红酒库基坑工程技术评估报告图文并茂

XX市保税区红酒库XX市保税区红酒库基坑工程技术评估报告编写：XX校对：XX审核：XX2012年06月2012年06月目录HYPERLINK\l"_Toc327782524"1研究背景111HYPERLINK\l"_Toc327782525"1.1项目概概概况1HYPERLINK\l"_Toc327782526"2研究依据111HYPERLINK\l"_Toc327782527"2.1工程设设设计相关关成果果及依据据文件件1HYPERLINK\l"_Toc327782528"3工程地质与与与水文地地质22HYPERLINK\l"_Toc327782529"3.1工程地地地貌、地地质22HYPERLINK\l"_Toc327782530"3.2工程水水水文条件件5HYPERLINK\l"_Toc327782531"4红酒库基坑坑坑支护方方案77HYPERLINK\l"_Toc327782532"4.1基坑概况况况及安全全等级级7HYPERLINK\l"_Toc327782533"4.2基坑工工工程环境境及地地质特点点7HYPERLINK\l"_Toc327782534"4.3基坑工工工程水文文地质质特点7HYPERLINK\l"_Toc327782535"4.4基坑工工工程分区区、施施工流程程7HYPERLINK\l"_Toc327782536"5XX市保税税税区红酒酒库基基坑三维维数值值分析100HYPERLINK\l"_Toc327782537"5.1计算内内内容10HYPERLINK\l"_Toc327782538"5.2计算软软软件及参参数的的选取100HYPERLINK\l"_Toc327782539"5.2.1计算算算软件的的选取取10HYPERLINK\l"_Toc327782540"5.2.2本构构构关系及及参数数11HYPERLINK\l"_Toc327782541"5.2.3计算算算荷载122HYPERLINK\l"_Toc327782542"5.3计算分分分析及主主要步步骤12HYPERLINK\l"_Toc327782543"5.4有限元元元模型及及边界界条件144HYPERLINK\l"_Toc327782544"5.5计算结结结果21HYPERLINK\l"_Toc327782545"5.5.1连续续续墙DX向位移移结结果21HYPERLINK\l"_Toc327782546"5.5.2连续续续墙DY向位移移结结果24HYPERLINK\l"_Toc327782547"5.5.3地表表表沉降图图和坑坑底隆起起图226HYPERLINK\l"_Toc327782548"5.5.4框架架架梁内力力图227HYPERLINK\l"_Toc327782549"5.5.5冠梁梁梁和环梁梁内力力图29HYPERLINK\l"_Toc327782550"5.5.6钢格格格构柱内内力图图32HYPERLINK\l"_Toc327782551"5.5.7连连连续墙内内力图图32HYPERLINK\l"_Toc327782552"5.5.8板板板内力图图（FFxx）35HYPERLINK\l"_Toc327782553"5.5.9板内内内力图（FFyyy）36HYPERLINK\l"_Toc327782554"5.6计算结结结果分析析366HYPERLINK\l"_Toc327782555"6成果评价3777XX市保税区红酒库基坑工程技术评估报告PAGEPAGE441研究背景1.1项目概概概况1、本工程位于于于XX保税区，东东东南侧为为广保保路，西西北侧侧为石英英路。占占地面积积约150××1110平方米，拟拟拟建两个个地下下室，分分别为为一层地地下室室（Ⅱ区）、三三层层地下室室（Ⅰ区），一一层层地下室室（Ⅱ区）部位位开开挖深度1.900m，三层地地下下室（Ⅰ区）部位位基基坑开挖挖深度度20.8800m。2、地下室边线线线距道路最最近近距离约3.0m，市政道道路路管线密密集。