李 淑，張頂立，邵運(yùn)達(dá)

(1.國(guó)家開(kāi)放大學(xué) 理工教學(xué)部，北京 100039；2. 北京交通大學(xué) 城市地下工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100044)

我國(guó)正經(jīng)歷一個(gè)軌道交通爆發(fā)式發(fā)展階段，近30年來(lái)，其建設(shè)規(guī)模之大、建設(shè)速度之快屬世界罕見(jiàn).截至2019年底，已有40個(gè)城市開(kāi)通軌道交通，運(yùn)營(yíng)里程約6 730.3 km.其中，2019年新增里程968.7 km，再創(chuàng)歷史新高.北京已開(kāi)通23條線路，居全國(guó)之首，運(yùn)營(yíng)里程達(dá)699.3 km[1].地鐵車站深基坑施工不可避免地會(huì)對(duì)周圍地層產(chǎn)生擾動(dòng).北京是千年古都，地面建筑(構(gòu)筑)物密集，不僅有普通建筑物、交通設(shè)施，還有超高、超大、敏感、歷史保護(hù)建筑等.同時(shí)，地層中構(gòu)筑物分布復(fù)雜，地下建筑物、管線、建筑物淺基礎(chǔ)等主要分布在淺層地層中；地鐵車站、區(qū)間隧道、樁基礎(chǔ)等構(gòu)筑物主要分布在深層地層中.由于深層土體位移監(jiān)測(cè)困難，目前，關(guān)于深基坑開(kāi)挖引起的深層土體位移規(guī)律的研究很少.因此，精細(xì)化分析基坑開(kāi)挖引起的深層土體位移規(guī)律，確定影響分區(qū)，揭示基坑開(kāi)挖對(duì)復(fù)雜環(huán)境的影響機(jī)理，確保周邊建(構(gòu))筑物的安全和正常使用具有重要意義.

關(guān)于基坑開(kāi)挖引起的變形問(wèn)題，目前的研究主要集中在開(kāi)挖引起的最大地表沉降、墻體側(cè)移和變形模式方面，Ou等[2]、Wong等[3]、Leung等[4]、徐中華等[5]、李淑等[6-9]等分別針對(duì)不同地區(qū)基坑開(kāi)挖引起的墻體最大側(cè)移、地表最大沉降、變形模式等進(jìn)行系統(tǒng)的研究：開(kāi)挖引起的最大墻體、地表的變形值主要通過(guò)其占開(kāi)挖深度的百分比預(yù)測(cè)；變形模式亦采用經(jīng)過(guò)開(kāi)挖深度標(biāo)準(zhǔn)化處理后的變形值與所在位置的曲線進(jìn)行分析.深基坑開(kāi)挖引起圍護(hù)墻體的變形模式主要有懸臂、踢腳、內(nèi)凸和復(fù)合4種[10]，具體大小和形狀各地區(qū)不盡相同.對(duì)于城市地鐵深基坑，最常見(jiàn)的變形模式是復(fù)合型.

關(guān)于坑外深層土體位移場(chǎng)的研究較少，較有代表性的有：李佳川等[11]結(jié)合上海地區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)及圍護(hù)水平，利用有限元方法得出地表沉降沿基坑縱向的分布規(guī)律，深層土體沉降曲線與地表沉降曲線相似，通過(guò)引入沉降傳遞系數(shù)計(jì)算深層土體沉降，其中沉降傳遞系數(shù)與土層深度及距離有關(guān)；然而，Ou 等[12]和 Schuster等[13]通過(guò)大量實(shí)測(cè)和有限元分析表明，深層土體的沉降曲線與地表沉降曲線并不相同，而是隨土層深度及距離的增大而變化.

關(guān)于基坑開(kāi)挖影響范圍的研究，最早由Peck[14]提出，將地質(zhì)條件由硬至軟分為三類，分別給出三條范圍曲線，第一類土影響范圍最小，第三類土影響范圍最大；Hsieh等[15]將地表沉降分為三角形和凹槽形兩種形式，并分別給出主要影響區(qū)和次要影響區(qū)劃分的界線；鄭剛等[16]結(jié)合天津地區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)及圍護(hù)水平，利用有限元方法分析了不同圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形模式對(duì)坑外深層土體位移場(chǎng)的影響，并根據(jù)坑外地層變形大小和特性進(jìn)行影響分區(qū)的劃分.

