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深基坑支护是与土密切相关的工程,在上海等软土地区,土具有明显的流
变特性,时间效应表现得极为明显。减少基坑的暴露时间能有效的控制围护结
构的位移,已成为岩土工程界的共识。如果能在工程设计中,充分考虑每个工
况所用的时间,缩短支护结构的施工周期,就能大大降低工程费用,。
本文采用有限差分法,该方法在解决富含节理和大变形的岩土工程问题具
有较明显的优势。应用功能强大的岩土工程分析软件Flac,建立了实用的二维分
析模型。在该模型中,土体采用Burger蠕变—粘塑性模型,不仅考虑了土的弹
塑性力学性能,也考虑土的蠕变、应力松弛等流变性能;围护结构采用桩单元,
可以有效的模拟围护桩的弯曲以及桩土之间的接触作用;考虑了水土的耦合作
用,并模拟了降水过程。同时,较详细的介绍了该模型中各种材料参数的确定
方法,并尽量采用工程设计中常用的参数和一些简单实用的方法。
接着,本文应用该模型分析了复旦大学光华楼和西部大厦的深基坑支护结
构。复旦大学光华楼和西部大厦工程规模、地质情况和周边环境相近,围护结
构相同,主体开挖深度前者(9.30m)比后者(8.05m)深。但是复旦大学光华
楼采用的是一道混凝土支撑系统,而西部大厦采用的是两道混凝土支撑系统。
分析结果和监测数据能较好的吻合。
数据分析表明,两个工程的围护结构的最大位移相当,且都在规范的范围
内,这说明在一定开挖深度条件,合理的进行设计,在不降低安全度的前提下,
采用一道支撑比采用两道支撑可以节约工期。工程实践也表明,在深基坑设计
中考虑时间效应,可以缩短工期,减少工程造价,具有明显的经济效益。
当然,本文主要分析的是开挖深度在8~9.5m之间的情况,开挖深度更深
时采用几道支撑需进一步研究,但其方法和结论对软土深基坑的设计与开挖有
着较为重要的理论意义和实践价值。
关键词:深基坑支护 时间效应 有限差分法 Flae Burger蠕变—粘塑性模型
桩单元 水土耦合 复旦大学光华楼 西部大厦