陳旭元

摘 ?要：基坑工程是一項(xiàng)綜合技術(shù)工程，不僅涉及到力學(xué)分析問(wèn)題、鋼結(jié)構(gòu)支護(hù)問(wèn)題、地質(zhì)分析問(wèn)題，還要對(duì)土層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及土與支護(hù)結(jié)構(gòu)的相互作用進(jìn)行全面的分析?；诖?，該文主要介紹土與支護(hù)結(jié)構(gòu)相互作用，探討建筑工程當(dāng)中基坑工程的支護(hù)問(wèn)題，逐漸提高飽水軟土地區(qū)支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并從定量分析的角度，探討支護(hù)結(jié)構(gòu)的相互作用，以提高整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性程度。

關(guān)鍵詞：基坑工程 ?支護(hù)結(jié)構(gòu)相互作用 ?邊坡穩(wěn)定性

中圖分類號(hào)：TU43 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）10（c）-0045-02

從目前基坑工程的進(jìn)展情況來(lái)看，其覆蓋范圍越來(lái)越廣，涉及到多種建筑技術(shù)、工程技術(shù)。由于我國(guó)處于多種版塊運(yùn)動(dòng)的交界地帶，很多地區(qū)土層結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因而在實(shí)際的建筑工程施工過(guò)程當(dāng)中，主要采用支護(hù)基坑技術(shù)進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域的施工。

1 ?基坑工程中途與支護(hù)結(jié)構(gòu)的相互作用

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，工業(yè)化與城市化進(jìn)程不斷加快，高層建筑不斷涌現(xiàn)。智慧城市與智能建筑的發(fā)展，對(duì)于建筑工程的要求越來(lái)越高，因而很多企業(yè)在進(jìn)行基坑工程施工的過(guò)程當(dāng)中，不斷學(xué)習(xí)國(guó)外的先進(jìn)支護(hù)技術(shù)，在進(jìn)行一些難度比較大，土層結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的基坑工程過(guò)程當(dāng)中，利用穩(wěn)定性分析方法，對(duì)土與支護(hù)結(jié)構(gòu)的相互作用進(jìn)行系統(tǒng)分析，探尋典型性強(qiáng)度破壞原因，探討最大基坑的變形問(wèn)題，等等。

除此之外，技術(shù)人員還運(yùn)用加固結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，對(duì)于深基坑施工過(guò)程當(dāng)中的一些特殊結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力分析，尤其是分析土與支護(hù)結(jié)構(gòu)之間的相互受力關(guān)系，運(yùn)用更加專業(yè)的儀器設(shè)備，對(duì)于支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行智能傳感檢測(cè)，通過(guò)硬件技術(shù)與軟件技術(shù)的提升，促進(jìn)深基坑施工工程得到迅速發(fā)展。

2 ?基坑工程中邊坡穩(wěn)定數(shù)值分析技術(shù)的應(yīng)用

深基坑施工工程屬于巖土工程的一個(gè)經(jīng)典分析類目，在建筑行業(yè)當(dāng)中有著非常廣泛的應(yīng)用。通過(guò)對(duì)深基坑工程的細(xì)土研究，我們可以計(jì)算穩(wěn)定性分析問(wèn)題，找尋在不穩(wěn)定土層施工過(guò)程當(dāng)中的一些影響因素，通過(guò)全面監(jiān)測(cè)與系統(tǒng)分析，逐漸提高建筑工程的穩(wěn)定性系數(shù)，不斷推進(jìn)深基坑工程技術(shù)的發(fā)展。

2.1 土與支護(hù)結(jié)構(gòu)接觸面分析

在深基坑土與支護(hù)結(jié)構(gòu)接觸面的切向本構(gòu)關(guān)系分析當(dāng)中，技術(shù)人員主要采用雙曲線非線性彈性模型，對(duì)于土與支護(hù)結(jié)構(gòu)的相互作用關(guān)系，進(jìn)行系統(tǒng)剛塑性判斷。

