本文是一篇土木工程论文，本文利用通用有限元分析软件 MIDAS-GTS，将嘉里南昌综合发展项目（二期）基坑、TRD 围护结构及秋水广场结构和地铁隧道进行整体建模，对嘉里南昌综合发展项目（二期）基坑施工过程进行了仿真分析，研究了嘉里综合体基坑开挖施工时对秋水广场站地铁结构及相邻隧道结构的水平和竖直位移影响；且就基坑开挖施工对车站及地铁隧道结构变形、附加应力和弯矩等影响进行了分析研究。
第一章 绪论
1.1 研究背景及目的
1.1.1 研究背景
随着我国经济发展及城市人口密度的不断增加，土地资源变得日益短缺，如何合理地开发与利用地下空间已经变为城市可持续发展的迫切需求。 各大城市均在积极建设地下商业空间、地下人防工程、地下停车场等项目，以上这些地下工程都涉及深基坑支护。深基坑工程特点明显，除了需要设计与施工保证工程自身技术合理及安全外，还需特别注意控制施工期间对周边环境的相互影响。 由于我国深基坑工程发展历史不长，早些年在理论研究及工程实践方面均长期处于较为落后的状态，工程实施人员经验及技术水平较低，致使本国也出现了一些基坑工程事故。
但是，随着国家经济的迅猛上扬、技术水平日渐提高及各种先进施工机具的不断涌现，国内深基坑工程研究及实施已出现了后来居上的势头，甚至在相关领域已经踏入先进行列。 特别是各种摩天大楼的深基坑基础，已经达到了地下 6 层，基坑工程的重要性及复杂性随着开挖深度的不断增加日益显现出来， 功能要求不断创新导致基坑形式变得更为复杂，再加上工程水文地质的特殊，致使基坑工程风险越来越高， 基坑工程的现状促使我们工程技术人员应当继续深入研究，降低风险的存在。
1.1.2 研究意义
目前日益拥堵的地面交通、糟糕的汽车尾气、严重的噪声污染已成为大都市难以处理的顽疾和难题。自从 1863 年英国开通世界上首条地铁系统，全世界各国都开始了地铁建设，我国第一条地铁是 1971 年开通的北京地铁。 南昌地铁目前规划了 5 条线路，形成交错的网状结构，大大方便市民出行，提升南昌市城市的整体形象， 并且地铁有着可以助力实现城市发展目标、支持城市总体规划，缓解城市交通拥堵，发挥轨道交通网络效应，支撑沿线重点工程建设等方面优点。
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1.2 国内外研究现状
1.2.1 基坑工程国内外研究现状
基坑工程伴随着人类历史的发展，可以说是有着相当长时间的研究课题，远古时代就有人们就地取材开挖洞穴作为居住躲避猛兽的先例， 但是当时的基坑施做均是根据实践经验开展，没有较为完备的理论依据作为支撑，直到进入二十世纪四十年代，随着理论基础学科的完善， Terzaghi 和 Peck[1]等科学家提出了切合实际的基坑工程计算分析理论，其理论原理随着修正一直沿用至今。进入 20 世纪六 0 年代，随着监测仪器的使用，有些学者对基坑的施工进行监测，推测出了基坑的相关变形发展规律，推断出了水土压力作用在支护结构上的分布图式，此外，行业内许多专家学者对深基坑工程做了深入细致分析研究。
1.2.2 基坑支护理论研究现状
基坑工程边界条件复杂，涉及学科门类众多，涵盖了诸如岩土力学、流体力学、三大基础力学以及工程水文地质、勘探及其他诸多的基础学科，还有无数的设计、施工、科研等工程界的人员共同努力，运用于实践的基坑支护方案越来越多，国内外相关学者对基坑工程研究得出了较多成果：
徐杨青[2]等通过理论研究及实践经验相结合，提出了深基坑设计支护方案优化决策与评价模型;
莫海欧[3]等采用复合形法求解了以各种参数为定变量的计算研究；
何满潮[4]等建立了支护方案与影响因数之间的映射关系，提出了相应的优化方案；
黄文熙[5]的“清华模型”是建立在用实验寻求塑性势面、屈服面以及符合相适应流动规则硬化参量基础上的弹塑性本构模型；
俞茂宏[6]提出了基于建立了双剪统一相关和非相关流动性的弹塑性本构模型；
Clough[7]等根据工程案例对开挖导致的基坑变形进行研究，得出了变形原理和趋势，能够更好地预测变形；
刘国彬、刘建航[8]在总结国外研究基础上对上海地区以软黏土为主的地铁车站深基坑施工与设计的研究；
高文华[9]以上海某深基坑支护结构设计、施工、监测为案例构建支护结构计算的有限元分析模型研究三维有限元分析与计算。
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第二章 深基坑支护系统的基本理论
2.1 基坑支护系统设计原则
深基坑工程应当以工程所处的水文地质条件、周边环境及边界条件、设计及施工规范、实施条件以及各类规划、批示性文件为依据。 作为实践性较强的岩土工程问题，经过多年发展，尽管已经有较为完善的理论、丰富的实践经验，但是对于围护结构变形、支护结构的内力变化、基坑稳定、周边地层、建构筑物及市政管线的影响，尚不能完全准确得出非常贴切实际情况的结果，工程设计时，应充分重视工程的复杂性，要全面分析工程所处的地质、水文、基坑稳定、支护结构内力、基坑边形等多方面因数；设计内容更应全面合理，充分肯定施工对于基坑安全的重要性，辅于监控量测等信息化施工手段，做到实时监测、分析、预测、动态设计，确保工程安全的同时，要做到优化设计，调整可能存在的设计不足，只有这样，工程才能安全圆满完成，设计理论和施工技术才能够迅速、健康良性发展。
