南京某综合管廊基坑开挖数值模拟研究.pdfVIP

116 低 温 建 筑 技 术 2014年第 l2期(总第 198期) 南京某综合管廊基坑开挖数值模拟研究 陈晓瑞 ， 余湘娟 。， 高 磊 (1．河海大学岩+7-程研究所，南京 210098；2．河海大学土木与交通学院．南京 210098) 【摘 要】 结合南京某综合管廊工程，根据工程实际，采用钢板桩加钢支撑支护方式，通过现场实测数据，并 运用岩土三维有限差分软件FLAC3D对基坑分步开挖和支护过程进行数值模拟分析，获得了基坑水平位移以及钢 支撑轴力变化规律。分析表明，在开挖过程中，未施加钢支撑段，基坑水平位移沿深度方向呈逐渐减小趋势，在地 表面处有最大值 ；施加钢支撑段，基坑土体水平位移自上而下先逐渐增大，后逐渐减小。对轴力而言，第二道钢支 撑轴力大于第一道钢支撑，轴力呈逐渐增加趋势。将数值计算结果与现场实际水平位移和轴力观测值结果进行 对 比，二者变化规律基本一致，数值分析结果表明，在基坑开挖过程中应用钢板桩加钢支撑支护形式可以有效控 制基坑水平位移变化，研究成果可为类似综合管廊基坑开挖施工提供参考。 【关键词】 综合管廊 ；钢板桩；钢支撑；水平位移；轴力；数值分析 【中图分类号】 TU473．2 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2014)12—0l16一o4 0 引言 322．702段有两个仓室 ，结构外轮廓尺寸 (宽 X高)为 综合管廊，又称共同沟，用于城市地下市政公用 6300mX3950mm，桩号 CK0+220—820段有一个仓 管线的公共设施 ，其将市政、电力、通信、燃气、给排水 室，结构外轮廓尺寸 (宽 ×高)为3600m×3250mm，预 等各种管线集于一体，设有专门的检修 口、吊装 口和 留口隧道结构外轮廓尺寸 (宽 X高)为 7100m× 监测系统，实施统一规划、设计、建设和管理，是新型 3700mm。管廊在 AK0+100—765、CK0+220—820段 城市市政基础设施建设现代化的重要标志之一 。 采用鞍Ⅳ号拉森钢板桩进行支护 ，支护采用 12m长钢 在综合管廊开挖过程中，需要对于基坑进行支护，目 板桩；在 BK0+100一Bkl+322．702段采用鞍Ⅳ号拉 前 ，一般支护方式有拉锚钢板桩支护 、土钉墙支护 森钢板桩+2道钢支撑进行支护，支护采用 18m长钢 等 。钢板桩结构具有质量轻、强度高、锁口紧密、水 板桩，6325X14钢管为第一道钢支撑 ， 09×16钢管 密性好、施工方便、施工速度快等优点，因此，钢板桩 为第二道钢支撑，型钢牌均 Q235b。钢 围檩采用 在基坑工程 中得到广泛应用 。在综合管廊的受力 HW400X400X13X21型钢 。 分析方面，周志刚通过 ansys有限元建模从结构沉降， 基坑开挖深度范围内涉及的土层有 7层，其主要 混凝土应力等多个方面评价其对综合管廊受力的影 物理力学指标见表 1。 响 。邓惠晗通过综合管廊的概述、发展应用及优越 性的阐述，结合综合管廊的设计与建设实例，总结了 表 l 各土层分布及主要物理力学指标 综合管廊设计的重点、难点，分析综合管廊存在的制 约因素和主要问题 ，并对其发展提 出建议 。本工程 根据现场实际情况，分段采用钢板桩和钢板桩加钢支 撑支护方式。为了掌握基坑支护对基坑的影响，本文 采用 FLAC3D的连续介质快速拉格朗13计算程序，通 过数值模拟试验的方法，对基坑开挖进行模拟分析， 通过与现场测得的基坑水平位移和刚支撑轴力进行 比较，从而为管廊工程施工提供参考。 1 工程概况 本工程位于南京河西地区，全长2500m，开挖深度 4．2～7．2m。全线采用现浇钢筋混凝土箱型结构，桩 2 数值模拟分析 号AK0+100—765段有一个仓室，结构外轮廓尺寸