１７４ 管理施工 城市道桥与防洪 ２０１３年４月第４期 最大支座弯矩为２８８ ｋＮｍ／ｍ，最大跨中弯矩为 １３９ ｋＮｍ／ｍ，加完道路荷载后，顶板的弯矩变化很 大，最大支座弯矩为４２８ ｋＮｍ／ｍ，最大跨中弯矩为 ５７４ ｋＮｍ／ｍ。 （３）对于中板，也是在有柱子部位，上面受拉； 在两根柱子中间的板，下部受拉。对于中板，开挖 完成时和施工完道路荷载后的弯矩几乎没有变 弹值逐渐减小，最终减为０．１ ｍｍ。从整体上看，开 挖使得顶板回弹值增大，降水使得顶板下沉，但下 沉值很小，可以忽略。 （２）中板回弹值随着开挖的进行，一直在增 大，当第七步开挖完成时，中板回弹达最大值为 ６．６ ｍｍ。随着底板和道路荷载的施加，中板最终下 沉了１．４ ｍｍ。 化，最大支座弯矩为１１１ ｋＮｒｎ／ｍ，最大跨中弯矩为 １０６ ｋＮｍ／ｍ。 （３）坑底的位移是随着降水开挖过程不断变化， １ １ ｌ ３ １ １ ６ ６ ６２＿２＿３顶板及中板的位移 表２为顶板、中板以及坑底回弹的最大值随 着施工进行的变化情况。 表２顶板、中板、坑底回弹值 降水使得坑底下沉，开挖使得坑底回弹。由此可 见，降水开挖的过程，对于土体是压密、回弹、再压 ●６ ７ ７ ７ ４ ２ ４ ４ １施工步骤 １．初始条件 ２．初始条件 ３．第一层降水 ４．第一层开挖 嚣 密、再回弹的连续过程。当第七步开挖完成时，坑 底回弹值为６９．２ ｍｍ。 ２ ０ ２．２．４地下连续墙的变形和弯矩 如图６所示，分别为地连墙在第三步开挖、第 五步开挖和第七步开挖后的水平位移和弯矩。钾 卯 ∞ １； ３； ９ ２ １ ３ ９ Ｏ ８ ２ ７ ４ ０ Ｏ ｌ ０ ７４ Ｏ弯矩／（ｋＮ＊ｔ／ｍ） １００ ０一轴０ Ｏ ５００ｉ０００１６００ ２００ ５．施作混凝土支撑 ６．第二层降水 ７．第二层开挖 ８．施作钢支撑 ９．第三层降水 １０．第三层开挖 １１施作顶板 ｌ２．第四层开挖 ｌ３．第四层开挖 １４．施作钢支撑 ｌ５．第五层降水 １６．第五层开挖 图６地连墙水平位移和弯矩变化曲线 从图６中可以看出： （１）地连墙的水平位移随着开挖的进行，不断 １７．施作中板 １ ８．第六层降水 ｌ９．第六层开挖 ２Ｏ．施作钢支撑 ２１．第七层降水 ２２．第七层开挖 ２３．施作底板 ２４．拆除钢支撑 ２５．施作二层墙 ２６．拆除钢支撑 ２７．施作一层墙 和道路荷载 增大，深度也不断增加。当第三步开挖完成后，地 连墙位移最大值为２８．３ ｍｉｌｌ，发生在１ｌｍ深度处； 当第五步开挖完成后，地连墙位移最大值为３ １．８ ｍｍ， 发生在１２．６ ｍ深度处；当第七步开挖完成后，地连 墙的最大位移为３３．４ ｍｍ，发生在１４．３ｍ深度处。 （２）地连墙的支座负弯矩发生在第一道钢支撑 处。随着开挖的进行，由于水平支撑设置较密，支 座负弯矩和跨中正弯矩的值变化不大，但跨中变 矩深度随开挖的进行不断加深。当开挖第三步时， 最大支座负弯矩为２２８ ｋＮｍ／ｍ，最大跨中弯矩为 ７６６ ｋＮｍ／ｍ，发生在深度９ ｍ处；当开挖第五步时， 最大支座负弯矩为２５１ ｋＮｍ／ｍ，最大跨中弯矩为 ９４７ ｋＮｍ／ｍ，发生在深度１１．２ ｍ处；当开挖第七步 时，最大支座负弯矩为２１９ ｋＮｍ／ｍ，最大跨中弯矩 为９５８ ｋＮｍ／ｍ，发生在深度１３．８ ｍ处。 从表２中可以看出： （１）顶板回弹值先增大，当中板施工时，顶板 下沉。随着开挖的进行，顶板回弹值再增大，最终 达８．１ ｍｍ。随着底板及道路荷载的施加，顶板回 ２０１３年４月第４期 城市道桥与防洪 管理施工 １７５ ２＿２．５柱轴力 表３为柱子轴力设计值随施工进行的变化睛况。 表３柱子轴力设计值（单位：ｔ） 从表３中可以看出： 随着开挖的进行，柱子轴力不断增大，其中第 三步与第四之间，第五步与第六步之间，柱子轴力 增加较大，主要是因为第三步之后和第五步之后， 结构顶板和中板施作，板自重使得柱子轴力增加 较大。另外，随着开挖的进行，柱子回弹会给柱子 增加一个附加轴力，这对柱子受力是不利的。 ２．２．６桩身轴力和侧摩阻力 图７为开挖完成后和施加道路荷载后，桩身 轴力变化曲线。从图７中可以看出，桩的轴力随深度 增加，先受压，后受拉，最大拉力为２ ８３０ ｋＮ，轴力 为先减小后增大，桩身上部受正摩阻力的作用，下部 受负摩阻力的作用，桩身受拉压交界在深度１２ ｍ处， 当道路荷载施加完成后，桩身轴力变为全部受压。 ３结论 本文利用大型有限元软件ＡＢＡＱＵＳ针对海河 ５０００ ０ ５０００ １００００ 一０ Ｕ ／ｉ’ ， ／ ，／ ， 越 ｌ 嫩 ｊ ～ｌ Ｉ ● Ｉ 一 Ｉ Ｉ 图７桩身轴力变化曲线 隧道岸边段深基坑的开挖进行了全过程的模拟分 析，揭示了支护结构在基坑开挖、降水等因素影响 下的受力及变形情况，对优化工程设计，确保施工 安全，节省工程造价等方面起到了积极的作用，同 时也为施工过程中的第三方监测提供了最为详尽 的依据。 参考文献 ［１】邹宏伟．隧道基坑施工对围护结构及临近建筑变形的影响分析【Ｊ】＿ 四川建筑，２０１２，３２（３）：１２５—１２８． ［２］钟涛．隧道基坑支护工程地质分析和方案设计【ＪＪ．城市勘测，２０１２ （２）：１７０—１７２． 【３】李斯海，张玉军．深基坑开挖与支护过程的平面有限元模拟［Ｊ１． 岩石力学与工程学报，１９９９，１８（０３）：３４２—３４５ ［４】池秀文，付涛，潘杰麟，林驰，汪淑平，蔡光煌．武汉首义广场隧 道基坑支护与监测ＩＪ］．施工技术，２０１１，４０（３４１）：６４—６６．