關(guān)于基坑工程的變形控制，規(guī)范[17-19]主要對(duì)最大地表沉降和墻體側(cè)移做了規(guī)定.然而，已有的研究表明[20-22]，即使在基坑最大地表沉降、墻體側(cè)移及其他條件均相同的條件下，不同變形模式下建(構(gòu))筑物內(nèi)產(chǎn)生的最大拉應(yīng)變也會(huì)存在較大的不同.對(duì)于同一基坑，處在坑外地層不同位置的建(構(gòu))筑物內(nèi)產(chǎn)生的附加變形也存在較大不同.因此，分析基坑開(kāi)挖對(duì)坑外不同距離、不同深度處建(構(gòu))筑物等的影響，僅僅研究地表沉降及墻體側(cè)移的變形特性和最大值，而不考慮深層地層的變形規(guī)律顯然是不夠的.

因此，本文作者選取21個(gè)發(fā)生復(fù)合型變形的北京地鐵車站深基坑工程，結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬手段對(duì)復(fù)合型變形模式下坑外深層土體位移場(chǎng)進(jìn)行精細(xì)化分析；根據(jù)曲線的幾何特性劃分變形分區(qū)；根據(jù)變形的大小劃分影響分區(qū).研究結(jié)論和方法可為城市深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)確定提供參考.

1 工程實(shí)測(cè)研究

1.1 工程案例基本情況

本文收集了21個(gè)北京地鐵車站深基坑的成功案例.每個(gè)基坑收集的內(nèi)容包括：基本信息和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù).其中基本信息包括：基坑的長(zhǎng)度L、寬度、開(kāi)挖深度H、插入深度、支撐方式.現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括：基坑的最大側(cè)移δhm及其發(fā)生的位置、圍護(hù)墻頂側(cè)移.北京地區(qū)深基坑工程案例見(jiàn)表1.

由表1可知，北京地鐵車站深基坑開(kāi)挖長(zhǎng)度一般在200 m左右，寬度在20 m左右，最常用的支護(hù)形式為鉆孔灌注樁+鋼管支撐，少數(shù)配合錨索等支護(hù)形式；少數(shù)地下水較高地區(qū)采用地下連續(xù)墻+混凝土支護(hù)體系.

表1 北京地區(qū)深基坑工程案例

1.2 深基坑復(fù)合型變形模式特征

基坑深度z經(jīng)開(kāi)挖深度H歸一化，側(cè)移δh經(jīng)最大側(cè)移δhm歸一化處理后，部分基坑圍護(hù)墻變形曲線見(jiàn)圖1.

已有的研究結(jié)果表明，這樣處理后變形特性更明顯[7-9].由圖1和表1可知，樁頂側(cè)移約為0.5倍最大側(cè)移，最大側(cè)移位置集中在地表以下0.5H附近， 1.2H以下變形較小.后文將針對(duì)這種變形模式下坑外深層土體位移場(chǎng)分布規(guī)律及影響范圍進(jìn)行分析.

2 數(shù)值分析模型及結(jié)果驗(yàn)證

采用 FLAC3D 軟件進(jìn)行計(jì)算.地層和材料采用摩爾—庫(kù)侖模型.為了使數(shù)值分析結(jié)果能更好地適宜北京地區(qū)地鐵車站深基坑的普遍情況，課題組進(jìn)行了大量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)收集和數(shù)值分析對(duì)比工作，對(duì)力學(xué)模型、土層結(jié)構(gòu)、參數(shù)等不斷優(yōu)化.根據(jù)北京地鐵各線路詳細(xì)的勘察資料，選取典型地質(zhì)斷面，對(duì)地層結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化的地層保證其物理力學(xué)參數(shù)相似，并通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)、結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行反復(fù)試算、調(diào)整，使計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)保持在誤差范圍(0.02%H或5 mm ，二者取小值)以內(nèi).模型土層物理力學(xué)參數(shù)見(jiàn)表2.對(duì)于坑內(nèi)，在開(kāi)挖過(guò)程中土體發(fā)生卸載，計(jì)算時(shí)采用3倍的土體模量作為被動(dòng)區(qū)的卸荷模量.

