关键词：基坑；基坑支护；连续墙；稳定性评估
中图分类号：TU475
1 引言
地下连续墙适用于软土或沙土等要求高的场地，最大的优点是防水效果好、结构安全性高，可与地下室侧墙结合施工，整体性好， 但是连续墙基坑支护在施工过程中的力学性能却较为复杂和有争议。国内外学者对连续墙施工模拟进行了一些列研究，如Fang Y Sm, HO Ying-chieh等都提出了自己的见解，各学者尤其对连续墙施工过程中的力学性能较为关心。本文采用Midas建立了三维基坑施工阶段研究模型，采用连续墙和内支撑的组合方案，采用强度折减法分析了施工过程中各种工作状况下的基坑的应力和应变情况，对连续墙施工过程进行了力学模拟，对基坑稳定性进行了研究和评估。
2 工程概况及建模
本三维基坑支护体系选择地下连续墙+内支撑方案。基坑开挖深度为18m，基坑长22m，宽12m，为矩形基坑。在基坑四个角部采用角撑，在横向采用对撑，支撑梁截面B×H =900×700mm；土体分为粘土层和风化岩两种，其中粘土层弹性模量E取6e4 kpa，粘聚强度取45kpa，内摩擦角取12°，土体重度=18KN/m3，饱和重度=22KN/m3，泊松松比取0.35；第二个界面为风化岩，弹性模量E取3.4e45kpa，粘聚强度取65kpa，内摩擦角取40°，岩土体重度=22KN/m3，饱和重度=21KN/m3，泊松比取0.3。地下连续墙采用现浇钢筋笼混凝土注，施工中按照地下连续墙施工工艺及工序，墙的厚度为750mm。三维基坑模型如图1、2所示。
3施工阶段模拟及力学稳定性评估
基坑开挖过程分为：初始地应力→地下连续墙施工→开挖1→施工第一道撑→开挖2→施工第二道撑→开挖3→地板浇注。在每个施工阶段完成后，其位移、内力和应力都相应地发生变化。
连续墙在各个情况下的受力情况也较多，故选取X方向的内力做为参考对象。连续墙X内力如图3、4所示。
对比看出，连续墙X方向最大内力区发生在与横向支撑相交的局部区域，呈现抛物线行分布特征。
4 结 论
本文运用Midas-GTS建立了三维基坑施工阶段计算分析模型，该基坑采用地下连续墙+内支撑的支护体系，施工过程分为开挖1、 加撑1并开挖2、加撑2并开挖3共3个施工阶段。运行分析后，查看了各个施工阶段基坑在X、Y和Z方向上位移变化，内支撑内力和应力，地下连续墙内力和应力变化情况。选取各工况下位移变化、内支撑Fy、My变化和地下连续墙X方向内力分布情况，得到如下结论：
1）支撑内力Fy在横向对撑端部左右两端力的方向发生变化，且值较大；My较大截面分布在对撑端部和跨中部位，端部承受较大的压应力，中部有向上的挠曲变形，在施工过程中应予以注意。
2）连续墙X方向最大内力区发生在与横向支撑相交的局部区域，呈现抛物线行分布特征，可为连续墙基坑工程设计研究提供较好的借鉴。
参考文献
[1]TERZAGHI K. Theoretical soil mechanics[M]. New York：John Wiley and Sons, 1943: 66－76.
[2] 王立国, 王志凯. 考虑土拱效应的挡土墙被动土压力分析[J]. 水利与建筑工程学报, 2010, 8(4): 146－149.
作者简介：吴猛，男，1983年生，湖北黄冈人，高级工程师。
论文作者:吴猛
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年19期
论文发表时间:2019/12/5
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