广州保利冼村旧城改造深基坑支护设计及数值模拟分析

【摘要】：深基坑工程是城市发展繁荣和进步后的必然产物,它所涉及的问题多广杂,并且要求技术先进。深基坑工程也是一项复杂的、高风险的系统工程,涉及学科较多,有工程地质、水位地质学、土力学、流体力学、工程力学、结构力学、环境科学等,具有非常强的综合性及诸多影响因素。随着城市建筑物越来越多及旧城区改造,基坑工程开挖空间有限,对基坑工程要求较高,在保证自身安全使得地下工程能顺利进行同时,还需要保证周边建筑物、管线、道路等安全。研究深基坑工程在施工中应力应变、变形及其稳定性具有重要的实际意义。本文以广州保利冼村旧城改造深基坑工程为背景,采用理正软件及FLAC3D软件进行论文深基坑支护设计及模拟计算,并将计算结果与工程实际监测进行对比分析,两者之间存在一定差异,但整体吻合度较好,验证了数值模拟方法在深基坑工程中的实用性。本文研究了基坑分步开挖过程中,基坑支护结构的水平位移、竖直位移、预应力锚索轴力、支护桩弯矩、基坑土体塑性区等变化特点,主要详细研究内容:(1)本文以广州保利冼村旧城改造深基坑工程为例,首先用FLAC3D软件模拟无支护条件下基坑开挖过程的变形特征及其应力分布,并找出其受力薄弱部位,运用理正软件有针对性地进行基坑支护设计计算,得到快速优化设计,提高了工作效率,也探索了两个基于不理论方法的计算软件的优点结合,验证了本深基坑工程采用桩锚支护的合理性;(2)在FLAC3D模拟基坑开挖过程,对基坑水平位移、地表沉降及锚杆内力进行模拟监测,数值模拟软件监测结果与实际过程监测数据进行对比存在一定差异,主要原因是岩土参数离散性大、数值模拟难以时空效应及难以将诸多影响因素综合考虑,但发展趋势及数量结果与实际监测数据较吻合,验证本深基坑工程数值模拟的合理性及可行性,为本地区或相类似的深基坑工程提供参考;(3)通过FLAC3D采用强度折减系数法对基坑边坡进行稳定性分析,结合理正深基坑设计软件基坑整体稳定性分析、抗倾覆稳定性分析及抗隆起稳定性分析对比,运用多种方法评价基坑稳定性,提高了稳定性分析的可靠度。