基基坑支护护设计计安全等等级：：Ⅰ区为一级级、Ⅱ区为二级级，使使用年限限为1年,地下连续续墙墙结构使使用年年限同主主体结结构。图1-1基坑坑坑周边环境境图图2研究依据2.1工程设设设计相关关成果果及依据据文件件国家标准《混凝凝凝土结构构设计计规范》(GB5000010--20010))；国家标准《岩土土土工程勘勘察规规范》(GB5000211-220011)((20009年版)；国家标准《建筑筑筑地基基基础设设计规范范》(GB5000077-220111)；国家标准《建筑筑筑基坑工工程监监测技术术规范范》(GB5004977-20009))；广东省标准《建建建筑地基基基础础设计规规范》(DBJ115-331--20003))；广东省标准《建建建筑基坑坑支护护工程技技术规规程》(DBJ//T155-220-997))；行业标准《建筑筑筑基坑支支护技技术规程程》(JGJ1120--999)；XX市标准《XXXX地区建筑筑基基坑支护护技术术规定》(GJB002-998))。3工程地质与水水水文地质根据《红酒库勘勘勘察报告告》（XX市设计院院院院），该场区区的的工程地质质与水文地地质概括括如下下。3.1工程地地地貌、地地质1）工程地貌场区原为河涌，多多年前已被填填平，场地平平坦，现有较较多树木，场场地绝对标高高约7~8m。场地各钻孔的坐坐坐标及标标高由由测量技技术人人员采用用全站站仪施测测，起起算点根根据业业主提供供的场场区控制制点R1（标高H==8.0m；X=2227794..6997m；Y=6550073..7111m）、R4（标高H=8.1177m；X=2227704..9990m；Y=6552215..0336m）引测所所得得。坐标标及高高程系统统为1980西安坐标标系系统，1985国家高程程系系统。2）工程地质根据野外钻探编编编录，结结合原原位测试试及室室内试验验资料料，按成成因、状状态、岩岩土性性划分，场场区区岩土层层自上上而下可可分为为：第①-1素填土、①-2杂填土、第第②-1淤泥、②-2粉质粘土土、②-3淤泥质土土、②-4中砂、②-5粉质粘土土、②-6粉质粘土土、③粉质粘土土、④-1全风化岩岩、④-2强风化岩岩、第第④-3层中风化化岩岩、第④-4层微风化化岩岩。土层部分1）人工填土层层层（Qml），地地层层编号①第①层人工填土土：：呈杂色，松松松散，湿湿，为为砖块、碎碎石石、粘性性土等等。于48个孔段揭揭露露。层厚1.500~4.800m，层面埋埋深0.000m，素填土土：：平均层层厚为为2.666m；杂填土土：：平均层层厚为为3.066m。2）冲洪积层（QQal+ppll），地层层编编号②第②-1层淤淤泥：呈灰黑黑黑色，流塑塑，饱饱和，含含腐木木及粉细细砂。于48个孔段揭揭露露。层厚2.2~7.1m，平均层层厚厚为4.477m。层面埋埋深1.5~4.8m。取试样24件，含水水量量平均值W=644..5%，重度平平均均值γ=15..99kN//m33，孔隙比比平平均值e=1..6646，粘聚力力标标准值Ck=10kkPPa，内摩擦擦角角标准值φk=8°，压缩系系数数平均值а1-2=11..40MMPaa-1，压缩缩模模量平均均值Es=11..94MMPaa。标准贯贯入入试验共57次，实测测击击数N′=1~2击，平均均值值为1.5击，标准准值值为1.3击。经杆杆长长修正后后，N=0..99~1..9击，平均均值值为1.3击，标准准值值为1.2击。建议议承承载力特特征值值取60kPPa。第②-2层粉粉质粘土：呈呈呈白黄红色色，硬硬塑，湿湿，含含粉细砂砂。于48个孔段揭揭露露。层厚1.500~6.300m，平均层层厚厚为3.844m。层面埋埋深5.900~10.22m。取试样26件，含水水量量平均值W=233..1%，重度平平均均值γ=19..33kN//m33，孔隙比比平平均值e=0..6680，粘聚力力标标准值Ck=38..77kPa，内摩擦擦角角标准值φk=18..44°，压缩系系数数平均值а1-2=00..31MMPaa-1，压缩缩模模量平均均值Es=55..44MMPaa。