基坑围护数值模拟与施工实测差异简析论文

基坑底部土体满堂加固模型试验与数值模拟研究【摘要】本文通过基坑底部土体满堂加固模型试验与数值模拟研究，旨在探讨如何有效加固基坑底部土体，提高地基承载力，减少地基沉降。

在试验设计与实施部分，我们描述了模型试验的具体步骤以及使用的材料和设备。

在数值模拟方法部分，介绍了采用的数值模拟软件和建模步骤。

模型试验结果分析部分对试验结果进行了详细阐述，数值模拟结果对比分析部分则比较了试验结果和数值模拟结果之间的差异。

在综合分析与讨论部分，我们对试验和数值模拟结果进行了综合分析，提出了加固基坑底部土体的建议。

结论部分总结了本研究的主要成果，并展望了未来的研究方向。

通过本研究，可以为基坑工程的设计与施工提供参考，并在地基处理中发挥积极作用。

【关键词】基坑底部土体满堂加固模型试验、数值模拟、试验设计、实施、模型试验结果分析、数值模拟结果对比分析、综合分析、讨论、结论、研究展望。

1. 引言1.1 背景介绍基坑底部土体满堂加固模型试验与数值模拟研究旨在探讨基坑工程中土体加固技术的应用与优化。

随着城市建设的不断发展，大型基坑工程日益增多，基坑底部土体的稳定性成为施工过程中的关键问题。

传统的土体处理方法往往存在成本高、周期长、效果不稳定等问题，因此有必要对基坑底部土体满堂加固技术进行深入研究与优化。

在基坑底部土体满堂加固中，通过设置支撑结构和注浆加固等方式，能够有效提高土体的抗压承载能力，增强基坑的稳定性。

在实际工程中，土体加固技术的设计与施工存在诸多复杂因素，如土体性质、地下水情况、施工材料选择等，这些因素对基坑底部土体加固效果产生重要影响，需要进行详细的研究和分析。

1.2 研究目的研究目的是通过基坑底部土体满堂加固模型试验与数值模拟研究，探讨在基坑施工过程中采用土体满堂加固方法的有效性和可行性。

具体目的包括：1.验证土体满堂加固方法对基坑底部土体的加固效果，评估其增加土体抗剪强度和改善土体稳定性的能力；2.研究土体满堂加固方法对于减小基坑变形、控制基坑沉降的作用，分析其对基坑支护结构和周围建筑物的影响；3.通过试验与数值模拟相结合的方法，深入探讨土体满堂加固方法的适用范围和优化设计参数，为实际工程中的基坑设计和施工提供科学依据和技术支持。

某地铁站围护桩变形实测与数值分析发表时间：2018-12-04T11:24:39.900Z 来源：《防护工程》2018年第25期作者：刘伟江[导读] 通过对现场施工过程围护结构桩体的位移进行监测，再基于有限元 ABAQUS“生死”单元的定义，对深基坑开挖、支护的施工过程进行模拟计算，最后对比分析桩体结构变形的监测和模拟计算结果。

刘伟江河北建设勘察研究院有限公司河北省 050000摘要：深基坑围护结构的变形对施工的安全稳定至关重要。

通过对现场施工过程围护结构桩体的位移进行监测，再基于有限元ABAQUS“生死”单元的定义，对深基坑开挖、支护的施工过程进行模拟计算，最后对比分析桩体结构变形的监测和模拟计算结果。

关键词：深基坑；围护桩；地铁车站；数值模拟引言我国经济发展迅速，致使城市交通压力日益加剧，为缓解交通压力，不断加大地下空间的开发与利用成为趋势，地铁建设成为解决交通拥堵问题的重要手段。

地铁车站深基坑工程是地铁施工工作的重点和难点，在基坑面积不断扩大、深度不断增加的情况下，深基坑开挖与支护已经成为地铁建设的热点问题。

随着基坑工程监测技术的不断发展以及计算机技术的不断应用，利用数值计算方法来解决基坑开挖产生的工程问题已经越来越多。

一、深基坑围护及位移监测方案本文重点研究剖面 1-1 西侧 CX1 测点桩身的水平位移变化情况，该截面处基坑开挖最大宽度为 30.7m，开挖深度为 18.81m，在地面下1.5m 进行摘帽处理，挂网喷锚围护，以下采用钻孔灌注桩，采用锚索和钢支撑系统。

该截面围护结构和位移监测方案如下：（1）CX1 和 CX2 两测点处围护桩为φ800@1200，桩长为 23.3m，测斜管沿桩身通长绑扎，每隔 0.5m 设置水平位移监测点一个，但是由于施工原因，测斜管下端堵塞，CX1 的量测深度为 18.0mCX2 的量测深度为 12.0m。

（2）截面1-1 上基坑西侧 CX1 处的MS5 设在冠梁位置，长度为 33.0m，自由段长 11.0m，锚固段长 22.0m，锚固体直径为 200mm，水平倾角为 20o，钢绞线 3×7φS15.2，砂浆 M20，拉力设计值为 506.8kN，拉力锁定值为 430kN，实测 MS5 的预加拉力为 210kN。

