武汉地铁二号线江汉路和洪山广场站深基坑施工仿真分析

摘要

城市地铁车站基坑施工的特点是基坑通常处于房屋和地下管线密集区域，开挖深度和长宽比都较大，对周围环境的影响应受到严格的控制。本文以武汉地铁二号线的两个车站基坑为背景，利用数值模拟手段，给出基坑在初步设计方案下的一些指标值并加以总结分析。研究得到了一些成果，可作为今后类似深基坑工程设计与施工的参考。
　　 运用专业软件PLAXIS对江汉路站基坑进行数值模拟，对总应力法、坑内降水和坑外降水三种情况下的结果对比发现：降水使支护结构的位移、内力加大并导致地表沉降大幅度增加，对基坑周边环境影响加剧。而且坑外降水相对于坑内降水来说更有利于基坑支护结构的稳定性，但对周边环境的影响要大一些；通过改变降水井的设置深度分析表明：降水井深度对基坑的影响程度取决于降水井底端上、下土层的透水性。
　　 通过大型通用有限元软件ABAQUS对洪山广场站基坑的二维和三维有限元模拟发现：“盖挖半逆作法”施工时，支护体系的整体刚度较大，有利于基坑稳定；超载情况下，基坑外地表沉降主要由超载引起，沉降最大位置大致处于超载中心，沉降的影响范围较大。三维模拟中的基坑无论是在位移状态方面还是在横撑轴力上，都有着明显的空间效应。各项位移的大小和区域都随着距基坑转角距离的减小而减小。
　　 最后本文根据对数值模拟结果的分析，结合相关规范要求，对车站基坑的设计与施工给出了一些建议。