基坑开挖对基坑下方及基坑侧方盾构隧道变形影响分析
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24
材料取值参数表
名称
抗拔桩 底板 衬砌
材料 类型
弹性 弹性 弹性
弹性模量E （*10^4MPa）
3.00 3.00 3.25
EA （kN/m）
1.2E+07 2.3E+07 1.14E+07
EI （kN*m2/m）
泊松比
1.6E+05
0.2
1.1E+06
0.2
1.16E+05
0.2
25
图8.1.4 模型网格划分和边界条件
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MohrCoulomb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)。
平位移2.97mm。
30
工况2 （堆土清除1） 工况4 （降水） 工况5 （堆土清除2） 工况6 （开挖1） 工况7 （开挖2） 工况8 （开挖3） 工况9 （开挖4） 工况10（开挖5） 工况11（开挖6） 工况12（开挖7） 工况13（开挖8） 工况14（开挖9） 工况15（开挖10） 工况16（开挖11） 工况17（钢锭移除）
28
6m以上标高土体卸除后变形
土体卸除使盾构上抬0.7~1.2mm； 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。
1~5区开挖完成后
1~5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。
一期 二期
陵
空地 路
E-E剖面
7
·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
8
便捷的CAD导入
9
丰富的模型选择库
10
丰富的模型选择库
11
方便的材料导入
12
前处理强大
3
杭州地铁1号线 武林广场站上盖物业综合体项目
4
杭政储出（2013）48号地块综合体项目
5
九沙河跨地铁节点分析
6
星 民 路（未建）
杭政储出（2014）16号地块综合体项目
用地红线
规
划地下室轮廓线
支
路 （未建）
丹 （已建）
枫 路
地铁盾构外边线 地铁中心线
地铁中心线
江
盾构上行线 盾构下行线
29
6~11区开挖完成后
由于开挖土体位于基坑正上方， 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。
钢锭移除后
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
17.9
1.101
38.0 12.5 15.0
90
⑤2
淤泥质粘土
17.0 1.390
48.1 20.0 11.0
80
⑨
灰色粉质粘土
18.4 0.939
31.2 21.0 18.0
140
⑩
含砂粉质粘土
20.1 0.642
22.1 25.0 21.1
220
23
本构模型选择及参数选取
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，土体的弹性模量与埋深密切相关
26.4
5.5 27.5
110
②2
砂质粉土
19.4 0.750
26.3
5.5 28.0
120
②3
砂质粉土夹粉砂
19.5
0.714
24.5
4.5 30.0
160
②4
粉砂
19.6 0.696
24.1
4.0 33.0
200
②5
粘质粉土夹砂质粉 土
18.8
0.883
31.0
8.0 27.0
140
wk.baidu.com
⑤1
淤泥质粉质粘土夹 粉土
施工步骤一览表
工况一 工况二
初始应力场平衡（包括隧道）
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
工况六~ 工况十七
工况十八
堆土卸载至标高6.0m
1~11区块分块开挖、加钢锭、 底板
钢锭堆载移除
26
童磊
浙江省建筑设计研究院 结构与岩土工程研究室
1
·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
2
·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
平面单元扩展法（2D3D）
13
前处理强大
实体建模法（3D）
14
自动连接&布尔运算
析取网格
生成网格
15
分析能力进一步加强
16
后处理选择丰富
17
·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
开挖工况
27
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。
18
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。
地铁一号线 上部覆土
核心区
19
土体加固区 抗拔桩&围护桩
核心区详图
20
剖面详图
21
1-2 杂填土 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
1-3 素填土
5-1 淤泥质粉质粘土夹粉土
土层概要
22
土层参数
层 号
岩土名称
重度 γ
KN/m3
孔隙比 e
含水量 ω
%
固结快剪
C
Φ
kPa °
地基 承载力 特征值
fak KPa
①1
耕土
(17.5)
80
①2
杂填土
(18.0)
80
①3
素填土
(18.0)
80
①4
河塘淤泥
(14.0)
<40
②1
砂质粉土
19.4 0.757
材料取值参数表
名称
