徐中華，李 靖，翁其平，李煜峰,3，王衛(wèi)東

(1.華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司上海地下空間與工程設(shè)計(jì)研究院，上海 200002；2.上?；庸こ汰h(huán)境安全控制工程技術(shù)研究中心，上海 200002；3.同濟(jì)大學(xué)地下建筑與工程系，上海 200092)

0 引言

隨著我國地下空間開發(fā)向更深方向發(fā)展，城市中已經(jīng)出現(xiàn)了深度達(dá)50～60m甚至以上量級的超深基坑工程[1]。大深度地下空間的開發(fā)面臨著更為復(fù)雜的地質(zhì)條件，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)所受水土壓力成倍增加，進(jìn)而增大了基坑實(shí)施過程中的風(fēng)險(xiǎn)。與此同時(shí)，以上海為代表的特大城市，建(構(gòu))筑物密集、地下管線眾多、交通網(wǎng)絡(luò)縱橫，環(huán)保要求極高，進(jìn)一步增加了大深度地下空間開發(fā)的難度。中心城區(qū)超深基坑工程對理論研究、設(shè)計(jì)與施工提出更多挑戰(zhàn)。

從目前的工程實(shí)踐來看，圓筒形結(jié)構(gòu)由于其良好的受力特性，近年來已成為大深度基坑工程的一種有效支護(hù)形式，并越來越多地得到應(yīng)用[2-5]。圓形深基坑在設(shè)計(jì)上遇到的首要問題是采用何種方法進(jìn)行合理的內(nèi)力和變形分析。顯然，圓形基坑的受力和變形不同于一般的方形基坑或長條形基坑，基坑規(guī)范中推薦的常規(guī)基于平面應(yīng)變條件的彈性抗力法難以考慮圓形基坑的空間效應(yīng)，不能滿足圓形基坑的設(shè)計(jì)要求，必須采用三維分析方法進(jìn)行分析[6]。

本文結(jié)合上海中心城區(qū)蘇州河段深層排水調(diào)蓄管道系統(tǒng)工程中挖深超過50m的超深圓形豎井基坑，提出了適合于圓形深基坑分析的三維m法，特別是針對圓形地下連續(xù)墻的合理剛度取值進(jìn)行了反演分析，然后應(yīng)用于云嶺西和苗圃兩個(gè)超深豎井的分析中，并與實(shí)測結(jié)果進(jìn)行了對比分析，驗(yàn)證了方法的合理性，為超深圓形基坑分析提供借鑒。

1 圓形基坑計(jì)算分析方法

1.1 圓形基坑空間效應(yīng)

圓形基坑中的圓筒形地下連續(xù)墻存在水平拱和豎向梁兩個(gè)承力體系的作用，即其受力和變形具有明顯的空間效應(yīng)。王衛(wèi)東等[7]針對上海世博500kV地下變電站圓形深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)測資料進(jìn)行深入總結(jié)歸納，發(fā)現(xiàn)圓形基坑由于環(huán)箍效應(yīng)的存在，地下連續(xù)墻以環(huán)向受壓為主、豎向受彎為輔。上海地區(qū)大量基坑工程實(shí)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，一般形狀基坑地下連續(xù)墻最大側(cè)移范圍為0.1%H～1.0%H(其中H為基坑開挖深度)，平均值約為0.42%H[8]；而圓形基坑地下連續(xù)墻最大側(cè)移一般小于0.1%H，平均值約為0.05%H[9]。圓形基坑地下連續(xù)墻側(cè)移變形遠(yuǎn)小于一般形狀基坑工程的變形，這也說明圓形基坑空間效應(yīng)顯著。

1.2 圓形基坑計(jì)算方法對比分析

1)平面彈性抗力法 現(xiàn)行JGJ 120—2012《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》[10]和上海市DG/TJ08—61—2018《基坑工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》[11]均推薦采用平面彈性抗力法(見圖1)來計(jì)算基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)受力變形，但該方法無法反映圓筒形圍護(hù)結(jié)構(gòu)的空間受力特性，對支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)產(chǎn)生如下后果：①平面問題中，連續(xù)墻主要表現(xiàn)為沿豎向的受彎構(gòu)件，計(jì)算得到的彎矩值較大，在這種受力狀態(tài)下勢必采用大厚度或高配筋率；②由于忽視了連續(xù)墻環(huán)向抵抗外側(cè)土壓力的能力，計(jì)算得到的支撐軸力、連續(xù)墻剪力等必然偏大；③不考慮連續(xù)墻環(huán)向壓力，也就忽視了連續(xù)墻結(jié)構(gòu)的環(huán)向受力強(qiáng)度與穩(wěn)定性問題，不利于對連續(xù)墻受力的全面認(rèn)識與設(shè)計(jì)安全。