特征 。 在此软土条件下进行深基坑的设计与施工，
坑内侧土体进行开挖， 基坑周边土体将发生应力的重 对基坑本身 的安全及周边环境的保护来说是一个
新分布， 宏观表现为地层的移动， 地面沉降、 围护结构
沉降、 水平位移等 ， 特别是 当基坑 周边有重要建筑 、 管
难点。 各土层主要物理力学指标综合建议值见表 ｌ 。
支撑轴力设
是为类似深囊
＿ ■ 铁 勘 — 道 ；
地铁深基坑围护 结构设计与施工监测对 比分析
李雁艳
表 １ 各 土层 主要 物理 力学 指标综 合建 议值
＼＼ 土的物理 含水量 天 然 重 孔 隙 比 凝 聚 力 内摩 压缩 模 垂直 基 水 平 基 静 止 侧 垂 直 渗 水平 渗 ＼＼力学指标 （ Ｏ 度Ｙ Ｃ 檫 角 量 Ｅ 床 系 数 床 系 数 压 力 系 透 系 数 透 系 数
中第三道支撑为钢支撑双拼 ， 端头井段采用 ５ 道支
本文通过对苏州地铁一号线已施工完毕的桐泾
路站在施工赶
撑， 第一道支撑支撑于冠梁上， 其余 ２ ５ － 道支撑采 用直径 ６ ９ ｍ（ ０ ｍ 壁厚 ｍ１￣ ） ６ 的钢管支撑。支撑
于 １０ ０ ００Ｘ ８０的混凝土围檩上。
ＧＮ２ １ （） ０ １５
土层 名称 ＼＼ ① １ 填 土 杂 ① ２素 填 土 ③１ 粉质 粘土
＼
（） （ ／ ｅ ％ Ｋ ｍ Ｎ ）
１． ８ ５ １． ９ ０ ２－ ６３ ｌ． ９７ ０ ４ ．７ ７
（Ｐ （ （Ｐ） Ｋ Ｋａ ） ｏ ） Ｍａ
５ １ ２ ３． ７２ １ ５ １ ２ １． ７Ｏ ７０ ８ ． ６
地修建之中。 苏州地铁一号线作为苏州第一条新建 地铁线路， 在优化城市布局， 增强城市功能和城市人

基坑支护现场试验研究与数值分析随着城市化进程的加快，建筑行业得到了迅速发展。

在高层建筑和地下空间利用等领域，基坑工程越来越成为关键的支撑结构。

为了保证基坑工程的稳定性和安全性，开展基坑支护现场试验研究与数值分析显得尤为重要。

本文将介绍基坑支护现场试验的主要步骤和数值分析方法，并针对具体案例进行深入研究。

在基坑支护现场试验研究中，首先要明确研究目的和方法。

其主要目的是验证支护结构的承载能力和稳定性，为工程设计和施工提供科学依据。

试验方法包括原型试验和模型试验，其中原型试验能够真实地反映基坑实际情况，但成本较高；模型试验则可以在一定程度上模拟实际情况，做到初步的评估和优化。

在基坑支护现场试验研究中，数值分析扮演着举足轻重的角色。

数值分析可以针对复杂的边界条件和荷载工况进行模拟，从而得到更精确的预测结果。

在数值分析过程中，首先要对支护结构进行离散化处理，将其分解成有限个单元体。

随后，根据力学平衡原理和材料本构关系，建立数值计算模型，并运用有限元方法进行求解。

针对某一具体案例，我们进行了基坑支护现场试验研究。

该案例的基坑深度为10米，采用钢板桩支护结构。

在试验过程中，我们对支护结构的变形、内力和土压力等进行了监测。

通过分析监测数据，我们发现钢板桩支护结构能够有效地提高基坑稳定性，减小变形量。

在数值分析过程中，我们运用有限元方法对现场试验案例进行了模拟。

通过对比试验结果和数值分析结果，我们发现数值分析结果与实际情况较为接近，从而验证了数值分析的可靠性和准确性。

在此基础上，我们可以进一步探讨不同工况下的支护结构性能和优化设计方案。

基坑支护现场试验研究与数值分析是确保基坑工程稳定性和安全性的重要手段。

在试验过程中，我们需要注意数据的准确性和可靠性，以便更好地反映支护结构的实际性能。

数值分析作为一种有效的预测方法，可以为工程设计和施工提供重要的参考依据。

在今后的研究中，我们可以通过加强试验研究和数值分析的结合，深入探讨复杂工况下的支护结构性能，不断完善现有的支护设计方法，以适应更高难度的基坑工程需求。

地铁车站基坑围护结构变形监测与数值模拟摘要：以某地铁换乘车站基坑为研究背景，分析了基坑施工过程中地下连续墙水平位移随基坑开挖深度和时间的变化规律。

建立三维有限元模型对地铁车站深基坑开挖进行模拟计算，将获得的地下连续墙变形结果与监测结果进行了对比分析。

结果表明：地下连续墙最大水平位移的计算值与实测值差距很小，其发展变化的趋势几乎一致，有限元计算的结果是可信的。

三维有限元模型能够更好的考虑基坑空间效应对地下连续墙水平位移的影响，可以为优化设计和施工提供有益的参考。

关键词：地铁车站；基坑围护；变形监测；数据模拟1前言随着中国城市建设规模不断扩大，高层建筑及地下交通工程建设中面临很多深开挖问题。

特别是城市地铁的兴建，产生了大量的地铁车站深基坑工程。

地铁车站深基坑工程作为一项复杂的综合性岩土工程，在施工过程中基坑内外土体应力状态的改变将会引起土体的变形，从而造成其围护结构的变形。

由于深基坑施工边界的复杂性，一般很难通过解析的方法来求解基坑工程中围护结构的变形及其对周边环境的影响，数值分析方法为这种问题的求解提供了有力的工具。

本文通过有限远程序与理正深基坑分析软件对地铁换乘车站基坑进行模拟计算，以及对现场监测结果的分析来研究地铁车站深基坑在开挖过程中围护结构的变形特性。

2工程概况及地质条件2.1工程概况拟建某市地铁1号线滨江站位于某市市滨江区江陵路与江南大道交叉处江陵路上，6号线滨江站位于江南大道与江陵路相交叉路口江南大道上，与沿江陵路的地铁1号线车站换乘，1号线在上，6号线在下。

本站为地下3层岛式车站。

1号线车站沿江陵路南北向布置，为地下2层站，车站总长474.5m，标准段宽20.3m，车站总建筑面积15812m2。

6号线沿江南大道东西向布置，为地下3层站，车站总长148m，标准段宽19.3m，车站总建筑面积14425.3m2。

地铁1号线和6号线在滨江站节点同时施工。

主体部分围护结构采用1000mm厚地下连续墙，附属结构采用钻孔咬合桩。

基于Abaqus基坑支护数值模拟为了准确评估基坑开挖过程中的土体变形、受力特性及支护对开挖基坑的加固影响规律，利用ABAQUS软件建立了二维有限元数值模型，对基坑开挖和支护过程中的变形和受力进行了数值模拟，并对比分析了现场监测数据和数值模拟结果，模拟计算所得土体、围护结构的位移与监测值进行对比分析，发现数值模拟结果与监测数据吻合较好，说明所建模型的正确性及该数值模拟与实际情况有较高匹配度，研究结果可为深基坑土方的开挖、支护提供理论依据。