标准贯贯入入试验共61次，实测测击击数N′=9~114击，平均均值值为10.4击，标准准值值为10击。经杆杆长长修正后后，N=7..88~111.77击，平均均值值为8.6击，标准准值值为8.2击。建议议承承载力特特征值值取200kkPPa。第②-3层淤淤泥质土：呈呈呈灰黑色，软软塑，饱和，含含粉细砂及腐腐木。于33个孔段揭露露。层厚1.2~8.7m，平均层厚厚为5.53m。层面埋深8.5~13.5m。取试样16件，含水量量平均值W=48..7%，重度平均均值γ=16.88kN/m33，孔隙比平平均值e=1.2268，粘聚力标标准值Ck=12kPPa，内摩擦角角标准值φk=9°，压缩系数数平均值а1-2=0..92MPaa-1，压缩模模量平均值Es=2..51MPaa。标准贯入入试验共49次，实测击击数N′=2~4击，平均值值为3.1击，标准值值为2.9击。经杆长长修正后，N=1.55~3击，平均值值为2.3击，标准值值为2.2击。建议承承载力特征值值取90kPa。第②-4层中中砂：呈灰黄黄黄色，稍密~中密，饱饱和和，含多多量粗粗砾砂。该该层层于23个孔段揭揭露露。层厚1~7..66m，平均层层厚厚为3.333m，层面埋埋深8.8~~119.88m。标准贯贯入入试验共22次，，实实测测击数N′=14~~119击，平均均值值为17.5击，标准准值值为17.1击。经杆杆长长修正后后，N=100..2~114..7击，平均均值值为13.2击，标准准值值为12.8击。建议议稍稍密砂层层承载载力特征征值取取160kkPPa，中密砂砂层层承载力力特征征值取240kkPPa。第②-5层粉粉质粘土：呈呈呈灰黑色，软软塑~可塑，饱和，含含多量腐木及及少量粉细砂砂。于4个孔段揭露露（控18、控9、鉴17、鉴1）。层厚0.6~5.6m，平均层厚厚为2.6m。层面埋深11.2~17.1m。取可塑试试样2件，含水量量平均值W=28..1%，重度平均均值γ=19kNN/m3，孔隙比平平均值e=0.7782，粘聚力平平均值C=32kkPa，内摩擦角角平均值φ=14.88°，压缩系数数平均值а1-2=0..42MPaa-1，压缩模模量平均值Es=4..26MPaa。可塑层标标准贯入试验验共2次，实测击击数N′=7击，平均值值为7击。经杆长长修正后，N=5.22~5.4击，平均值值为5.3击。建议软软塑承载力特特征值取90kPa，可塑承载载力特征值取取130kPPa。第②-6层粉粉质粘土：呈呈呈红黄色，硬硬塑~坚硬，湿~稍湿，含粉细细砂。于20个孔段揭露露。层厚0.4~3.90m，平均层厚厚为1.74m。层面埋深14.1~19.3m。取试样8件，含水量量平均值W=21..1%，重度平均均值γ=19.88kN/m33，孔隙比平平均值e=0.6612，粘聚力标标准值Ck=41.44kPa，内摩擦角角标准值φk=23.55°，压缩系数数平均值а1-2=0..25MPaa-1，压缩模模量平均值Es=6..70MPaa。标准贯入入试验共13次，实测击击数N′=10~223击，平均值值为17.3击，标准值值为15.3击。经杆长长修正后，N=7.55~16.99击，平均值值为12.6击，标准值值为11.2击。建议硬硬塑承载力特特征值取200kPPa，坚硬承载载力特征值取取240kPPa。3）残积层（QQQel），地地层层编号③第③层粉质粘粘土：呈呈灰色色，坚硬硬，稍稍湿，为为泥岩岩风化后后产物物。于11个孔段揭揭露露。层厚0.5~3.500m，平均层层厚厚为1.744m。层面埋埋深14~19.11m。取试样6件，含水水量量平均值W=200..7%，重度平平均均值γ=19..88kN//m33，孔隙比比平平均值e=0..6606，粘聚力力标标准值Ck=42kkPPa，内摩擦擦角角标准值φk=23..44°，压缩系系数数平均值а1-2=00..26MMPaa-1，压缩缩模模量平均均值Es=66..23MMPaa。