116
DOI:10.7672/sgjs2014220116
施工技术
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
2014年11月下第43卷第22期
深基坑开挖坑底隆起影响因素有限元分析*
胡康俊，丰土根，张福海，单亚（河海大学岩土工程研究所，江苏南京210098）
【摘要】深基坑工程中由于土体开挖卸荷，导致基坑坑底隆起，其隆起量的大小直接关系到基坑安全和稳定，已越来越受到重视。系统地研究基坑坑底隆起的影响因素并对其进行有限元分析尚不多见。利用有限元软件
起变形的影响，并探讨各隆起变形控制措施的控制效果。最后通过南京某隧道基坑的实测数据，验证了坑底设置工程桩对坑底隆起的控制效果。
【关键词］桩基础；加固；坑底隆起；地下连续墙；有限元分析
【中图分类号］TU473.2
【文献标识码】A
[文章编号】1002-8498(2014)22-0116-04
FiniteElementAnalysisofInfluenceFactorsforBasal
Heave of DeepFoundationExcavation Hu Kangjun,Feng Tugen,Zhang Fuhai,Shan Ya
(Research Institute of Geotechnical Engineering, Hohai Uninersity, Nanjing, Jiangsu210098,China)
Abstract : Due to soil unloading in deep excavation, causing basal heave in the bottom pit,and the amount of basal heave is directly related to the security and stability of foundation pits , which has been receiving increasing attention. Systematic study and finite element analysis of influence factors for basal heave of deep foundation pits is still rare. A finite element model is established by means of ABAQUS to study the effect of some influence factors on basal heave in the bottom pit and discuss the effect of various measures to control the deformation of basal heave. These factors include foundation piles below excavation base, soil improvement below excavation base,wall penetration depth and thickness ofsoft clay below excavation. Finally,the measured data of a tunnel excavation in Nanjing reveals the effect of the measure
of constructing foundation piles below excavation base to control the deformation of basal heave. Key words : piles; reinforcements; basal heave ; diaphragm wall;finite element analysis
随着我国城市建设步伐的加快，地下空间开发成为一大热点。地铁、车站、越江隧道、高层建筑等工程的建设，产生了大量的基坑工程，且规模与深度不断加大。近年来，地下工程导致的工程事故见不鲜，如杭州地铁1号线湘湖站基坑塌事故，深圳地铁1号线基坑失稳导致路面塌事故等1] 因此，基坑工程的变形与稳定应引起足够重视。
基坑工程中由于土体的开挖卸荷，导致基坑坑底向上回弹，其回弹量大小是判断基坑变形和稳定的重要依据，如何正确、有效地预测坑底隆起变形并采取相应的处理措施，在工程中已越来越受到重
*国家自然科学基金资助项目(51009054）：教育部科学技术研究重点项目（109077）；江苏省自然科学基金资助项目（BK2010513）
[作者简介］胡康俊，颈士研究生，E-mail;usher706906889@163.com【收稿日期］2014-01-08
视(2]。已有大量文献采用有限元软件对基坑开挖进行模拟，分析基坑围护结构变形、周边地表沉降和坑底隆起，但专门针对坑底隆起的有限元计算和模拟较少，尤其是较为系统地研究基坑坑底隆起的影响因素并对其进行数值分析尚不多见。
本文利用ABAQUS软件，研究坑底工程桩、坑底被动区加固、地下连续墙插人深度和坑底软土层厚度等对坑底隆起变形的影响，进而探讨各隆起变
形控制措施的控制效果，为优化设计提供参考。 1
计算模型
本计算中建立平面有限元模型，模型尺寸为 60m×100m，考虑对称性，取其中一半进行分析。基坑开挖深度为11m，一半的开挖宽度为18m。土体本构模型为Mohr-Coulomb模型。本文土层参数参考文献[3]的上海地区土层参数，并对其深度做了