标签：有限元模型;数值模拟;监测数据;对比分析前言随着我国城市化建设的高速发展，基坑工程中发生事故的概率逐渐上升，基坑工程因此越来越重视[1] 。

目前国内对于基坑安全稳定性计算方法主要有三种，包括有极限平衡法、土抗力法和有限元法等。

极限平衡法运用广泛，其原理相对较简单，但是它无法分析研究检测过程中产生的位移、应变等。

土抗力法仅考虑三种极限状态下的土压力，即主动、被动和静止土压力，由于假设条件为完全弹性、平面滑裂等情况，导致计算结果与实际情况相差甚远[2] 。

有限元法相比于极限平衡法和土压力法就显得比较灵活，它不仅可以分析应变、位移等数据，还可以处理分析区域的复杂特征和边界条件[3-5]。

一基坑支护数值模型建立1基本假定为了突出问题本质，作如下假设：（1）假设模型中岩土体是均匀的、各向同性的弹塑性体，按照平面应变单元计算;（2）假设支护结构为完全弹性体;（3）因为采取了基坑降排水措施和设有止水帷幕，所以在基坑开挖的过程中不存在渗流的影响，（4）假设未进行开挖的土方在自身重力作用下保持固结状态，不关注土体最初的应力情况;（5）假设施工的过程中，对基坑周围土体的力学情况未造成影响。

高度为桩长的2倍以上，本次支护桩的长度15.4m，入岩深度为3m，因此模型宽度为100m，深度为100m，基坑形状为对称结构，取基坑的一半建立二维平面模型，岩土体均采用弹塑性模型，塑性模型采用库伦摩尔模型，单元类型选用平面应变模型。

基坑支护现场试验研究与数值分析一、概述随着城市化进程的加速推进，高层建筑、地下交通设施以及各类地下空间的开发利用日益增多，基坑工程作为土木工程中不可或缺的一部分，其安全性与稳定性对于整个项目的成功至关重要。

基坑支护作为基坑工程的核心技术之一，其设计和施工质量的优劣直接影响到基坑的稳定性和周边环境的安全。

对基坑支护进行深入的现场试验研究与数值分析，对于提高基坑工程的设计水平和施工质量具有重要的理论意义和实践价值。

基坑支护现场试验研究是通过对实际工程中的基坑支护结构进行实时监测和数据采集，分析其在不同工况下的受力变形特性、稳定性以及失效机理。

通过现场试验，可以获取大量真实可靠的数据，为后续的数值分析和优化设计提供有力的支撑。

同时，现场试验还可以直接检验支护结构的实际效果，为工程实践提供宝贵的经验。

数值分析则是对基坑支护结构进行数学建模和仿真计算，通过模拟不同工况下的受力变形过程，预测支护结构的性能表现和可能存在的问题。

数值分析具有成本低、周期短、可重复性好等优点，可以弥补现场试验的不足，为基坑支护的设计和施工提供更加全面和深入的分析手段。

基坑支护现场试验研究与数值分析是基坑工程中不可或缺的两个环节。

通过二者的有机结合，可以深入了解基坑支护的受力变形特性、稳定性以及失效机理，为基坑工程的设计和施工提供科学依据和技术支持，从而确保基坑工程的安全与稳定。

1. 基坑支护工程的重要性及挑战基坑支护工程是土木工程中不可或缺的一部分，尤其在高层建筑、地下空间开发等项目中扮演着至关重要的角色。

随着城市化进程的加快，基坑支护工程的重要性日益凸显，其不仅关乎建筑物的稳定性与安全性，还直接关系到周边环境的保护与城市的可持续发展。

基坑支护工程对于确保建筑物的稳定和安全至关重要。

在建筑施工过程中，基坑是建筑物的基础，其稳定性和安全性直接影响到整个建筑物的质量和使用寿命。

合理的基坑支护方案能够有效地防止基坑坍塌、滑移等事故的发生，确保施工过程的顺利进行。

深基坑围护论文存在问题论文摘要：基于建筑工程深基坑支护工程的重要性与基础性，这就需要在施工的过程中不断提升对深基坑支护技术的研究。

在做好支护工程的地质状况、水文条件、深基坑的深度、施工周边环境、施工天气等分析的基础上，提升深基坑支护设计与施工的质量。

为建筑工程施工质量的全面提升创造良好的条件，实现深基坑施工效益的不断提升。

随着我国经济与社会的快速发展，建筑业的施工数量与规模在不断的提升。

建筑工程深基坑围护常见的问题有：边坡修理不合格、建筑深基坑施工与设计存在较大差异、建筑深基坑开挖与支护配套效果差、基坑降水对支护结构的影响等。

在建筑施工的过程中，尤其是高层建筑施工的过程中，深基坑开挖作为一个主要的施工环节之一，深基坑围护质量是保证建筑工程质量的重要条件。

下面分别进行阐述。

1深基坑支护施工中存在的问题当前深基坑围护技术有了长足的发展，但是在深基坑围护施工的时候，依然有很多的问题，这些问题主要表现在以下几个方面：1.1边坡修理不合格在建筑深基坑施工的时候存在着多挖、少挖等问题，这些问题时因为深基坑施工管理者执行不到位、深基坑施工操作人员质量不达标等因素造成的，导致开挖之后出现边坡表面不平整等问题。

加之在进行人工修理的过程中，受到施工条件等因素的现状，导致不能进一步的挖掘，使得挡土支护后会发生多挖、少挖等问题，这一问题在建筑深基坑支护施工中非常的多见。

1.2建筑深基坑施工与设计存在较大差异在建筑深基坑施工的过程中，经常使用深层搅拌桩，但是因为水泥使用量不达标等原因，导致了混凝土支护的强度不足，出现混凝土裂缝等问题。

同时，在建筑深基坑施工的时候，一些工程会存在偷工减料等问题，建筑深基坑在挖土设计的时候，经常出现挖土程序对支护变形等要求，但是在实际施工的过程中，往往为了赶进度而作出一些不按要求的规定，甚至偷工减料等行为的出现。

