（重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院， 重慶 400074）

0 引言

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，人們對地下空間的開發(fā)利用日益增多，基坑工程的數(shù)量不斷增多，基坑工程向著更大，更深，施工更復(fù)雜發(fā)展。許多新的施工工藝，施工工藝用在了基坑施工中。各種新的支護(hù)形式不斷的出現(xiàn)在工程中，圓形支護(hù)就是其中一種基坑支護(hù)形式。為了確?；庸こ淘谑┕み^程中安全性，監(jiān)控量測技術(shù)在基坑工程中廣泛應(yīng)用，通過監(jiān)測指導(dǎo)施工，通過監(jiān)測反饋設(shè)計，又通過監(jiān)測為基坑工程的理論研究提供數(shù)據(jù)，使施工更加安全。

本文通過對圓形泵房基坑的施工監(jiān)測和三維基坑數(shù)值模擬，分析圓形支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力和位移變形情況。

1 工程概況

本泵房屬于某城市立交新建工程下穿通道工程的一部分泵房設(shè)計成圓形。泵房直徑為22米，深度為13米。圓形泵房周圍設(shè)置注漿孔帷幕，帷幕采用兩排注漿孔，梅花形布設(shè)，間距1米。泵房圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用C30鋼筋混凝土護(hù)圈支護(hù)，不設(shè)支撐，泵房開挖時，混凝土護(hù)圈采用分層護(hù)壁，每開挖 1米就施工一米護(hù)圈，在平面上可以分段施工，最后形成拱圈結(jié)構(gòu)。上層混凝土護(hù)圈達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度后方能進(jìn)行下部施工。

2 監(jiān)測內(nèi)容及監(jiān)測點布設(shè)

泵房開挖深度為10米，屬于深基坑，周圍地址條件較為復(fù)雜。泵房平面形狀呈圓形，拱效應(yīng)非常明顯。為了泵房開挖施工的安全性，需要對圓形泵房施工進(jìn)行施工監(jiān)控。及時反映在施工過程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形情況，保證施工過程中的安全。

根據(jù)設(shè)計要求和工程的實際情況，在圈梁上布設(shè)了 8個圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移和豎向位移監(jiān)測點。編號從BF1-BF2八個監(jiān)測點。在圍護(hù)結(jié)構(gòu)周圍布設(shè)了2個土體的深層水平位移（測斜）監(jiān)測點。編號從CX1-CX22個監(jiān)測點。泵房施工平面監(jiān)測點的布置圖見圖3-1.

圖3-1 泵房施工平面監(jiān)測點布置圖

3 數(shù)值模擬

本論文采用最新升級的三維巖土分析和隧道有限元軟件midas GTS NX對周邊環(huán)境進(jìn)行數(shù)值模擬，最大程度地考慮巖土和周邊環(huán)境的復(fù)雜性。

3.1 模型建立

Midas GTS建模流程：定義模型概況→創(chuàng)建幾何模型→劃分網(wǎng)格→定義荷載和邊界→定義工況并分析→查看分析結(jié)果。泵房使用Mohr-Coulomb本構(gòu)模型。計算模型尺寸100m×100m×40m(X×Y×Z)。土層厚度及參數(shù)參考地勘報告?；炷磷o(hù)圈采用C30混凝土，厚度1m，彈性模量 E = 20GPa，泊松比 ν = 0.20，重度γ= 25kN/m 3。圖4-1 計算模型網(wǎng)格劃分。

圖4-1 計算模型網(wǎng)格劃分

3.2 計算與監(jiān)測模型對比分析

3.2 .1 護(hù)圈支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部位移對比分析

通過對泵房逐層開挖程序?qū)崿F(xiàn)了實際挖工況全過程的模擬,得到了護(hù)圈支護(hù)結(jié)構(gòu)三維數(shù)值計算結(jié)果。從數(shù)值模擬結(jié)果看，泵房開挖完工后，支護(hù)結(jié)構(gòu)的頂部豎向位移最大豎向位移 3.22mm。泵房開完完工后，實測的位移數(shù)據(jù)為 2.43mm。實測數(shù)據(jù)較模擬數(shù)值小了一點，兩者的數(shù)值變化都在控制范圍內(nèi)。

從圖 4-2知計算得到的側(cè)向位移曲線和實測側(cè)線位移曲線比較兩者側(cè)向位移的曲線形狀大致一致，趨勢相同最大位移值的位置點在相同的區(qū)域，最大側(cè)向位移值均出現(xiàn)在深度5米處。通過實測側(cè)向位移最大值為1.23mm.通過數(shù)值模擬最大值為2.18mm。數(shù)值變化都在控制值范圍內(nèi)。

圖4-2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移實測值與模擬值

4 結(jié)論

本通過對采用護(hù)圈支護(hù)結(jié)構(gòu)的某圓形泵房的施工監(jiān)控和三維數(shù)值分析。得出以下結(jié)論。

（1）圓形護(hù)圈支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力是比較合理的，從實測數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬數(shù)值對比分析知護(hù)圈的側(cè)向位移變化較小，在控制范圍值之內(nèi)。

（2）對于地質(zhì)條件比較復(fù)雜的基坑施工，三維的數(shù)值模擬和施工監(jiān)控相結(jié)合的方法是必要的。能更好的反映在施工過程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)的位移變化，更好的保證施工過程中的安全，指導(dǎo)施工。

[1]覃睿, 唐光暹, 周永泉. 基坑監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)狀及應(yīng)用[J]. 工程質(zhì)量, 2008(15):18-20.

[2]孫凱, 許振剛, 劉庭金,等. 深基坑的施工監(jiān)測及其數(shù)值模擬分析[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報, 2004, 23(2):293-298.

[3]丁勇春. 軟土地區(qū)深基坑施工引起的變形及控制研究[D]. 上海交通大學(xué), 2009.

[4]宗金輝. 深基坑開挖有限元模擬及現(xiàn)場實測研究[D]. 天津大學(xué), 2006.