摘 要

随着我国经济和城市建设的快速发展，城市地下空间的开发与利用越来越受到重视。城市地区深基坑施工难度大、工期紧，而且不可避免的带来一系列工程环境问题，特别是对深基坑开挖引起邻近建筑物基础的影响及控制措施研究，对进一步完善深基坑支护工程设计，减少事故发生频率具有十分重要的理论和现实意义。

本文以南昌轨道交通1号线某基坑工程为研究背景，借助数值模拟方法，对深基坑开挖对邻近建筑物基础沉降的影响进行了研究。根据国内外学者的研究现状，概述了基坑开挖引起建筑物损坏的基本理论，并对基坑开挖引起的建筑物地基变形预测方法进行了归纳和总结。结合南昌地铁深基坑工程实例，采用数值模拟方法，建立了基坑开挖数值计算模型，探讨了深基坑开挖对邻近建筑物基础沉降的影响。计算结果表明：数值模拟结果与工程经验基本吻合，说明数值模拟方法可用于对实际工程的前期计算分析。

关键词：基坑开挖；浅基础；数值模拟；变形分析

Analysis of influence of foundation pit excavation of subway station on surrounding shallow foundation structure

ABSTRACT

With the rapid development of China's economy and city construction, development and utilization of underground space in the city more and more attention. The difficulty of construction of deep foundation pit in city area, time is tight, and inevitably bring about a series of engineering environmental problems, especially the influence caused by adjacent building foundation and control measures of deep excavation, for further to improve the design of deep foundation pit support engineering, reduce the frequency of accidents has very important theoretical and practical significance.

A foundation pit in Nanchang Metro Line 1 as the research background, based on the numerical simulation method, the influence on the settlement of adjacent building foundation of deep foundation pit excavation. According to the research status of domestic and foreign scholars, summarizes the Excavation Damage of buildings based on the theory, and the excavation prediction method are summarized and summarize the foundation deformation of buildings caused by deep excavation of Nanchang subway. Combined with examples, using the method of numerical simulation, established a numerical calculation model of foundation pit excavation, discusses the influence of deep excavation on adjacent building foundation settlement. The calculation results show that the numerical simulation results are consistent with the engineering experienceThat shows that the numerical simulation method can be used to analyze the pre calculation of the actual project.

Key words: pit excavation; shallow foundation; numerical simulation; deformation analysis

目 录

前言 1

1 绪论 2

1.1研究背景及意义 2

1.2国内外研究现状 2

1.2.1基坑工程研究现状 2

1.2.2浅基础建筑结构研究 5

1.2.3 基坑开挖对周边浅基础建筑结构影响 6

1.3主要研究内容 10

1.3.1存在问题和不足 10

1.3.2主要研究内容和技术路线 11

2 基坑开挖模拟计算分析 13

2.1工程概况 13

2.1.1地铁隧道明挖区间概况 13

2.2工程地质及水文地质 14

2.2.1工程地质 14

2.3有限元程序简介 16

2.3.1各种单元的模拟 17

2.3.2摩尔-库伦模型 20

3 基坑开挖过程数值模拟 23

3.1计算参数 23

3.2计算模型的建立 24

3.3基坑开挖步骤模拟 25

3.4模拟计算结果分析 25

3.4.1基坑模拟周围土体位移变化 25

3.4.2围护结构变形分析 34

3.4.3建筑物基础沉降分析 34

3.4.4建筑物倾斜损坏分析 35

3.5基础沉降影响因素分析 37

3.5.1基础离基坑距离对建筑物基础沉降的影响 37

3.5.2基础埋置深度对建筑物基础沉降的影响 39

3.5.3基础刚度对建筑物基础沉降的影响 40

3.5.4上部荷载对建筑物基础沉降的影响 42

4 结论与展望 45

4.1主要结论 45

4.2进一步研究展望 45

致 谢 47

参考文献 48

前 言

综合国内外的研究发现，目前车站基坑开挖对周边浅基础结构建筑的影响研究主要集中于基坑支护结构变形、临近建筑物数据监测处理和变形预测等方面，研究方式是数值方法和非数值方法的结合。深基坑开挖数值分析主要采用有限差法和有限元法来模拟基坑开挖的全过程，其中数值分析大多采用有限元法。通过模拟基坑土体的弹塑性、固体沉降等各项性质，并得出数据参数，对数据分析计算结果统计分析研究。同时得出国内外地铁车站基坑开挖对周边浅基础结构建筑的影响的一些结论，目前的研究表明地铁车站基坑开挖将引起地铁车站周围浅基础建筑物的沉降变形以及周围土体的侧向位移, 周边浅基础建筑物下层土体朝向基坑内方向位移。

本文采用数值模拟计算模拟方案，同时应用数据采集与处理分别对地下基坑的开挖尺寸、支护条件、与邻近房屋浅基础的距离、基础埋深和刚度条件下的结构受力与位移进行分析，研究地铁车站基坑开挖对周边浅基础建筑结构的影响。采用数值分析方法数值模拟计算模拟方案，研究分析不同的设计参数取值下浅基础结构变化规律，提取有效的浅基础结构位移、内力等变化规律的分析，从而研究地铁车站基坑开挖对周边浅基础建筑结构的影响。本文目的以及意义在于以研究地铁车站基坑开挖对周边浅基础建筑结构的影响为目的，明确地铁车站基坑开挖对周边浅基础建筑结构影响因素，探究地铁车站基坑开挖对周边浅基础建筑结构的影响因素，得出规律性结论，在实际工程中可以得以应用。

1 绪论

1.1 研究背景及意义