标准贯贯入入试验共10次，实测测击击数N′=19~~228击，平均均值值为23.1击，标准准值值为21.2击。经杆杆长长修正后后，N=133..8~220..1击，平均均值值为16.6击，标准准值值为15.2击。建议议承承载力特特征值值取280kkPPa。基岩部分第④-1层全全风化泥岩：：：灰色，原原岩岩结构基基本破破坏，呈呈坚硬硬土状。该该层层于41个孔段揭揭露露。层厚0.8~~44.2m，平均层层厚厚为2.444m，层面埋埋深15.33~~21..6mm。取试样15件，含水水量量平均值W=199..8%，重度平平均均值γ=20kkNN/m3，孔隙比比平平均值e=0..5571，粘聚力力标标准值Ck=43kkPPa，内摩擦擦角角标准值φk=25..11°，压缩系系数数平均值а1-2=00..2MPPa--1，压缩缩模模量平均均值Es=77..73MMPaa。标准贯贯入入试验共30次，实测测击击数N′=31~~448击，平均均值值为39.9击，标准准值值为38.7击。经杆杆长长修正后后，N=222..6~334..5击，平均均值值为28.4击，标准准值值为27.4击。建议议承承载力特特征值值取400kkPPa。第④-2层强强风化泥岩：：：呈灰色，岩岩岩心破碎碎，呈呈半岩半半土状状-碎块状，部部分分孔段夹夹中风风化。该该层于于44个孔段揭揭露露。揭露露层厚厚0.7~~110.99m，平均揭揭露露层厚为3.4m。层面埋埋深15.55~23.55m。标准贯贯入入试验共6次，实测测击击数N′=50~~557击，平均均值值为51击，标准准值值为45.5击。经杆杆长长修正后后，N=322..5~445..8击，平均均值值为42.1击，标准准值值为36.9击。建议议承承载力特特征值值取600kkPPa。第④-3层中中风化泥岩：：：呈灰色，岩岩岩芯较破破碎，呈呈碎块状-短柱状（多多数数孔段夹强强风风化），该该层层于45个孔段揭揭露露。揭露露层厚厚0.6~~77.8m，平均揭揭露露层厚为2.377m。层面埋埋深20~27.55m。该层共共采采取岩样7组，天然然湿湿度抗压压强度度单值为3.5～6.5MMPPa，平均4.7MMPPa，标准值3.7MMPPa。建议承承载载力特征征值取取12000kkPa。综合判判断断中风化化岩岩岩石坚硬硬程度度属极软软岩，岩岩体完整整程度度等级为为破碎碎~较破碎，综综综合考虑虑后，建建议岩体体基本本质量等等级属属=5\*ROMANV类。第④-4层微微风化泥岩、粉粉粉砂质泥泥岩：：呈灰色，岩岩岩芯较完完整，呈呈碎块-短柱。该层层于48个孔段揭揭露露。揭露露层厚厚4.044~10.8855m，平均揭揭露露层厚为7.677m。层面埋埋深21.77~33m。该层共共采采取岩样42组，天然然湿湿度抗压压强度度单值为7~177..5MPPa，平均值12.11MMPa，标准值值为11.55MPa；饱和湿湿度度抗压强强度单单值为7~133MMPa，平均值8.9MMPPa，标准值值为7.944MPa；软化系系数数标准值值为0.59。建议承承载载力特征征值取取30000kkPa。微风化化岩岩岩石坚坚硬程程度属较较软~软岩，岩岩体体完整程程度等等级为较较完整整，综合合考虑虑后，判判定岩岩体基本本质量量等级属属=4\*ROMANIVV类。3.2工程水文文条件件（一）水文地质质质概况XX地区地处南南亚亚热带，全全全年降水水丰沛沛，雨季季明显显，日照照充足足，降水水量大大于蒸发发量，大大气降水水量是是地下水水的主主要补给给来源源，地下下水补补给期在4~9月，消耗耗或或排泄期期是10月至次年3月，场区区地地下水的的水量量处决于于地层层的渗透透性。经钻探揭露，场场场区地下下水主主要为填填土上上层滞水水、砂砂土第四四系孔孔隙水和和基岩岩裂隙水水。据据渗透试试验资资料，场场区粉粉质粘土土、淤淤泥、淤淤泥质质土及砂砂质粘粘性土均均为弱弱透水地地层，场场区地下下水主主要为填填土上上层滞水水及中中、粗砂砂层孔孔隙水，受受大大气降水水及地地表水补补给，蒸蒸发及侧侧向渗渗透为主主要排排泄方式式。