表2 模型土層物理力學(xué)參數(shù)

鉆孔灌注樁與土體之間的接觸采用FLAC3D中的接觸面單元模擬.切向剛度ks與法向剛度kn分別取周圍“最硬”區(qū)域等效剛度的10倍，計(jì)算式為

(1)

式中：K為體積模量；G為剪切模量；ΔZmin為接觸面法向方向上連續(xù)區(qū)域上的最小尺寸.

對(duì)于黏聚力和內(nèi)摩擦角，取與樁相鄰?fù)翆訉?duì)應(yīng)值的0.8倍[27].首先對(duì)土體剛度、黏聚力和內(nèi)摩擦角取加權(quán)平均值，然后按相應(yīng)原則進(jìn)行計(jì)算，接觸面參數(shù)見(jiàn)表3.

表3 接觸面參數(shù)

初始地下水位設(shè)在地表以下10 m處.根據(jù)施工實(shí)際情況，每次開(kāi)挖前，降水至開(kāi)挖面以下1 m.通過(guò)在相應(yīng)部位設(shè)定孔壓的方式實(shí)現(xiàn)降水.

施工過(guò)程的模擬采取先撐后挖的原則，具體步驟為：①水的滲流分析；②自重應(yīng)力計(jì)算，位移清零；③施工鉆孔灌注樁，位移清零；④架設(shè)第一道鋼支撐，開(kāi)挖第一層土；⑤重復(fù)第4步直至開(kāi)挖到基底；⑥底板施工；⑦拆除第一道腰梁，施作內(nèi)部結(jié)構(gòu)；⑧重復(fù)第7步直至拆除最后一道腰梁，回填土至地面標(biāo)高.

2.1 計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證

數(shù)值分析方法確定后，對(duì)北京地鐵8號(hào)線回龍觀東大街站、平安里站和大興線義和莊站，根據(jù)各站的幾何、地層及施工情況進(jìn)行驗(yàn)證，各車站長(zhǎng)邊中點(diǎn)截面地表沉降、墻體側(cè)移實(shí)測(cè)值與數(shù)值分析結(jié)果對(duì)比見(jiàn)圖2.由圖2可知，計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)值基本一致，證明數(shù)值分析方法及土層參數(shù)的選取合理、可靠.在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究基坑開(kāi)挖引起的深層土體位移規(guī)律.

2.2 計(jì)算模型的確定及計(jì)算結(jié)果

幾何模型尺寸為200 m×20 m×30 m(長(zhǎng)度×寬度×深度).圍護(hù)體系采用Φ1 000@1 400鉆孔灌注樁，樁入土深度為8 m，內(nèi)置Φ609鋼管支撐(壁厚16 mm)，支撐水平間距3 m，豎向設(shè)6道鋼管支撐.根據(jù)對(duì)稱性，取1/4的基坑進(jìn)行計(jì)算.考慮到邊界效應(yīng)，模型坑外土體范圍取4倍開(kāi)挖深度.模型共包括88 000個(gè)單元和86 862個(gè)節(jié)點(diǎn).選取地表平面(分析平面Ⅰ)和橫截面(分析平面Ⅱ)進(jìn)行變形分析，分析線間隔5 m.幾何模型及分析平面見(jiàn)圖3.

施工完畢后，最大水平側(cè)移δhm為30 mm ，最大地表沉降δvm為20 mm，長(zhǎng)邊中心Ⅰ-Ⅰ截面墻體和地表的變形曲線見(jiàn)圖4.由圖4可見(jiàn)，墻體側(cè)移呈復(fù)合型，墻頂側(cè)移為最大側(cè)移的0.5倍，最大側(cè)移位置距離地面0.55H，距離地面1.2H以下側(cè)移很小，與圖1統(tǒng)計(jì)的變形規(guī)律基本一致.地表沉降δv呈凹槽形，最大地表沉降發(fā)生在距圍護(hù)墻 0.5H附近，坑外緊鄰墻體處地表沉降為0.65δvm，2H以外沉降很小.