深基坑的开挖作为一个空间方面的问题，在传统的深基坑支护结构设计的时候，是根据平面应变问题来进行的。

壁 銮塑 堑 国 堡堕 塑 坌
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根据现场 地质勘 察结 果 ， 在基 坑开挖深 度及 影 响范 围内 ， 要地 基土 的组 成 自上而 下为 ：全新 统 主 人工填 ｉ（ ） 中， Ｑ 其 上更新统 风积 （ ） Ｑ 新黄 土及残
积（ 古土壤 ， Ｑ ） 再下 为冲 积（ 粉质 黏土 、 Ｑ） 粉土 、 细 砂、 中砂 及粗 砂等 。计算 选用 的场 地各 主 要土层 分 布及 力 学指标 如表 １ 。
① 根据 桩 体 实 际抗弯 刚 度 等效 为 具有 相 同刚 度 的地下连 续墙 ， 墙体 厚度在 节 点处和标 准段 分别
护 结构工 作性状 的研 究 工作 。
本 文 结 合某 地 铁 车站 基坑 支 护 结构 的设计 和
肥 上 刀 采 ，ｒ ／Ｕ
和 开挖 施工ｉ
提 供技 术依
图 １某地铁 站 主体 围护 结构平 面布 置示 意图
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ＧＮ２ １ （） ０ ０ ４
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值计算结果与实测值进行 了比较， 二者基本吻合 。研究表 明， 限元软件用于基坑开挖与支护的数值模拟 有
是可行 的， 能够为工程设计与施工提供正确参考。
【 关键 词】 地铁 车站 深基 坑 开挖 围护 结构 变形 数值模 拟
导施工 的 目的 ， 同时为基坑 支护 结构 的设计和施 工
０引 言
车站沿 一号 线 的东Байду номын сангаас 五路 ， 地下两 层 ； 西 为 四号线沿
解 放路 南北 方 向布置 ， 设于 地下 三层 。车站 西端分 界 里程 （ 点里 程 ） Ｋ２ ＋ ４ ． 、 端分界 里程 起 ＹＤ １ ３ １ ５ 东 ４ （ 点里程 ） 终 ＹＤＫ １ ５ ６２ ， ２ ＋ ３ ． 有效 站 台中心里 程为 ５ ＹＣ ２ ＋ １ ，车 站全长 １４８ Ｋ １４ ９ ９ ．ｍ。车站共 设置 四个 出入 口和 二 组风亭 （ １ 。 图 ）

－

根据 地 基土 的分 层 、 内渗透 试验 结 果 ， 地标 高 室 场
４ ． ０ｍ以上地 质岩 组可 划 分 为 １ 潜水 含水 岩组 和 ４Ｏ 个 ２ 承压含 水层 。 个 （） １ 潜水含水 岩组 。 埋深 约 １ ． ０ｍ 标 高约 一 ２ ０ ６Ｏ （ １．０
ｍ 以上人 工 素 填土 、 ） 粉质 粘 土 、 土 等 ， 粘 一般 属 微 透 水
监 测数 据作 进一 步分析 。 关 键词 ： 工监 测 ； 施 数值 模拟 ； 深基 坑 ； 下连续墙 ； 地 支撑体 系
１ 工 程 概 况
天津津 塔 工程 占地 面积 ２ ５ ２２ ８ｍ，主体 结构 为 ｌ 幢７ ５层 、 ３ ． 高超高层 商 务主楼 ， 幢 ２ ３ ６ ９ｍ的 ｌ ８层 、 ０ １５
３ ．１Ｉ。 ２ ｎ
２２地 质 条 件 ＿
１含 水岩 组 的划 分 ）
天津 市属 暖温 带 半湿 润大 陆性 季风 气候 ；第 四系 沉 积厚度 在千 米 以上 ， 是典 型 的软土 地 区 ， 浅层土 体 以 粘 性土 为主 ， 土质软 弱 ， 具有 高含 水量 、 高灵敏 性 、 高压 缩 性 、 密度 、 渗 透 性 等 特 性 ； 下 水位 较 高 ， 低 低 地 有潜 水、 微承压 水 等多层 地 下水 分布 ； 程与 海河 只有 十几 工 米之 隔 ， 质情 况 复杂 。基坑 周 边环 境较 为 复杂 ， 地 尤其 是 大沽 北路侧 的大 沽桥 墩 台结构 ， 环境 变形 敏 感 ， 对 需 重 点保护 。见 图 ｌ 。
３ 粘 土 ａ 为 主 ３ 质 ｂ粉 粘 土
ｉ 填 土 １． ｂ素 ９０
１． ９４
１ ． ４３
２ ． ４０
１ ． ９７

某深基坑施工期围护结构变形监测与数值模拟分析论文
本文以某深基坑施工期的围护结构变形监测与数值模拟分析为研究内容，旨在探讨通过监测及数值模拟分析了解围护结构变形情况及其影响因素，以便更准确地预测不同情况下的变形情况。

首先，本文采用单点多维观测技术对某深基坑施工期的围护结构进行实时监测，并通过数据处理和计算求得围护结构的变形量。

其次，基于数据提取的结果，本文运用数值模拟分析了围护结构变形的影响因素，包括温度变化、施工阶段等，并将分析结果与实测数据进行对比。

最后，本文根据分析结果推导出影响围护结构变形的关键因素，从而有助于更准确地预测不同施工情况下的变形情况。

总之，本文以某深基坑施工期的围护结构变形监测与数值模拟分析为研究内容，旨在探讨通过监测及数值模拟分析了解围护结构变形情况及其影响因素，从而更准确地预测不同情况下的变形情况。