基基岩裂隙隙水主主要赋存存于强强风化、中中风风化岩中中，其其水量受受风化化裂隙控控制。（二）地下水位位位据钻探期间实测测测，各钻钻孔静静止水位1.5~~33.2米，标高4.355~~6.005米。由于于施施工期较较短，观观测的地地下水水位不能能代表表长期地地下水水位。(三)水质腐蚀蚀性分分析1、地下水场区地下水经在在在控24、控17等孔取水水样样进行简简分析析，PH=66..7（地下水水化化学类型型及化化学指标标详见见《水质质分析析报告表表》），按按按《岩土土工程程勘察规规范》GB5000021--20001第12.22..1条规定定，该该水质对对混凝凝土微腐腐蚀，在在干湿交交替环环境中，对对钢钢筋混凝凝土结结构中钢钢筋有有微腐蚀蚀。地地下水对对建筑筑材料腐腐蚀的的防护，请请按按《工业业建筑筑防腐蚀蚀设计计规范》GGBB5000466-200088规定执行行。4红酒库基坑支支支护方案4.1基坑概况况况及安全等等级级地下室边线距道道道路最近近距离离约3.0m，市政道道路路管线密密集。基基坑支护护设计计安全等等级：：Ⅰ区为一级级、Ⅱ区为二级级，使使用年限限为1年,地下连续续墙墙结构使使用年年限同主主体结结构。4.2基坑工工工程环境境及地地质特点点本场地位于XXXX市萝岗区区保保税区内内，本本工程拟拟建地地上三层层，绝绝大部分分设三三层地下下室，拟拟开挖基基坑约约19m（自自然然地地面计），东东南角局部为为一层地下室室，开挖深度度约6m（自自然地地面计），详详细情况参见见《地库平面面图》。场地地东北侧毗邻邻已投入营运运的美资XX卓德嘉薄膜膜有限公司，东东南侧临近保保税区南门入入口，西南及及西北均为市市政绿化及道道路。东北侧侧管线主要为为路灯的光缆缆，其余三面面地下管线众众多（电力、电电信、给排水水、路灯等管管线）且距场场地较近（部部分位于场地地红线以内），详详情见《XX市保税区红红酒库钻孔布布置图》。4.3基坑工工工程水文地地质质特点基坑开挖后基坑坑坑底主要要地层层为风化化岩层层，局部部可能能出现砂砂层或或粉质粘粘土层层。据钻探期间实测测测，场区区各钻钻孔各钻钻孔静静止水位位最浅浅埋深1.5m，最大绝绝对对标高为6.055m。由于施施工工期较短短，观观测的地地下水水位不能能代表表长期地地下水水位。砂砂层地地下水涌涌水量量、渗透透系数数及影响响半径径见抽水水试验验报告，基基岩岩裂隙水水相关关参数待待基坑坑开挖以以后针针对现场场裂隙隙发育情情况选选择有代代表性性孔段再再次进进行抽水水试验验。4.4基坑工程程分区区、施工工流程根据地质条件、基基坑开挖深度度、面积、形形状和周边环环境，按安全全可靠、经济济合理的原则则，基坑支护护设计如下：：1、地下室施工工工采用部分分正正作部分分逆作作法。2、采用地下连连连续墙（兼兼做做地下室室外墙墙）+两道内支支撑(逆作地下下室室楼板)作为基坑坑支支护体系系。连连续墙厚厚度12000mmm，连续墙墙内内侧槽段段交接接处施工工壁柱柱。3、本基坑的设设设计分共分分两两个区(Ⅰ区、Ⅱ区)8个剖面，根根根据基坑坑平面面、剖面面及对对应不利利钻孔孔资料计计算结结果并结结合类类似工程程的经经验进行行设计计。Ⅰ区Ⅰ区Ⅰ区Ⅰ区Ⅱ区图4-1基坑坑坑分区平面面布布置方案案图图4-2基坑第第第一道支撑撑平平面布置置图图4-3基坑坑坑第二支撑撑平平面布置置图基坑开挖工况：：：1、地下室施工工工采用部分分正正作部分分逆作作法，其其施工工步骤如如下：：Ⅰ区:1)平平整整场地，施施施工导墙墙，施施工地下下连续续墙,施工旋喷喷桩桩及支撑撑立柱柱桩及格格构式式钢立柱柱。2)土方开挖挖挖至冠梁梁底，施施工冠梁梁。3)待冠梁强强强度达到到设计计强度80%后，开挖挖土土方至第第一道道内支撑撑梁板板底(地下一层层楼楼面梁板板底),施工第一一道道内支撑撑梁板板(地下一层层楼楼面圆环环以外外部分)。4)待已施工工工的楼面面梁板板强度达达到设设计强度80%后，开挖挖土土方至第第二道道内支撑撑梁板板底(地下二层层楼楼面梁板板底)。