3 坑外深層土體變形特性分析

3.1 坑外深層土體豎向變形特性及影響分區(qū)

分析平面Ⅱ水平方向沿深度每間隔 5 m 地層的豎向變形分布曲線，見(jiàn)圖 5(a).其中，d/H為距圍護(hù)墻距離與開(kāi)挖深度的比值.由圖 5(a)可知，基坑開(kāi)挖引起坑外深層土體豎向變形的情況較為復(fù)雜.隨著深度的增加，土層表現(xiàn)出不同的變形模式，根據(jù)其變形曲線的幾何特點(diǎn)，可以將坑外深層土體豎向變形分為3個(gè)區(qū)域，見(jiàn)圖 5(b).由圖 5(b)可知：

1)“凹槽形”沉降區(qū)：從地表至地表以下0.7H深度范圍內(nèi)，土層由于開(kāi)挖卸載作用，全部表現(xiàn)為沉降.沉降曲線與地表相似，呈凹槽形；最大一致沉降位置發(fā)生在距離圍護(hù)墻0.5H附近，基本不隨深度變化而變化；但是，土層的沉降并非地表層最大，而是發(fā)生在地表以下0.5H深度土層，這與Ou等[28]通過(guò)觀測(cè)臺(tái)北企業(yè)中心基坑得到的結(jié)果相同，鄭剛等[16]通過(guò)計(jì)算天津地區(qū)深基坑深層土體位移場(chǎng)也得到相似的結(jié)論.在實(shí)際工程中，對(duì)位于該位置附近的結(jié)構(gòu)應(yīng)尤其引起注意.

2)變形過(guò)渡區(qū)：自地表以下0.7H～1.2H范圍內(nèi)，隨著深度的增加，由于受到基坑內(nèi)土體卸荷作用的影響，深層部分區(qū)域的土體產(chǎn)生一定的隆起變形[16].地層變形曲線在緊鄰圍護(hù)墻處隆起最大，隆起值隨著距圍護(hù)墻距離的增大逐漸減小，最終轉(zhuǎn)化為沉降.此范圍內(nèi)土體由凹槽形沉降形式向隆起變形過(guò)渡，故定義此區(qū)域?yàn)樽冃芜^(guò)渡區(qū).

3)“三角形”隆起區(qū)：地表以下1.2H～2.3H范圍內(nèi)，受開(kāi)挖卸載.坑底土體向上回彈的影響，地層變形曲線表現(xiàn)為三角形隆起變形形式；每層土體最大隆起位置位于土體與圍護(hù)墻接觸處，隆起值隨距圍護(hù)墻距離的增大而減??；各地層隆起值隨深度的增加而減小；刁偉軼[29]通過(guò)分析上海8號(hào)線虹口足球場(chǎng)站坑外深層土體變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，深基坑施工過(guò)程中，地表以下一定深度的土層表現(xiàn)為沉降，而坑底以下的土層表現(xiàn)為隆起.

本文中，我們提出去中心化、不可篡改和激勵(lì)機(jī)制屬于區(qū)塊鏈技術(shù)的本質(zhì)特點(diǎn)，而可追蹤、匿名、可編程屬于區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)之上的功能特性，以此可以區(qū)分一些區(qū)塊鏈項(xiàng)目和借區(qū)塊鏈概念的項(xiàng)目。進(jìn)一步地，我們分析了區(qū)塊鏈技術(shù)在IoT場(chǎng)景的幾個(gè)應(yīng)用，對(duì)其中的主要問(wèn)題和主要方法進(jìn)行了闡述，指出IoT的數(shù)據(jù)體量和數(shù)據(jù)安全問(wèn)題依舊是區(qū)塊鏈技術(shù)在IoT場(chǎng)景應(yīng)用需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。

根據(jù)變形可能對(duì)周邊環(huán)境造成的影響程度，對(duì)豎向變形影響范圍進(jìn)行分區(qū)，劃分為三個(gè)區(qū)域，分別為：主要影響區(qū)，次要影響區(qū)及無(wú)影響區(qū).取變形等于 0.02%H或5 mm (二者取小值)為主要影響區(qū)和次要影響區(qū)的劃分界限；變形等于0.01%H或3 mm (二者取小值)為次要影響區(qū)和無(wú)影響區(qū)的劃分界限[9].

由于地層變形由沉降逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槁∑?，變形影響范圍分區(qū)曲線由地表至深層土體亦出現(xiàn)波動(dòng)，形狀呈“倒葫蘆”形.分區(qū)示意見(jiàn)圖5(c).由圖 5(c)可見(jiàn)，主要影響區(qū)范圍為：由地表至地表以下0.5H深度，影響寬度由地表的1.3H逐漸增大，至地表以下0.5H深度處影響寬度達(dá)到最大為1.5H.之后曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)，影響寬度逐漸減小，至地表以下1.3H深度處影響寬度最小為0.3H.之后曲線再次出現(xiàn)拐點(diǎn)，影響寬度逐漸增大，至地表以下1.8H深度處達(dá)到最大為0.5H.之后曲線第三次出現(xiàn)拐點(diǎn)，影響寬度逐漸減小，至地表以下2H深度處主要影響區(qū)寬度為0.次要影響區(qū)范圍曲線與主要影響區(qū)曲線基本平行，影響深度由地表至地表以下2.3H，影響寬度地表處為1.75H，地表以下0.5H深度處影響寬度最大為2.2H.