上 特 点 ， 多 方 案 比较 ， 护桩 采 用 大 直 径 钻 孔 灌 注 桩 ， 径 １０ ， 经 围 直 ０ ０ 间距 １０ ， 长 ｌ ．ｍ， ２０ 桩 ９ １ 插 入 深 度 １ ．ｍ。 水 采 用 直 径 ７ ０的 双 头 水 泥 搅 拌 桩 ， 侧 受 地 下 管 线 限 制 ， 用 直 径 ８ ０的 ０９ 止 ０ 西 改 ０ 旋 喷桩 止 水 （ 见 基 坑 剖 面 图 ２ 。 撑 采 用 大 角 撑 加 对 撑 形 式 ， 下 共 二 道 ， 详 ）支 上 支撑 为钢 筋砼 结 构 ， 样 一 方 面 使 支 撑 系统 传 力 明 确 ， 力 合 理 ， 这 受 能有 效 控 制 围护 桩 的 侧 向变 形 ， 一 方 面 可 另 以 留 出 较 大 的 出土 空 间 ， 机 械 化 挖 土 提 供 方 便 。立 柱 桩 的布 置尽 量 利 用 原 工 程 桩 ， 省 费 为 节 用， 内支 撑 布 置 平 面 见 图 ３ 。
层 淤 泥 质 土 ， 层 粘 土 。其 中 以 ③ ④
层 为 主 ，该 土 层 属 高 压 缩 性 ，高 灵
敏度 ， 强度 ， 透 水 性 软 弱 土 ， 低 弱 总 厚 度 在 ２ ｍ 以上 ， 坑 开挖 面 均 位 ０ 基
于该 土 层 ， 因而 对 基 坑 围 护 结 构 的 受 力 和 变 形 控 制 极 为 不 利 ， 层 的 土 分 布情 况 及 力 学 指 标 如 下 表 ｌ 。 图 １ 基 坑 与周 围 建 筑 物 关 系 图
收 稿 日期 ：０ １ １ １ 改 回 日期 ：０ １ １ ．５ ２ ０ ． ０．９ ２０ ． １ ０
维普资讯
第十 八卷
第 １ 期
陈 传 水 等 ： 坑 围 护 设 计 与 实 测 分 析 比较 基

基坑变形监测与数值模拟摘要：随着城市建设的发展与旧城改造的推进，基坑工程正向大深度、大面积方向发展。

有些工程的基础紧临已有建筑物和构筑物的基础，开挖过程中建筑物和支护结构的变形规律，本文通过大型通用分析软件FLAC3D，将基坑、支护结构和建筑物作为一个系统来研究。

关键词：深基坑沉降数值模拟本章主要结合实际工程的现场原位测试试验，通过实测数据与数值模拟结果的对比，分析了桩―内支撑支护形式下基坑周边土体的水平位移及地表的沉降变形规律，并确定了FLAC3D在模拟软土地区基坑开挖对近邻建筑物及周围地表沉降变形影响的设计参数。

1.工程概况[1]某招商大厦位于浦东新区陆家嘴路，靠近浦东大道和浦东南路交汇处，基坑平面形状接近长方形，面积为70×90=6300m2, 周长约为340m，开挖深度自然地面以下10.3m，局部电梯井部位为13m。

大厦南面为陆家嘴路，是一条交通要道，还有一些重要管线需要重点保护，东面在基坑开挖阶段为正在建造的银都大厦，其基础为桩基础，基坑开挖深度约为6m，围护结构采用3.3m宽的水泥搅拌桩，围护桩离招商大厦基坑较近约为7m，其余两侧场地空旷。

2.工程地质条件场地地貌类型属滨海平原，根据勘察报告提供的基坑周边各个探孔的地面标高平均值为2.80m（吴淞口系统）。

（1）人工填土：多为建筑垃圾，由碎砖、木桩、混凝土基础和一部分塘泥组成，松散。

填土厚度在1.0～3.0m深度范围内。

（2）灰黄色粉质粘土：很湿～饱和，可塑，局部夹少量薄层粉土，含少量铁锰结核。

该层顶板埋深1.0～3.0m，厚度1.8m，局部因建筑基础（或地基）埋藏较深而厚度较小，锥尖阻力一般为0.66MPa。

（3）灰色淤泥质粉质粘土：饱和，流塑，含腐殖质。

此层土夹粉土、粉砂。

本层土是上海地区典型的软土层，为高灵敏度粘性土。

该层顶板埋深2.7～3.7m，厚度3.6m，锥尖压力一般为0.55Mpa。

（4）灰色淤泥质粘土：饱和，流塑，含腐殖质。

深基坑工程论文：深基坑开挖与支护有限元数值模拟【中文摘要】深基坑工程是一项系统工程,由于土体介质的复杂性和时效性以及支护方式和环境的多样性,故采用数值模拟有限元方法更能比较全面地从空间、时间上反映各种因素对支护结构及周围土体的应力、位移的影响。

本文对深基坑支护结构的工程特点进行了论述,介绍几种常见的深基坑支护结构类型,不同的支护类型适合于不同的条件,桩锚结构是在深基坑工程应用最广泛的。

在基坑支护结构设计中要考虑基坑工程特点以及存在的问题,土压力选用是尤其要考虑的。

深基坑支护结构设计应考虑承载能力极限状态和正常使用极限状态,根据这两种状态提出了基坑支护设计内容。

大型通用有限元软件ANSYS在基坑工程中应用越来越广泛。

本文介绍了有限元法和ANSYS软件的分析过程以及模拟基坑开挖与支护的单元生与死,在此基础上,分别对无支护和有支护条件下基坑边坡的稳定性进行了分析研究,说明了无支护放坡开挖的局限性和基坑边坡开挖时支护结构的作用。

叙述了南昌某深基坑工程概况和所用的支护结构体系,从而得出南昌市一般深基坑工程支护方式和特点,进一步利用理正深基坑支护计算软件对基坑某段进行了支护计算,根据计算结果得出该段基坑支护结构是安全可靠的。

结合该深基坑工程开挖的具体实践,利用ANSYS有限元法进行数值模拟,以深基坑整个支护结构体系的稳定性为研究核心,对深基坑开挖过程中引起的周围土体及支护结构体系的位移、应力等相关内容进行全面深入的研究,然后和理正深基坑支护计算软件计算的结果相比较,以此来说明有限元数值模拟的可靠性和实用性。

