1、基坑开挖对基坑下方及基坑侧方盾构隧道变形影响分析童童 磊磊浙江省建筑设计研究院结构与岩土工程研究室 Midas GTS工程应用情况介绍 Midas GTS在基坑分析中几点心得 杭州九沙河跨地铁节点分析 杭州杭政储出(2014)16号地块邻地铁分析 Midas GTS工程应用情况介绍 Midas GTS在基坑分析中几点心得 杭州九沙河跨地铁节点分析 杭州杭政储出(2014)16号地块邻地铁分析 Midas GTS工程应用情况介绍杭州地铁1号线 武林广场站上盖物业综合体项目 Midas GTS工程应用情况介绍杭政储出（2013）48号地块综合体项目 Midas GTS工程应用情况介绍九沙河跨地铁节2、点分析 Midas GTS工程应用情况介绍杭政储出（2014）16号地块综合体项目 Midas GTS工程应用情况介绍 Midas GTS在基坑分析中几点心得 杭州九沙河跨地铁节点分析 杭州杭政储出(2014)16号地块邻地铁分析Midas GTS在基坑分析中几点心得便捷的CAD导入Midas GTS在基坑分析中几点心得丰富的模型选择库Midas GTS在基坑分析中几点心得丰富的模型选择库Midas GTS在基坑分析中几点心得方便的材料导入Midas GTS在基坑分析中几点心得前处理强大平面单元扩展法（2D3D）Midas GTS在基坑分析中几点心得前处理强大实体建模法（3D）Midas GT3、S在基坑分析中几点心得自动连接&布尔运算析取网格生成网格Midas GTS在基坑分析中几点心得分析能力进一步加强后处理选择丰富Midas GTS在基坑分析中几点心得 Midas GTS工程应用情况介绍 Midas GTS在基坑分析中几点心得 杭州九沙河跨地铁节点分析 杭州杭政储出(2014)16号地块邻地铁分析杭州九沙河跨地铁节点分析地铁一号线规划九沙河上部覆土 九沙河工程位于九堡北单元,紧邻河道与稼东路相交位置，地铁一号线乔司南站客运中心站段隧道平面呈71从河道下方穿过。核心区杭州九沙河跨地铁节点分析核心区详图抗拔桩&围护桩土体加固区杭州九沙河跨地铁节点分析剖面详图杭州九沙河跨地铁节点分析14、-2 杂填土1-3 素填土2-1 砂质粉土2-2 砂质粉土2-3 砂质粉土夹粉砂2-4 粉砂2-5 粘质粉土夹砂质粉土5-1 淤泥质粉质粘土夹粉土土层概要层号岩土名称重度KN/m3孔隙比e含水量%固结快剪地基承载力特征值fakKPaCkPa1耕土(17.5)80 2杂填土(18.0)80 3素填土(18.0)80 4河塘淤泥(14.0)401砂质粉土19.4 0.757 26.4 5.5 27.5 110 2砂质粉土19.4 0.750 26.3 5.5 28.0 120 3砂质粉土夹粉砂19.5 0.714 24.5 4.5 30.0 160 4粉砂19.6 0.696 24.1 4.0 35、3.0 200 5粘质粉土夹砂质粉土18.8 0.883 31.0 8.0 27.0 140 1淤泥质粉质粘土夹粉土17.9 1.101 38.0 12.5 15.0 90 2淤泥质粘土17.0 1.390 48.1 20.0 11.0 80 灰色粉质粘土18.4 0.939 31.2 21.0 18.0 140 含砂粉质粘土20.1 0.642 22.1 25.0 21.1 220 杭州九沙河跨地铁节点分析土层参数 勘察报告给出的变形参数是压缩模量，压缩模量的计算中考虑了很大一部分塑性变形。类似基坑开挖过程中，绝大部分土体处于卸荷状态，因此，实际岩土体的弹性模量要大于压缩模量，与回弹模量相近6、，土体的弹性模量与埋深密切相关 在真实土体中，刚度在很大程度上依赖于应力水平，这就意味着刚度通常随着深度的增加而增加，即深层土比浅层土具有更大的刚度。