坑外深層土體中往往分布著不同類型的結(jié)構(gòu)，如地鐵車站、區(qū)間隧道、建筑物基礎(chǔ)、市政管線等，這些結(jié)構(gòu)分布于地層中的不同位置.以往的研究和實(shí)踐中，常用地表沉降曲線來(lái)預(yù)估開(kāi)挖對(duì)坑外建筑物的影響.然而，坑外深層土體的豎向變形曲線與地表沉降曲線并不相同，不僅存在沉降區(qū)，還存在隆起區(qū).對(duì)于變形控制嚴(yán)格的建筑物，應(yīng)按其所處地層變形的區(qū)域，先確認(rèn)地層變形曲線，再進(jìn)行附加變形的計(jì)算.

3.2 坑外深層土體水平側(cè)移特性及影響分區(qū)

分析平面Ⅱ豎直方向距離圍護(hù)墻每間隔 5 m土體水平側(cè)移曲線，見(jiàn)圖6(a).由圖6(a)可見(jiàn)，水平位移的影響深度隨距離的增加而逐漸減小.在影響區(qū)之內(nèi)，不同區(qū)域土體變形分區(qū)見(jiàn)圖6(b)，具有如下特點(diǎn)：

1)“大肚子形”側(cè)移區(qū)：距離圍護(hù)墻0～H范圍內(nèi)，深層土體水平側(cè)移曲線與圍護(hù)墻側(cè)移曲線相似，呈比較明顯的大肚子形，最大側(cè)移發(fā)生在0.5H深度附近，開(kāi)挖面以下側(cè)移較?。粋?cè)移大小隨距墻體距離的增加而減小.

2)變形過(guò)渡區(qū)：距離圍護(hù)墻H～1.5H范圍內(nèi)，深層土體水平側(cè)移大小隨距離的增加繼續(xù)減小，最大側(cè)移位置逐漸上移，曲線逐漸趨于平滑，此范圍內(nèi)土體由“大肚子形”側(cè)移形式向三角形側(cè)移變形過(guò)渡，故定義此區(qū)域?yàn)樽冃芜^(guò)渡區(qū).

3)“三角形”側(cè)移區(qū)：距離圍護(hù)墻1.5H～2.5H范圍內(nèi)，深層土體水平側(cè)移曲線表現(xiàn)為三角形，地表處側(cè)移最大，側(cè)移隨深度的增加逐漸遞減.同樣，隨著距離墻體距離的增加，深層土體水平側(cè)移繼續(xù)減小，曲線趨于豎直線.表明基坑開(kāi)挖對(duì)坑外深層土體水平位移的影響已經(jīng)很小.

根據(jù)坑外深層土體變形特性進(jìn)行分區(qū)，對(duì)于判斷基坑開(kāi)挖對(duì)坑外建(構(gòu))筑物的影響是有顯著針對(duì)性的.例如，對(duì)水平側(cè)移敏感的構(gòu)筑物，如立交橋樁基礎(chǔ)等，當(dāng)其處于坑外“大肚子”形側(cè)移區(qū)時(shí)，需更關(guān)注樁身中部的彎曲變形；當(dāng)其處于變形過(guò)渡區(qū)或“三角形”側(cè)移區(qū)時(shí)，則需更關(guān)注樁頂?shù)乃轿灰坪蜆蚨盏膬A斜.對(duì)差異沉降敏感的建筑物，如高層、超高層建筑等，當(dāng)其處于“凹槽形”沉降區(qū)或變形過(guò)渡區(qū)時(shí)，需更關(guān)注建筑物中的壓應(yīng)變；當(dāng)其處于“三角形”隆起區(qū)時(shí)，需更關(guān)注建筑物中的拉應(yīng)變.