【英文摘要】Deep Foundation is a systematic project, due to the complexity of the soil medium and timeliness, and the diversity of the support and the environment, so the use of numerical simulation of the finite element method can more fully from the space, time, reflecting a variety of factors on the supporting structure and surrounding soil stress and displacement effects.In this paper, the structure of deep excavation engineering characteristics are discussed to introduce some common types of deep foundation pit structure, different types of support for different conditions, the pile anchor structure is the most in deep foundation excavation. In the design of structural foundation, pit excavation characteristics are to be consider, and the problems of earth pressure is particularly used to be considered. Structural design of deep excavation should be considered ultimate limit state and limit state, excavation design content are proposed according to these two rge general-purpose finite element software ANSYS is applied in more and more extensive excavation. The method and the ANSYS finite element analysis software are describes in this article, as well as simulatedexcavation and support of the unit life and death, on this basis, no support under the foundation of the stability of the slope were analyzed, indicating grading of the excavation without support limitations.The overview of a deep excavation of Nanchang and the use of retaining structure so as to arrive in Nanchang deep foundation are described. the general approach and the characteristics of support in Nanchang are attained. The Li Zheng deep excavation pit software is calculated in the section of the support, the results obtained under this sectionof support is safe.A deep excavation with the concrete practiceof excavation, the ANSYS finite element method is used to simulate to the deep foundation system supporting the stabilityof the structure the core and during excavation of deep soil due to pressure distribution and the retaining structure of the displacement, stress and strain in-depth content and other related research, and then, and management of deep foundationpit is calculated calculation software. The results are compared in order to illustrate the applicability andreliability of the finite element simulation.【关键词】深基坑工程数值模拟支护结构边坡稳定性有限元【英文关键词】The deep foundation excavation project Numerical simulation Bracing structure Stabilityof slope FEM【目录】深基坑开挖与支护有限元数值模拟摘要3-4ABSTRACT4-5第1章绪论9-20 1.1 问题的提出9-10 1.2 研究的目的和意义10 1.3 国内外研究现状10-15 1.4 基坑工程的主要特点和应该注意的主要问题15-19 1.4.1 基坑工程的特点15-16 1.4.2 基坑工程设计中应注意的问题16-19 1.5 本文研究的主要内容及方法19-20第2章深基坑工程支护的设计原则和常见的支护类型20-25 2.1 深基坑工程支护的原则20-21 2.1.1 设计状态20-21 2.1.2 基坑安全等级21 2.1.3 设计内容21 2.2 基坑主要支护结构形式21-23 2.2.1 放坡开挖结构21-22 2.2.2 悬臂式支护结构22 2.2.3 水泥土重力式支护结构22 2.2.4 内撑式支护结构22 2.2.5 拉锚式支护结构22-23 2.2.6 土钉墙支护结构23 2.2.7 其他形式支护结构23 2.3 小结23-25第3章基坑边坡开挖与支护有限元分析25-37 3.1 有限元的简介25-27 3.1.1 有限元法概述25 3.1.2 有限元法的分析过程25-26 3.1.3 有限元法用于基坑边坡稳定性分析的优点26-27 3.2 ANSYS有限元分析程序介绍27-29 3.2.1 ANSYS程序简介27 3.2.2 ANSYS有限元分析基本过程27-28 3.2.3 ANSYS有限元中的单元生和死28-29 3.3 无支护基坑边坡开挖二维平面数值模拟29-34 3.3.1 物理模型29-30 3.3.2 结果分析30-34 3.4 有支护基坑边坡开挖二维平面数值模拟34-37 3.4.1 基坑开挖过程中土体的数值模拟34-36 3.4.2 基坑开挖过程中支护桩的水平位移36-37第4章基坑工程实例概况与支护结构体系37-44 4.1 工程概况37-40 4.1.1 工程内容37-38 4.1.2 工程水文地质条件38-40 4.2 支护结构选择40-42 4.3 南昌市基坑工程支护型式的选择和施工应注意的问题42-44第5章基坑工程实例支护结构计算44-54 5.1 支护结构的计算内容44 5.2 基坑AB段支护计算44-53 5.2.1 支护方案和计算参数44-47 5.2.2 计算结果47-53 5.3 小结53-54第6章基坑工程实例的数值模拟54-67 6.1 计算方法54-55 6.1.1 基本假定54-55 6.1.2 地层的简化及其计算参数55 6.1.3 计算步骤55 6.2 计算结果55-67 6.2.1 不加支护放坡开挖到4.5m55-58 6.2.2 加支护体系垂直开挖到坑底58-67第7章结论与展望67-697.1 主要结论67-687.2 展望68-69致谢69-70参考文献70-72攻读学位期间的研究成果72。