当使用Mohr-Coulomb模型时，刚度是一个常数值，故采用修正Mohr-Coulomb模型，增加了一个弹性模量增量Eincr来修正这个缺陷。在本次计算中，采用E=Es；Eincr=0.5E(/m)。杭州九沙河跨地铁节点分析本构模型选择及参数选取名称材料类型弹性模量E（*104MPa）EA（kN/m）EI（kN*m2/m）泊松比抗拔桩弹性3.001.2E+071.6E+050.2底板弹性3.002.3E+071.1E+060.2衬砌弹性3.257、1.14E+071.16E+050.2材料取值参数表材料取值参数表杭州九沙河跨地铁节点分析图8.1.4 模型网格划分和边界条件工况一初始应力场平衡（包括隧道）工况二原堆土从10.0m高程卸载至8.0m高程，并堆填另一块从6.0m标高至8.0m高程工况三搅拌桩、抗拔桩施工工况四地下水位降至1.0m高程工况五堆土卸载至标高6.0m工况六工况十七111区块分块开挖、加钢锭、底板工况十八钢锭堆载移除施工步骤一览表杭州九沙河跨地铁节点分析杭州九沙河跨地铁节点分析开挖工况杭州九沙河跨地铁节点分析8m以上标高土体卸除后变形西侧卸土区域，坑底处土体隆起7.1mm，东侧堆载区域，坑底处土体沉降4.76mm。左线8、因卸土隆起，最大隆起量3.25mm；右线因堆土沉降，最大沉降量1.72mm。降水至-1.0m处变形降水区域盾构平均沉降约2mm，左线最大隆起量减小为1.24mm，并有部分管片沉降2.35mm；右线沉降进一步加大到3.52mm。杭州九沙河跨地铁节点分析6m以上标高土体卸除后变形土体卸除使盾构上抬0.71.2mm；左线最大隆起量增大至2.47mm，部分管片沉降减小至1.66mm；右线最大沉降量减小至2.38mm。15区开挖完成后15区开挖完成后，基坑由于分块开挖面积小，坑底土体隆起量平均值在0.7mm。盾构左线、右线变形均不明显。杭州九沙河跨地铁节点分析611区开挖完成后由于开挖土体位于基坑正上方9、，坑底土体隆起量平均值在1.5mm。左线隆起由2.55增至6.78mm；右线隆起由0.01增至3.15mm。坑底隆起量约为0.5mm，左线最终隆起7.48mm，沉降0.74mm，水平位移2.82mm；右线最终隆起3.81mm，沉降1.48mm，水平位移2.97mm。钢锭移除后左线右线水平变形竖向变形水平变形竖向变形工况2（堆土清除1）1.39+3.251.53-1.72工况4（降水）1.32-2.35/+1.241.80-3.52工况5（堆土清除2）1.64-1.66/+2.471.93-2.38工况6（开挖1）1.62-1.82/+2.401.90-2.51工况7（开挖2）1.63-1.8310、/+2.451.86-2.52工况8（开挖3）1.62-1.82/+2.481.82-2.49工况9（开挖4）1.54-1.81/+2.521.77-2.48工况10（开挖5）1.65-1.81/+2.551.76-2.46工况11（开挖6）1.64-0.87/+2.651.79-2.44/+0.01工况12（开挖7）2.23-1.01/+4.391.99-1.68/+0.72工况13（开挖8）2.15-0.90/+4.341.98-1.76/+0.92工况14（开挖9）2.49-0.94/+5.542.24-1.67/+1.71工况15（开挖10）2.44-0.93/+5.852.32-1.11、68/+2.23工况16（开挖11）2.72-0.93/+6.782.80-1.67/+3.15工况17（钢锭移除）2.82-0.74/+7.482.97-1.48