﻿ 基坑开挖深度对邻近建筑物的影响 Influence of Excavation Depth of Foundation Pit on Adjacent Buildings

Hans Journal of Civil Engineering
Vol.04 No.05(2015), Article ID:16046,7 pages
10.12677/HJCE.2015.45025

Influence of Excavation Depth of Foundation Pit on Adjacent Buildings

Jing Zhu1*, Shiwei Qin2

1Shanghai XiangCe Civil Engineering Technology Co., LTD, Shanghai

2Shanghai University, Shanghai

Email: *340046874@qq.com

Received: Aug. 29th, 2015; accepted: Sep. 11th, 2015; published: Sep. 16th, 2015

ABSTRACT

Combining with the measured data of bund tunnel project, the effect of excavation depth on the adjacent buildings is studied by using the three-dimensional fast Lagrange analysis program—FLAC3D. In the process of numerical analysis, the excavation of foundation pit is carried out by the way of sub layer, and the supporting role of vertical support structure is realized by improving the parameters of surrounding soil. By numerical simulation results, the deformation law of building settlement caused by excavation depth is obtained, which can be based on the allowable deformation value of the foundation pit to evaluate the influence of foundation pit excavation on the building.

Keywords:FLAC3D, Pit Excavation, Surface Deformation, Building Deformation

1上海祥测土木工程技术有限公司，上海

2上海大学，上海

Email: *340046874@qq.com

1. 引言

Skempton & MacDonald [1] 通过对同类型的项目进行总结，认为深基坑施工过程中对近邻建筑物结构的损害主要是地表沉降曲率，跟建筑物的整体变形角没有关系，但地表沉降曲率半径难以测量，因此把变形角的变化作为建筑物的损害标准。E. J. Cording [2] 等人经过研究得出结论：以柔性地基为基础的建筑物变形与变形角有直接的关系，变形角与沉降曲线的斜率和地表的水平应变有关。俞建霖，赵荣欣，龚晓南 [3] 用有限元法对软土地基基坑周围地表最大沉降量的几个影响因素进行了分析；还对软土地基加固区的深度和宽度变化对基坑变形的影响展开分析，为类似工程施工提供指导。张尚根、曹继勇 [4] 等对软土地区深基坑支护结构变形引起的地表沉降进行分析，提出用正太分布密度函数计算地表沉降的公式，对预测地表沉降具有实用性，同时也给出了减少地表沉降量的具体措施。刘宝琛 [5] 等应用随机介质理论，研究土体开挖引起的地表移动及变形问题。侯学渊 [6] 等参考盾构法隧道地表沉降的Peck和Scmidt公式，借鉴了三角形沉降公式的思路提出了基坑地层损失法的概念，采用相关原理，依照墙体变形和地面沉降二者的地层移动面积相关原理，计算地面垂直位移即地面沉降，此法已在沿海软土地区逐步普及，加上恰当经验系数后，与测量的结果较好的吻合。邹积亭，刘运明 [7] 采用时间序列方法对建筑物沉降数据进行分析处理，建立了建筑物动态沉降预测模型，并对其沉降趋势进行预测，应用于实例中表明AR(P)模型来进行建筑物的沉降趋势的预测在某些情况下是符合要求的。刘兴旺等 [8] 结合杭州、上海软土地区15个成功基坑工程的监测资料对基坑开挖所产生的围护结构的最大侧向变形、最大侧向变形位置、邻近建筑物的沉降以及变形的时间效应等进行了分析研究。

2. 数值模拟方法

FLAC3D是基于显式差分法进行工程模拟的软件。差分法的思想是用差分网格离散求解域，用差分公式将科学问题的控制方程(常微分方程或偏微分方程)转化为差分方程，然后结合初始及边界条件，求解线性代数方程组。FLAC3D分析在求解中使用如下3种计算方法：

1) 离散模型方法。连续介质被离散为若干六面体单元，作用力均被集中在节点上。

2) 有限差分方法。变量关于空间和时间的一阶导数均用有限差分来近似表达。

3) 动态松弛方法。由质点运动方程求解，通过阻尼使系统运动方程衰减至平衡状态。

3. 基坑开挖深度对邻近建筑物的影响

3.1. 模型几何尺寸

Figure 1. Pit plan

Figure 2. Pit profile

3.2. 土层参数

3.3. 基坑开挖过程模拟

4. 计算结果与分析

4.1. 华夏银行沉降结果对比

Table 1. Mechanical parameters of soil physics

Table 2. Mechanical parameters of concrete

Figure 3. Pit sequence of underpass

Figure 4. Comparison of settlement data of Huaxia Bank

4.2. 不同开挖深度基坑引起建筑沉降沉降

Figure 5. Comparison of max settlement data of Huaxia Bank

Figure 6. Building maximum settlement curve chart

5. 结论

Influence of Excavation Depth of Foundation Pit on Adjacent Buildings[J]. 土木工程, 2015, 04(05): 200-206. http://dx.doi.org/10.12677/HJCE.2015.45025

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*通讯作者。