:A foundation pit of the underground station, using the retaining pile - supported in the forms of the supporting structure in foundation pit, one side of the foundation pit has a building needs protection. According to the support method of geotechnical engineering, using two-dimensional finite element software Plaxis to simulate the whole process of foundation pit excavation. According to the different conditions of the simulation and analysis, results show that foundation pit excavation on the surrounding buildings, deformation, control in the reasonable scope.
Key words:Deformation analysis Foundation pit PLAXIS
1、引言
随着现代社会发展的需求,各类基坑形式逐步多样化和复杂化。经常会遇到在建筑物附近设置基坑的情况,例如大型建筑基坑和市政工程基坑附近可能存在其他建筑物,这就要求我们在基坑设计时考虑基坑开挖对既有建筑物的影响。传统的支护结构计算方法如等值梁法、太沙基法、山肩邦男法等及最近发展迅速的基于有限元的数值模拟方法。本文基于岩土工程二维有限元分析软件Plaxis对深基坑开挖进行模拟,并探讨深基坑开挖对周边建筑物的沉降的影响。
2、深基坑概况
(1)工程概况
某大型市政地铁工程,地铁车站深基坑标准段开挖宽度为21m,开挖深度17.3m,基坑底部位于卵石层,采用桩撑支护围护结构形式。距离深基坑一侧4.2米处有一栋6层民用住宅无法拆迁,需要在深基坑施工时加以保护。
深基坑采用三道支撑,第一道内支撑采用800×1000mm的钢筋混凝土支撑,第二道和第三道内支撑采用直径#61510;#61501;#61494;#61488;#61488;mm、壁厚C=14mm的钢管。
图1 基坑平面及与既有建筑关系图
图2基坑剖面图及地址剖面图
(2).水文地质条件
工程地质条件:表层以厚度不均的人工堆积的房渣土、素填土为主,人工堆积层以下为新近沉积的粘性土、粉土、砂土及卵石层,再以下以第四纪沉积的卵石为主,局部夹薄层砂土。车站底板位于卵石④层。
水文地质条件:含水岩组为第四纪厚层碎石土层,含水岩组富水性较强。
表1 岩土参数表
地层 密度ρ 压缩模量 内摩擦角 粘聚力 泊松比 备注
(kg/m3) Es/(MPa) / ( ° ) Cu/(kPa) μ
①杂填土 1650 4 8 0 0.2 ―
①1素填土 1800 7 10 8 0.2 ―
②1粉细砂 1950 10 20 0 0.2 ―
③圆砾 2050 30 35 0 0.2 ―
④卵石 2100 40 40 0 0.2 ―
⑤卵石 2150 45 45 0 0.2 ―
3、计算模型及工况
(1) 土体本构模型
土体是一种复杂的结合体,具有极其复杂的力学特性。土体强度理论有很多种,本文采用不同于理想塑性模型(Mohr-Coulomb)的硬化塑性模型(Hardening-Soil)。
Hardening-Soil 模型是一个可以模拟包括软土和硬土在内的不同类型的土体行为的弹塑模型,它考虑了土体的剪胀性,引入了一个屈服帽盖,土体刚度是应力相关的。构造Hardening-Soil 模型的基本思想是三轴加载下竖向应变ε1 和偏应力q 之间为双曲线系。
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