基坑周围深层土体沉降预测研究
基坑开挖对周边建筑物的沉降影响分析
基坑开挖对周边建筑物的沉降影响分析摘要：本文深入分析了基坑开挖工程对周边建筑物沉降的影响机制，并探讨了有效的监测与控制策略。
基坑开挖的工程特点，如深度、规模和所处的地质条件，直接影响土体的移动、应力的释放与重新分布，进而导致周围建筑物的沉降。
文章详细讨论了沉降影响机制，包括开挖深度、土层性质、水位变化等因素。
在监测与控制策略方面，本文强调了现代传感器和监测技术的应用，对基于数据的沉降趋势和风险进行了评估，并提出了包括加固方法、支护结构设计和水位控制在内的一系列控制措施。
通过这些方法，旨在最大限度地减少基坑开挖对周边建筑物的负面影响。
关键词：基坑开挖；周边建筑物；沉降；影响分析1引言基坑开挖作为城市建设和地下空间开发的重要部分，其对周边环境尤其是邻近建筑物的影响越来越受到重视。
随着城市化的加速，越来越多的大型基坑工程出现在复杂的城市环境中。
基坑开挖不仅涉及到工程技术的挑战，还牵涉到对周边建筑物安全的考量。
本文旨在分析基坑开挖过程中的工程特点及其对周边建筑物沉降的影响机制，以及提出有效的监测和控制策略，从而为城市基坑工程提供科学的指导和参考。
2基坑开挖的工程特点及其对建筑物沉降的影响机制**2.1基坑开挖工程特点基坑开挖是城市地下建设的核心环节，其工程特点对周边环境尤其是邻近建筑物的安全有着深远影响。
首先，开挖深度是决定基坑工程影响范围的关键因素。
深度的增加会导致更大范围的地下应力场变化，进而影响更广的区域。
随着深度的增加，对开挖过程中的稳定性控制和对邻近建筑物保护的难度也随之增加。
其次，基坑的规模也是影响其工程特点的重要因素。
大规模的基坑开挖往往伴随着大量土方的移动和较大范围的地质环境改变，这不仅给工程施工带来挑战，也对周边建筑物的稳定性构成威胁。
最后，所处的地质条件是决定基坑开挖工程难度和风险的基本要素。
不同的地质条件，如土壤类型、地下水位、地质结构等，决定了开挖过程中应对的技术难题和必要的安全措施。
对基坑降水引起周围建筑物沉降的预测及其防治措施
摘
要
根据有效应力原理 ， 基坑降水使孔 隙水压力减 小， 土体有效应力增加 ， 而造成基坑 附近地
表 不 均 匀下沉 ， 危及 临近 建筑物 的安 全使 用 。因此 ， 对不 均 匀沉降量 的预 测具 有 重要 意 义 。利 用地 下水 动 力学及 土力 学原理 ， 介 绍 了基坑 开挖 降水 引起 的周 围地表 沉 降的计 算 方法 。并通 过 工程 实例 ， 预测 了 基 坑 周 围建筑物 的沉 降量 ， 且提 出了防治措 施 。 关 键词 基 坑 降水 地表 沉降 有效 应 力
ｚ ＝１ ０ ｓ （ ２ ）
２ ． ３ 降水 曲线确定 Ｕ ＿
在基坑抽水 的过程 当中， 地下水 的变化将从不稳
对基坑 降水 引起周 围建筑物沉 降的预测及其防治措施 ： 王文峰
４９
定形态发展到稳定 的形态。其引起的地下水位降深为 漏斗状 ， 可通过解析法 或数值 法加 以分析 （ 如 图 ２所 示） 。现有的基坑 降水计算 预测基 本也是解 析模型 ， 其模 型 一般是 应 用地 下水 动力 学 中的稳 定流 完整 井 干
降水影响范围的计算分潜水含水层和承压含水层 两种。降水影 响范 围宜通过试 验或根据 当地 经验确
定， 无 当地 经验值 时 可按 如下公 式进 行计 算 ： 潜 水 含水层 抽水 影 响范 围的计 算公 式
２ 降水沉降的理论分析
２ ． １ 地 面 沉 降机 理
基坑降水是引起周边地面沉降的主要原 因， 降水
Ｔｈｅ Ｐｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ａｎ ｄ Ｐｒ ｅ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｏｆ Ｓ ｕ ｂ ｓ ｉ ｄ ｅ ｎｃ ｅ