深基坑变形数值模拟结果与监测数据对比分析*戴清宝(浙江恒欣设计集团股份有限公司福建勘察分公司福建泉州362000)摘要笔者以泉州市某基坑支护工程为案例,基坑采用土钉墙的支护型式,设计运用迈达斯计算软件对基坑开挖后的变形情况进行数值模拟计算,结合开挖后的基坑位移监测数据,将基坑变形的数值模拟计算数据与监测数据进行了对比分析㊂关键词深基坑土钉墙迈达斯数值模拟监测中图分类号:T U753.1文献标识码:A 文章编号:1002-2872(2023)11-0173-03随着车库的需求量日渐增长,地下室几乎已成为商品住宅楼及办公楼的标配,地下室的开挖,将影响周边建(构)筑物的安全,基坑支护应运而生㊂土钉墙作为一种最常见的基坑支护型式,有着工艺成熟㊁工期短㊁造价省等优点,成为众多基坑工程的首选方案,在基坑支护工程中应用非常广泛㊂G B55003-2021建筑与市政地基基础通用规范于2022年1月1日起正式实施,该规范第7.1.3条[1]将基坑支护结构及基坑周边土体的变形计算列入强制性条文要求,土钉墙支护体系下的周边土体变形理论计算与工程实际变形量是否存在较大差异?这是一个值得我们考证的内容㊂1工程实例概况工程场地位于泉州市惠安县,场地原为旧民房,场地已整平至ʃ0.000(黄海高程32.60m)㊂场地西侧7 m范围外为民房(1-4F㊁浅基㊁石砌㊁砖混或简易民房㊁持力层为粉质黏土或残积砂质粘性土),北侧民房已拆除,仅存旧围墙㊂南东二侧均为现状水泥路㊂建筑物下设一层整体地下室,基础类型为浅基础,地下室面积约4400m2,支护周长约315m,基坑最大支护深度约6.95m,基坑侧壁安全等级为二级,重要性系数γ0=1.0[2]㊂1.1工程地质概况按地貌类型划分,本场地属冲洪积平原,地势较平缓,据本勘资料,场地内除表层人工填土(Q4m l),第四系土层为冲洪积(Q4a l-p l)及残积(Q4e l)成因,基底为花岗岩类岩石(γ53)㊂工程场地地貌属残积台地地貌单元,场地地层分布情况自上而下分别为:杂填土㊁粉质黏土㊁残积砂质粘性土㊁全风化花岗岩等,物理力学参数见表1,相关地层描述如下:1.1.1杂填土灰黄㊁灰褐等杂色,干,松散,为新近回填(年限<1年),未经专门压实处理,均匀性及密实度差,呈欠固结状态,并具湿陷性,本层以粘性土为主,混含建筑垃圾与少量砂㊁碎石,其中硬质物约占15%~25%;该层场地内均有分布,层厚为0.40~2.40m㊂1.1.2粉质黏土浅黄㊁灰黄色,湿,可塑,主要由粘㊁粉粒组成,土质较均匀,粘性较强,切面稍光滑,无摇振反应,干强度高,韧性中等,含铁锰质氧化物;该层场地内均有分布,层厚为0.90~3.80m,层顶埋深0.40~2.40m㊂1.1.3残积砂质粘性土灰黄色,湿,可塑,捻面稍有光泽,无摇震反应,干强度㊁韧性中等,为花岗岩风化残积形成,成分以粘性土为主,有少量的细粒石英颗粒,粒径>2.0mm的含量范围值为5.9%~14.3%,长石及暗色矿物已全部风化成黏土矿物,具有泡水易软化崩解的特性;该层场地内均有分布,层厚为3.90~9.50m,层顶埋深为1.60~ 4.50m㊂1.1.4全风化花岗岩黄褐色㊁饱和,中粗粒花岗结构,散体状构造,风化显著但不均,标贯击数实测值N>30击/30c m,岩芯呈砂土状,遇水易软化,原生矿物清晰,含多量次生矿物,为极软岩,岩体极破碎,岩石基本质量等级V级,质量指标极差,未发现洞穴㊁临空面㊁风化孤石及 软㊃371㊃(紫砂艺术)2023年11月陶瓷C e r a m i c s *作者简介:戴清宝(1984-),本科,工程师;研究方向为岩土工程㊂弱 夹层;该层场地内均有分布,层厚为0.40~4.30m ,层顶埋深为7.50~12.80m ㊂表1 岩土物理力学参数表地层名称饱和重度γ(k N /m 3)固结快剪С(k P a )固结快剪φ(度)极限粘结强度标准值(f r b K )杂填土18.510.012.015粉质黏土18.622.413.835残积砂质粘性土19.016.223.445全风化花岗岩20.525.025.0601.2 水文地质概况杂填土:透水性强,富水性较弱;粉质黏土㊁残积砂质粘性土㊁全风化花岗岩:含水性与透水性较弱(为弱透水性层)㊂地下水赋存特征为:根据本工程勘察资料,地下水类型为孔隙潜水,赋存于杂填土㊁粉质黏土㊁残积砂质粘性土㊁全风化花岗岩中,主要靠大气降水与地表迳流下渗补给故其富水性受季节性制约㊂工程场地勘察期间测得钻孔孔内初见水位埋深距现地表1.50~2.90m (黄海标高为28.74~30.97m ),稳定水位埋深距现地表2.10~3.60m (黄海标高为28.14~30.27m ),据当地民井调查与建设方提供当地气象部门水文资料,本场地地下水变化幅度1.00~2.00m ,工程场地3~5年最高水位黄海标高为31.00m ;历史最高水位黄海标高为32.30m ㊂图1 支护剖面图1.3 基坑支护方案基坑支护的方式较多,近年来福建沿海一带用的比较多的支护型式有土钉墙㊁拉森钢板桩+预应力锚索㊁S MW 工法桩+预应力锚索㊁S MW 工法桩+钢管内支撑㊁排桩+内支撑等㊂结合本工程周边情况㊁地质条件㊁开挖深度等条件,本基坑工程最终采用土钉墙的支护型式㊂此次对比分析选取本工程案例的其中一个支护剖面进行,选取的支护剖面图见图1㊂2 变形数值模拟分析2.1 模型构成采用M i d a sS o i l w o r k s 计算软件,利用有限元分析法,对经土钉墙加固后的基坑侧壁进行数值模拟变形分析㊂计算模型利用基坑结构的对称性,取典型剖面对基坑侧壁土体进行计算分析,计算范围:基坑坑顶外取基坑开挖深度的2.5倍,基坑坑底以下取基坑开挖深度的1.0倍㊂2.2 数值模拟结果图2 水平位移模拟结果图3 竖向位移模拟结果根据M i d a sS o i l w o r k s 软件计算结果,水平位移最大值约1.8mm ,水平位移模拟结果见图2,竖向位表2 监测点累积位移量统计表监测项目水平位移监测点竖向位移监测点深层水平位移监测点监测点P 6P 7P 8S 6S 7S 8X 3X 4累积位移量(mm )4.5513.516.345.899.547.1310.668.12㊃471㊃ 陶瓷 Ce r a m i c s (紫砂艺术)2023年11月移最大值约14.3mm ,竖向位移模拟结果见图3㊂3 基坑监测实测数据该基坑现地下室外围土方已回填完成,基坑安全隐患已排除,基坑暴露总时长约70天,监测单位共出具52份监测简报,该支护剖面段水平位移监测点编号为P 6㊁P 7㊁P 8,竖向位移监测点编号为S 6㊁S 7㊁S 8,深层水位位移监测点编号为X 3㊁X 4,各监测点最终累积位移量见表2㊂4 对比分析本基坑由建设单位委托具有相应资质的第三方对基坑变形情况进行现场布点㊁监测,监测单位根据施工图及‘建筑基坑工程监测技术规范“[3]的要求实施监测工作,本文假设监测数据为基坑变形情况的真实体现㊂根据监测数据,坡顶水平位移累积位移量最大的点为P 7,累积位移量为13.51mm ,坡顶竖向位累积位移量最大的点为S 7,累积位移量为9.54mm ,深层水平位移累积位移量最大的点为X 3,累积位移量为10.66mm ㊂数值模拟计算该剖面段水平位移最大值1.8mm ,竖向位移最大值14.3mm ,不难发现,数值模拟计算结果与基坑实际位移量存在较大差异,说明数值模拟结果参考价值并不高㊂5 结结基坑变形的数值模拟结果与监测测得的实际变形存在较大差异,即理论与实际存在较大差异,归结为以下几点:(1)数值模拟计算,是将岩土层以参数形式量化后进行的模拟分析,而计算所采用的岩土层物理力学参数,是勘察单位根据现场原位测试或室内试验后所取,其中难免存在差异㊂(2)数值模拟计算是选取剖面段范围最具代表性的地层进行模拟,然而实际上不同位置各地层的埋深㊁层厚等是存在一定差异的㊂(3)理论计算是严格按照设计设定的边界条件进行的,施工现场不大可能和设计设定的边界条件完全一致,包括坡顶荷载㊁支护结构的施工质量等㊂参考文献[1] 中国建筑科学研究院.J G J 120-2012建筑基坑支护技术规程[S ].北京:中华人民共和国住房和城乡建设部,2012.[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部.G B55003-2021建筑与市政地基基础通用规范[S ].北京:中华人民共和国住房和城乡建设部,2021.[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部.G B50497-2009建筑基坑工程监测技术规范[S ].北京:中华人民共和国住房和城乡建设部,2009.㊃571㊃(紫砂艺术)2023年11月 陶瓷 C e r a m i c s。