這種判斷方式優(yōu)于傳統(tǒng)的雙曲線非線性判斷模型，可以更準(zhǔn)確地表達(dá)出土與支護(hù)結(jié)構(gòu)之間的塑性流動(dòng)變形情況。通過(guò)這種非線性彈性模型，構(gòu)造出一個(gè)新的剛塑性模型計(jì)算關(guān)系。更加直接地反映出土與支護(hù)結(jié)構(gòu)之間接觸面的變形破壞機(jī)理，從而為后期的模擬結(jié)構(gòu)，提供有效的數(shù)據(jù)支撐。利用這種接觸面的計(jì)算力學(xué)模型，可以將深基坑工程當(dāng)中，無(wú)厚度接觸面單元和有厚度接觸面單元進(jìn)行拆分計(jì)算，從而提高整個(gè)相互作用分析的精準(zhǔn)化程度。

2.2 巖土工程存量計(jì)算

在實(shí)際的深基坑工程當(dāng)中，工作人員需要對(duì)巖土工程的存量情況進(jìn)行計(jì)算，尤其是土與支護(hù)結(jié)構(gòu)接觸面的物理線性計(jì)算與雙重線性計(jì)算。目前，主流的方法是采用非線性數(shù)值解法，對(duì)于土工雙重非線性問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化模型分析，通過(guò)比較數(shù)值分析方法、穩(wěn)定性挖掘分析方法，形成一套比較穩(wěn)定的邊坡分析模型，從而計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度折減彈性。通過(guò)這種非線性數(shù)值解法，對(duì)土工雙層線性問(wèn)題進(jìn)行廣義上面的擴(kuò)散，從而進(jìn)行更加精準(zhǔn)的邊坡穩(wěn)定性評(píng)判。

技術(shù)人員可以采用天然邊坡、人工切坡的分類模式化計(jì)算方法，對(duì)于穩(wěn)定性分析進(jìn)行合理化測(cè)算。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程當(dāng)中，支護(hù)結(jié)構(gòu)上安裝的智能傳感器上傳的一些廣義塑性分布區(qū)域數(shù)據(jù)，來(lái)進(jìn)行流程的優(yōu)化與系統(tǒng)穩(wěn)定性分析的升級(jí)。

2.3 計(jì)算程序的編寫(xiě)

目前在土與支護(hù)結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定數(shù)值計(jì)算的過(guò)程當(dāng)中，主要采用C++程序進(jìn)行語(yǔ)言對(duì)象的編寫(xiě)，通過(guò)這種理想塑性接觸面模型的繪制，實(shí)現(xiàn)土工雙重非線性問(wèn)題的有限元參數(shù)分析。

這種程序語(yǔ)言具有較強(qiáng)的前后數(shù)值處理能力，可以與大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)結(jié)合在一起，運(yùn)用彩色的等值線，繪制出三維動(dòng)態(tài)展示模型，同時(shí)，通過(guò)這種基坑開(kāi)挖與支護(hù)變形分析，還可以全面地掌握土與支護(hù)結(jié)構(gòu)相互之間的工程力學(xué)關(guān)系，通過(guò)施工與加載過(guò)程當(dāng)中各種物理變化量的優(yōu)化計(jì)算，提高整個(gè)計(jì)算的準(zhǔn)確能力與數(shù)值分析精確性。

2.4 數(shù)值分析的注意要點(diǎn)

在進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程當(dāng)中，工作人員要結(jié)合基坑結(jié)構(gòu)的具體支護(hù)條件進(jìn)行系統(tǒng)分析。

2.4.1 提高安全保障性能

大部分基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)都是臨時(shí)的，在進(jìn)行搭建的過(guò)程當(dāng)中，安全儲(chǔ)備的數(shù)值通常比較小，具有很大的不確定性風(fēng)險(xiǎn)因素。在進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程當(dāng)中，工作人員要保障所有的應(yīng)急處理設(shè)施到位，在發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的情況下，可以第一時(shí)間搶救人員與設(shè)備，保障檢測(cè)的數(shù)據(jù)安全有效，并通過(guò)合理的備份方式，提高整個(gè)數(shù)據(jù)分析的自動(dòng)獲取能力。