Ｃａ ｕ ｓ ｅ ｄ ｂ ｙ Ｆｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｐｉ ｔ Ｄｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
深基坑工程沉降观测及数据分析
深基坑工程沉降观测及数据分析摘要：基坑开挖前，土体呈静压状。
由于基坑开挖，基坑内部结构外的土体变为被动或土压力形状，应力状态的变化使维护结构承受荷载，导致支架和土体变形，挡土桩和挡土墙的任何一个标准值的基坑内土体突出、顶部沉降和基坑周围土体的侧向位移应达到最大允许值，这将破坏基坑的稳定性，并对基坑范围内的自然环境产生负面影响。
基坑开挖深基坑工程项目都伴随着大规模的城市工程基础设施。
基坑开挖引起的周围土体变形会改变周围地下管线和建筑物的平衡状态。
如果变形过大，相邻的结构、设施和设备也会损坏或失效。
因为基坑附近建筑物带来的集中荷载会导致地下水渗漏，从而促进土壤变形。
关键词：深基坑；沉降观测；数据分析1 变形监测的特点1.1 周期性重复观测变形观测的主要任务是周期性地对观测点进行重复观测，以求得其在观测周期内的变化量。
周期性是指观测的时间间隔是固定的，不能随意更改；重复性是指观测的条件、方法和要求等基本相同。
在观测时，每一期观测应等精度进行，测量人员、仪器、作业条件都应相对固定。
比如在进行沉降观测时，要求在规定的日期，按照设计的路线和精度进行观测，水准网形原则上不准改变，测量仪器一般也不能更换，对于某些测量要求较高的情况，连测站位置也应基本不变。
1.2 精度要求高变形监测的精度要求一般比常规工程测量的精度要求要高，比如《建筑变形测量规范》（JGJ 8—2016）里规定，特高精度要求的特种精密工程的变形测量沉降观测的精度要求测站高差中误差要小于0.05 mm，很多工程变形场合要求精度达到毫米级甚至是亚毫米级，像这样的精度在一般的工程测量中很少遇到。
2基坑沉降变形2.1沉降变形危害由于基坑开挖导致周围建筑物的基本承载力发生变化，基坑开挖严重影响了基础的综合性，降低了基础的承载力。
由于设施力或其他荷载的影响，基坑外路面将下沉。
基坑外路面沉降有两个主要危害：（1）导致地面、底部和管道开裂和坍塌；（2）导致相邻建筑物不均匀沉降。
道路施工中路基沉降预测技术的研究
道路施工中路基沉降预测技术的研究随着建设及城市化进程的不断推进，道路建设的需求日益增长，因此，对道路施工流程的优化显得格外重要。
在道路施工中，路基沉降成为一个重要问题，如果不能及时预测和解决，将会对车辆行驶安全和行车舒适度带来明显影响。
因此，道路施工中路基沉降预测技术的研究显得尤为重要。
一、道路施工中路基沉降原因1.１工程施工原因施工原因是导致路基沉降的主要原因之一。
在施工时，如未按规定密实土石料，会导致路基不均，进而引起沉降。
例如，施工人员在路基填筑石料时，若填筑不当，就可能使得石料分布不均匀，从而导致路基高低矮不平，或者压缩不足，石料间隙大，导致物质溶解后空缺部位变大，或者是现场压实等原因。
2．２地基状态原因地基状态影响路基沉降的最主要因素，也是导致路基沉降的主要原因之一。
地基状态不良或承坑弱等原因会导致路基沉降。
地基状态发生变化后，路基受到的承载能力也会受到影响，其在路基工程中往往运用事前勘探和事中监测的方式进行控制。
3.３环境因素环境因素是导致路基沉降的主要原因之一。
环境因素对路基沉降的影响主要体现在两种情况下：其一、热胀冷缩影响。
路面喷水后会引起路面和路基表层温度变化，温度变化会直接影响路基下土壤物质和温度场、应力场的变化，也会影响路基沉降。
其中，水泥路面的热胀冷缩不仅会影响路基沉降，还会影响路面裂缝的生成和扩展。
