地铁车站深基坑施工方式对基坑围护结构变形影响分析

材料弹塑性变形理论，围护结构变形量在弹性范围内。

2.3 盖挖逆作法施工对围护结构变形影响分析

保持土体参数和结构材料参数不变，在MIDAS GTS中改变结构施工方式，将开挖和结构施工分为如图6所示4个工况，工况1盖板浇筑施工，工况2开挖土体施工地下一层顶板，工况3开挖土体施工地下二层顶板，工况4开挖土体施工地下二层底板。

（1）工况4完成后计算得到围护结构和车站结构整体水平位移云图，如图7所示。从图7中可以发现结构位移具有一定的整体性，最大水平位移为4.24 mm，且水平位移呈现左右对称的特点。

（2）图8为基坑围护结构水平位移云图，从图中8可以发现，随着开挖深度的增加，围护结构的水平变形呈增长趋势，最大水平位移在围护结构入土深度约2/3处，随着深度的进一步增加，水平位移减小，最大水平位移为4.24 mm。

3 围护结构位移监测与数值模拟对比分析

3.1 围护结构水平位移监测

施工中监测工作是保证安全施工必不可少的技术措施，也是相关规范中规定的必要施工步骤[18-20]。本工程按照明挖顺作法施工，根据监测方案，选取了具有代表性的3组基坑施工过程围护结构位移监测曲线，曲线如图9所示。

从图9中可以看出，采用明挖顺作施工方法时开挖深度在基坑深度1/2位置时围护结构水平位移最大，水平位移与开挖深度大致呈抛物线关系，即坑底和坑顶水平位移量最小，开挖深度1/2位置处水平位移最大，本工程中最大水平位移为8.8 mm。

3.2 监测数据与模拟数据对比

将MIDAS GTS计算得到的明挖顺作法围护结构数值模拟水平位移与检测结果进行对比分析，见图10。从图10中可以发现，明挖法基坑围护结构水平位移监测和数值模拟结果基本规律大致相同，即开挖深度在1/2位置处水平位移量最大，坑顶和坑底水平位移量最小。明挖顺作法数值模拟结果与实际监测结果存在一定差异，监测值比模拟值偏大，这是因为实际施工中材料及土体等参数与数值模拟值存在一定差距，导致实测结果偏大。

4 结论

本文以长春某地铁车站为工程背景，利用MIDAS GTS模拟了明挖顺作和盖挖逆作2种施工方法对基坑围护结构变形影响，并将模拟结果和实际监测结果进行了对比，结论如下。

（1）明挖顺作法施工中围护结构最大水平位移出现在基坑深度1/2位置处，最小位移出现在坑顶和坑底位置，位移曲线呈抛物线状。

（2）盖挖逆作法施工中围护结构最大位移出现在基坑深度2/3位置处，坑底水平位移量大于坑顶水平位移量，位移曲线呈抛物线状。

（3）通过明挖顺作法施工和明挖顺作法数值模拟对比分析可知，两者围护结构位移规律一致，但由于实际施工中不确定性和材料性能与理论值之间的差异，导致实际监测位移值较模拟计算值偏大。

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收稿日期 2019-08-20

责任编辑 朱开明

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