基坑围护数值模拟与施工实测差异简析作者：叶斌王震东来源：《城市建设理论研究》2013年第09期摘要采用有限元分析软件Plaxis 对杭州下沙市民中心地铁连接线工程的围护结构及开挖过程进行数值模拟，对模拟计算结果进行研究分析。

并将计算结果与监测数据进行相应的分析对比，结果表明，工况下模拟计算支护桩的变形与实测所得的变形规律基本上是一致的，验证了所建模型的正确性与合理性。

关键词：基坑；支护结构；数值模拟中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：该工程位于杭州市经济技术开发区下沙新城中心商务区块内，即九沙大道以北、新业北路以西、南与正在建设的下沙地铁中心站2#通道口相连通。

根据工程周边情况及水文地质条件，采用SMW工法桩+钢管/钢筋砼支撑支护，局部区域设置2道支撑，降水采用轻型井点与局部深井相结合，土方开挖按照分区分层开挖。

局部区块基坑支撑体系（钻孔灌注桩内插钢格柱竖向支撑＋钢管式水平支撑）局部区块基坑土方开挖路线围护设计时采用同济启明星深基坑支挡结构分析软件进行辅助设计，土压力采用郎肯理论计算，以固结快剪强度指标峰值为土的特性参数，并根据经验进行了调整，按主动土压力计进行水土分算。

围护桩采用竖向弹性地基梁的基床系数法，计算中考虑了施工开挖过程中支撑点位移对墙和支撑内力的影响，分别对两道支撑进行了计算分析。

然后运用Plaxis 岩土工程有限元分析软件对基坑开挖进行建模，采用 Plaxis中的摩尔—库仑（MOHR-COULOMB）弹塑性模型模拟地基土体特性，支护桩围护结构采用线弹性的板单元模拟，混凝土支撑体系采用锚锭杆模拟。

由于支护结构的材料和土体之间的性质相差很大，当两者之间产生应力应变时，就会在土体与支护结构的接触面上发生滑移和开裂，对于这种在土力学中很难处理分析的问题，Plaxis 中采用应用简单、概念清晰的界面单元。

数值计算模型的建立与假定根据基坑特点和本工程围护结构方案，充分考虑基坑开挖对周围环境的影响和有限元模拟的准确性，几何模型的外边界自基坑边缘向外侧延伸 27m。

深基坑开挖数值模拟与实测研究深基坑开挖数值模拟与实测研究1.引言深基坑开挖是城市建设中常见的一项工作。

深基坑的开挖过程受到许多因素的影响，包括地下水位、土壤力学性质、地下管线等。

为了确保基坑开挖的安全和有效性，数值模拟与实测研究成为了解决问题和提供指导的重要手段。

2.数值模拟方法数值模拟方法在深基坑开挖中起着重要的作用。

它通过建立合理的物理模型和计算数学模型，模拟基坑开挖的力学行为和变形规律。

常用的数值模拟方法包括有限元法、有限差分法和边界元法。

2.1 有限元法有限元法是目前应用最广泛的数值模拟方法之一。

它将复杂的物理问题分割为许多小的有限单元，通过连续性原理和平衡原则求解每个单元内的位移、应力和应变等。

有限元法具有模拟问题复杂性较强的优点，可以描述基坑开挖过程中的非线性和变形情况。

2.2 有限差分法有限差分法采用差分近似的方法，将求解区域划分为网格点，通过相邻点的数值关系推导出方程组。

有限差分法是数值模拟方法中应用较多的一种，它具有计算简单、适应性强的特点。

在深基坑开挖中，有限差分法可以模拟地面沉降和基坑变形等问题。

2.3 边界元法边界元法将求解区域分为内部区域和边界区域，通过求解边界上的积分方程来计算内部区域的解。

边界元法适用于模拟基坑开挖中的地下渗流和土体变形等问题。

3.数值模拟与实测研究的应用数值模拟与实测研究在深基坑开挖中发挥了重要的作用。

一方面，数值模拟可以通过预测基坑开挖过程中的变形和应力分布，提供工程施工和监测的依据。

另一方面，实测数据可以用于验证数值模拟结果的准确性。

3.1 数值模拟与施工方案优化在深基坑的实际施工中，精确的数值模拟可以指导施工方案的制定和优化。

通过模拟分析，可以评估不同施工方法对基坑开挖的影响，提前预测可能出现的问题，为施工人员提供合理的建议和措施。

3.2 数值模拟与监测数据分析在基坑开挖过程中，及时监测数据的收集和分析是确保施工安全的重要环节。

数值模拟可以根据监测数据对基坑开挖过程进行反演，验证模拟结果的准确性，并分析实测数据与数值模拟结果之间的差异，为施工人员提供参考和改进方案。