其二、天气因素。
气温和降水对路基沉降有直接影响，随着气温的变化，路面和路基中的温度场也在变化，随之而来的是沉降变化。
降水也会对路基沉降产生影响，短时强降雨容易出现路面塌陷和路基沉降的现象，长时间的弱降雨会对土壤湿度产生影响，进而导致路基沉降。
二、道路施工中路基沉降预测技术研究1.确定预测规律对道路施工中的路基沉降进行预测是比较常见和实践的方法。
在预测路基沉降时，第一步是确定规律。
研究人员在路基施工时对多种因素进行监测和分析，通过分析实测数据变化趋势，提取出各个因素对路基沉降的影响规律。
武汉地区高水位基坑开挖对周边土体沉降监测分析
第１ ２期
２１ ０ ０年 ４月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ．１ Ｎｏ ２ Ａｐ ． ０１ １ ０ ．１ ｒ２ ０
１７ ．８ ５ ２ １ ） ２２ ９ —４ ６ １１ １ （ ０ ０ １ －９ ９ ０
Ｓ ｉｎｃ ｃ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎｇ ｃｅ ｅ Ｔｅ ｈｎ ｌｇ ｎ ｇ ｎ ｅ ｉ
拆 迁 ， 大 的建 筑 物 ， 工 条 件 良好 。本 工 程 南 起 无 施
变 以及施 工参 数 的变 化 ， 使研 究 成 果 具 有 一 定 的局 限 性 。因 此 在 施 工 工 程 中 ， 地 表 沉 降 规 律 的 分 对
析 ， 当具 体 问题具 体 分析 … 。 应
三环 路北 至二 环路 ， 通道 全 长 ４ ０Ｉ， 主 ８ 主通 道 南 侧 ｎ 引道 长 ２６ｍ， 坑深 ８Ｉ。采 用坑 内井 点 降水 。二 ４ 基 ｎ
１ 工程概况
项 目区地 貌 单 元 属 于 长 江 一 级 阶地 。 区 内除 表 层填 土外 ， 其下 依 次 由第 四系 全新 统 冲 湖积 的淤
泥 质粘 土 、 土 、 粘 亚粘 土 夹 亚砂 土 ， 四 系全 新 统 冲 第
积 的亚粘 土 夹粉砂 。
选 择相 对合 理 的施 工 方 法 。实 践 证 明 ， 用 合 理 的 采 支 护技 术和 施工 工艺 ， 坑 开 挖是 可 以将 地 表 沉 降 基
针对施工对周边环境 的影 响， 出控制地表 沉 降的措 施， 出固结 沉 降在 高水 位软 土基 坑施 工 中降水 对基 坑变形 的重 要影 提 提
响， 并提 出应注意的 问题。 关 键词 高水位 软 弱土 层 固结沉 降 基坑
地铁车站基坑降水引起周边环境沉降预测研究
地铁车站基坑降水引起周边环境沉降预测研究
都宝军
【期刊名称】《山西建筑》
【年(卷),期】2024(50)11
【摘要】随着城市地铁的快速发展,地铁车站的建设不可避免地要进行基坑开挖,车站周边环境的沉降问题日益受到关注。
为了有效预测和管理这一问题,针对滨海地区地铁车站周边环境的沉降现象,通过深入研究地质、土壤特性以及施工等因素,利用三维地下水模拟软件Visual Modflow建立地下水流计算模型,分析了降水对周边地下水位的影响,预测了基坑降水的条件下基坑内外各含水层水位变化情况,结合施工现场水位降深数据,对后期降水引起的地铁车站周边环境沉降进行预测分析,得到了降水运行120 d基坑外坑外潜水水位变化、承压水位变化以及基坑周边地面沉降,并根据数值模拟结果提出了地面沉降控制相关措施。
【总页数】4页(P86-89)
【作者】都宝军
【作者单位】中铁二十二局集团轨道工程有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU462
【相关文献】
1.地铁车站基坑开挖引起的建筑物沉降研究
2.深基坑开挖降水引起地铁隧道沉降的分析预测
3.深圳典型潜水地层地铁车站基坑降水引起水位变化机理的试验研究
4.
