[公告]PLAXIS 三维基坑开挖与支护分析

发表于2019-07-31    843人浏览    1人跟帖    总热度:602  

 

 

 

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讲座背景

 

随着中国城市的快速发展,一些大型基坑往往处于复杂的城市环境中,基坑的变形预测显得尤其重要,结构、土体、地下水三者的共同作用下的三维空间稳定性和变形分析已经成为热点。

 

相比传统方法的定性容易定量难,有限元方法则可以准确的计算出基坑开挖对周边地层和既有构建筑物的影响。

 

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我们本周特别邀请Bentley软件公司岩土工程解决方案高级应用工程师刘志祥在筑龙为我们免费分享:通过PLAXIS 软件解决基坑开挖与支护的问题。

 

该软件专门应用于结构复杂、稳定性需求高的基坑项目,能为我们带来实际的效益,下面为大家简单介绍本次直播内容。

 

PLAXIS 三维基坑开挖与支护分析

 

本次分享为大家讲解PLAXIS 3D在进行基坑开挖与支护分析中的主要操作流程,并介绍PLAXIS3D最新研发的结构导入方案,您将了解到:

· 三维基坑分析的建模过程

· 三维基坑建模的主要结果及其分析技巧

· 如何提升模拟复杂支护结构和上部结构的效率

 

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扫码观看直播

 

我们经常会遇到哪些问题?

 

有限元数值模拟具有较高的技术门槛,对工程师提出了更高的要求,工程师应该思考以下三个问题:

 

一.如何合理的设计和建立数值模型?

包括地层模型分层、本构模型选择、计算参数如何确定、考虑哪些施工过程等具体问题。三维基坑模型,一般采用某一个典型钻孔生成水平地层;本构模型采用高级土体本构模型才可以获得更好的变形预测,比如HSS;计算参数仅仅依据地勘报告还不够,还需要经验辅助;施工过程中的开挖、降水、支护需要根据力学作用进行阶段划分。

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二.需要提取哪些重要的计算结果?

计算结果主要分为四方面,沉降(既有建筑和地表)、支护结构内力(挡墙弯矩和支撑轴力)、挡墙水平位移、地下水压力分布。四个方面结果相辅相成,可以帮助明确沉降结果的合理性,因为,这四方面结果都合理,整个模型的结果才可以认为是合理的。

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三.模拟过程中遇到问题如何处理?

如果计算不收敛,往往是土体破坏、网格质量不佳、渗流计算不合理、支护结构未激活等;如果计算结果不合理,往往是参数不合理、阶段设置不合理、操作上出现未激活结构等失误。

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案例部分

 

我们以天津周大福金融中心深基坑数值模拟技术为例,为大家讲解PLAXIS软件在实战中的应用。

 

项目介绍

 

天津周大福金融中心是位于天津滨海的总高530m的超高层建筑,主楼和裙楼基坑仅以地连墙隔开,坑深33m,长186m,宽180m,如此大体量的深基坑还处于高水位的淤泥质土地层中,双基坑同期开挖(如图1、2)。

在基坑的开挖支护过程中,基坑围护结构的变形和地下水疏降都易于对周边场地中的设施和建筑产生显著影响,甚至引发事故。因此,基坑和周边环境的变形预测十分重要。

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   图1完工效果图                      图2基坑施工现场照片

 

传统的设计方法是基于基坑规范的公式算法,往往只对基坑围护结构的稳定性进行验算,而且周边环境的变形,无法给出计算结果。面对如此大型复杂的基坑,传统方法无法给出变形预测。

 

有限元数值模拟方法充分考虑地层力学属性、支护结构、地下水疏降和开挖时空效应,将支护结构、地层和既有设施建立到一个数值模型中(如图3)。则可以准确的计算出基坑开挖过程中的稳定性和对周边地层和既有构建筑物的变形影响。

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图3基坑数值模型图                      4地表沉降等势面图

 

 

解决过程

 

本项目设计施工阶段采用国际著名的岩土工程通用有限元软件PLAXIS建立数值模型。使用《基坑工程手册》中推荐的PLAXIS特有的HSS本构模型模拟土体真实属性,并模拟双基坑降水开挖支护施工过程。

 

共建立杆系支护结构1200个,模型总尺寸长310m、宽280m;深度方向取110m,划分13个地层分层,全部采用HSS高级土体本构对不同属性的地层赋予相应的力学属性。坑内降水深度到坑底以下1m,采用渗流分析获得降水后地层水压力。划分40万高阶单元网格, 8小时完成12个施工阶段的计算工作。高效可靠是PALXIS在全球市场优秀口碑的基础。

 

最终,通过数值模拟,获得地表沉降(图4)、围护墙位移、支护结构内力等有指导意义的结果。

 

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直接价值

 

技术成果与经济价值:

 • 将四种开挖支护方案进行对比模拟,根据工期、引起的周边环境变形、确定其中一种为最终开发方案。从而保证安全的前提下成本更低。

 • 分析结果给出周边地表最大沉降86mm,内力最大6300KN。结合现场施工信息化监测值,实时分析现场和数值模型的匹配度,为工程安全完成保驾护航。

 

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2014年10月25日天津周大福金融中心塔楼大底板混凝土开始浇筑。据承建方中国建筑第八工程局有限公司相关负责人介绍,该塔楼基坑最大深度32.3m,是目前天津房建领域开挖最深的基坑,是国内施工难度最大的超高建筑之一。

 

相关成果展示

 

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具体讲解,请关注直播,直播中还将给出最新的建模和分析技术。

 

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 发表于2019-08-20   |  只看该作者       筑龙币+10

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知识丰富,介绍详细,点赞~!

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