抗拔桩 底板 衬砌
材料 类型
弹性 弹性 弹性
弹性模量E （*10^4MPa）
3.00 3.00 3.25
EA （kN/m）
1.2E+07 2.3E+07 1.14E+07
EI （kN*m2/m）
泊松比
1.6E+05
0.2
1.1E+06
0.2
1.16E+05
0.2
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图8.1.4 模型网格划分和边界条件
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MohrCoulomb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)。
平位移2.97mm。
30
工况2 （堆土清除1） 工况4 （降水） 工况5 （堆土清除2） 工况6 （开挖1） 工况7 （开挖2） 工况8 （开挖3） 工况9 （开挖4） 工况10（开挖5） 工况11（开挖6） 工况12（开挖7） 工况13（开挖8） 工况14（开挖9） 工况15（开挖10） 工况16（开挖11） 工况17（钢锭移除）
28
6m以上标高土体卸除后变形
土体卸除使盾构上抬0.7~1.2mm； 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。
1~5区开挖完成后
1~5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。
一期 二期
陵
空地 路
E-E剖面
7
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8
便捷的CAD导入
9
丰富的模型选择库
10
丰富的模型选择库
11
方便的材料导入
12
前处理强大
3
杭州地铁1号线 武林广场站上盖物业综合体项目
4
杭政储出（2013）48号地块综合体项目
5
九沙河跨地铁节点分析
6
星 民 路（未建）
杭政储出（2014）16号地块综合体项目
用地红线
规
划地下室轮廓线
支
路 （未建）
丹 （已建）
枫 路
地铁盾构外边线 地铁中心线
地铁中心线
江
盾构上行线 盾构下行线
29
6~11区开挖完成后
由于开挖土体位于基坑正上方， 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。
钢锭移除后
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
17.9
1.101
38.0 12.5 15.0
90
⑤2
淤泥质粘土
17.0 1.390
48.1 20.0 11.0
80
⑨
灰色粉质粘土
18.4 0.939
31.2 21.0 18.0
140
⑩
含砂粉质粘土
20.1 0.642
22.1 25.0 21.1
220
23
本构模型选择及参数选取
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，土体的弹性模量与埋深密切相关
26.4
5.5 27.5
110
②2
砂质粉土
19.4 0.750
26.3
5.5 28.0
120
②3
砂质粉土夹粉砂
19.5
0.714
24.5
4.5 30.0
160
②4
粉砂
19.6 0.696
24.1
4.0 33.0
200
②5
粘质粉土夹砂质粉 土
18.8
0.883
31.0
8.0 27.0
140
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⑤1
淤泥质粉质粘土夹 粉土
施工步骤一览表
工况一 工况二
初始应力场平衡（包括隧道）
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
工况六~ 工况十七
工况十八
堆土卸载至标高6.0m
1~11区块分块开挖、加钢锭、 底板
钢锭堆载移除
26
童磊
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1
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2
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平面单元扩展法（2D3D）
13
前处理强大
实体建模法（3D）
14
自动连接&布尔运算
析取网格
生成网格
15
分析能力进一步加强
16
后处理选择丰富
17
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开挖工况
27
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。
18
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。
地铁一号线 上部覆土
核心区
19
土体加固区 抗拔桩&围护桩
核心区详图
20
剖面详图
21
1-2 杂填土 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
1-3 素填土
5-1 淤泥质粉质粘土夹粉土
土层概要
22
土层参数
层 号
岩土名称
重度 γ
KN/m3
孔隙比 e
含水量 ω
%
固结快剪
C
Φ
kPa °
地基 承载力 特征值
fak KPa
①1
耕土
(17.5)
80
①2
杂填土
(18.0)
80
①3
素填土
(18.0)
80
①4
河塘淤泥
(14.0)
<40
②1
砂质粉土
19.4 0.757