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深基坑施工对紧邻地铁车站的影响计算分析摘要：深基坑施工中的变形控制是设计中的重要一环当深基坑临近既有地铁车站时尤其重要。本文针对天津市天河城购物中心项目工程与紧邻的天津市地铁3号线和平路站的相互影响分析应用有限元软件flac3d建立岩土―结构整体计算模型目的是为减小基坑变形对地铁车站的影响提出针对性建议及保护措施进而保证地铁车站的安全运营为以后的工程提供一定的参考。关键词：基坑施工地铁车站变形控制0引言基坑开挖尤其是深基坑的开挖过程中土体的开挖卸载导致基坑底部土体上覆应力的减小造成基坑土体的回弹从而对基坑本身围护结构及周边环境造成一定的影响。当基坑开挖深度越深或者基坑开挖面积越大这种影响就越显著。近年来随着城市建设的迅速发展越来越多的基坑工程会不可避免地在地铁车站及隧道沿线进行施工而基坑的施工必然会引起周边环境的土体应力的变化进而导致相邻地铁结构的受力和变形发生变化。而现行的标准对地铁车站及隧道的变形要求十分严格特别是对已经投入使用的地铁线路要求更加严格。因此为保证地铁的安全使用必须选择合理的设计方案、施工工艺等减少基坑工程的施工对地铁结构的影响以免造成不可挽回的影响。本文以天津市天河城购物中心项目工程紧邻的天津市地铁三号线和平路站为背景采用flac3d三维数值模拟分析软件对基坑开挖施工的全过程进行数值模拟研究该工程的基坑开挖对紧邻的地铁三号线和平路站的影响分析为该工程的施工提出一定的控制措施和建议。1基坑卸载机理分析基坑开挖的过程其实就是基坑卸载的过程而基坑的开挖具有“时空效应”[4]。基坑的开挖卸载会造成坑底土体的隆起进而引起基坑围护结构侧向变形以及基坑周边土体的移动从而导致地面沉降及坑外地铁结构的变形。近年来基坑开挖面积越来越大开挖深度也越来越深。实测表明深大基坑由于卸荷量大、施工时间长、施工条件复杂等原因其开挖造成的基坑外地表沉降范围和沉降量相对以往的窄基坑都要大得多卸荷对邻近地铁结构以及其他市政设施的影响也要复杂得多。2工程概况天津某工程地下空间部分紧邻已开通运营的地铁车站站地下室与地铁共用地连墙地面建筑局部落在地铁主体之上。主体结构地上八层地面高度约47米地上总建筑面积约13.68万平方米。地下三层地下深度约19米。设计方案的基坑按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ顺序依次独立开挖前一基坑的顶板封闭后再进行下一基坑的开挖。3计算分析3.1分析方法FLAC3D程序自美国ITASCA咨询集团公司推出后已成为目前岩土力学计算中的重要数值方法之一广泛应用于边坡稳定性评价、支护设计及评价、地下洞室、施工设计（开挖、填筑等）、隧道工程、矿山工程等多个领域。FLAC3D提供三种弹性本构模型：各向同性、正交各向异性和横向各向同性；七种塑性本构模型：Drucker-Prager模型、摩尔-库伦模型、应变硬化/软化模型、多节理模型、双线性应变硬化/软化多节理模型、D-Y模型、修正的剑桥模型。作为有限差分软件相对于其他软件而言在算法上FLAC3D具有以下几个优点：（1）采用“混合离散法”来模拟材料的塑性破坏和塑性流动。这种方法比有限元法中通常采用的“离散集成法”更为准确、合理。（2）采用显式差分法求解微分方程。对显式法来说非线性本构关系与线性本构关系并无算法上的差别根据已知应变增量很方便地求得应力增量、不平衡力并跟踪系统的演化过程。模型计算采用FLAC3D有限差分计算软件建立三维实体模型。垂直地铁车站线路延伸方向取300m（包含整个基坑区域）平行于地铁车站（区间盾构隧道方向）取388m深度取50m。和平路站边墙、顶板、中板、底板及围护结构均采用弹性实体单元车站内部混凝土柱采用梁单元；四个基坑围护结构、边墙采用弹性实体单元基坑桁架撑采用梁单元。地应力场按自重应力场考虑。建模时土体部分选用三维六面体实体单元有限元模型如图4.1～图4.7所示共划分94646个实体单元101036个节点1218个结构单元1512个结构节点。3.2计算参数选取根据天该工程《岩土工程勘察报告》模型所取土层深度（50m）范围内的土层参数。土层的粘聚力和摩擦角取三轴固结不排水剪（CU）的有效应力指标；土层的泊松比根据静止侧压力系数按进行转换；土层的弹性体积模量剪切模量进行换算土层的弹性模量按经验取值为压缩模量的3～5倍本报告取。3.3计算结果分析3.3.1和平路站车站结构位移分析基坑开挖后土体卸载周围土体发生变形车站结构也随之发生变形。选取Ⅰ分区基坑做第三道支撑并开挖至坑底、Ⅲ坑做