饱和软黄土地层降水及引起周边环境沉降特点——以西安地铁5号线为例5.软土场地某地铁车站基坑施工降水对地面沉降影响研究
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深基坑工程降水沉降分析计算
深基坑工程降水沉降分析计算深基坑工程是指在地下开挖一个较大的坑，用于建设地下结构或者地下空间。
在施工过程中，降水和沉降是两个常见的问题，需要进行分析和计算。
降水分析计算是为了确定在深基坑工程中可能发生的降水情况，以便采取相应的防水措施。
一般来说，降水可以分为两种类型：天然降水和地下水的渗漏。
天然降水指的是自然降水，如雨水和地下水位上升等。
地下水的渗漏是指地下水从周围的土层或岩石中渗漏到基坑中。
在进行降水分析计算时，需要考虑地下水位变化、降水强度、基坑围岩状况等因素，并根据实际情况选择适当的防水措施。
沉降分析计算是为了确定在深基坑工程中可能发生的土体沉降情况，以便采取相应的支护措施。
土体沉降是指土层或者岩石在承受荷载作用下发生的垂直变形。
在进行沉降分析计算时，需要考虑基坑围岩的物理力学性质、施工方法、土层水分含量等因素，并根据实际情况选择适当的支护措施。
降水和沉降分析计算的具体步骤如下：1. 收集相关资料，包括地质调查报告、水文数据、土层力学参数等。
2. 进行基坑周围土体和岩石的稳定性分析，确定围岩的强度和变形性质。
3. 根据降水和地下水位变化规律，预测可能发生的降水情况，并计算降水量。
4. 根据所选用的防水措施，计算降水的渗漏量。
5. 进行基坑的地下水流分析，确定地下水的渗透方向和速度。
6. 根据地下水的渗透特点和基坑围岩的渗透性质，计算地下水的渗漏量。
7. 根据降水和地下水的渗漏量，计算基坑内土体的饱和度和孔隙水压强度。
8. 进行土体沉降的数值模拟计算，预测土体的沉降量和沉降速度。
10. 分析计算结果，评估降水和沉降对深基坑工程的影响，并提出相应的建议。
深基坑工程降水沉降分析计算是一个复杂的过程，需要考虑多个因素，并选择合适的数学模型和计算方法进行分析。
通过合理的分析和计算，可以预测和控制深基坑工程中可能发生的降水和沉降情况，确保工程的安全和稳定性。
深基坑周边地表沉降随工况逐步预测的方法
Ｖ０ １ ． １ １ Ｎｏ． ４ Ａ ｕ ｇ．， ２ ０１ ３
深 基 坑 周 边 地 表 沉 降 随 工况 逐 步预 测 的方 法
张远芳 ， 成 峰 ， 王海涛 ， 蔡 函珂 ， 王 月
（ 新疆农业 大学 水 利与土木工程学院 ， 新疆 乌鲁木齐 ８ ３ ０ ０ ５ ２ ）
摘
ｅ ｓ ｒ ｔ ｏ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｈ ｔ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｖ ｌ ａ ｕ ｅ ｓ ｎｄ ａ ｆ ａ ｖ ｏ ｒ ａ ｂ ｌ ｅ ｏ ｆ ｒ ｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｍｕ ｒ ｌ ｓ ａ ｔ ｏ ｂ ｅ ｐ ｏ ｐ ｕ ｌ ａ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ．Ｔ ｈｅ ｅ ｎ ｉ ｇ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ｅ ｘ ａ ｍ ｐ ｌ ｅ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｈ ｔ ａ ｔ
第１ １ 卷第４ 翅
２ ０ １ ３年 ８月
Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ Ｉ ℃ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ￣
水利与建筑工程学报
要： 将常用于生产 、 商业领 域的 Ｇ ｏ ｍ ｐ ｅ ｒ ｔ ｚ 、 ｔ ｏ ｇ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ 模型引入到基坑周边地表沉 降预测 中， 并 对其进行
求导 、 调整后得出深基坑周边地表沉降公式 （ ） 、 （ ） 。给出利用该公 式进行预测 的计算步骤 ， 参数 是根据工况 的不 同由二分法 不断试算 得出 ， 排除 了参数人 为选取 的干扰 ， 改变了 目前大部分预 测方法人 为选取参数 随意性 ， 更为合理 ； 有利 于设计 者对参数值 的选取 ； 有利 于公式 的推广 。用工 程实例进 行验
ＺＨＡＮＧ Ｙｕ ａ ｎ － ｆ ａ ｎｇ ，ＣＨＥＮＧ Ｆｅ ｎ ｇ ，ＷＡＮＧ Ｈａ ｉ — ｔ ａ ｏ，ＣＡＩ Ｈａ ｎ— ｋ ｅ，Ｗ Ａ ＮＧ Ｙｕ ｅ
