Page 145 - 基坑边坡支护设计与施工管理

第三章 基坑边坡支护施工技术及稳定性分析

在本次模拟中，基坑开挖水平影响范围取基坑边界以外 50m 范围，影响深度取
至地面以下 60m，满足大于两倍立柱深度和三倍基坑深度的要求。
运用 Auto CAD 绘图软件绘制基坑外轮廓以及内支撑的布置平面图，外围的

矩形即此次模拟基坑开挖的影响范围。绘制完成后在软件内导入此图，检查无误
后即可以此为基础开始建立三维模型。
（1）构建几何模型
通过扩展线框将外围矩形线框和基坑外边线向下扩展，分别得到模型整体和

基坑开挖部分的实体，通过布尔运算删去两者重合部分。在工作面上画出一个比
矩形外框稍大的平面，按计算好的间距向下进行不均匀复制，以这些平面对已有
的两块实体分别进行分割，得到代表不同土层的实体。选定矩形线框内部所有线
段向下移动到第一道支撑的深度，即为第一道支撑和冠梁；随后向下复制得到第

二道支撑和腰梁。选中钢立柱所在位置的节点向下扩展成代表立柱和立柱桩的线。
选中矩形线框，向下复制一次至初始水头位置。
通过自动连接将各个实体之间重复的面删去，保留共享面，保证实体之间（土
层之间）的耦合；通过印刻功能将实体中代表立柱和立柱桩的线单元嵌入土体中，

保证嵌入的线单元与实体（桩与土体）之间的耦合；将模型外表面上代表初始水
头的线框同样印刻至模型上，便于后期选取初始水位线。
（2）定义材料与属性
受基坑开挖影响的土层主要有① 1 回填土、① 3 素填土、②粘土、③粉质粘

土、④ 1 粘质粉土、④ 2 粉砂、⑤ 1 粉质粘土、⑥粘土、⑦ 1 粉质粘土、⑦ 2 粉
质粘土。各土层采用修正莫尔 - 库伦本构，定义为各向同性材料。
围护墙、内支撑、冠梁、腰梁、立柱桩均设为混凝土材质，格构柱为钢立柱。
模型中的混凝土和钢材按实际设定，工程中均采用 C30 等级的混凝土和 Q235B

号钢材。
实际工程中，基坑南侧围护结构采用直径 1000mm 的钻孔灌注桩，间隔
200mm（净间距）排布；其他区域采用直径 900mm 的钻孔灌注桩，间隔 200 排布。
建立模型时，将钻孔灌注桩按刚度等效原则转换为地下连续墙结构（板单元），

设钻孔灌注桩的桩径为 D，桩间净距为 t，则单根桩就等效为长（D+t）的地下连
续墙结构。
第一道内支撑（内有栈桥部分）、第二道内支撑、冠梁、腰梁、立柱和立柱

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