南方软土和红粘土基坑开挖变形及稳定性分析

摘要

随着城市建设中高层建筑的大量涌现,所伴随着的基坑工程越来越多,基坑工程问题已经成为我国建筑工程界的热点问题之一。本文以南方软土和红粘土为研究对象,采用理论研究、现场监测、灰色预测和数值模拟相结合的方法,对特殊性岩土地区基坑工程进行了研究。本文主要研究的内容如下:
　　 1.总结分析了南方地区典型特殊性土地区基坑工程的变形预测的研究现状,指出了目前深基坑工程变形预测中存在的问题,在此基础上,结合变形预测技术的最新研究成果、监测仪器的发展状况和工程经验,对深基坑边坡变形预测方法和技术进行了补充。
　　 2.利用灰色理论,结合深基坑工程的特点,建立了不同维数GM(1,1)预测模型,对软土地区基坑水平位移和竖直沉降变形进行了预测,并通过与工程实测值相比较,选择最优的预测模型。结果显示四维数预测模型下基坑支护结构变形和位移与实测值最相近,预测精度最高；随着维数的增加,该模型预测精度随之下降。
　　 3在考虑红粘土基坑分布有土洞的情况下,首次研究了开挖对基坑边坡变形的影响。研究发现,当基坑壁与土洞壁的距离为1m时,开挖引起边坡的水平位移和竖向沉降位移影响均较大；当基坑壁与土洞壁的距离为4m时,开挖引起边坡的最大水平位移和最大竖向沉降位移急剧减小,影响范围值在1毫米之内。
　　 4.研究了红粘土地区(含土洞)进行基坑开挖的情况下,基坑开挖对土洞稳定性的影响。红粘土基坑坑壁离土洞壁距离对土洞稳定性影响较大,坑壁离土洞壁距离为1m时,洞径D=1.0m、D=1.5m和D=2.0m都将失稳破坏；坑壁离土洞壁距离为4m时,洞径D=1.0m趋于稳定,而洞径D=1.5m和D=2.0m将失稳破坏；坑壁离土洞壁距离为6m的情况下,洞径D=1.5m趋于稳定,而洞径D=2.0m将失稳破坏。红粘土基坑坑壁离土洞壁距离保持不变的情况下,土洞洞径越大,土洞越不稳定,易失稳破坏；开挖深度越大,对土洞稳定性影响越大,未超过土洞埋深之前,土洞塑性破坏区域较小,且扩展较慢；超过土洞埋深之后,塑性破坏区域迅速扩大。