2.4.2 流動(dòng)性分析

基坑工程具有非常強(qiáng)的區(qū)域性與流動(dòng)性，不同的地區(qū)適應(yīng)的分析方法差別很大，因而技術(shù)人員要根據(jù)工程地質(zhì)的具體條件、水文條件、氣候條件等，設(shè)計(jì)合理的基坑工程檢測(cè)辦法，尤其是對(duì)于基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)分析，掌握所有的施工與開(kāi)挖方式，是否與目前的計(jì)算模型相匹配，不可以生搬硬套其他基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析方法。

2.4.3 綜合性分析

基坑工程是一項(xiàng)涉及方面非常廣的綜合性工程，技術(shù)人員在進(jìn)行測(cè)算的過(guò)程當(dāng)中，不僅要掌握系統(tǒng)的巖土工程知識(shí)，還要對(duì)整個(gè)建筑工程的結(jié)構(gòu)問(wèn)題、材料問(wèn)題、地址問(wèn)題、設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行全面的掌控，通過(guò)設(shè)計(jì)圖紙與建筑工程數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中的一些具體項(xiàng)目進(jìn)行全面的分析，從而綜合得出優(yōu)化結(jié)論。

2.4.4 土壓力分析

土壓力計(jì)算是基坑設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中的關(guān)鍵性問(wèn)題，目前建筑工程采用的主流土壓力計(jì)算方式是郎騰土壓力理論和庫(kù)倫土壓力理論，這兩種壓力計(jì)算方式，分別適應(yīng)于不同的實(shí)際基坑工程情況[3]。在具體計(jì)算的過(guò)程當(dāng)中，工作人員要從地基強(qiáng)度、水壓力角度進(jìn)行全面的挖卸載影響參數(shù)分析、充分考慮墻面摩擦力、被動(dòng)土壓力等，在必要的時(shí)候，可以采用靜力平衡方法、等值梁法等相關(guān)解析方法，對(duì)于基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的裝結(jié)構(gòu)、板結(jié)構(gòu)、管結(jié)構(gòu)、墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行模塊式土壓力分析計(jì)算。

2.4.5 土與支護(hù)結(jié)構(gòu)相互作用分析

應(yīng)用有限元分析方法，采用連續(xù)計(jì)算方式，在基坑開(kāi)挖的過(guò)程當(dāng)中，將土體與支護(hù)結(jié)構(gòu)作為一個(gè)連續(xù)的整體來(lái)進(jìn)行數(shù)值的計(jì)算，整體上計(jì)算土體與支護(hù)結(jié)構(gòu)的開(kāi)挖荷載能力、支撐能力、錨固能力以及在開(kāi)挖過(guò)程當(dāng)中，受到的不同方向的外力。將這個(gè)整體的彈塑性體進(jìn)行全面的二次規(guī)劃，通過(guò)非連續(xù)問(wèn)題轉(zhuǎn)換方法，對(duì)于計(jì)算過(guò)程當(dāng)中土與結(jié)構(gòu)的接觸面進(jìn)行優(yōu)化測(cè)試。

3 ?結(jié)語(yǔ)

綜上所述，土與支護(hù)結(jié)構(gòu)的相互作用以及邊坡穩(wěn)定性分析，是目前基坑工程當(dāng)中的重要項(xiàng)目。從該文的分析可知，研究數(shù)值的計(jì)算，有利于從精細(xì)化的角度看待目前基坑工作的施工要求變化。因而，我們要加強(qiáng)基坑監(jiān)測(cè)過(guò)程當(dāng)中的數(shù)值分析與數(shù)據(jù)計(jì)算，提高基坑工程的精細(xì)化程度。

參考文獻(xiàn)

[1] 李偉.高層建筑施工中深基坑支護(hù)施工管理的相關(guān)對(duì)策[J].建材與裝飾，2019（19）：122-123.

[2] 羅振宇，李春清，曾凡靜.基于ABAQUS基坑支護(hù)數(shù)值模擬與實(shí)測(cè)數(shù)值研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（20）：44-45.

[3] 廖霖.土與支護(hù)結(jié)構(gòu)相互作用及邊坡穩(wěn)定性分析[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2016（31）：96-97.