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1基坑開挖數(shù)值模擬分析

1.1建模計算模型內(nèi)力計算采用增量法，土層彈性計算采用m法，整體穩(wěn)定計算采用瑞典條分法，穩(wěn)定計算應力狀態(tài)采用總應力法，考慮地面超載和基坑內(nèi)側(cè)水位隨開挖過程變化，開挖深度為22.0米，共布置4道鋼管支撐。按《建筑基坑支護技術規(guī)程》JGJ120-99圓弧滑動簡單條分法計算圍護樁嵌固深度。嵌固深度計算值h0=6.000米嵌固深度設計值hd=αγ0h0=1.100×1.100×6.000=7.260米嵌固深度采用值hd=7.700米，圍護樁長29.7米。

1．2內(nèi)力、位移模擬結(jié)果及分析

在本工程案例中，基坑的開挖、布置鋼管撐、施做主體結(jié)構(gòu)、拆除鋼管撐等各工況共分為17個步驟交替進行。以下將布置第二道鋼管撐、拆除第四道鋼管撐、拆除第一道鋼管撐進行對比，分析不同工況條件對圍護樁的影響。從圖5可以看出，開挖基坑較淺時圍護樁的位移、內(nèi)力值較小，基坑土壓力處于較低的水平；到圖6中拆除基坑最底部的一道支撐時，圍護樁的位移、內(nèi)力值接近最大值，此時的基坑處在最不穩(wěn)定狀態(tài)；當拆除第一道鋼管撐時（如圖7），圍護樁的位移已無顯著增長，內(nèi)力值減小。

1.3模擬沉降與實測沉降對比分析從圖8和圖9的對比可以看出，距基坑邊緣越遠的地方沉降量越小，地表實測沉降在距基坑邊緣16米處已趨于零，再由于圍護樁與土體的摩擦作用力，沉降量的最大值并不產(chǎn)生于基坑邊緣而在距離基坑邊緣3米至4米處，與模擬計算中采用指數(shù)法的計算結(jié)果基本符合。

2結(jié)語

本文分析了沈陽地鐵二號線沈陽北站明挖段圍護結(jié)構(gòu)施工過程中基坑的穩(wěn)定性的相關因素，對比了實測地面沉降與模擬沉降。結(jié)果表明：基坑外側(cè)地面沉降值隨距基坑邊緣的距離的增加而遞減，并與圍護樁和土體間的摩擦力有關；基坑的穩(wěn)定性與支錨形式、支錨的水平及豎向間距之間有顯著的關系，從布置及拆除鋼管撐角度來看，拆除鋼管撐時的工況為基坑較為不穩(wěn)定的狀態(tài)，對于其他同類工程也具有一定的借鑒意義。

作者：范貝貝馬學祥單位：武漢市政工程設計研究院有限責任公司上海市隧道工程軌道交通設計研究院