施工第第二二道内支支撑梁梁板(地下二层层楼楼面圆环环以外外部分)。5)待楼面梁梁梁板达到到设计计强度80%后，继续续开开挖土方方至地地下室底底板及及垫层底底标高高处。6)施工垫层层层及地下下室底底板。7)由下至上上上施工正正作法法完成圆圆环区区域内的的梁、板板、柱、壁壁柱柱，及逆逆作法法部位钢钢构柱柱外包钢钢筋混混凝土。Ⅱ区:待Ⅰ区地地下室完成后后后正作法由由下下至上完完成地地下室施施工。5XX市保税区区红酒酒库基坑坑三维数数值分分析5.1计算内内内容本工程基坑占地地地面积约150××1110平方米，拟拟拟建两个个地下下室，分分别为为一层地地下室室（Ⅱ区）、三三层层地下室室（Ⅰ区），一一层层地下室室（Ⅱ区）部位位开开挖深度1.900m，三层地地下下室（Ⅰ区）部位位基基坑开挖挖深度度20.8800m。围护设设计计方案考考虑到到该工程程周边边市政道道路管管线密集集，为为减小对对周边边环境的的影响响，Ⅰ区采用部部分分正作部部分逆逆作法，施施工工较复杂杂，空空间性也也很强强，很难难用二二维模型型来简简化，从从安全全角度出出发，应应采用三三维空空间分析析；并并根据分析析成成果，考考虑采采取相应应的保保护措施施，以确保该基基坑坑工程的的安全全。5.2计算软软软件及参数数的选取取5.2.1计算算算软件的的选取取本次评估分析选选选取大型型通用用有限元元软件件MIDAASS/GTTS作作为计算算平台台。MIDDAAS/GGTSS主要针对对岩岩土隧道道领域域的结构构分析析所需要要的功功能直接接开发发的程序序，是是通用有有限元元程序与与岩土土及隧道道专业业技术的的完美美结合。其其全全新的操操作界界面和三三维分分析功能能，为为岩土和和隧道道工程师师提供供了强有有力的的解决方方案。MIDAASS/GTTS分分析类型型包括括：=1\*GB3①静力分析析、线线性静力力分析析、非线线性静静力分析析；=2\*GB3②②施工阶段段分分析；=3\*GB3③渗流分析析：：包括稳稳态渗渗流和瞬瞬态渗渗流；=4\*GB3④固结分析析：饱饱和和非非饱和和土体的的固结结分析；=5\*GB3⑤边坡稳定定；；=6\*GB3⑥动力分析析：：包括特特征值值分析、时时程程分析、反反应应谱分析析。通通过GTS为用户提提供供的以上上几种种分析类类型，用用户可以以实现现对隧道道、基基坑、边边坡、土土石坝等等等岩岩土和隧隧道结结构的计计算和和分析。在岩土结构中，除除过需要考虑虑岩土自身的的作用外，同同样也需要考考虑结构部分分对岩土部分分的作用。MIDASS/GTS为用户提供供了各种结构构单元来模拟拟结构部分的的作用，包括括：桁架单元元、梁单元、桩桩单元、只受受拉单元、只只受压单元、板板单元以及平平面应力单元元等结构单元元。通过这些些单元的设置置，可以模拟拟各种岩土分分析中的结构构部分。通过过使用MIDASS/GTS，用户可以以实现岩土和和结构的协同同作用，实现现对支护结构构的受力分析析。对于岩石石和土体来说说，材料的本本构关系对计计算有很大的的影响，因此此在岩土计算算中需要选取取合适的本构构模型。MIDASS/GTS为用户提供供了14种本构模型型，还包括岩岩石和土体中中常用的一些些弹塑性模型型。5.2.2本构构构关系及及参数数（1）土层本构构关关系及参数数本文分析土体采采采用比较较适合合基坑开开挖的的修正莫莫尔库库伦模型型，地地下连续续墙和和支撑采采用线线弹性模模型。土土体是典典型的的弹塑性性材料料,卸载模量量远远大于加加载模模量,MCC模型将将压缩和和卸载载模量统统一采采用杨氏氏模量量E来表示。由由由于基坑坑开挖挖是卸荷荷的过过程，因因此采采用模拟拟土体体卸载特特性较较好的Haarrdenninngssoiil((HSS)模型型,要比Mohhrrcooullombb(MMC)模型型更更为合理理。HHS模型用用三三个刚度度值来来表征土土体在在开挖过过程中中的特性性,其中E500为标准准排水三三轴试试验中的的割线线刚度;EEoedd为主主固结仪仪加载载中的切切线刚刚度;EEuur为卸载载/重新加载载刚刚度。