考虑共同工作时基坑与周边建筑物变形研究

摘要

在复杂的工程环境条件下，注意基坑工程施工本身的安全性外，还要注意其实施过程对周围已有建筑物的影响。论文结合基坑工程实例，分析基坑开挖过程中支护结构与相邻建筑物的相互影响特征。主要完成了以下工作: 首先分析了基坑支护结构的监测系统和监测数据，结果表明，桩顶水平位移受岩土体的地质条件，上部荷载和支护结构的变化的影响。由于岩土体的地质条件差或桩身上部建筑物存在预应力锚固值的变化，在交汇处也需要注意加强监测点的布置和观测。 其次，利用Plaxis数值分析软件建立了基坑开挖有限元模型，通过实际工程试验数据对开挖有限元模型进行了修正，使得所建模型能准确预测深基坑开挖和受力变形规律。在考虑共同作用的前提下，分析了挡土结构的位移和周围地表的垂直沉降情况。反分析表明，挡土结构的最大横向位移随挡土结构的刚度模量和土的参考压缩模量而变化，其中土的参考压缩模量高于挡土结构的参考压缩模量刚度很明显。土体的最大垂直位移受土体参考压缩模量影响较大，而围护结构刚度的模量较小。得到修正后围护结构的刚度和土体参考压缩模量。 然后以改进后的开挖有限元模型和实际深基坑工程为例，利用PLAXIS2D有限元软件对不同邻近建筑物对基坑变形的影响进行了分析。在数值模拟中使用建筑框架模型来取代附近建筑物的适用性。论证考虑共同作用下不同超载深度下基坑变形对基坑开挖变形的影响以及基坑超载深度变化对基坑开挖变形的影响机理。讨论了基坑的变形情况。 在考虑共同作用时研究了建筑物与基坑距离，建筑物超载效应深度等因素对建筑物基础沉降的影响。分析数据拟合，获得了建筑物基础沉降的表达式，从而验证了建筑物基础的沉降。在一定的土体和石材混合条件下，具有一定的表达适用性。当建筑物超载深度小于或等于临界深度时，侧桩的水平位移和基坑附近的地面沉降随着建筑物到基坑侧面的距离的增加而减小;相反，基坑变形呈上升趋势。当距离基坑边缘与基坑深度比值达到0.8时，几乎没有变化。

目录

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摘要

1绪论

1．1选题依据及研究意义

1．2国内外相关研究现状

1．2．1考虑建筑物作用下基坑开挖变形性状研究

1．2．2开挖对邻近建筑物的影响

1．2．3邻近建筑物的变形分析与判断

1．2．4讨论

1．3论文的研究内容

2深基坑变形理论与监测分析

2．1基坑的变形机理和变形模式

2．1．1围护结构的变形

2．1．2基坑底部隆起

2．1．3基坑周边地表沉降

2．2基坑开挖理论与对周围建筑物影响分析

2．2．1基坑开挖土压力计算

2．2．2基坑施工对临近建筑物危害

2．2．3基坑变形控制措施

2．3工程自然地质条件

2．3．1周边环境

2．3．2地层构造及岩性

2．3．3水文条件

2．4基坑变形监测

2．4．1监测目的

2．4．2监测方案

2．5变形监测结果分析

2．5．1基桩顶部水平位移

2．5．2基坑施工对周边环境影响

2．6本章小结

3基于监测数据的有限元模型修正

3．1有限元数值分析

3．1．1有限元分析基本原理

3．1．2基本单元类型

3．1．3土体本构模型

3．1．4土体参数确定

3．1．5初始地应力场问题

3．1．6基坑开挖模型建立

3．2基坑工程反分析

3．2．1反分析基本概念

3．2．2反分析主要参数

3．2．3土的各种模量的关系

3．2．4在数值计算中弹性模量的取值方法

3．2．5修正参数确定

3．3预测地表竖向位移最大值和围护结构最大侧向位移

3．4本章小结

4共同作用下基坑周边建筑物变形模拟

4．1不同建筑物施加方式对基坑开挖变形研究

4．1．1抗剪强度与屈服准则

4．1．2邻近建筑物有限元计算模型

4．1．3计算结果及分析

4．2 PLAXIS2D模拟基坑开挖有效性验证

4．2．1工程地质条件及概况

4．2．2有限元计算模型

4．2．3计算结果及分析

4．3影响邻近建筑物基础位移的主要因素

4．3．1建筑物基础位移的基本形式

4．3．2建筑物基础距基坑距离及埋深对建筑物基础位移影响

4．4建筑物基础位移表达式的验证

4．5本章小结

5结论与展望

5．1结论

5．2展望

致谢

参考文献