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2.2 土压力基本理论及取值原则
深基坑支护是研究支护结构与水土力学、周边环境条件、作业空间及工序、围护结构及土体变形的课题，工程地质及水文地质参数直接影响了工程的安全，决定了基坑工程的支护及开挖方式，可以说深基坑的研究课题可以等价为水土力学的研究课题。土体三项比例、物理状态会直接影响支护结构的安全，而基坑开挖同样会对土体的物理性质及指标产生影响，基坑开挖引起周边土体下沉及坑底隆起将导致土体的孔隙比和密度等指标发生变化，基坑降水导致土体含水率降低等，故此，基坑支护开挖过程中需特别重视施工对工程所在地土体的影响。
作用于支护工程的主要荷载为水土荷载及周边建构筑超载，土压力大小和分布主要受土体物理力学指标、地下水位、围护结构变形和支撑刚度等条件影响，水土压力的取值是否科学合理是决定设计方案成功与否、经济指标是否合理的最主要因数。
2.2.1 土压力类型
根据支护结构的大小和位移方向不同，存在三种不同状态的土压力[28]，分别为：静止土压力、主动土压力、被动土压力，如下图 2.2-1 所示：
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第三章 工程概况...................... 14
3.1 工程周边条件..................... 14
3.1.1 背景项目工程概况.......................14
3.1.2 背景项目既有车站及隧道工程概况........................14
第四章 基坑施工过程模拟分析.................................22
4.1 有限元软件介绍及本构模型的建立.........................22
4.2 计算参数...................... 25
第五章 基坑开挖对地铁结构安全性影响分析................39
5.1 对既有地铁结构影响的安全控制标准研究......................39
5.2 基坑开挖对既有秋水广场站结构总体位移的影响...........................41
第五章 基坑开挖对地铁结构安全性影响分析
5.1 对既有地铁结构影响的安全控制标准研究
基坑开挖会使临近既有车站结构发生局部变形，进而引发变形、结构损伤等风险，影响车站及隧道结构安全，因此，有必要提出相关的安全控制标准。现有判断准则如表 5.1-1 所示。
表中 5 个判断准则不完全独立，应变与应力二者需满足物理方程，而通过几何方程可以将应变与位移联系起来。位移相比应力可以更加直观地反映开挖施工对既有隧道结构及周围环境的影响，此外，既有车站结构刚度也是通过车站结构位移来判断的。
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第六章 结论与展望
6.1 结论
本文利用通用有限元分析软件 MIDAS-GTS，将嘉里南昌综合发展项目（二期）基坑、TRD 围护结构及秋水广场结构和地铁隧道进行整体建模，对嘉里南昌综合发展项目（二期）基坑施工过程进行了仿真分析，研究了嘉里综合体基坑开挖施工时对秋水广场站地铁结构及相邻隧道结构的水平和竖直位移影响；且就基坑开挖施工对车站及地铁隧道结构变形、附加应力和弯矩等影响进行了分析研究，得到以下主要成果和结论：
（1）嘉里南昌综合发展项目基坑开挖深 13.7m，基坑开挖面积约为 4463m2，地下水丰富，周边环境复杂，基坑邻近南昌地铁 1 号线工程秋水广场站及秋水广场站～地铁大厦站区间，距离秋水广场站 3 号出入口 8.1m～10.2m，距离秋水广场站～地铁大厦站区间 15.4m。本项目对地铁的影响属于特级，基坑安全等级为一级。
（2）通过对嘉里南昌综合发展项目基坑施工过程模拟，得到围护结构位移变化规律。围护结构 Y 方向最大位移为 25.63mm，靠近地铁侧的支护结构最大位移为17.66mm，计算结果满足规范要求，计算分析认为该围护结构型式是符合该基坑场地地层、水文等边界条件要求的。通过模拟结果与监测数据进行比对，发现两者之间的数据变化趋势基本一致，充分论证了有限元分析的合理性。
（3）基坑开挖会对车站结构及隧道及其周围建（构）筑物、市政管线等设施产生一定的影响，具体表现为：基坑开挖时受围护结构外水土压力作用，会造成围护结构发生一定侧向变形，造成靠近基坑