Haarrdenninngssoiil模型，简简称HS模型（由Schaannz于1998年提出），当当对土体施加加偏应力时，土土体表现出刚刚度下降，产产生塑性应变变。在固结排排水试验中竖向应变和偏偏应力的关系系可以近似用用双曲线拟合合（见图1），这种关关系最早由Kondnner（1963年）提出，之之后被著名的的Duncaan&Chaang（1970年）采用。HS模型在Duncaan&Chaang模型的基础础上采用了塑塑性理论，同同时考虑了土土的膨胀和压压缩屈服面（见见图2）。卸荷模模型与回弹指指数之间的关关系：式中：p卸荷模量量参参考压力力卸荷荷荷泊松比比初始始始孔隙比比在固结排水试验验验中，竖竖向应应变和偏应应力力的关系系表示示为（当时）式中：固结排水水试试验验得得出的的割线模模量，即即偏应力力达到到50%/时所得得到到的割线线模量量偏应力力力渐近线线值偏应应应力破坏坏线值值图5-1标准排排排水试验中中的的应力－－应变变关系图5-2模型主应应力力空间的的压力力屈服面面本工程计算使用用用参数如如表5-1所示：表5-1数值值值计算参数数表表土层（kN/m3）C(kPa)（MPa）（MPa）（MPa）2-1淤泥15.4442941294187302-2粉质粘土19.3361881608160244802-3淤泥质土16.87737653765112952-4中砂17.802534500345001035002-5粉质粘土17.2101545004500135002-6粉质粘土19.8361833500335001005004-1全风化泥岩20452438650386501159504-2强风化泥岩22300253750003750001125000004-3中风化泥岩23400266500006500001950000004-4微风化泥岩246002713000000013000000039000000005.2.3计算算算荷载在基坑开挖、支支支护施工工过程程中，系系统受受重力场场作用用，并考虑虑基基坑周边边200kPa的车地面超超荷。地下一一层层、地下下二层层楼面活活载15kppa。5.3计算分析析析及主要要步骤骤本工程基坑体量量量较大，分分成成两个区区开挖挖。Ⅰ区采用部部分分正作部部分逆逆作法，Ⅱ区待Ⅰ区地下室室完完成后正正作法法由下至至上完完成地下下室施施工，施施工过过程较复复杂，形形成一系列列非非常复杂杂的空空间力学学系统统。系统统荷载载包括地地下孔孔隙水压压力、围围护体外外侧的的主动侧侧向土土压力、围围护护体内侧侧的被被动土压压力、围围护体的的弹性性抗力、支支撑撑的水平平力、立立柱的竖竖向力力等。围围护支支护效果果不仅仅与基坑坑几何何尺寸有有关，还还与地下下水位位、地质质层物物理特性性、支支护系统统的刚刚度和强强度，并并反映各各抗力力和荷载载的平平衡过程程。这这使得系系统的的受力状状态在在空间上上变得得更加复复杂。基坑开挖一层，支支护一层，随随挖随支护。由由于下一道水水平支撑是在在上层开挖结结束后进行，即即在水平支撑撑受力前，基基坑支护已发发生变形；下下一序开挖在在上一道水平平支撑混凝土土强度达到设设计要求后进进行，水平支支撑受力后开开挖下层，引引起围护和水水平支撑协同同变位，共同同承担土体和和地下水的侧侧向压力。前前一状态是下下一工序的初初态（应力、应应变），因此此开挖、支护护过程是系统统应力、应变变连续、承接接的过程，这这使得系统状状态在时间上上变得更加复复杂。空间几何呈非线线线性，土土体本本构呈非非线性性，土体体与围围护结构构、地地铁结构构间的的作用也也呈非非线性，这这使使得系统统呈更更加复杂杂的非非线性。土体在重力场作作作用下，土土体体处于自自然固固结状态态，具具有初始始应力力。在地地质层层一定的的情况况下，初初始应应力的大大小随随埋深线线性分分布（比比例常常数为重重力加加速度与与容重重的乘积积）。在在地铁结结构下下的土体体受到到结构底底板的的压力，具具体体附加应应力，呈呈超固结结状态态，其应应力状状态不再再随埋埋深线性性分布布，应力力由建建筑结构构面向向地基非非线性性扩散。