基坑开挖对邻近建筑及地铁隧道的影响研究

陈 立 敏

(中国建筑东北设计研究院有限公司，辽宁 沈阳 110003)

0 引言

基坑开挖是半无限空间体内的动态开挖过程，基坑开挖卸荷会使得基坑周边土体产生侧向位移，坑底产生回弹，这些土体卸荷行为均会影响到周边建筑物及既有地铁隧道的安全，因此分析基坑开挖对于周围环境的影响成为一个亟待研究的重要课题。目前有不少学者展开了多方面的研究并取得了丰硕的成果。韩健勇等[1]通过数值计算，得出了在不同工况下基坑围护结构的变形与建筑物沉降之间的关系。范凡等[2]通过理论分析得出了基坑开挖对周边环境影响的分区特征，提出了坑外开挖面深度以上土体沉降分布曲线的简化计算公式。陈阳等[3]基于现场实测得出了基坑围护结构各项位移和周边土体沉降随时间及开挖深度的变化规律。

鉴于此，本文以沈阳某基坑工程为背景，利用Midas GTS NX有限元软件建立三维数值模型，研究基坑开挖过程中，邻近建筑物以及既有地铁隧道受基坑开挖的影响规律，为后期类似基坑工程的安全施工提供参考。

1 有限元模型及参数

1.1 模型建立

拟建基坑开挖深度约为11.5 m，基坑北侧有一地铁风亭，距基坑边8.1 m，风亭底板标高25.71 m。基坑西侧有一16层建筑，距基坑边5.2 m，有2层地下室，埋深8 m。基坑东侧临近地铁线路，地铁线距基坑边4.2 m～16.9 m，并且有一竖井紧邻拟建基坑，地铁线轨顶标高18.696 m，竖井底板标高13.89 m。为保护既有区间隧道，控制基坑围护结构变形，采取如下支护设计方案：