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［摘要］以某基坑支護結構為例，計算基坑施工過程的受力形為及安全的其他影響因素。結果表明：當基坑開挖過程中，受力與變形隨非線性增加；同時受汽車、起重機、堆土等偏荷載影響，施工過程基坑左右受力與變形差異較大；其中堆土方式影響最大，當一邊堆土時樁體產生的最大正應力大于樁體屈服強度，而且位移量比較大，基坑可能發生失穩；考慮兩邊堆土時，樁體產生的最大正應力位移量明顯減小；最后考慮地下水后除土體最大橫向位移外，其他的應力、位移變化相差不大，說明基坑安全所受地下水位的影響有限。

［關鍵詞］基坑支護；安全影響因素；有限元模擬；施工過程

基坑支護結構的主要作用是支撐土壁，防止支護結構破壞、土體失穩或過大變形對基坑周邊環境及地下結構影響[1]。影響基坑支護安全因素主要是多方面的[2]，例如由于設計上沒有明確基坑開挖與支護過程導致施工的隨意性，基坑荷載取值與實際的不一致，基坑的地質條件與土體的力學參數取值不合理，沒有考慮地下水影響等均有可能導致基坑支護的破壞。本文以某綜合管廊基坑支護為工程背景，通過施工過程模擬，合理荷載與邊界（地質）條件取值以及地下水的影響，分析其基坑支護安全性，為類似的工程提供參考。

1工程簡介

某工程基坑寬5~7m，坑底距地面6~8m，在兩側坑壁的兩側埋入17~22m的拉森六型鋼板樁，在距地面0.500m以及2.000m深的地方垂直于鋼板樁放置2道250mm×250mm工字鋼圍檁，平行于鋼板樁兩端各放置2道直徑為300mm，厚度為10mm的圓管對撐。

2模型建立

為了分析基坑在開挖后土體以及鋼板樁的位移變化，橫撐及鋼板樁的受力情況。現模擬基坑開挖建立有限元模型，取其最不利基坑寬7m，基坑深8m，坑壁各向左右延伸20m，拉森鋼板樁埋深17m并高出地面0.500m，兩道7m長橫撐分別布設在距離原地面標高0.500m，2.000m處。由于拉森鋼板樁截面的特殊性，按照其截面慣性矩將其換算成工字型截面以方便計算。換算后拉森鋼板樁工字形截面輸入參數可為寬35cm，高40cm，腹板厚2.6cm，翼緣板厚1.8cm。

3計算工況與分析結果

3.1施工過程工況模擬

基坑左側為道路，而右側靠近河流，基坑模型的荷載分布并不對稱。根據實際施工情況，在基坑左側距坑側0~8m地面上根據挖土量逐漸放置堆土荷載，開挖0.5m，開挖2m，開挖完成后的堆土荷載分別為70kN,280kN,1120kN，在距坑側10~12m處設置的200kN的汽車–20交通運行荷載。為了考慮施工時挖掘機挖土，在距坑側0~2m處設置200kN的挖土車輛施工荷載，在挖土結束后，考慮起重機及管廊的重量，在距坑側0~2m處設置600kN的起重機管廊荷載。為了計算方便，將其換算成平均作用壓強（表1）。施工過程模擬按照開挖順序分3種工況建立其模型，分別為在開挖0.5m并設置一道橫撐（工況1），開挖2m并設置第二道橫撐（工況2）和開挖到基坑底（工況3）。

3.2其他因素影響模擬

3.2.1不同的堆土方式為了參考堆土對基坑的影響，將不堆土的情況進行了計算。

3.2.2考慮地下水基于之前相同的荷載情況和模型開挖情況，按兩邊堆土情況對地下水位以上土層予以0.8的強度折減，其折減后的材料。

4結束語

本文以基坑支護結構為例，通過分析基坑的影響因素，計算與分析結果如下。（1）隨開挖深度的增加，土體、樁、橫撐的位移與應力呈明顯非線性的增長，最不安全的情況出現在坑底。（2）由于施工偏載作用，樁體產生的最大正應力大于樁體屈服強度，且位移量比較大，基坑可能發生失穩。（3）偏載作用中影響最大為堆土方式，考慮兩邊堆土時，樁體產生的最大正應力位移量明顯減小。（4）考慮地下水后，除土體最大橫向位移外，其他的應力、位移變化相差不大，地下水位對基坑的安全的影響較為有限。

參考文獻

[1]張延記，花力臻.建筑基坑支護工程安全的影響因素分析[J].中外建筑，2016（4）：122–123.

[2]李宏遠.淺析基坑支護與基坑安全[J].建筑知識，2016（3）：1–2.

作者：童陳 單位：湘潭地產集團經營有限公司