基坑开挖引起周边地面沉降的数值分析
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基坑开挖引起周边地面沉降的数值分析
胡其志， 庄心善， 宋桂红
湖北工业大学土木工程与建筑学院（４３００６８）
摘要：基坑降水是基坑开挖中常用的一种施工方法，降水会对基坑周边产生附加沉降。利用有限元将降水前
后土体应力重分布产生的应力差与渗流产生的渗透力相叠加，进行基坑渗流的二维有限元分析，编制了相应
的程序一并与一实际工程进行了对比分析，得出了一些较有意义的结论。
关键词：基坑开挖；降水；渗流；有限元
０引言
随着现代社会工业化和都市化稃度的提高，在人口密集
的大中城市，高层、超高层建筑层山不穷，随之而来的深基坑
工程是越来越多。在武汉、上海等地，地下水极其丰富，绝大
多数的基坑开挖就面临着地下水的影响 】，冈而考虑降水弓１
起基坑周丽地面的沉降这一课题已受到越来越多的关注。
当前计算基坑变形的方法主要有两种：一种是基于实测
数据的经验公式（其中部分用到解析的方法），如１９６９年Ｐｅｅｋ
提出的对不同上层分析墙后地表沉降及沉降范围的经验曲
线：另一种就是以有限元为代表的数值方法。在考虑地下水
渗流的有限元方法中，用得最多的是渗流与固结的耦合Ｈ 。
然而．基于实测数据的经验公式没能对基坑变形的各个因素
进行单独的分析和处理，只是对多种因素的概括和总结。有
限元的数值分析虽然可以分别考虑较多的因素，但在考虑地
下水对 坑变形的影响上仍然有大量的工作要做。本文则
应用渗流的基本理论，在前人理论的基础上，将常规的基坑
平面有限元，采取降水前后土体内应力重分布以及卺加渗透
力的分析方法，得到了降水弓Ｉ起地面沉降的有限元程序，最
后对一实际工程进行ｒ分析。
１有限元的实施
有限元方法是按照变分原理求泛函积分找其函数值，
即把微分方程及其边界条件转变为一个泛函求极值的问
题，此法具有普遍性，它既可以求有“虚功”概念的场（如位
移场）问题，也可以求无“虚功”概念的场（如温度场，渗流
场）问题 。由于泛函对于广大的工程技术人员来说是较高
深的数学理论，故在那些有“虚功”概念的场问题中，都是利
用虚功疗程建立单元卜的结点力和结点位移之间的关系
式，即单＿兀刚度方程，从而推导出单元的刚度矩阵。可见．有
限元方法是一种分块近似里兹（Ｒｉｔｚ）法的应用，其实施步骤
可归纳如下：
１）连续Ⅸ域的离敞化。即把所研究的场域，分成若干个
相互邻接的单元。这是有限元法分析的第一步，也是基础
单元划分的大小和形状，要根据精度的要求、边界形状和计
算机的速度、容量等来确定
２）位移（插值）函数的选择。即选择某种简单函数来表
示单元内任意一点的位移、应力、应变以及水头等参数。即： ｍ＝［Ｎ ６ Ｊ （１）
式中：ｍ单元内任一点的位移列阵；【Ｍ形函数矩阵；｛８ ｝
单元的结点位移列阵。
３）单元分析。对于渗流问题，通常用变分法推导有限元
方程，建立单元渗透矩阵。对于结构的位移场问题，利用虚
功原理推导ｆ｝｛单元刚度矩阵：
ｆ ｌ Ｋ ；＝｛ｆＢ！ 【Ｄ】【Ｂ ｊ－ｄ、 （２）
式中：ｆＫ １单元刚度矩阵；【Ｂ】几何矩阵；［Ｄ１弹性矩阵。
４）计算等效结点荷载。开挖等效荷载，实际是被挖去的
土体通过开挖界面与余下土体之问的相互作用力。开挖前土
体处于平衡状态．开挖后，接触面上的应力反向作用于开挖
面上，使开挖面成为应力自由面。开挖引起的等效结点荷载
可用下式计算（结点力向上为正）：
｛Ｆ，｝＝Ｊ｝Ｂ］ ｛盯 ｝ｄｖ＋ｉ【Ｎ Ｊ‘ Ｉｄｖ （３） Ｖ Ｙ 式中：ｆＦ｝第ｉ次开挖阶段的开挖荷载；『ＢＪ应变位移矩阵；
ｖ．第ｉ阶段开挖后土体的体积（对平面问题为面积）； ．．．｝当前
土体应力；［ 单元形函数矩阵；［州土的自重列向量。
上式说明，作用在开挖面的开挖荷载与当前土体的应力
状态以及土体的自重有关。
５）整体分析。集合所有单元的刚度方程，建立整个求解
区域上的总体有限元方稗。
６）代入边界条件，求解代数方程组，可得结点位移或结