圖1 平面彈性抗力法計(jì)算簡圖

2)等效平面彈性抗力法 這種方法仍以平面彈性抗力法為基礎(chǔ)，只是考慮了地下連續(xù)墻、環(huán)梁、內(nèi)襯墻等效側(cè)向支撐剛度，如圖2所示。等效側(cè)向支撐剛度K可通過K=EA/R2(EA為地下連續(xù)墻、環(huán)梁或內(nèi)襯墻的剛度，R為基坑直徑)來計(jì)算。雖然這種方法可在一定程度上考慮地下連續(xù)墻、環(huán)梁、內(nèi)襯墻的剛度貢獻(xiàn)，但計(jì)算得到的地下連續(xù)墻彎矩仍明顯偏大。

圖2 等效平面彈性抗力法計(jì)算簡圖

3)三維分析方法 目前三維分析主要有兩種方法，一種是考慮土與結(jié)構(gòu)共同作用的三維有限元分析方法，建立包括土體和支護(hù)結(jié)構(gòu)在內(nèi)的有限元模型，依次模擬基坑的開挖過程，得到圍護(hù)墻和土體的受力和變形結(jié)果。另一種方法是三維m法，這種方法實(shí)質(zhì)上是一種“荷載結(jié)構(gòu)法”，即建立圓形支護(hù)結(jié)構(gòu)模型，坑外水土壓力作為已知荷載作用在圍護(hù)墻上，坑底以下土體的作用采用彈簧模擬，依次模擬基坑的開挖過程，得到圍護(hù)結(jié)構(gòu)的受力和變形。

考慮土與結(jié)構(gòu)共同作用的三維有限元分析方法建模復(fù)雜、計(jì)算量大、耗時(shí)長，且需確定合理的土體本構(gòu)模型及計(jì)算參數(shù)[12]，目前直接應(yīng)用于設(shè)計(jì)還存在難度。而三維m法既繼承了規(guī)范中平面彈性抗力法的分析思路，計(jì)算原理簡單明確，又克服了傳統(tǒng)彈性抗力法計(jì)算模型無法考慮空間效應(yīng)的缺點(diǎn)，并且其參數(shù)的選取可以參考已經(jīng)積累了相當(dāng)工程經(jīng)驗(yàn)的彈性抗力法的計(jì)算參數(shù)，易于為工程設(shè)計(jì)人員所接受。因此，本文重點(diǎn)研究采用三維m法來分析超深圓形基坑的受力和變形。

1.3 三維m法計(jì)算原理

三維m法分析模型如圖3所示(取1/4模型表示)，按實(shí)際支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案建立三維有限元模型，模型包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)、臨時(shí)環(huán)梁系統(tǒng)和土彈簧單元。圓形連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)可采用板單元來模擬；臨時(shí)環(huán)梁系統(tǒng)采用梁單元來模擬。根據(jù)施工工況和工程地質(zhì)條件確定坑外土體對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水土壓力荷載。在計(jì)算土壓力時(shí)，由于圓形基坑的變形很小，可以采用靜止土壓力進(jìn)行計(jì)算?；娱_挖面以下的土體用土彈簧模擬，其水平向剛度可按下式計(jì)算：

圖3 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的三維m法分析模型

KH=khbh=mzbh

(1)

式中：KH為彈簧單元的剛度系數(shù)；kh為土體水平向基床系數(shù)；m為比例系數(shù)，可按上海市《基坑工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》[11]的推薦取值確定；z為土彈簧與基坑開挖面的距離；b與h則分別為三維模型中與土彈簧相連接的擋土結(jié)構(gòu)的水平向和豎向單元?jiǎng)澐置芏?。筆者在通用有限元軟件Abaqus的基礎(chǔ)上編制了用戶子程序，實(shí)現(xiàn)各工況下水土壓力加載，并通過“單元生死”模擬土體的開挖以及環(huán)梁結(jié)構(gòu)的施工，由此分析得到支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形。