地基沉降计算及预测方法研究
地基沉降计算及预测方法研究由于建筑物荷载差异和地基不均匀等原因，基础或路堤各部分的沉降或多或少总是不均匀的，使得上部结构之中相应地产生额外的应力和变形。
地基不均匀沉降超过了一定的限度，将导致建筑物的开裂、歪斜甚至破坏。
所以研究地基土的沉降变形机制，提高计算和预测模型精度具有重要意义。
标签：地基沉降；沉降计算；双曲线法；割线模量法在工程的设计、施工、工后沉降控制过程中，沉降分析是不可忽视的问题，工程技术人员都给予极大的重视。
无论是公路工程，建筑工程，还是水利工程，地基沉降分析常被人们视作工程成败的关键。
如果对地基变形估计不足小则影响工程的使用，大则引发严重工程事故造成巨大的经济损失。
1 路基沉降机理分析1.1 土的变形性质作为自然历史产物，所有的土都经过了十分漫长的变化过程，具有漫长的历史。
并且依照年代、环境以及地点的差异，土质结构也不同，而形成方式的不同，导致了土体的变形特性会具有差异。
土体水重的变化引发因素主要由以下几种因素的变化组成：土粒重度、水的重度、孔隙比、饱和度等。
为了对土中水重进行深入分析，可以进一步的定量分析水重变化率，可以将常见的土性指标带入土粒与水细化方程，进一步采用土骨架应变-应力关系，便可以得出土体变形特征。
土具有较为复杂的压缩规律以及固结规律，这种规律不仅仅受到土质本身的形状以及类别影响，也受到了外界条件以及荷载方式影响。
例如：无粘性土和粘性土之间在变形机理上就具有差异；二相土同三相土之间在固结上具有差异，三相土中由于含气因而不容易确定其中变形指标，对于其状态的计算较为复杂。
天然土体的构成相对较为复杂，因而如何对其变形影响因素进行确定，还需要进一步的研究。
1.2 路基沉降机理通过密实度不同的土石可以构成路基，作为道路最基本的土工结构，强度相对大于一般的土体，受到荷载的影响，一般的土体所发生的形变以及强度变化机制，从本质上进行分析是土体内部的总体结构演化以及要素调整。
所以，对路基沉降的内因进行分析，可以发现是由于土层中的空隙受到荷载的作用而发生了压缩变形，因而这种变形是竖直方向的；而对路基变形的外因进行分析，主要由于地基受到了外界作用力，因而在各个应力作用的方向上便出现了竖向变形、横向变形以及剪切变形，从而是的地基的不同点向着侧向、竖向等发生位移，在竖向上产生的位移便是沉降。
深基坑开挖引起的周边土体沉降分析方法探讨_傅勇_张全胜_高广运
（2）
n
z2 Σ i i =1
n
z Σ i =1
3 i
a0 n 3 z i · a1 Σ i =1 a2 n 4 zi Σ i =1
{}
ui Σ i = 1 n = Σ zi ui i =1 n Σ z2 i ui i =1
图 1 中的分段抛物线可表达为：
δ（ x ） =
{
－ －
δmax （ x － xm ） 2 + δmax 0 ≤ x ≤ xm x2 m δmax （ x － xm ） 2 + δmax （ x0 － x m ） 2 x m ≤ x ≤ x0 （7）
x m 为沉降最大点距 式中：δ max 为地表最大沉降值， x0 为 沉 降 影 响 范 围 （ 本 文 取 x0 = 坑边 的 距 离， 1 ． 5 H， 较实际沉降影响范围要小， 因此计算曲线与 实际曲线存在交点， 如图 1 所示） 。 抛物线与水平线围成的面积可以非常简便的 两块沉降曲线包络面积 S w1 和 S w2 为： 计算出来， S w1 =
采用偏态函数法和 Peck． E． B 改进法得到的曲线 向右偏离实测曲线， 而采用其他三种方法的曲线则 向左偏离实测曲线。在沉降最大点处， 本文方法得 到的结果与实测结果最为接近。
表2 实例 1 计算值与实测值比较 values for example 1 x（ m） 偏态 偏改 正态 正改 Peck 改 分段函数 8． 9% 7． 0% 0． 7% 17． 6% 20． 5% 12． 6% 20． 5% 0． 7% Table 2 Comparison between calculated and measured
1
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基坑周围深层土体沉降预测研究尹盛斌1，2，丁红岩1(1. 天津大学建筑工程学院, 天津 300072; 2. 湯臣有限公司上海 200122)摘要：工程经验表明：任意的围护结构变形形式均可近似利用正向转动、反向转动及挠曲等三种基本变形模式进行拟合，且通过对基坑开挖过程的有限元数值模拟可知，当围护结构发生上述三种基本变形模式时，坑外深层土体沉降存在较为明显的分布规律。
利用上述三种基本变形模式对围护结构的侧移曲线进行拟合，求得三种基本模式所对应的最大位移值，然后根据三种基本模式所对应于的坑外深层土体沉降曲线分布，求得每一基本模式所对应的坑外深层土体沉降分量，并进行叠加，从而求得坑外深层任意点的沉降值。