点的水头值。
７）结果分析及其他所需物理量的计算。
２考虑渗流的有限元分析
基坑降水引起基坑周围原有渗流场的改变，也必然会对
应力场产生影响，笔者在文献［４１中对此作了较详细的分析．．基
坑降水前后，土体的白重应力发生了变化，由有效再度刮饱
和重度，这必然增加土体中的应力，同时地下水的渗流运动
会产生渗透力（即动水压力）．．渗透力是一种体积力，作用在
渗流场ｆ１１的土体上。由此看来，基坑开挖后，开挖引起的开挖
等效荷载应该加上两个力：自重应力差和渗透力 摹坑开挖
后，基坑内的开挖荷载可以表示为：
｛Ｆ．｝＝ｉ［Ｂ Ｊ ｛盯 ｝ｄｖ＋ｉ ＩＮ ｊ Ｉｄｖ＋Ｉ【Ｎ Ｉ ｛Ｄ．）ｄｖ（４）
Ｉ≮ Ｈｅ 一 一
２．４置信度识别准则 评价等级 很好 好Ｉ较好１一般 较羞ｌ差 很差
闪为评语等级足分割有序的，第ｋ个评语等级Ｖｋ＂好于” 分值 ９０～ｌＯ０ ８０—。９０１７０— ８０［６０—。７０ ＿ ｜ ５０…６１）４０ ５０１４０以下
并；ｋ＋ｌ Ｉ 寺巩Ｖ Ｋ－ｌ，ＢｌＪ Ｖ ｋ＞Ｖ Ｋ＋ｌ， ｌ以习趸７－． ＵＪ曼ｂ 力Ｕ Ｕ 、１直
用于该置信度识别准则。 则该方案的得分为：
置信度ｔ５｛别准则：设罟信度为 （ ＞０．５）通常取０．６或者 Ｆ＝０．０２３９８２ｘ９５＋０．２８４１５ｘ８５＋０．２６８８８９ｘ７５＋０．２４８０１５ｘ６５
Ｏ．７，令： ＋０．１４３４５２￣５５＋０．２７２２２￣４５＋０．００４２９ｘ２０，然后进行排
『 ］ 序就可以得到相对最优的施工方案。 ｍ Ｌｌ １ ：ｒ由１Ⅱ，ｐ Ｊ ４结束语
则判断施丁方案优劣程度属于第ｋ。个等级Ｖ 。 应用未确知测度理论建立了建筑施工方案评价的未确
３权向量及多因素综合测度判断 知测度模型，并对某施工方案进行了全面合理的评价。评价
权向量南领域内专家给Ｈ ５： 结果表明，末确知评价模型是对施工方案评价行之有效的方
Ｗ：ｆ０．０５２８，０．０９８，０．１２８７，０．０４９５，０．１１３４，０．０６３，０．０３３６， 法，与模糊综合评价、灰色关联度分析、物元分析等评价方
０．０８５８，０．０５７２．０．０４６８，０．０４４２，０．０２６，０．１５，０．０５）。 法比较，该方法严谨，信息利用充分，评价结果合理、精细、
故根据（７）式到多指标综合测度评价向量为： 分辨率高，更适合于施工方案评价。
Ｖ＝Ｒ・Ｗ＝（０．０２３９８２，０．２８４１５，０．２６８８８９，０．２４８０１５，
０．１４３４５２，０．０２７２２２，０．００４２９） （９） 参考文献：
置信度识别： ［１】刘开第等．不确定信息处理及应用【Ｍ】．北京，科学出版社，
取置信度＾ｖ＝０．７．｝｛１公式（８）和综合评价向量（９）町以判 １９９９．
断：当ｋ ：４时０．０２３９８２＋０．２８４１５＋０．２６８８８９＋０．２４８０１５＝ ［２】鲍学英等．基于灰色关联分析的施工方案优选研究ｕＪ．建
０．８４１８２３５＞０．７．町以判断该施工方案可行性等级为一般，也 筑管理现代化，２００６，２．
就是随在置信度为７ｏ％Ｔ施工方案的优劣程度为一般，若 ［３】夏志刚等．模糊综合评判在优选施工方案中的应用ＩＪ］．西
按最大隶属度原则评价，则该施Ｔ方案为“好”，可见本文采 部探矿工程，２００５，１１．
用木确知测度模型进行评价更为合理，更容易发现并及时排 【４】谭燕秋等．不确定性建筑施工网络计划方ａ－Ｕ１．煤炭工程，
除不合理环节或者隐患。存该案例中，若施一【 方案在达到评 ２００４，１２
价结果为“较好’’的时候才能安排施工，则可以组织方案设 ［５］李万庆等．未确知数学在建筑施工安全性评价中的应用
汁专业人员对指标权重比较大的影响因素进行修缮和改 ＵＪ．河北建筑科技学院报，２００６，２．
坑降水对周围建筑物不均匀沉降影响论文
坑降水对周围建筑物不均匀沉降的影响
【摘要】：本文结合具体工程实例，通过分析基坑的水文和工程地质条件，并采用合理支护措施，对基坑降水引起的周围建筑物沉降进行计算和监测分析，研究了基坑降水对周围建筑物沉降的影响。