2 三維m法圓形地下連續(xù)墻剛度取值研究

2.1 圓形地下連續(xù)墻剛度折減

圓形基坑的地下連續(xù)墻由一幅幅槽段連接而成，其接頭處是地下連續(xù)墻的薄弱環(huán)節(jié)，考慮地下連續(xù)墻實(shí)際分幅施工的接頭削弱作用、垂直度誤差、水下澆筑混凝土的質(zhì)量問題(如夾泥夾砂、不密實(shí)、漏筋等)、圓形基坑真圓度影響等不利因素，地下連續(xù)墻真實(shí)的剛度小于理想的混凝土材料剛度，因此在三維分析中，應(yīng)對地下連續(xù)墻的剛度進(jìn)行適當(dāng)折減。這里基于上海地區(qū)3個(gè)已經(jīng)完成的圓形基坑案例，即白玉蘭廣場塔樓圓形基坑、上海中心塔樓圓形基坑、寶鋼1788號旋流池圓形基坑，采用三維m法進(jìn)行分析，通過對比地下連續(xù)墻側(cè)移的計(jì)算值與實(shí)測值，反分析合理的地下連續(xù)墻剛度折減系數(shù)。

2.2 圓形地下連續(xù)墻剛度折減系數(shù)取值反演分析

以白玉蘭廣場塔樓圓形基坑為例介紹地下連續(xù)墻剛度折減系數(shù)取值反分析過程。上海白玉蘭廣場塔樓區(qū)域位于地下室中部，為圓形，直徑94m。塔樓基坑整體采用順作法實(shí)施。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用圓環(huán)形布置的臨時(shí)隔斷地下連續(xù)墻，地下連續(xù)墻厚度1 000mm，有效長度47.65m，插入基底以下24.5m，混凝土強(qiáng)度等級C35?？觾?nèi)設(shè)置5道圓環(huán)形鋼筋混凝土內(nèi)支撐體系。支護(hù)結(jié)構(gòu)剖面如圖4所示。

圖4 白玉蘭廣場塔樓基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)剖面

基于Abaqus有限元軟件，采用三維m法分析白玉蘭廣場塔樓基坑工程的實(shí)施過程。地下連續(xù)墻采用shell單元模擬，各道環(huán)撐采用beam單元模擬，被動(dòng)區(qū)土彈簧采用SpringA單元模擬，彈簧剛度按上海市《基坑工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》[11]中m法確定。有限元整體模型及5道環(huán)撐模型如圖5所示?？油獾耐翂毫Σ捎渺o止土壓力，水壓力考慮為靜水壓力。靜止土壓力系數(shù)K按K=1-sinφ(其中φ為土的內(nèi)摩擦角)進(jìn)行計(jì)算。各道環(huán)梁支撐剛度按照對應(yīng)的混凝土強(qiáng)度等級的模量取值。

圖5 白玉蘭廣場基坑三維m法計(jì)算模型

上海中心塔樓圓形基坑、寶鋼1788號旋流池圓形基坑三維m法建模方式與白玉蘭廣場塔樓圓形基坑一致，不再贅述。在地下連續(xù)墻剛度不進(jìn)行折減的情況下，圍護(hù)墻變形的計(jì)算分析結(jié)果如表1所示，可以看出，3個(gè)工程采用三維m法計(jì)算得到的地下連續(xù)墻側(cè)移遠(yuǎn)小于實(shí)測值，計(jì)算值僅約為實(shí)測值的1/4～1/3，這說明地下連續(xù)墻的剛度取值明顯偏大，要使得計(jì)算值與實(shí)測值一致，應(yīng)對地下連續(xù)墻的剛度作適當(dāng)折減。

表1 三維m法計(jì)算分析結(jié)果

由于地下連續(xù)墻在豎向是完全連續(xù)的，而環(huán)向存在接頭的明顯削弱作用，因此考慮對地下連續(xù)墻豎向和環(huán)向采用不同的剛度折減系數(shù)。根據(jù)Kung等[13]的研究，地下連續(xù)墻在受彎工作狀態(tài)下可能帶裂縫工作且考慮施工質(zhì)量影響，可將豎向剛度作0.8倍折減。因此本文將地下連續(xù)墻的豎向剛度折減系數(shù)取為80%，然后僅反分析環(huán)向剛度折減系數(shù)。多組數(shù)據(jù)的對比分析表明，環(huán)向剛度折減系數(shù)為25%時(shí)，計(jì)算得到的地下連續(xù)墻側(cè)移與實(shí)測值吻合得較好(圖6為地下連續(xù)墻剛度折減后，上海中心塔樓基坑、白玉蘭廣場塔樓基坑、寶鋼1780號旋流池3個(gè)圓形基坑計(jì)算得到的地下連續(xù)墻側(cè)移曲線與實(shí)測曲線的對比結(jié)果)。