关键词：基坑；深层沉降；数值分析；基本变形形式中图分类号：TU443文献标志码：A 文章编号：Research on prediction of sub-surface settlement due to excavationYin Shengbin1,2, Ding Hongyan1(1.Institute of Civil Engineering，Tianjin University，Tianjin，300072，China;2. Tomson Group in Shanghai, Shanghai，200122, China)Abstract: The project experience shows that arbitrary displacement pattern envelope of the retaining wall can be fitted using the three basic deformation modes which are the forward rotation, reverse rotation and deflection. The numerical simulation of the excavation shows that, for the three basic deformation modes above, the distribution of the sub-surface settlement of the soil can be fitted by experience curves. Using the three basic deformation modes above, arbitrary displacement pattern envelope of the retaining wall can be fitted and the maximum displacement value for each basic deformation mode also can be obtained. Base on the experience curve calculated by the numerical analysis method, the corresponding component of the sub-surface settlement for each basic deformation mode can be calculated. Then superimpose the three component of the sub-surface settlement and obtain the distribution curve of the sub-surface settlement.Keywords: excavation; sub-surface settlement; numerical analysis; basic deformation mode随着城市地下空间开发力度的不断加大，高层建筑物地下室或地铁车站等的深基坑开挖势必影响到周边建筑物、市政管线的安全，而地下建（构）筑物及管线往往存在一定的埋置埋深，为了基坑开挖对邻近建（构）筑物及管线等的影响，除了了解坑外地表的沉降情况外，还有必要对坑外深层土体的沉降情况进行深入了解，从而更为准确地判断基坑开挖对周边环境的影响。
因此，研究基坑开挖所引发的坑外深层土体沉降对保护基坑周边环境有着重要的意义。
针对坑外深层土体沉降的预测，一些学者进行了较为深入的研究，如李佳川[1]认为在沿基坑边长的方向上，任一深度处的土层沉降曲线形状与地表沉降曲线的形状相似，利用有限元法求得了坑外任一深度处土体的沉降值。
Aye at el.[2]提出了与李佳川类似的沉降预测方法，假设坑外不同深度处的土体沉降曲线与地表的沉降曲线相似，并假设坑外地表及深层土体的沉降曲线呈三角形分布，通过围护墙的位移来求得不同深度处的土层沉降分布。
杨国伟[3]在前人研究的基础上，对地层补偿法进行了修正，将曲线划分为三角形部分和内凸部分，并分别对两部分墙体位移所引发的坑外土体位移进行预测。
此外，Schuster et al.[4]根据部分工程实测数据及有限元分析结果的分析，提出了坑外不同深度处的土体沉降模式，为工程实践提供一定的参考作用。
然而，由于基坑工程本身所特有的复杂性与特殊性，针对坑外深层土体沉降的研究仍然存在许多不足之处。
因此，本文采用数值分析方法对坑外深层土体沉降进行预测研究，利用正向转动、反向转动及挠曲等三种不同的基本变形模式对围护结构的变形曲线进行拟合，求得三种基本模式所对应的最大位移值，然后根据三种基本模式所对应于的坑外深层土体沉降分布规律，求得每一基本模式所对应的沉降量，并进行叠加，从而求得坑外深层任意点的土体沉降值。