【关键词】：坑降水；建筑物；不均匀沉降
中图分类号：g267 文献标识码：a 文章编号：
引言
基坑工程降水对周围地表沉降的影响己引起广泛关注，地面沉降对环境和工程危害极大，将导致地面及建筑物的裂缝、基础下沉、房屋倾斜和地下管网无法正常使用(严重的引起断裂)。
一、工程概况
广州市轨道交通三号线北延段燕塘站位于广汕路与燕塘小区燕兴路的交叉口处。站地周边建筑物密集，主要有燕岭大厦、燕侨大厦、人行天桥、禺东西立交桥及周边住宅楼。燕塘站地铁车站深基坑处于建筑物密集区，广汕路又为城市道路的主干道之一，深基坑的建设对周围环境影响比较大。
燕岭大厦距离基坑46m，在基坑开外过程中，沉降变形比较小而平稳；但是，距离竖井只有10m，在竖井建设过程中，靠近竖井的监测点沉降数据比较大。燕岭大厦的沉降变形受车站深基坑和竖井施工的共同影响，主要还是受竖井开挖的影响。其中在建设过程监测点最大沉降值达114mm，此时正是竖井开挖到8m深的时候，再加之竖井连续前施工采用冲孔桩连续墙施工，长期震动也加剧周围建筑物的沉降变形。
燕侨大厦距离基坑最近约10m，受基坑建设影响比较大，在保证支护结构变形的情况下，主要受深基坑降水影响明显。坑内降水，使建筑物周围及下方土体发生固结变形，导致上层建筑物及周边发生不均匀沉降变形。大厦周围地表发生沉降错台现象，建筑物外表的瓷砖也发生不同程度的脱落，墙壁也有开裂处，裂缝达2~3mm。为了防止沉降的发展，采用袖阀管注浆加固和地面注浆加固，沉降逐渐变缓，效果明显。
住宅楼受基坑开挖的影响比较大。住宅楼一栋距离基坑13.7m，二栋距离基坑18m，主要受基坑开挖变形和基坑内降水影响。由于建筑物距离竖井比较远，可以不考虑竖井建设的影响。随着基坑开挖深度的加大，坑内降水也在加深，导致周围土体的沉降变形，建筑物的沉降监测数值也逐渐增大，直到基坑底板浇筑完成，沉降值趋于稳定。
基坑沉降允许范围
基坑沉降允许范围
基坑沉降是指在土方开挖过程中，地下水位变化和土壤工程性质改变导致地表或结构物下沉的现象。基坑工程是建筑施工中常见的一项重要工程，因此掌握基坑沉降的允许范围对于确保施工的安全性和工程质量具有重要的指导意义。
首先，基坑沉降的允许范围需要与具体的工程情况相适应。不同工程对基坑沉降的要求是不同的，如住宅区的基坑工程允许的沉降范围相对较小，而大型公路桥梁的基坑工程则可以容许更大的沉降，因此工程设计者需要根据具体工程情况合理确定沉降的允许范围。
其次，在进行基坑工程前，需要进行详细的勘探和评估工作，以了解地下水位及土壤工程性质等关键参数。这些数据将用于预测和计算基坑沉降的可能范围，根据勘探数据的分析结果，设计者可以根据经验和工程准则确定合理的允许沉降范围，确保施工安全。
此外，在进行基坑施工时，需要选择合适的施工方法和技术，以降低基坑沉降的风险。例如，在某些特殊情况下，可以采取地下连续墙支护等措施来减小沉降量，同时通过合理的排水系统来控制地下水位的变化。选择合适的施工方法和技术是降低基坑沉降允许范围的关键一步。
最后，对于基坑沉降允许范围的控制，需要在施工期间进行实时监测和测量。通过安装监测仪器和设备，可以对基坑沉降进行实时监测，及时发现异常情况并采取相应的措施。监测结果可以与预测值进行对比，以评估基坑沉降允许范围内的可行性，并进行必要的调整和修正。
综上所述，基坑沉降的允许范围是根据具体工程情况确定的，需要基于详细的勘探和评估工作，并结合合适的施工方法和技术。实时监测和测量工作可以帮助及时发现问题并采取相应的措施。合理控制基坑沉降的允许范围是确保施工安全和工程质量的重要保障，也是基坑工程设计和施工人员应该高度重视的问题。
对基坑降水引起周围建筑物沉降的预测及其防治措施
４８ 铁道勘察 ２０１３年第４期
文章编号：１６７２—７４７９（２０１３）０４—００４８—０３
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
（中铁济南工程技术有限公司，山东济南２５００２２）