/+3.81注：数值单位mm；+表示隆起，-表示沉降盾构管线各工况位移变化表盾构管线各工况位移变化表杭州九沙河跨地铁节点分析杭州九沙河跨地铁节点分析左左线隧道隧道竖向位移沿向位移沿长度方向度方向变化化图（横坐（横坐标单位：位：mm；纵坐坐标单位位mmmm）杭州九沙河跨地铁节点分析右右线隧道隧道竖向位移沿向位移沿长度方向度方向变化化图（横坐（横坐标单位：位：mm；纵坐坐标单位位mmmm）杭州九沙河跨地铁节点分析降水工况中隧道整体沉降约12、2mm，对控制隧道隆起有利。沉降量随着降水深度增加而增加。在开挖分块15过程中，因开挖范围很小，对隧道变形的影响较小。在开挖分块611过程中，隧道变形相对较大，部分工况最大变形量达1mm，施工过程中可考虑进一步减小分块范围。钢锭压重对控制隧道变形起到了良好的作用，应按设计要求及时设置钢锭。模拟后获得的经验 Midas GTS工程应用情况介绍 Midas GTS在基坑分析中几点心得 杭州九沙河跨地铁节点分析 杭州杭政储出(2014)16号地块邻地铁分析杭政储出(2014)16号地块邻地铁分析 项目位于杭州市滨江区，地块北侧为丹枫路，西侧为江陵路，南侧及东侧为规划道路。地块呈近矩形，全场设二层大底13、盘连通式地下车库。本基坑平面尺寸：15396m；基坑总面积：约14374；基坑周长：约485m。本工程0.00相当于黄海高程6.90m，挖深为10.25m。拟建项目西南侧江陵路靠近本场地一侧为已运行的地铁一号线，地铁盾构自北向南穿过，地铁隧道为盾构管片隧道，直径为6.2m，壁厚350mm。该侧地下室外墙距离地铁盾构为10m左右，本工程范围内盾构顶部埋深约10.715.7m。杭政储出(2014)16号地块邻地铁分析地铁一号线 最初设计方拟采用基坑一次性整体开挖，桩墙结合二道砼支撑体系，沿地铁侧采用800厚地连墙+隔离桩。杭政储出(2014)16号地块邻地铁分析 根据计算结果，盾构变形11.49m14、m，水平变形达11.20mm，一次性开挖无法满足地铁保护要求，故要求采用措施一：分基坑开挖。杭政储出(2014)16号地块邻地铁分析 分区开挖，图面北区大基坑先期开挖，采用桩墙结合一道砼支撑体系；图面南区后期开挖，采用桩墙结合二道砼支撑体系；沿地铁侧采用1000厚地连墙。杭政储出(2014)16号地块邻地铁分析 分区开挖，图面北区大基坑先期开挖，采用桩墙结合一道砼支撑体系；图面南区后期开挖，采用桩墙结合二道砼支撑体系；沿地铁侧采用1000厚地连墙。杭政储出(2014)16号地块邻地铁分析一期工况 分区开挖，图面北区大基坑先期开挖，采用桩墙结合一道砼支撑体系；图面南区后期开挖，采用桩墙结合二道砼15、支撑体系；沿地铁侧采用1000厚地连墙。杭政储出(2014)16号地块邻地铁分析二期工况 基坑分期开挖后，隧道变形大幅下降，由原来的11.49mm降为5.38mm，但水平变形仍为5.30mm，超过地铁保护要求。故要求采用措施二，小基坑被动区加固。杭政储出(2014)16号地块邻地铁分析杭政储出(2014)16号地块邻地铁分析 为减小隧道变形超过允许值的问题，将二期基坑，即小基坑中增加三轴搅拌桩被动区加固，如下图所示。杭政储出(2014)16号地块邻地铁分析 采用被动区加固后，隧道变形由原来的5.38mm降为4.69mm，水平变形为4.52mm，符合地铁保护要求。故要求采用分基坑开挖+小基坑被动16、区加固的施工方案。