深基坑開挖對臨近售樓部穩定性影響的有限元分析

姚汾

摘要：本文以武漢某臨近售樓部基坑為例，結合Midas-GTX-NX軟件建立二維及三維模型模擬基坑開挖工序，分析開挖過程基坑周邊土體及臨近售樓部沉降變形規律。結果表明：（1）基坑開挖會使坑外地面發生沉降，最大沉降不在坑邊，而是距離坑邊約8m售樓部處。（2）基坑開挖引起地面沉降曲線呈現“漏斗狀”。（3）對比二維建模，三維建模得到的沉降值較小，即表明基坑開挖支護體系對周邊環境的影響存在三維空間效應。

關鍵詞：深基坑;Midas-GTX-NX;數值模擬

近年來，由于受開發商的開發進度的影響，售樓部的建設往往先于基坑開挖，且售樓部距離基坑距離最近。故對售樓部進行的變形控制影響分析意義重大。

1 工程概況

該基坑開挖周長90m，長78m，寬28m，挖深11m。支護形式為支護樁+內支撐，樁長17m～24m。距離基坑北側約8m處為售樓部，平面尺寸長52m，寬5m～40m，高3m，天然基礎。場地內土層：2m厚雜填土，γ=19KN/m3，ES=3.0MPa，c=10KPa，φ=18.0，μ=0.38;7m厚粉質黏土，γ=18.4KN/m3，ES=4.5MPa，c=14KPa，φ=12.0，μ=0.35;13m厚粉質黏土夾粉土粉砂，γ=18.5KN/m3，ES=5.4MPa，c=15KPa，φ=7.8，μ=0.30;15m厚粉砂，γ=19KN/m3，ES=19.0MPa，c=0KPa，φ=34.5，μ=0.28。

2 模型建立

二維建模：土體及售樓部采用2D平面應變單元;三維建模：土體及售樓部采用三維實體單元。土體采用摩爾庫倫本構，售樓部采用彈性本構;支護樁采用植入式桁架;冠梁、支撐采用梁單元。

模擬基坑工序：施工支護和立柱樁，開挖第一層土施工冠梁和支撐，開挖至負一層和負二層。

3 結果分析

基坑開挖對售樓部影響隨挖深增加而增大，故取最后一步工序分析。

二維建模售樓部兩側位移為6.7mm、1.2mm，三維建模售樓部兩側位移為1.6mm、0.1mm，易知沉降差滿足規范要求。

從兩種建模提取結果可以看出：基坑外地表沉降的趨勢是一致的：遠離基坑方向，沉降位移先變大，后變小，均體現為“漏斗狀”的沉降曲線;相比二維模擬，三維模擬得到的沉降值較小。

4 結論

（1）基坑開挖會使坑外地面發生沉降，最大沉降不在坑邊，而是距離坑邊約8m售樓部處。

（2）基坑開挖引起地面沉降曲線呈現“漏斗狀”。基坑邊至售樓部處沉降一直增大，售樓部處達到最大值，然后遠離基坑方向一直減小。

（3）對比二維建模，三維建模得到的沉降值較小，即表明基坑開挖支護體系對周邊環境的影響存在三維空間效應。

（4）結合數值模擬計算，對比現場實際監測情況，數值模擬能有效反應各個施工階段的沉降變形規律，對施工有一定的指導作用。