随着城市空间的日趋紧张,城市建筑也向着高、大、深的方向发展,这就对建筑的基坑工程提出了更高的要求。基坑工程往往历时久、耗费大、风险高,所以导致越来越多工程的施工重点和难点都在基坑工程部分。因此,选定合适的支护方案,确保基坑工程的安全,是整个建设过程的重中之重,而对于深基坑支护方案的研究则具有着重要的意义和价值。本文立足于徐州中川万达广场的基坑工程,北临既有地铁隧道,南近房屋建筑群,周围环境复杂,运用理论研究、数值模拟、现场实测等研究手段,对所在工程及其重点关注断面进行了系统地研究。(1)通过将层次分析法和模糊综合评判两种方法有机结合,建立了一套基坑支护方案优选的打分机制,确定了影响基坑施工因素的权重集,通过该机制可以较为客观地选定较为合理的支护方案,并通过评选结果对基坑支护方案、基坑降水方案进行了优化设计,为类似问题提供思路。(2)选择典型剖面,考虑土体性质差异、周边既有地铁隧道、行车道、建筑物和支撑体系的影响等诸多因素,建立有限元模型,得到坑外土体沉降和临近基坑处深层土体水平位移量。由模拟结果可得:1)基坑开挖过程中,坑外地表最大沉降处位于距离基坑边缘5 m左右,在开挖4.5 m、9m、13.8 m时最大沉降值分别达到11.3 mm、22.0 mm、38.3 mm,随着基坑开挖,沉降变化率增大。2)传统工况下,距离基坑越远的区域沉降越小,但由于距离本文基坑研究断面20m-35m范围内有地铁隧道通过,导致基坑开挖对地铁隧道上方产生了较大的沉降量,在开挖4.5 m、9 m、13.8 m时地铁上方地表最大沉降值分别达到6.2 mm、10.8mm、14.1 mm,因此在既有地铁隧道周围的新建基坑时,需要密切监控地铁范围内的沉降量。3)随着基坑开挖,土体水平位移逐渐变大,且随深度增加,变形量减小;水平位移最大值发生在基坑顶部,在开挖4.5 m、9 m、13.8 m时最大水平位移值分别达到7.8 mm、17.6 mm、31.1 mm,靠近基坑的土体水平位移量远大于远离基坑土体变形量;与坑外地表沉降相比,地铁隧道的存在对基坑周围土体的水平位移影响不大。4)随着基坑开挖,坑后土体和坑底边缘土体会产生塑性变形;坑后土体塑性区会由两部分逐渐增长,最终合成一个V字型塑性区,坑底塑性区在开挖深度较浅时不明显,在开挖超过9m后逐渐向坑内延伸。(3)依据工程地质条件,对基坑支护结构的荷载、地基承载力、坑底土体的抗隆起、基坑的抗倾覆进行了验算,保证工程安全和质量。并对围护结构的内力进行计算,得到支护中不同部位的轴力和弯矩,对可能出现的风险点进行预测。(4)对基坑周围进行监测点布置,总结不同工况下监测区域的沉降和深层水平位移数据,通过有限元软件计算所得的土体的竖向位移和围护结构的水平位移模拟值与监测值的对比,发现数值模拟结果与监测数据的拟合程度较高,对于少部分差异较大的数值,结合徐州地区土层特殊性和工程偶然性对其进行了具体分析和解释。所建立的模型正确且证明数值模拟可应用于实际工程中,为基坑工程的土体沉降和围护结构位移变化提供参考依据。(5)将支护结构后1 m处土体的测斜数据近似代替支护结构深层水平位移满足工程需求。支护结构沉降量约为土体最大沉降量的30%,相对较小,工程中可以仅将支护结构沉降作为辅助参考数据。