深基坑支護(hù)體系凍脹變形數(shù)值分析

李 闖 劉曉兵 劉文杰 梁 文

（中國建筑第七工程局有限公司，河南鄭州 450000）

0 引言

隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快，各地都建立了許多規(guī)模較大的住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)。但是，城市的土地資源是有限的，為了充分利用土地資源，在大型建筑物下構(gòu)建地下商場、停車場已經(jīng)成為城市建筑必不可少的環(huán)節(jié)，并且地下空間利用的深入也在不斷增加，即工程的基坑深度很深［1-2］。此外，我國的凍土部分區(qū)域十分廣泛，東北、華北、西北地區(qū)均為季節(jié)性凍土區(qū)域，且凍土深度較大［3］。當(dāng)基坑長期暴露在低溫環(huán)境中，土體凍脹很可能引發(fā)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形，甚至造成基坑坍塌。為此，研究土體凍脹條件下的深基坑支護(hù)變形對于冬季施工安全具有重要意義［4］。

在工程實(shí)踐過程中，單純依據(jù)工程監(jiān)測數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)土體凍脹規(guī)律的方法存在監(jiān)測效率低、監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率低的問題。并且，受到不同地域自然條件的限制，其分析結(jié)論局限性很大，難以推廣。隨著計(jì)算仿真技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外均已開始利用數(shù)值模擬技術(shù)計(jì)算土體凍脹對深基坑支護(hù)體系的影響，并取得了很多成果。基坑支護(hù)體系的土體凍脹變形是溫度場、位移場等多個場耦合的結(jié)果［5］。基于此，有限元分析法被廣泛應(yīng)用于基坑支護(hù)的土體凍脹變形模擬。文獻(xiàn)［6］基于有限差分法，建立了防凍脹水泥桿和基坑土層的傳熱耦合模型，模擬的土體凍脹的邊界條件。文獻(xiàn)［7］分析了土體凍脹條件下的排樁凍土墻圍凍脹力及的產(chǎn)生機(jī)理，并提出卸壓孔法以降低排樁水平凍脹力。……