Ｔｈｅ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ Ｏｆ Ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ
Ｃａｕｓｅｄ ｂｙ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｐｉｔ Ｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ
ＷＡＮＧ Ｗｅｎｆｅｎｇ
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 中图分类号：ＴＵ４３３ 文献标识码：Ｂ
１ 降水对周围地表沉降的研究现状
随着抽水时间延长、抽水量的增加，人们逐渐察觉 到过量抽水与地面沉降之间有某种联系。Ｏ．Ｅ．
Ｍｅｉｎｚｅｒ１９２３年最初阐述了地表沉降的定义；１９２４年，
日本对关东地震后的地表沉降再次进行了测量，最终
确定了地表沉降与地下水下降之间的联系 ；太沙基 １９２５年提出一维单向固结理论，比奥１９４１年提出了
三维固结理论 ｊ。２０世纪８０年代以后，许多学者又
从三维流固耦合模型、数值模拟、微观等方面研究了地
表沉降与地下水之间的联系 。
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 会改变地下水的渗流方向，形成一个以基坑为中心的 水位降深漏斗面。原始水面以下，排水引起地基土层
中孔隙水体积减小，随后孔隙水压力逐渐减小，使有效
应力增加，在有效应力作用下土体骨架产生瞬时和蠕 动变形，地表即发生沉降。有效应力原理是基坑降水
引起地表沉降的基本原理 Ｊ，如图１所示。
收稿日期：２０１３—０３—２８ 作者简介：王文峰（１９８Ｏ一），男，２００６年毕业于吉林大学岩土工程专 业，工学硕士，工程师。 ＝ ＝ ．
地基沉降量的计算方法
地基沉降量的计算方法
地基沉降量是指地基在一定时间内由于自身重量和外力作用而产生的下沉量。计算地基沉降量的方法有很多种，下面将介绍其中几种常用的方法。
1. 经验法
经验法是一种简化的计算方法，根据类似地基的实测数据和经验公式进行估算。这种方法通常适用于土质较为均匀且地基承载力较高的情况。通过对类似地基的实测数据进行统计和分析，可以得到一些经验公式，根据这些公式可以估算出地基沉降量。
2. 解析法
解析法是一种基于土壤力学理论的计算方法，通过建立数学模型和方程来计算地基沉降量。这种方法适用于土质复杂、地基承载力较低的情况。解析法需要考虑土壤的力学参数、地基形状、荷载大小等因素，通过求解方程得到地基沉降量的数值。
3. 数值法
数值法是一种基于计算机模拟的计算方法，通过建立地基-土体-荷载的三维模型，利用有限元或边界元等数值方法对地基沉降进行模拟计算。这种方法适用于土质复杂、地基形状复杂或荷载非常大的情况。数值法可以考虑更多的因素，如土壤的非线性特性、渗透性等，能够更准确地计算地基沉降量。
4. 试验法
试验法是一种通过实验来测量地基沉降量的方法。主要包括静载试验、动力触探试验等。这种方法适用于土质复杂、地基形状复杂或荷载较大的情况。通过实验可以直接获得地基沉降量的实测数据，更加准确地评估地基的变形情况。
在实际工程中，通常会综合运用上述方法来计算地基沉降量，以获得更准确的结果。同时，还需要考虑地基沉降对工程的影响，如是否会导致结构的破坏或使用功能的丧失。如果地基沉降量过大，则需要采取相应的加固措施，如增加地基的承载力或采取土体加固等方法，以确保工程的安全和稳定。
高压富水地层深基坑开挖降水及对周围地表和建筑物沉降的影响研究
技术与市场 技术研发
第１８卷第７期２０１１年
高压富水地层深基坑开挖降水及对周围
地表和建筑物沉降的影响研究
吴林韬，周永炼
（广西基础勘察工程有限责任公司，广西南宁 ５３００２３）
摘要：随着我国城市化的发展进程，高空和地下资源越来越多地被加以开发利用，尤其深基坑的开挖会不可避免地涉及到