围围护护结构附近近的的土体由由于受受到主、被被动动土压力力作用用，其应应力状状态也十十分复复杂。要精确求解地铁铁铁结构和和周围围土体的的初始始应力是是一项项艰巨而而复杂杂的工作作，却却又必不不可少少。然而而，因因为土体体本身身分层，并并有有孔隙水水影响响，其物物理特特性在空空间上上变化复复杂；；建筑物物边界界的土体体，几几何非规规则；；土体固固结程程度不一一，主主动区和和被动动区交织织，应应力状态态复杂杂；特别别是建建筑物与与土体体的弹性性模量量相差巨巨大，这这给消除除建筑筑物、桩桩与土土体的相相对沉沉降差带带来了了很大困困难。根据基坑围护设设设计方案案，基基坑将经经历开开挖、变变位、支支护、平平衡；；再开挖挖、再再变位、再再支支护、再再平衡衡……因此土体体、围围护支护护系统统的变位位、应应力、应应变的的发生在在整体体施工过过程中中。数值值仿真真时，在在空间间上、时时间上上应能较较真实实的反映映这一一系例工工况变变化过程程。现建立地铁结构构构、地基基、基基坑、围围护体体、水平平支撑撑和竖向向支撑撑的三维维有限限元模型型，仿仿真这一一系统统的应力力和应应变状态态过程程。根据设计的围护护护方案和和施工工工序，拟拟计计算的主主要步步骤如下下：资料的收集和分分分析模型规划及建立立立（3D模型）初始重力场计算算算重力场初始化本基坑围护侧墙墙墙、打桩后后的的平衡态态分析析开挖至第一道支支支撑平面面，计计算系统统内力力和变位位施工第一道支撑撑撑，计算算系统统内力和和变位位继续开挖至第XXX道支撑平平面面，计算算系统统内力和和变位位施工第X道支撑撑撑，计算算系统统内力和和变位位撑继续开挖至基坑坑坑底部，计计算算系统内内力和和变位回筑环内结构，计算系统内力和变位成果分析与总结结结5.4有限元模模模型及边边界条条件由于基坑深度2220.008m，根据红酒酒库库基坑平面面关关系，为为减少少边界条条件效效应影响响，选取的模型型尺寸约为为220m××180m××65m。根据基坑围护设设设计方案案，1:1建立几何何模模型。网网格模模型按结结构受受力集中中程度度和几何何结构构进行划划分，对对土体采采用六六面体实体单元；；对对连续墙围护护结构采用板单元；各各支支撑采用用梁单单元。基基础边边界（四四周和和底面）法法向向约束。对于本模型需要要要特别说说明：：各围护护结构构按照等等效刚刚度的原原则等等效为同同等刚刚度的地地连墙墙结构形形式。图5-3本工程程程3D模型图5-4连续墙墙墙围护体系系图5-5梁支支支撑体系图5-6板支支支撑体系红酒库基坑工程程程各施工工步骤骤模型如如下：：工序号各阶段施工工序序序及模型型阶段1：计算模型生成初初初始地应应力阶段2：施工连续墙和钢钢钢格构柱柱阶段3：土方开挖至冠梁梁梁底，施施工冠冠梁阶段4：开挖土方至第一一一道内支支撑梁梁板底(地下一层层楼楼面梁板板底)阶段5：开挖土土方至至第二道道内支撑撑梁板板底(地下二层层楼楼面梁板板底)阶段6：开挖土土方至至地下室室底板及及垫层层底标高高处，施施工底板板阶段7：由下至上施工正正正作法完完成圆圆环区域域内的的梁、板板、柱柱、壁柱柱阶段8：正作法法施工工Ⅱ区地下室5.5计算结结结果5.5.1连续续续墙DX向位移结果阶段3：土方开挖至冠梁梁梁底，施施工冠冠梁阶段4：开挖土方至第一一一道内支支撑梁梁板底(地下一层层楼楼面梁板板底)阶段5：开挖土土方至至第二道道内支撑撑梁板板底(地下二层层楼楼面梁板板底)阶段6：开挖土土方至至地下室室底板及及垫层层底标高高处，施施工底板板阶段7：由下至上施工正正正作法完完成圆圆环区域域内的的梁、板板、柱柱、壁柱柱阶段8：正作法法施工工Ⅱ区地下室5.5.2连续续续墙DY向位移结果阶段3：土方开挖至冠梁梁梁底，施施工冠冠梁阶段4：开挖土方至第一一一道内支支撑梁梁板底(地下一层层楼楼面梁板板底)阶段5：开挖土土方至至第二道道内支撑撑梁板板底(地下二层层楼楼面梁板板底)阶段6：开挖土土方至至地下室室底板及及垫层层底标高高处，施施工底板板阶