软土地区相邻基坑相互影响的数值模拟

论文摘要

随着城市越来越多的高层建筑拔地而起,出现了更多的较深基坑工程。尤其上海、北京等大城市的高层建筑密度很大,造成密集的基坑群施工。这些基坑群施工场地狭窄,堆放器材困难。基坑本身有着保护周围环境及自身稳定性的要求,现有的基坑设计理论和常规施工技术难以满足。虽然很多学者和工程技术人员已经研究了不少关于基坑变形的问题,并取得了一定的成果,但是相邻基坑开挖时还是存在不少问题。本文依托浙江华展设计院,以利时金融大厦基坑和振邦大厦基坑开挖为背景,运用有限元软件PLAXIS,建立了合理反映相邻深基坑模型,研究比较了在几种情况下(利时金融基坑单独开挖,振邦大厦基坑单独开挖,两个基坑同步开挖,利时金融基坑超前1个工况开挖,利时金融基坑超前2个工况开挖,振邦大厦基坑超前1个工况开挖,振邦大厦基坑超前2个工况开挖)的土体的位移和维护结构的变形和内力。首先,我们分析单个基坑开挖下的维护结构的内力变化及位移；再两个基坑同时开挖,分析其维护结构的内力变化及位移；最后我们观察其在不同步开挖下的位移情况。从中我们得出：1.随着开挖深度的加大,基坑土体位移,桩体的位移和弯矩增大,但在底板换撑和楼板换撑阶段并没有发生继续加剧的趋势。2.对于两个相邻基坑都为排桩加内支撑体系,存在较浅基坑的维护结构向较深基坑倾斜的情况。3.主动土压力区的最大水平位移位置随开挖深度向下移动,但在底板换撑和楼板换撑两个工况中向上移动。4.对于支撑梁的轴力来看,不管是单独开挖还是共同开挖第一道支撑的轴力在架设第二道支撑后不断增大；而第二道支撑轴力随着工况(换撑阶段)不断减少。5.从利时金融基坑和振邦大厦基坑的各自单独开挖、同步开挖和不同步开挖的最大控制值分析得出：相邻基坑的开挖对支护桩的变形影响大于对支护桩弯矩影响。6.发生倾斜的基坑,在其倾斜侧主动土压力区没有较为明显的水平位移,被动土压力区也没有明显的土体隆起现象。7.相邻基坑中间土体的土压力存在明显的折减。本文的数值模拟结合南方软土地区的工程实例,探讨了相邻基坑的相互影响因素,为今后工程实践提供理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 关于基坑方面土压力理论研究现状
• 1.2.2 关于基坑方面土压力数值分析研究现状
• 1.2.3 基坑工程的研究现状
• 1.3 PLAXIS简介
• 1.3.1 PLAXIS程序
• 1.3.2 本构模型
• 1.4 本文研究目的和内容
• 第二章 工程概况和建模分析
• 2.1 工程概况
• 2.1.1 地质参数取值
• 2.1.2 竖向支护体系
• 2.2 建模分析
• 2.2.1 计算参数确定
• 2.2.2 计算模型范围确定
• 第三章 利时金融大厦基坑
• 3.1 利时金融大厦基坑第一次开挖的变形分析
• 3.2 利时金融大厦基坑第二次开挖的变形分析
• 3.3 利时金融大厦基坑第三步开挖的变形分析
• 3.4 利时金融大厦基坑底板换撑后的变形分析
• 3.5 利时金融大厦基坑楼板换撑后的变形分析
• 3.6 利时金融大厦基坑各工况维护结构的分析
• 3.6.1 第一次开挖后的支护桩
• 3.6.2 第二次开挖后的支护桩
• 3.6.3 第三次开挖后的支护桩
• 3.6.4 底板换撑后
• 3.6.5 楼板换撑后
• 3.6.6 各阶段的维护结构情况汇总
• 3.6.7 本章小结
• 第四章 振邦大厦深基坑
• 4.1 振邦大厦深基坑第一次开挖的变形分析
• 4.2 振邦大厦深基坑第二步开挖的变形分析
• 4.3 振邦大厦深基坑第三步开挖的变形分析
• 4.4 振邦大厦深基坑底板换撑后的变形分析
• 4.5 振邦大厦深基坑楼板换撑后的变形分析
• 4.6 振邦大厦深基坑各工况维护结构的分析
• 4.6.1 第一次开挖后的支护桩
• 4.6.2 第二次开挖后的支护桩
• 4.6.3 第三次开挖后的支护桩
• 4.6.4 底板换撑后
• 4.6.5 楼板换撑后
• 4.6.6 各阶段的维护结构情况汇总
• 4.6.7 本章小结
• 第五章 利时金融基坑与振邦大厦基坑同步开挖
• 5.1 利时金融大厦和振邦大厦深基坑同步开挖第一步开挖的变形分析
• 5.2 利时金融大厦和振邦大厦深基坑同步开挖第二步开挖的变形分析
• 5.3 利时金融大厦和振邦大厦深基坑同步开挖第三步开挖的变形分析
• 5.4 利时金融大厦与振邦大厦深基坑同步开挖底板换撑后的变形分析
• 5.5 利时金融大厦与振邦大厦深基坑同步开挖楼板换撑后的变形分析
• 5.6 利时金融和振邦大厦深基坑同步开挖各工况维护结构的分析
• 5.6.1 第一次开挖后
• 5.6.2 第二次开挖后
• 5.6.3 第三次开挖后
• 5.6.4 底板换撑后支护桩分析
• 5.6.5 楼板换撑后支护桩分析
• 5.6.6 各阶段的维护结构情况汇总
• 5.6.7 本章小结
• 第六章 利时金融基坑与振邦大厦基坑不同步开挖
• 6.1 利时金融基坑超前1个工况开挖维护结构的情况
• 6.2 利时金融基坑超前2个工况开挖维护结构的情况
• 6.3 振邦大厦基坑超前1个工况开挖维护结构的情况
• 6.4 振邦大厦基坑超前2个工况开挖维护结构的情况
• 6.5. 本章小结
• 第七章 基坑开挖最大控制值的分析
• 7.1 1号桩的最大水平位移分析
• 7.2 1号桩的最大弯矩分析
• 7.3 2号桩的最大弯矩分析
• 7.4 2号桩的最大弯矩分析
• 7.5 3号桩的最大水平位移分析
• 7.6 3号桩的最大弯矩分析
• 7.7 4号桩的最大水平位移分析
• 7.8 4号桩的最大弯矩分析
• 第八章 结论和展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文