降水问题，对于高压富水地层，这个问题显得更加突出。深基坑开挖引起的降水以及对周围地表沉降的影响已成众多建筑专
家关注的热点问题，但是，目前还有很多工程实际问题没有得到有效解决，需进一步的探讨。
关键词：深基坑开挖；降水；高压富水地层；地表沉降
ｄ￣：ｌＯ．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—８５５４．２０１ １．０７．１７２
１ 选题研究意义及现状
随着城市建设的飞速发展，高空和地下空间资源正越来越
多地被加以开发和利用。高层建筑和基坑的施工对周围的环境
会产生很大的影响，尤其是在旧城改造项目中，由于可利用空间 有限，只能发展高层建筑和地下空间环境，但是不同的城市，地
下环境千差万别，有的是软土质地层，有的是高压富水地层，这
对于基坑施工是一个极大的考验，因为基坑施工要保证边坡和
坑壁的稳固，同时还要使坑底保持干燥，要创造一个良好的施工
环境，这就需要进行降水。而且，往往需要将地下水位降低至一
定深度，以满足基坑开挖、边坡稳定性及施工作业等要求。
在基坑施工的同时，降水是很有必要的措施，一是为了使基
坑的边坡和坑壁保持稳固，不至于发生边坡失稳和坑壁坍塌的
现象；－－是为了使基坑底部保持一个干燥的环境，不会对施工造
成影响。但我们不能只照顾到基坑施工的需要，同时要顾及到基
坑对周围地表和建筑物的影响，如果基坑施工降水不合理，就会 很容易造成地下埋设的煤气管道爆裂，光缆通信线路受损，严重
的还会使周围建筑物沉降甚至开裂，影响居民日常生活。这些都
是我们要考虑到的问题，不能等到施工时出现问题了再想应急 办法这就来不及了，必须结合具体施工环境，在工程开始前，让
深基坑施工造成周边建筑物沉降变形的原因和防控措施
深基坑施工造成周边建筑物沉降变形的原因和防控措施
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深基坑施工对周边建筑物沉降变形的影响及防控措施
建筑基坑沉降位移监测的内容及方法
建筑基坑沉降位移监测的内容及方法
建筑基坑沉降和位移监测是对建筑施工过程中基坑土体变形情况的监测与分析。它可以帮助工程师了解基坑工程的稳定性和土体承载能力，从而制定相应的工程措施，确保施工安全。本文将探讨基坑沉降和位移监测的内容和方法。
一、基坑沉降和位移监测的内容
基坑沉降和位移监测的主要内容包括：
1.沉降监测：沉降是指基坑周围土体由于施工活动而导致的下沉现象。通过监测基坑周边地面和建筑物的沉降情况，可以了解土体变形的程度和分布。这样可以帮助工程师及时发现并处理沉降引起的安全隐患。
2.位移监测：位移是指土体在受力作用下发生的变形，包括水平位移和垂直位移。通过位移监测，可以了解土体的变形情况、变形速度和方向。这对评估基坑稳定性、土体承载能力和与周围建筑物之间的影响至关重要。
3.基坑附近建筑物监测：基坑施工可能对周围建筑物的安全稳定性产生影响。因此，在进行基坑沉降和位移监测时，还需要监测附近的建筑物变化情况。这有助于判断施工对建筑物的影响以及采取适当的措施进行调整。
4.监测数据分析：监测数据的收集和分析是基坑沉降和位移监测的最后一步。通过对监测数据的分析，可以评估基坑工程的稳定性和土体承载能力是否达到设计要求。同时，还可以作为以后类似工程的参考，对施工过程进行优化和改进。
二、基坑沉降和位移监测的方法 基坑沉降和位移监测可以采用多种方法进行，具体方法根据工程情况和监测的要求而定。以下是几种常见的监测方法：
1.易损性监测：易损性监测方法是通过设置易损性点或基准点，通过测量点的位移来判断土体的变化情况。常见的易损性监测点包括悬挂建筑物、监测桩和基坑围护结构等。
2.干涉测量：干涉测量是通过干涉仪进行测量，如干涉仪、全站仪、全球导航卫星系统（GNSS）等。这些仪器可以测量点的水平位移和垂直位移，并提供相应的坐标变化数据。
