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深基坑开挖卸载对临近地铁隧道影响的数值分析
摘要
近年来，随着城市化的加剧，建筑物的高度、深度不断增加，深基坑在城市建设中应用越来越广泛。然而，深基坑施工对附近地下管线和地铁等地下结构会产生一定程度的影响，其中特别为严重的是对于地铁隧道的影响。因此，本文通过数值模拟的方法对深基坑开挖卸载对临近地铁隧道的影响进行分析，并探讨如何减少影响。
关键词：深基坑，数值模拟，地铁隧道，影响减少
Abstract
Withtheaggravationofurbanizationinrecentyears,theheightanddepthofbuildingscontinuetoincrease,andtheapplicationofdeepfoundationpitsinurbanconstructionisbecomingmoreandmoreextensive.However,theconstructionofdeepfoundationpitswillhaveacertaindegreeofimpactonnearbyundergroundpipelinesandundergroundstructuressuchassubways.Especiallyfortheimpactonsubwaytunnels.Therefore,thispaperanalyzestheimpactofdeepfoundationpitexcavationunloadingonnearbysubwaytunnelsthroughnumericalsimulation,andexploreshowtoreducetheimpact.
Keywords:deepfoundationpit,numericalsimulation,subwaytunnel,impactreduction
一、引言
深基坑是指在特定的土地上，为了建造高层、地下建筑等而选取为深度较大的区域，进行浅层路基基础的加强和基础的深挖交错施工的一种施工方式。方便地说，施工方会将一个大坑挖出来，再进行深度的加固，以此来支撑建筑物的重量。根据《建设工程安全规范》中的规定，在开挖深度达到4m及以上的坑内进行施工时，必须采取相应的安全措施。
然而，在进行深基坑施工的过程中，由于开挖深度的加深，深基坑的开挖可能会对附近的地下结构，如地下管线、地铁隧道等产生一定的影响。其中，对于地铁隧道的影响是最为严重的，因为地铁隧道是由深层土层支持的，一旦被扰动，就可能会影响地铁运营的安全和稳定性。
因此，通过对深基坑开挖卸载对临近地铁隧道影响的数值分析，可以更好地掌握深基坑开挖对地铁隧道的影响，指导地铁隧道的设计及施工，减少影响，保障地铁的运营安全。
二、研究方法
本文采用有限元方法对深基坑开挖卸载对临近地铁隧道影响进行数值分析。
具体步骤如下：
1.建立深基坑施工、地铁隧道及周边土体的三维实体模型。
2.根据深挖开挖的工序，在开挖过程中对地铁隧道及周边土体进行动力分析。
3.对开挖过程中所产生的应力、位移和沉降变形数据进行计算和处理，并通过分析不同工况下的变形和应力，模拟深基坑开挖卸载对地铁隧道的影响。
三、数值分析结果
本文使用有限元软件ANSYS对深基坑开挖卸载对临近地铁隧道的影响进行了数值模拟分析。模拟的开挖深度为22m，地铁隧道埋深为15m。在模型中，设置了6组不同的工况，以模拟不同施工阶段的影响。并通过对模拟结果的分析，得到了以下几点结论：
1.深基坑开挖对地铁隧道产生了明显的沉降和位移影响。
2.土体的应力状态在开挖期间发生了变化，主要表现为静止应力和周边土体的沉降。
3.开挖期间地下水位产生明显的变化，特别是在深度较浅的地方变化更加明显。
在分析结果的基础上，提出了一些减少影响的建议：
1.加强地铁隧道结构的设计，在设计过程中考虑深基坑施工对地铁隧道的影响，采取一些有效的措施对地铁隧道进行加固，减轻深基坑开挖对地铁隧道的影响。
2.加密监测频率，进行前期和施工期的实时监测，及时发现问题，根据不同的监测数据进行调整，避免深基坑开挖对地铁隧道的影响出现隐患。
3.加强协调和沟通，建立沟通机制，当地铁隧道和深基坑施工出现冲突时，采取积极措施进行调解，保证双方的工程安全。
四、结论
通过本次数值分析，可以得出深基坑开挖卸载对临近地铁隧道影响的一些结果，同时也提出了相应的解决办法。进行深基坑施工时，应加强与地铁隧道设计和工程部门的沟通，考虑地铁隧道的工程特性，施工方可以采取专业的技术和措施，减少深基坑开挖对地铁隧道的影响，保障地铁隧道的运营安全。