3.3 坑外地表豎向沉降特性及影響分區(qū)

分析平面Ⅰ每間隔 5 m地表豎向沉降曲線，見(jiàn)圖 7.其中，L為基坑長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度.由圖 7(a)可見(jiàn)，基坑開(kāi)挖引起的坑外地表豎向沉降亦較為復(fù)雜.隨著距離圍護(hù)墻距離的增加，地表沉降的大小、曲線形式逐漸變化，影響范圍的廣度亦逐漸減小.根據(jù)其變形特點(diǎn)，可以將坑外地表沉降劃分為兩個(gè)不同的區(qū)域，見(jiàn)圖 7(b).由圖7(b)可見(jiàn)：

1)“弓形”沉降區(qū)：距離坑壁0～1.5H范圍內(nèi)，坑外地表沉降曲線呈“弓形”分布.最大沉降發(fā)生在基坑中心截面，最小沉降發(fā)生在坑角.基坑兩端距離坑角0～L/10 范圍內(nèi)，沉降隨距坑角距離的增大快速增大，距離坑角L/10～L/2范圍內(nèi)，沉降隨距坑角距離的增大緩慢增大.

2)“三角形”沉降區(qū)：距離坑壁1.5H～2.2H范圍內(nèi)，坑外地表沉降曲線呈“三角形”分布.隨著距離墻體距離的增加，基坑中部與坑角的差異沉降逐漸減小，弓形形狀逐漸消失.地表沉降由坑角向基坑中部呈線性緩慢增大，變形曲線呈三角形.距離坑壁2.2H以外，沉降很小.

根據(jù)上述分析，同樣可將坑外地表豎向沉降影響范圍劃分為主要影響區(qū)、次要影響區(qū)和無(wú)影響區(qū)，見(jiàn)圖 7(c).由圖7(c)可知，隨著與墻體距離的增大，墻后地表的影響范圍曲線是變化的.其中，主要影響區(qū)范圍曲線變化規(guī)律可分為兩個(gè)區(qū)域：

1)近似矩形區(qū)域：沿墻體方向，距離坑角L/10～ 9L/10；垂直于墻體方向，距離墻后0～H范圍內(nèi)，主要影響區(qū)范圍曲線隨距墻體距離的增加變化較小，近似矩形.

2)近似三角形區(qū)域：墻后H～1.5H范圍內(nèi),主要影響區(qū)范圍隨距離的增加線性減小，呈三角形，距離墻后1.5H處主要影響范圍為0.

次要影響區(qū)范圍曲線與主要影響區(qū)范圍曲線相似，也可近似分為矩形和三角形兩個(gè)區(qū)域，見(jiàn)圖7(c).近似矩形區(qū)域?yàn)椋貉貕w方向，距離坑角0～L/2，垂直于墻體方向，距離墻后 0～1.5H；近似三角形區(qū)域?yàn)椋壕嚯x墻后1.5H～ 2.2H.該區(qū)域以內(nèi)除去主要影響區(qū)范圍即為次要影響區(qū)范圍，該區(qū)域以外為無(wú)影響區(qū)范圍.

3.4 坑外地表水平側(cè)移特性及影響分區(qū)

平面Ⅰ每間隔5 m地表水平側(cè)移分布曲線，見(jiàn)圖8(a).由圖8(a)可知，與地表沉降相似，隨著距圍護(hù)墻距離的增加，地表側(cè)移的曲線形式由弓形逐漸轉(zhuǎn)化為三角形.但地表側(cè)移的影響范圍較地表沉降更廣.根據(jù)其變形特點(diǎn)，可以將坑外地表側(cè)移劃分為三個(gè)不同的區(qū)域，見(jiàn)圖8(b)：“弓形”側(cè)移區(qū)、變形過(guò)渡區(qū)和“三角形”側(cè)移區(qū).弓形側(cè)移區(qū)域?yàn)榫嚯x坑壁0～1.5H范圍內(nèi)；變形過(guò)渡區(qū)域?yàn)榫嚯x坑壁1.5H～2H，在此范圍內(nèi)，坑角與中心截面沉降差迅速減小，曲線弓形形態(tài)逐漸消失，并逐漸向三角形形態(tài)過(guò)渡；“三角形”側(cè)移區(qū)域?yàn)榫嚯x坑壁2H～ 2.8H范圍.對(duì)坑外地表水平側(cè)移影響范圍進(jìn)行分區(qū).分區(qū)規(guī)則與坑外地表沉降一致，根據(jù)側(cè)移的大小將其分為主要影響區(qū)、次要影響區(qū)和無(wú)影響區(qū)，見(jiàn)圖8(c).由圖8(c)可知，坑外地表水平側(cè)移影響區(qū)范圍曲線與坑外地表沉降影響范圍曲線相似.只是地表水平側(cè)移影響范圍大于地表沉降，其中主要影響區(qū)范圍延伸至墻后2H，次要影響區(qū)范圍延伸至墻后2.8H.

