基坑开挖对邻近既有地铁结构的影响分析

基坑开挖对邻近既有地铁结构的影响分析

邹玉强

（宜昌市城市规划设计研究院有限责任公司，宜昌，443000）

【摘要】针对基坑施工开挖卸荷对临近既有地铁结构的影响，采用MIDAS-GTS有限元计算软件，建立平面应变计算模型，分析研究基坑开挖对临近地铁结构的影响性，得出临近地铁结构受基坑开挖施工影响的变形特性规律。

【关键词】：基坑，临近结构，地铁工程，数值分析

作者简介：邹玉强，工学硕士，岩土工程专业，目前从事市政工程设计与项目管理工作

1 引言

在施工中，由于基坑开挖卸荷会影响到周边环境的变形及受力[1]，如地表沉降和隆起，严重时会造成开挖面失稳，会对周围环境造成不利影响。

本文采用岩土工程领域有限元计算软件MIDAS-GTS，对实际基坑工程全施工过程进行了模拟计算。分析研究该基坑工程开挖对临近既有地铁结构的影响性。

2 基坑支护概况

基坑整体呈方形，长度与宽度均为17m左右，基坑开挖深度15.5m，在坑顶放坡2m后采用“灌注桩+内支撑”的支护方式。灌注桩规格φ1200@1600，长度20m（含冠梁，尺寸为1400mm（宽）×1000mm（高）），嵌固段长度6.5m。在桩顶以下4m处设置一道腰梁及混凝土内支撑，腰梁尺寸为1200mm（宽）×1000mm（高），内支撑尺寸为800mm（宽）×1000mm（高）。

3 地铁保护控制标准

根据《城市轨道交通结构安全保护技术规范》（CJJ/T 202-2013），城市轨道交通结构安全控制指标值应符合规定的要求[2]。

4 有限元数值计算分析

4.1计算模型介绍

有限元模型中，采用二维平面应变单元模拟地层，梁单元模拟结构[3]。模型范围以结构外轮廓为基准，外扩一定距离而建立[4]。计算模型如下所示。

图1 计算模型

4.2计算结果分析

数值计算过程中，基坑开挖施工一共简化为5个计算工况，基坑开挖施工完成后，计算模型的变形云图如图2~图3所示：

由计算结果可知：当完成基坑土体开挖后，地铁结构的最大水平变形为1.06mm（向基坑方向）；地铁结构的最大竖向变形为2.26mm（隆起）。因此，基坑开挖对地铁结构的影响满足要求。

表1地铁结构位移计算结果

5 结束语

（1）拟建基坑支护结构采用“钻孔灌注桩+单道混凝土撑”的支护方式，根据基坑开挖数值模拟计算，当完成基坑土体开挖后，既有地铁结构的最大水平变形为1.06mm（向基坑方向），最大竖向变形为2.26mm（隆起），满足规范限值要求。

（2）考虑到项目实施过程中的风险性，临近地铁车站一侧基坑应加密监测点及监测频次，尤其是支护结构水平位移、支撑结构内力及变位。同时应针对地铁车站结构制定专项监测方案。

参考文献

[1].胡众,朱大勇.复杂环境下地铁基坑施工风险研究[J].合肥工业大学学报.2020.

[2].中华人民共和国住房和城乡建设部．CJJ/T 202-2013，城市轨道交通结构安全保护技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社,2013．

[3].GTSNX-理论分析手册[M].北京迈达斯技术有限公司.2017.

[4].蒙国往,农忠建,吴波,等.地铁车站深基坑开挖变形及数值模拟分析[J].中国安全生产科学技术.2020.