数值模拟“遇见”深基坑

(整期优先)网络出版时间:2018-12-22
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数值模拟“遇见”深基坑

李凯穆海龙

中建八局东北公司辽宁沈阳110000

摘要:随着建筑业发展的日趋成熟,风险防控的要求也日渐严格,提前预见风险并针对风险进行预先模拟是风险防控的最佳方案。本文针对沈阳管廊J15节点井“先盾后井”半盖挖施工方法,进行各阶段风险数值模拟,用于分析风险最不利阶段及部位,为深基坑风险防控提供了精确的数据依据,同时为科技引领安全施工方面提供了可借鉴的工程实例。

关键词:局限性;深基坑;半盖挖;数值模拟

1工程概况

沈阳市城市地下综合管廊(南运河段)J15位于文艺路大南街交口,属于占道井位,采用半盖挖施工,施工难度较大。支护方式采用钻孔灌注桩加内支撑的形式,灌注桩直径1.2m,间距1.6m。内支撑分四层,第一层和第四层采用钢筋混凝土撑,第二层和第三层采用钢支撑进行支护,斜撑与冠梁夹角均为15°。基坑深23.6m,开挖采用正向分步开挖的形式,每步开挖完成后及时施作支护结构。支护结构如下图1所示。场地范围内主要由第四系全新统和上更新统粘性土、砂类土及碎石土组成。地层物理力学参数见下表1。

根据上图计算结果可知,基坑周围土体地表沉降规律表现为随基坑开挖深度的增加沉降值逐渐增大,最大沉降值发生在基坑开挖完成的施工阶段,最大沉降量约为19mm。

3.2水平位移为直观的观察施工过程中灌注桩的位移变化情况,现对每个施工阶段灌注桩的水平位移结果进行处理分析。在基坑四边中点各设置A1-A4四个测点,将施工过程中桩的位移值进行分析。结果见下图3-图6所示。

由图7和图8分析可得Y方向桩体水平位移的变化曲线与X方向的变化趋势保持一致。也为为“两头大中间小”形状,最大水平位移发生在桩间位置;最大值随开挖深度的增加而增大,最大水平位移在工况5阶段达到12.4mm;最大水平位移点随开挖深度的增加逐渐下移;水平位移值到达基坑底部是又有变小的趋势。

4小结

从沈阳管廊J15节点井由于采用半盖挖法施工,施工难度较大,需严格控制其安全性。数值计算的结果表明,基坑最大沉降量约为19mm,桩体水平位移值最大约为13mm。但是,由于该数值模型未考虑地下水的影响,在实际施工过程中由于基坑排水导致基坑周围土体孔隙水压力的消散,会使有效应力增加,造成实际位移偏大。此外,施工现场施工设备以及施工材料堆放、周围房屋的影响、施工过程中的扰动等因素均会导致实际的变形要大于数值模拟的结果。因此,建议在施工过程中加强监测,在基坑开挖较深时可适当的采取额外的加固措施。

参考文献:

[1]郑建国,刘涛,王秀海.盖挖逆筑车站竖向受力与变形协调分析[J].地下空间与工程学报,2011,7(S2):1598-1602.