1围护结构的基本变形模式作者简介：尹盛斌，男，1965年1月生，博士，主要从事岩土工程方面的科研工作。
Email：ysb650105@。
基于大量的工程实测数据的基础上，国内外许多学者均对围护结构的变形模式作了较为深入和完整的总结。
如Peck[5]认为围护结构的变形模式与开挖阶段相关，在开挖的初始阶段，围护结构基本呈悬臂状态；而随着开挖的进行以及支撑的架设，围护结构的最大位移则逐渐下移。
Goldberg[6]认为刚度较大的刚性围护结构，其变形模式主要表现为刚体的平动和转动；而对于柔性围护结构，除了将发生上述的刚体位移外，还将发生墙体的变形。
Clough[7]将围护结构的变形模式总结为悬臂式、内凸式及组合式等三种形式。
龚晓南[8]认为围护结构的变形模式与其插入深度、土层性质及开挖工况等因素紧密相关，并将围护结构的变形形式进行了总结。
崔江余[9]也根据围护结构的自身刚度、插入深度、土层性质等因素进行了深入的总结。
通过上述的总结可知，围护结构的变形模式与其类型、支撑体系刚度、支撑布置与架设、土层参数及软土层的分布等紧密相关。
但通过对围护结构的变形模式分析可知，任意一种变形模式均可近似由如图1所示的三种基本模式来组成，即基本模式为（a）为正向刚体转动；（b）为反向刚体转动；（c）为挠曲变形。
（a）正向转动（b）反向转动（c）挠曲图1 围护结构的基本位移模式Fig. 1 Basic deformation modes of the retaining wall针对坑外土体位移场的预测，本文拟通过以下步骤来分析，即：首先，利用数值方法分析上述三种基本模式所对应的坑外深层土体沉降分布；然后，利用上述的三种基本模式划分围护结构变形曲线，并得到三种基本模式的位移最大值；最后，根据三种基本模式数值计算所得位移场分布规律，求得三种基本模式所对应的位移分量，并叠加得到坑外土体位移场分布，如图2所示。
图2 竖向位移分析示意图Fig. 2 Schematic diagram of horizontal displacement为了求得坑外深层土体沉降分布规律，需利用数值分析方法对上述三种基本变形模式所引发的坑外位移场分布规律进行研究。
2数值模型的建立（1）土层参数考虑到各地区的土层分布差异，本文的土层分布及厚度选取天津市区典型土层分布进行分析，即参考文献[10]进行选取，且各土层的指标亦依据该文献所提供参数进行确定，具体各土层物理力学指标如表1所示，从而使得模型中所选取土层更具代表性。
表1 土层物理力学参数Table1 Physical and mechanical parameters of soil层号土层名称容重γ层厚h层底埋深h b压缩模量E s1-2固快粘聚力c内摩擦角φ(kN/m3) (m) (m) (MPa) (kPa) (°)①填土18.0 2.0 2.0 5.0 10.0 10.0③1粘性土18.5 2.0 4.0 5.5 20.0 15.0 ④1粘性土19.0 2.0 6.0 6.0 20.0 20.0 ⑤1粘性土19.0 3.0 9.0 5.0 15.0 15.0 ⑥1粉质粘土19.0 2.0 11.0 6.0 15.0 19.0 ⑥4粉质粘土19.0 5.0 16.0 6.0 15.0 25.0⑦粉质粘土19.5 1.0 17.0 6.0 15.0 22.0⑧1粉质粘土19.5 4.0 21.0 6.0 17.0 22.0 ⑧2粉土20.0 2.0 23.012.0 12.0 27.0 ⑨1粉质粘土19.5 4.0 27.07.0 20.0 23.0 ⑨2粉土/砂20.0 4.0 31.015.0 10.0 28.0 ⑩粘性土20.0 2.0 33.07.0 28.0 21.01⑪1 粉质粘土 20.0 4.0 37.0 7.5 22.0 23.0⑪2 粉土 20.5 4.0 41.0 14.0 8.0 35.0 ⑪3粉质粘土 20.0 5.0 46.0 8.0 20.0 23.0 ⑪5 粉质粘土 20.0 5.0 51.0 8.0 20.0 25.0 ⑫1 粘性土 20.0 7.0 58.0 8.5 27.0 22.0 ⑬1 粉质粘土 20.0 4.0 62.0 8.0 21.0 25.0 ⑬2 粉土/粉砂 20.0 6.0 68.0 15.0 10.0 27.0⑬3粉质粘土20.05.073.09.025.023.0其中，各土层均采用Hardening-Soil Model 进行模拟，且根据文献[3]的研究成果，取ref 50E =ref oed E=2-s1E ，ref urE =（3~6）2-s1E 。
（2）几何尺寸基于对称性及计算速度的考虑，本文采用平面应变模型进行计算，并取1/2基坑模型进行分析，其中，坑内1/2开挖宽度取20m ，坑外土体宽度为4倍开挖深度，取围护结构嵌固深度等于开挖深度。