Finno等[30]曾報(bào)道過(guò)地表水平位移引起的建(構(gòu))筑物破壞的現(xiàn)象.事實(shí)上，墻后不同位置，地表水平位移的大小和形態(tài)都存在不同程度的差異，這種差異對(duì)坑外建(構(gòu))筑物、市政管線等的破壞有重要的作用.以往的研究及工程實(shí)際主要關(guān)注地表沉降對(duì)坑外環(huán)境的影響，但從計(jì)算結(jié)果來(lái)看，地表水平位移的影響范圍更大.因此，對(duì)于變形控制要求嚴(yán)格的工程，應(yīng)同時(shí)關(guān)注坑外地表沉降及水平側(cè)移.

4 結(jié)論

復(fù)合型變形模式是目前地鐵車站深基坑最常見(jiàn)也最合理的一種變形模式.本文結(jié)合21個(gè)北京地鐵車站深基坑工程的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，采用FLAC3D有限差分軟件，對(duì)復(fù)合型變形模式下北京地鐵車站深基坑坑外深層土體位移場(chǎng)進(jìn)行精細(xì)化分析：根據(jù)變形曲線的幾何特性進(jìn)行變形分區(qū)的劃分；根據(jù)變形的大小進(jìn)行影響分區(qū)的劃分.主要得出以下結(jié)論：

1)根據(jù)變形曲線的幾何特性，可將坑外深層土體豎向變形分為“凹槽形”沉降區(qū)、變形過(guò)渡區(qū)和“三角形”隆起區(qū).其中“凹槽形”沉降區(qū)范圍為地表以下0～0.7H；變形過(guò)渡區(qū)范圍為地表以下0.7H～1.2H；“三角形”隆起區(qū)范圍為地表以下1.2H～ 2H.

2)坑外深層土體水平側(cè)移可分為“大肚子形”側(cè)移區(qū)、變形過(guò)渡區(qū)和“三角形”側(cè)移區(qū).其中“大肚子形”變形區(qū)范圍為距離坑壁0～H；變形過(guò)渡區(qū)范圍為距離坑壁H～1.5H；“三角形”變形區(qū)范圍為距離坑壁1.5H～2.5H.

3)坑外地表豎向沉降可分為“弓形”沉降區(qū)和“三角形”沉降區(qū).其中“弓形”沉降區(qū)范圍為距離坑壁0～1.5H；“三角形”沉降區(qū)范圍為距離坑壁1.5H～ 2H.

4)坑外地表水平側(cè)移可分為：“弓形”側(cè)移區(qū)、變形過(guò)渡區(qū)和“三角形”側(cè)移區(qū).其中“弓形”側(cè)移區(qū)范圍為距離坑壁0～1.5H；變形過(guò)渡區(qū)范圍為距離坑壁1.5H～2H；“三角形”側(cè)移區(qū)范圍為距離坑壁 2H～ 2.8H.

5)根據(jù)變形的大小將坑外影響范圍劃分為主要影響區(qū)、次要影響區(qū)和無(wú)影響區(qū).影響分區(qū)的界限并不呈線性或規(guī)則的曲線，而是與變形曲線的特性有關(guān).更普遍的結(jié)論還需進(jìn)一步研究.

6)墻后0.5H附近及地表以下0.5H深度附近，往往發(fā)生較大的變形且影響范圍也較大，在設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)引起注意.

建筑(結(jié)構(gòu))物位于坑外不同位置、不同深度、所跨越的地層變形曲線不同時(shí)，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力將不盡相同，對(duì)結(jié)構(gòu)的損害程度也不盡相同.對(duì)于變形控制嚴(yán)格的地鐵車站深基坑，應(yīng)按建筑(結(jié)構(gòu))物所處地層變形的區(qū)域，先確認(rèn)地層變形曲線，再進(jìn)行附加變形的計(jì)算.