擬建工程基坑開挖對臨近結構的影響分析

王 金 平

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司，湖北 武漢 430000)

0 引言

該擬建項目工程基坑圍護樁外輪廓距離武漢市軌道交通2號線中山北停車場地下結構外輪廓最近只有2.19 m，距離京九鐵路路基最近只有8.5 m左右。該工程的實施對中山北停車場產生了影響，因此，為了確保今后地下停車場的安全運營，采用了HSS小應變模型[1]、Plaxis軟件對其進行數值模擬，分析該擬建項目的基坑開挖對停車場地下結構的變形及沉降的影響，并提出合理的建議。

1 工程概況

1.1 擬建項目的工程概況

擬建項目被2號線中山北路停車場及出入場線分隔成東、西兩個地塊，每個地塊又按地下室層數不同分成兩個部分，如表1所示。

表1 擬建項目的工程概況

1.2 中山北路停車場項目的工程概況

中山北路停車場主體結構為地下1層多跨混凝土箱型結構，頂板覆土約1.20 m。主體結構頂板、底板、側墻分別為700 mm，800 mm，700 mm厚。圖1為二者的平面關系圖。

2 基坑開挖對地下停車場結構的影響分析

采用HSS小應變模型、Plaxis軟件對該擬建項目工況及臨近既有地下停車場結構進行整體數值分析[2]，選取A,B,C三個斷面進行分析計算，三個斷面均包括加撐、開挖、拆撐、回筑階段。

2.1 A斷面計算分析

表2 A斷面數值計算結果 m

根據表2，圖2，擬建基坑開挖過程中放坡開挖、布置第一道支撐(工況一)后整個斷面土體位移較小。基坑右側超載對中山北停車場底板產生-2.4 mm垂直位移、-0.7 mm水平位移的影響，且位移主要發生在停車場主體結構右側側墻附近，左側墻附近垂直位移基本為0。開挖至坑底(工況二)后，中山北停車場底板左側墻附近垂直位移增大至-2.14 mm，水平位移-2.3 mm。澆筑底板、拆除第一道撐(工況三)后，中山北停車場變形量不大，底板豎向沉降最大-2.1 mm，水平位移-2.45 mm。

根據文獻[3]可知：地鐵2號線對垂直位移要求為保證路基后期豎向沉降不應大于-15 mm，故滿足要求。

2.2 B斷面計算分析

表3 B斷面數值計算結果 m

根據圖3，表3，擬建基坑開挖過程中放坡開挖、布置第一道支撐(工況一)后整個斷面土體位移較小。開挖至坑底后，中山北停車場底板右側墻附近垂直位移最大，約-2.36 mm，水平位移約0.7 mm。澆筑底板、拆除第一道撐(工況二)后，中山北停車場變形量不大，底板豎向沉降最大-2.61 mm，水平位移0.71 m?；娱_挖過程中，中山北停車場水平位移較小，原因是模擬開挖過程采用了對稱開挖的形式，且開挖深度相同，停車場主體結構水平方向受力均衡。

B斷面各個工況計算結果顯示，底板最大沉降為-2.61 mm，軌道位置處最大沉降為-1.1 mm，故滿足要求。

表4 C斷面數值計算結果 m

2.3 C斷面計算分析

根據圖4，表4，該擬建基坑開挖過程中放坡開挖、布置第一道支撐(工況一)后整個斷面土體位移較小。開挖至坑底后，中山北停車場底板左側墻附近垂直位移最大，約-9.1 mm，水平位移約-1.37 mm。澆筑底板、拆除第二道撐(工況四)后，中山北停車場變形量不大，底板豎向沉降最大-10.9 mm，水平位移-1.4 m。澆筑中板、拆除第一道撐(工況五)后，底板豎向沉降最大-11.5，水平位移-1.337。在整個基坑開挖過程中，中山北停車場水平位移較小，原因是基坑開挖過程模擬采用了對稱開挖的形式，且停車場兩側基坑開挖深度相同，停車場主體結構水平方向受力均衡。若采用非對稱開挖會導致既有臨近結構產生趨于坑內側的水平位移及向上的豎向位移[4]。同時在基坑開挖過程中要做好現場監測，從而確?；邮┕み^程中支護結構及臨近結構的安全性并根據監測數據對設計方案進行及時合理的調整[5]。

3 結論及建議

A,B,C斷面計算結果顯示停車場主體結構最大豎向沉降-11.5 mm，軌道處最大沉降-9.5 mm，停車場主體結構底板滿足保證路基后期沉降不大于-15 mm的要求，主體結構其他構件撓度值均小于l0/400，滿足混凝土設計規范對于構件撓度的要求。對此提出以下幾條建議：

1)基坑設計應充分考慮不確定因素的影響并在基坑設計前收集臨近結構的相關資料。

2)由于既有臨近結構位于擬開挖基坑兩側，為了減小擬建基坑開挖對臨近既有結構的影響，擬建基坑宜采用對稱開挖。

3)基坑開挖變形情況的預估值與開挖過程中的實際值在一定程度上有所不同，因此在基坑開挖過程中要做好現場監測。

參考文獻:

[1] 丁鈺津，褚 峰，梁發云.HSS模型在緊鄰地鐵深基坑工程分析中的應用[J].山西建筑，2014,40(6):60-62.

[2] 吳建奇，李文彪,肖 波.基于PLAXIS軟件的深基坑變形與內力分析[J].鐵道建筑，2014(11):79-80.

[3] GB 50157—2013,地鐵設計規范[S].

[4] 劉云波，朱有奇，楊 德.非對稱基坑開挖監測位移下數值對比分析[J].河北工程大學學報(自然科學版)，2015,32(2):121-123.

[5] 趙 延.地鐵車站深基坑開挖對臨近建筑物影響的監測及數值模擬研究[D].石家莊：石家莊鐵道大學碩士學位論文，2014.