杭政储出(2014)16号地块邻地铁分析初始方案（mm）措施一（mm）措施二（mm）围护变形极值20.179.319.85隧道位移极值11.495.384.69施工措施影响汇总表杭政储出(2014)16号地块邻地铁分析工况初始应力场平衡（包括隧道）；工况一激活地下连续墙，坑内被动区加固体工况二小基坑、大基坑开挖至第一道支撑底处；工况三设置支撑工况四大基坑开挖至基坑底工况五大基坑换撑工况六大基坑拆支撑工况七小基坑开挖至第二道支撑底处工况八小基坑设置第二道支撑工况九小基坑开挖至基坑底工况十小基坑设置底板工况十一小基坑拆除第二道支撑工况十二小基坑设置中板及换撑工况十三小基坑拆除第一17、道支撑施工步骤一览表杭政储出(2014)16号地块邻地铁分析大小基坑开挖至第一道支撑底处北侧围护变形7.57mm，南侧围护变形3.56mm。北线最大位移为2.07mm；南线最大位移1.16mm。大基坑开挖到底北侧围护变形17.58mm，南侧围护变形5.56mm。北线最大位移为3.39mm；南线最大位移1.83mm。杭政储出(2014)16号地块邻地铁分析大基坑换撑结束北侧围护变形17.6mm；南侧围护变形5.59mm。北线最大位移为3.40mm；南线最大位移2.19mm。小基坑开挖到二道支撑底北侧围护变形17.78mm；南侧围护变形8.31mm。北线最大位移为4.02mm；南线最大位移2.9218、mm。杭政储出(2014)16号地块邻地铁分析小基坑开挖到底北侧围护变形17.86mm；南侧围护变形9.69mm。北线最大位移为4.68mm；南线最大位移3.15mm。小基坑换撑结束北侧围护变形17.86mm；南侧围护变形9.80mm。北线最大位移为4.69mm；南线最大位移3.15mm。杭政储出(2014)16号地块邻地铁分析北线南线水平变形竖向变形水平变形竖向变形工况2（大小基坑开挖1）2.03+0.26/-0.08 1.37-0.20 工况3（设置支撑）2.03+0.20/-0.08 1.36-0.21 工况4（大基坑开挖2）3.34+0.08/-0.33 2.19-0.42 工况5（大19、基坑换撑）3.34+0.08/-0.33 2.19-0.42 工况6（大基坑拆撑）3.35+0.08/-0.33 2.19-0.43 工况7（小基坑开挖2）4.30+0.74/-0.22 2.93-0.54 工况8（小基坑支撑2）4.29+0.67/-0.23 2.92-0.55 工况9（小基坑开挖3）4.52+1.06/-0.25 3.15-0.61 工况10（小基坑设底板）4.52+1.06/-0.253.15-0.61 工况11（小基坑拆撑2）4.52+1.13/-0.253.16-0.60 工况12（小基坑换撑）4.52+1.13/-0.253.16-0.60 工况13（小基坑拆撑1）20、4.49+1.22/-0.243.15-0.58 盾构管线各工况位移变化表盾构管线各工况位移变化表杭政储出(2014)16号地块邻地铁分析北北线隧道水平位移沿隧道水平位移沿长度方向度方向变化化图（横坐（横坐标单位：位：mm；纵坐坐标单位位mmmm）杭政储出(2014)16号地块邻地铁分析南南线隧道水平位移沿隧道水平位移沿长度方向度方向变化化图（横坐（横坐标单位：位：mm；纵坐坐标单位位mmmm）分基坑开挖提高了围护结构整体刚度，大幅减小了盾构变形。尽管大基坑距离盾构在2D以外，仍不可忽视其对盾构变形的影响，减少大基坑的变形可显著降低隧道最终的变形量。小基坑开挖至第二道支撑底时隧道变形显著，可考虑将二期基坑被动区加高至第二道支撑底，以控制开挖至第二道支撑底时的围护体变形。换撑时，楼板刚度很大，基坑各个换撑工况对土体及隧道的变形影响很小，但楼板中的应力较大，实际施工过程中，应注意换撑时底板、楼板后浇带的换撑措施。模拟后获得的经验杭政储出(2014)16号地块邻地铁分析感谢您付出宝贵时间关注我们！再次对您表示感谢！