凯德广场古田项目大型深基坑变形监测与数值模拟分析

摘要

随着我国经济的高速发展，城市化加快，2011年12月，我国城镇人口比重已超过50％，城市人均可使用的地面空间越来越小。开拓城市地下空间已成为缓解地表空间压力的有效途径。进入21世纪后，城市地下工程飞速发展，各种地下停车场、隧道交通、商场、仓库、人防工程随处可见。基坑的规模和深度越来越大，变形也越来越难以控制。对于大规模深基坑特别是软土地区大规模深基坑，如果基坑变形过大，容易引发边坡失稳，造成重大损失；如果严格将变形限制在安全预警值范围内，则势必需要不断增大支护结构的刚度，降低基坑降水、开挖的速度，这样不仅会大幅增加基坑工程的费用和工期，而且技术难度大。因此，研究大规模深基坑的变形规律和变形机理，分析由于基坑大变形而产生的一系列问题，对于优化支护结构、减少基坑安全事故都有着重要的意义。
　　凯德广场古田项目基坑工程是武汉市一处典型的软土地基下大规模深基坑工程，该基坑多项变形指标，特别是支护结构深层水平位移远远超出规范报警值，但仍能顺利完成基坑工程施工，没有对周边环境造成过大影响。文章以凯德广场古田项目深基坑工程为依托，通过理论分析、现场监测、数据分析和数值模拟相结合的方法。结合该项目基坑支护形式和现场各项监测数据，研究软土地基大规模深基坑变形规律和变形机理；结合项目周边环境、施工进度和监测数据，分析基坑工程施工过程中出现的异常情况及主要的处理措施，总结出一套有效的基坑流沙治理措施。主要研究工作和成果如下：
　　（1）结合基坑支护结构设计，制作切实可行的基坑监测分项方案，对项目基坑工程全程监测，采集各项基坑监测数据。
　　（2）结合项目基坑工程支护形式，分析该基坑工程的重点、难点，结合监测数据，总结软土地基下大型深基坑变形规律，分析变形机理。
　　（3）结合项目基坑工程中出现的周边路面裂缝、支护桩断桩、坑底流沙管涌等异常情况，分析其产生的原因和其采用的治理措施。对比分析基坑中两次治理坑底流沙的失败和成功经验，总结出一套有效的基坑流沙治理方法。
　　（4）利用有限元软件MIDAS GTS NX，建立项目基坑工程三维模型，模拟基坑开挖、支护施工过程，分析基坑受力、变形情况，并与现场监测数据对比，二者吻合。模拟开挖计算表明，虽然基坑发生大变形，但始终能保持安全稳定。参数选取及等效简化合理，可应用于类似大规模深基坑变形预测中，指导施工。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究的背景和意义

1.2深基坑变形研究现状

1.3 本文研究的主要内容

第二章 基坑变形技术研究

2.1深基坑工程的特点

2.2基坑变形机理分析

2.3深基坑工程变形监测

2.4本章小结

第三章 深基坑工程监测

3.1工程概况

3.2支护结构设计

3.3土方开挖

3.4工程特点、难点分析

3.5基坑监测方案

3.6实测数据分析

3.7本章小结

第四章 基坑异常情况分析及处理措施

4.1概述

4.2支护结构与周边土体大裂缝

4.3支护桩开裂

4.4坑底流沙

4.5本章小结

第五章 数值模拟分析

5.1有限元法

5.2有限元模型概述

5.3计算结果

5.4模拟结果与监测结果对比分析

5.5模拟情况与基坑异常情况对比分析

5.6本章小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献