基坑开挖实际上是一个坑内土体卸荷的过程。传统的基坑分析计算方法没有考虑开挖卸荷的影响,因而也不能全面反映基坑的空间效应。大量的工程监测数据表明,基坑变形的实测值一般较理论计算值大,这一现象与忽略了基坑开挖导致的瞬时卸荷变形有关。此外,现有的基坑计算方法中,被动区土体水平抗力系数通常按照基床系数“m”法确定,m的取值易受人为经验的干扰。本文开展了考虑卸荷影响的基坑三维计算理论研究,其主要内容包括:1.用在开挖面上施加负附加应力的方式来模拟基坑开挖卸荷,得到了卸荷应力和卸荷变形的计算表达式,并对条形基坑和矩形基坑坑内土体的卸荷应力、卸荷变形、变形模量的分布进行研究。结果表明,当满足一定条件时矩形基坑可以简化为条形基坑来计算卸荷应力;而在开挖卸荷作用下,坑内土体一般发生瞬时水平收缩变形;卸荷变形模量与坑内土体任一点的应力状态有关,对于本文所研究的软土,其数值一般大于压缩模量,且基本上随着土层深度的增加而增大;对于条形基坑,土体的切向变形模量一般小于法向变形模量。2.在前人试验研究的基础上,推导了不同卸荷比下考虑卸荷影响的土体水平抗力系数表达式,从而可以利用室内试验数据获得水平基床系数,较好的消除了按“m”法经验取值的影响。3.将围护结构变形分为两个阶段:开挖瞬时卸荷作用阶段和主被动区水土压力差作用阶段。考虑卸荷应力路径对坑内土体水平抗力系数以及开挖卸荷对基坑瞬时变形的影响,研制了能够考虑卸荷影响的基坑三维分析程序。4.针对典型基坑算例,分别运用本文程序和现有方法进行分析,通过对两者计算结果的比较,分析了开挖卸荷对基坑支护结构性状的影响,发现考虑卸荷影响时基坑围护结构变形增大15%以上,而对其内力影响较小;卸荷效应对位于基坑角部附近的支护结构影响大,而对各边中部附近影响较小。当开挖深度相同时,基坑平面尺寸越大,围护桩最大位移越大,而且桩端位移越明显,因此对周围环境的影响也越大。