3.激光扫描：激光扫描是一种非接触式测量方法，利用激光器发射射线，通过扫描范围内的物体反射光束。通过测量扫描仪与目标的距离来获得位移数据，进而分析目标的变形情况。
深基坑开挖对周边建筑物的影响分析
硕士学位论文 深基坑开挖对周边建筑物的影响分析 STUDY ON THE INFLUENCE OF DEEP EXCAVATTION ON ADJACENT BUILDINGS 马以雷 2010年6月 国内图书分类号：TU46+3 学校代码：10213 国际图书分类号：624 密级：公开 工学硕士学位论文 深基坑开挖对周边建筑物的影响分析 硕士研究生： 马以雷 导 师： 査晓雄 教授 申请学位： 工学硕士 学科： 土木工程 所 在 单 位： 深圳研究生院 答 辩 日 期： 2010年6月 授予学位单位： 哈尔滨工业大学 Classified Index:TU46+3 U.D.C:624 Dissertation for the Master Degree in Engineering STUDY ON THE INFLUENCE OF DEEP EXCAVATTION ON ADJACENT BUILDINGS Candidate: Ma Yilei Supervisor: Prof. Zha Xiaoxiong Academic Degree Applied for: Master of Engineering Speciality: Civil Engineering Affiliation: Shenzhen Graduate School Date of Defence: June, 2010 Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
-I- 摘 要 随着城市的发展，地下交通和高层建筑的建设产生了大量的深基坑工程，并且深基坑工程通常位于闹市区，处理不好就会对周边建筑物、地下管线造成非常严重的后果，所以深基坑的研究显得越发的重要。目前许多学者和技术人员已经在基坑工程对周围建筑物的影响作了许多研究，但在建筑物基础、地下土体和支护结构共同作用方面的研究还不全面，还存在很多问题。 深圳地区某一复合土层地质条件下内支撑加地连墙支护形式下的地铁车站基坑工程为例，模拟地连墙后天然地面和有建筑物（基础形式分别为浅基础、桩基础）时的两种基坑开挖情况。墙后为天然地面时，地表会形成一个沉降槽，最大值1.1cm；墙后存在浅基础建筑物时，建筑物发生了剧烈的不均匀沉降，最大值2cm，比前者高出了81.8%，这是由于建筑物自重在基础下面的土体产生了附加应力，增大了基础下土体的塑性区，致其变形对扰动敏感；墙后存在桩基础建筑物时，建筑物沉降较小，整体向坑外方向倾斜，这是由于桩基础将建筑物荷载传递到了深层土体，降低了对扰动的敏感性，同时由于支撑预应力的存在，推动土体向坑外方向发展，带动桩基隆起。 为了考察土的工程性质对建筑物的影响，本文建立了两层土体的计算模型，上层土体依次是填土、粘土、砂土，下层土体为强风化岩。墙后为浅基础建筑物时，建筑物沉降变形对填土最为敏感，这是由于填土强度低，一旦扰动，易于变形；砂土由于剪胀性，建筑物两侧的土体向外隆起，建筑物整体沉降变形较大，粘土影响最小；墙后为桩基础建筑物时，建筑物向坑外方向倾斜，但整体沉降较小，控制建筑物变形的是桩基础侧移。 关键词：深基坑；周边建筑物；共同作用；土的工程性质 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
地下工程对地面既有高层建筑影响的数值分析
第２６卷第１期 ２０ｏ６年３ Ｙｌ 西安科技大学学报
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＸＩ’ＡＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬ（￣Ｙ Ｖｎ１．２６ Ｎｏ．１ Ｍａｒ．２００６
文章编号：１６７２＂－９３１５（２００６）０１—００４８—０３
