随着城市建设的发展,基坑的平面规模越来越大,开挖深度也越来越深。板支撑、地下室逆作法等一些新方法、新技术被运用到深基坑工程中。传统的计算方法,如规范推荐的弹性地基梁法,在计算这些结构复杂、工况繁多的深基坑工程时,需引入过多的假定,计算结果不能反映基坑的空间效应和分段施工效应。针对这些问题,本文在查阅、整理国内外相关文献基础上,做了如下几方面的研究工作。 1.改进传统的平面计算方法 对传统的弹性地基梁法进行改进,使其适应于基坑支护结构的三维全过程分析;提出了协调的三维计算模型,采用空间杆件与平板单元取代了平面杆系单元;采用增量法模拟基坑的整个开挖过程;应用子结构法,对围护结构进行计算优化,提高程序的运行速度。 2.编制基坑三维全过程分析有限元程序并验证其可靠性 考虑分段施工影响和梁板式支撑的作用,编制基坑三维全过程有限元计算程序。为提高程序的通用性与可操作性,采用通用图形接口文件(DXF文件)作为程序输入输出文件,这既可发挥现有CAD软件强大图形编辑显示功能,又可大大简化本程序的前后处理工作;并通过将本文计算结果与现有软件计算结果的对比,验证程序的可靠性。 3.基坑支护结构的三维全过程分析的应用研究 利用本文的计算方法及程序,通过典型算例,对分段施工、板支撑、坑外不均匀堆载等因素的影响进行深入分析,得出规律性成果,为基坑支护结构的优化设计、施工顺序的合理安排提供计算依据;以西湖文化广场二期基坑工程为例,详细分析了整个基坑支护结构在施工全过程中的受力及变形性状,并将计算结果与实测资料相比较,进一步验证本文计算方法以及程序的可靠性。