董瀟

摘 要：隨著建筑業(yè)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，我國(guó)住建部對(duì)建筑的安全規(guī)定也越來(lái)越嚴(yán)格，同時(shí)我國(guó)的建筑方向?qū)W者對(duì)建筑基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的研究也不斷的加強(qiáng)，本文首先分析了目前我國(guó)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形的研究現(xiàn)狀，然后提出了目前研究過(guò)程中存在的一些問(wèn)題，然后針對(duì)這些問(wèn)題，提出了未來(lái)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形的發(fā)展方向，為今后的研究指明了方向。

關(guān)鍵詞：深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)；內(nèi)力變形；發(fā)展方向

一、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)介

根據(jù)建筑物的要求以及建筑物所在的地理位置，地下土質(zhì)的區(qū)別建筑物的基坑分為好多類(lèi)型，本文主要介紹深基坑，一般情況下，根據(jù)開(kāi)挖的深度，挖土的深度在4--6米之間時(shí)為稍深基坑，挖土深度在6--13米時(shí)為中深基坑，挖土深度在13--18米時(shí)為頗深基坑，18--23米的為甚深基坑，大于23--30米以上的基坑為特深基坑，大于30米的基坑為超深基坑。主要出現(xiàn)在建筑物為超高建筑或沿海的地質(zhì)條件不好的地區(qū)，支護(hù)結(jié)構(gòu)主要指的是：用于支護(hù)巖石或土壤坡度的支撐結(jié)構(gòu)，主要有：擋土板、擋土墻、樁、柱、錨桿等。為了施工過(guò)程中的安全，我們必須對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力以及變形進(jìn)行時(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，這是保證施工安全的重要保障，近幾年專業(yè)的施工技術(shù)在 這方面的研究也取得了很大的成果。

二、支護(hù)結(jié)構(gòu)與土（巖石）體之間的作用力

（一）土壓力，土壓力的產(chǎn)生主要是由支護(hù)結(jié)構(gòu)與基坑壁的土之間的相互作用，這個(gè)作用力需要在土石方工程設(shè)計(jì)中要慎重的考慮，在實(shí)際的施工準(zhǔn)備的過(guò)程中，技術(shù)人員往往只考慮了該作用力的被動(dòng)的、靜態(tài)作用力，實(shí)際的工程施工過(guò)程中，由于坑壁往往會(huì)堆積建筑材料或者部分的活荷載，導(dǎo)致基坑塌方，這是計(jì)算土壓力人員要特備注意的地方。

（二）接觸力，實(shí)際的工程支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)施時(shí)，往往部分支護(hù)結(jié)構(gòu)與坑壁之間的力不是連續(xù)不斷的，這樣在實(shí)際監(jiān)測(cè)的過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)誤差，因此就會(huì)對(duì)施工材料資源造成不合理的利用，嚴(yán)重的還會(huì)出現(xiàn)安全事故。因此我們?cè)趯?shí)際的分析中可以采用接觸力學(xué)分析法與數(shù)值分析法相結(jié)合，準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)出任何時(shí)刻的作用力大小。

三、內(nèi)力與變形的計(jì)算方法

基坑工程是一個(gè)比較系統(tǒng)要求比較高的工程，一般的分析方法不能夠全面的分析所有的因素對(duì)基坑工程造成的綜合效用，目前來(lái)說(shuō)比較先進(jìn)的方法為有限元方法，把整個(gè)的基坑視為一個(gè)空間結(jié)構(gòu)體系，綜合分析各種影響因素比如：開(kāi)挖的方式、進(jìn)度、支護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇等等，最后在進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形的分析，該方法將土和墻都劃分成了單元，土體還可以使用相對(duì)應(yīng)的本構(gòu)模型。

平面有限元，該方法把豎直面與水平面分開(kāi)，分別把影響基坑的因素離散成有限元單元，再根據(jù)施工的工況進(jìn)行模擬地基的應(yīng)力、應(yīng)變與位移狀態(tài)，其求解的過(guò)程和一般彈性力學(xué)有限元方法相似，而水平面分析的主要分析水平的撐錨體系，把豎直面分析所得的支撐反力當(dāng)做外荷載，并把支點(diǎn)位移當(dāng)作邊界條件來(lái)進(jìn)行計(jì)算。

四、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形研究

基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)是一個(gè)不斷變化的工程，隨著開(kāi)挖深度的不斷變化，支護(hù)結(jié)構(gòu)也在不斷的鞏固加深，各種新的構(gòu)件不斷的加入，這種變形體系的力學(xué)問(wèn)題我們只考慮一個(gè)狀態(tài)進(jìn)行分析，并且與進(jìn)行分析每次開(kāi)挖的增加的結(jié)果，這兩個(gè)分析結(jié)果存在著一定的差距，因此不難看出，基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)與挖坑深度是一個(gè)不斷變化的動(dòng)態(tài)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，開(kāi)挖深度與支護(hù)結(jié)構(gòu)之間的相互作用存在著相互的影響，而且二者額的贏像也在時(shí)刻的變化著，因此對(duì)內(nèi)力與變形的研究監(jiān)測(cè)就必須的不斷完善設(shè)計(jì)方案。

把超靜定問(wèn)題轉(zhuǎn)化成靜定問(wèn)題的極限平衡法不能夠全面的考慮變形對(duì)土壓力的影響，彈性地基礎(chǔ)梁法只不過(guò)是對(duì)平衡法進(jìn)行了稍加的改進(jìn)但是從根本上還是沒(méi)有解決該問(wèn)題，根本的原因就是兩種方法沒(méi)能夠把 支護(hù)結(jié)構(gòu)與坑壁環(huán)境視為一個(gè)整體進(jìn)行系統(tǒng)的研究，不能夠正確的反映土體與支護(hù)結(jié)構(gòu)之間的相互作用，更沒(méi)有考慮前文提到的基坑整體空間系統(tǒng)的概念。

五、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形研究大發(fā)展方向

（一）從前文的研究分析可以看出基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形是一個(gè)空間的三維整體效應(yīng)，因此在今后的研究中我們必須把基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)與周?chē)膸r土體視為一個(gè)整體系統(tǒng)性研究，必須用到三維的計(jì)算方法進(jìn)行研究，同時(shí)隨著城市基礎(chǔ)設(shè)施建筑群體的不斷增多，必須考慮的就是基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)周?chē)ㄎ锏挠绊憽?/p>

（二）對(duì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形三維系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法與計(jì)算參數(shù)非線性反演方法進(jìn)行研究。對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形實(shí)施動(dòng)態(tài)時(shí)刻的檢測(cè)，及時(shí)的收集分析土體的信息，通過(guò)反演方法及時(shí)的進(jìn)行計(jì)算監(jiān)測(cè)方法的修正，改進(jìn)新方法進(jìn)行預(yù)測(cè)下一時(shí)刻施工的狀況，做到動(dòng)態(tài)施工，及時(shí)的掌握下一時(shí)刻可能出現(xiàn)的情況，及早的做好支護(hù)防御措施，可見(jiàn)實(shí)施測(cè)三維動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是今后研究的重要方向。

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