地下工程对地面既有高层建筑影响的数值分析
梁晓丹，宋宏伟，刘 刚
（中国矿业大学建筑工程学院，江苏徐州 ２２１００８）
摘要：地下工程开挖引起的附近地面沉降会给建筑物带来不利的影响，影响了建筑物的安全使用。 文中首先分析了地下工程开挖引起建筑物破坏的力学机理，然后用数值模拟研究分析了由于地下工程 开挖在建筑物内部产生的附加应力和裂缝，最后提出了减少地下工程开挖对建筑影响的相应措施。
关键词：地下工程；地面沉降；高层建筑
中图分类号：ＴＵ ３１ 文献标识码：Ａ
Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ
ａ ｈｉｇｈ－ｒｉｓｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄ ｓｕｒｆａｃｅ
ＬＩＡＮＧ Ｘｉａｏ－ｄａｎ，ＳＯＮＧ Ｈｏｎｇ—ｗｅｉ，ＬＩＵ Ｇａｎｇ
（Ｃｏｌ／ｅｇｅｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ。Ｃｈｉｎａ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄ 加．！ＤＩ ，Ｘｕｚｈｏｕ ２２１００８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｌａｎｄ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎｓ ｂｒｉｎｇｓ ａｄｖｅｒｓｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｓｕｒｒｏｕｎｄ
ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｌａｎｄ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｎ，ｃｒａｃｋｓ ａｎｄ ａｄｄｉｃｔｉｖｅ ｓｔｒｅｓｓｅｓ
ｏｃｃｕｒｒｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｈｉｇｈ—ｒｉｓｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｆｒｏｍ ｌａｎｄ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ ａｒｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｆｉｎａｌ—
基坑降水及地面沉降变形计算
基坑降水及地面沉降变形计算
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计算项目: 降水计算 1
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[原始条件]：
计算模型: 潜水完整井;基坑远离边界
水位降深 7.500(m)
过滤器半径 0.375(m)
水头高度 8.500(m)
渗透系数 35.000(m/d)
单井出水量 360.000(m3/d)
沉降计算经验系数 1.000
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沉降影响深度内土层数：3
场区内丰水季节地下水埋深: 5.000(m)
层号 层厚度(m) Es(MPa)
1 4.000 5.000
2 8.000 28.000
3 5.000 35.000
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基坑轮廓线定位点数：8
定位点号 坐标x(m) 坐标y(m)
1 420.578 357.129
2 515.742 355.441
3 519.539 571.531
4 411.469 573.148