圖6 地下連續(xù)墻變形計(jì)算結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)對比

3 三維m法在超深圓形基坑中的應(yīng)用

3.1 工程概況

上海市蘇州河段深層調(diào)蓄管道系統(tǒng)工程以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)提標(biāo)、排水防澇、初雨治理三方面核心功能為目標(biāo)。試驗(yàn)段工程為苗圃—云嶺段一級調(diào)蓄管道及配套綜合設(shè)施，總長度約1.67km，配套2 座圓形豎井及綜合設(shè)施。其中云嶺西圓形豎井基坑直徑34m，挖深約57.8m，地下連續(xù)墻厚度1.5m，深度約105m，采用銑接頭；使用階段地下連續(xù)墻與內(nèi)襯墻兩墻合一；豎井基坑采用逆作法施工，水平向設(shè)1道壓頂梁、2道環(huán)梁、以及12節(jié)內(nèi)襯墻(厚度1.0～1.5m)，共同構(gòu)成豎井基坑支撐體系，基坑整體分15層開挖至基底，并依次跟進(jìn)施工各道環(huán)梁和各節(jié)內(nèi)襯墻，豎井基坑圍護(hù)剖面和各層土方開挖面如圖7所示。

圖7 云嶺西圓形豎井基坑支護(hù)剖面

苗圃圓形豎井基坑直徑30m，挖深約56.3m，地下連續(xù)墻厚度1.5m，深度約103m，同樣采用銑接頭。苗圃豎井基坑采用順作法施工，水平向設(shè)1道壓頂梁、5道環(huán)梁支撐體系，基坑整體分7層開挖至基底，澆筑底板后再自下而上施工內(nèi)襯墻。苗圃圓形豎井基坑圍護(hù)剖面和各層土方開挖面如圖8所示。

圖8 苗圃圓形豎井基坑支護(hù)剖面

3.2 圓形豎井基坑的三維m法計(jì)算分析

結(jié)合Abaqus有限元分析軟件，采用三維m法分析模擬云嶺西豎井和苗圃豎井基坑工程的實(shí)際實(shí)施過程。其中地下連續(xù)墻和內(nèi)襯墻均采用shell單元模擬，被動(dòng)區(qū)土彈簧采用SpringA單元模擬，壓頂梁及環(huán)梁材料采用beam單元模擬。云嶺西豎井和苗圃豎井基坑工程有限元整體模型、襯墻及環(huán)梁三維模型分別如圖9和圖10所示。坑外的土壓力采用靜止土壓力，水壓力考慮為靜水壓力。兩個(gè)豎井土層基本一致，土層具體參數(shù)如表2所示。計(jì)算分析中對地下連續(xù)墻剛度進(jìn)行上文同樣的折減，即豎向剛度折減系數(shù)取80%，環(huán)向剛度折減系數(shù)取25%。地下連續(xù)墻按實(shí)施地下連續(xù)墻分幅進(jìn)行建模，云嶺西和苗圃基坑分別為46邊形和44邊形。根據(jù)圖7所示的開挖分層，云嶺西豎井基坑設(shè)置15個(gè)工況，分別模擬每層土方開挖及環(huán)梁和內(nèi)襯墻施工。根據(jù)圖8所示的開挖分層，苗圃豎井基坑設(shè)置7個(gè)工況，分別模擬每層土方開挖及環(huán)梁施工。

圖9 云嶺西圓形豎井基坑計(jì)算模型

圖10 苗圃圓形豎井基坑計(jì)算模型

表2 土層計(jì)算參數(shù)

3.3 分析結(jié)果及受力變形特性

開挖至基底工況，云嶺西和苗圃基坑地下連續(xù)墻水平位移、環(huán)向軸力、豎向彎矩計(jì)算結(jié)果分別如圖11～13所示。云嶺西基坑地下連續(xù)墻最大水平位移18.4mm，最大環(huán)向軸力12 340kN，最大豎向彎矩1 250kN·m。苗圃基坑地下連續(xù)墻最大水平位移15.6mm，最大環(huán)向軸力12 130kN，最大豎向彎矩1 241kN·m。云嶺西和苗圃基坑空間尺度十分接近，受力變形規(guī)律也基本一致，地下連續(xù)墻水平位移、環(huán)向軸力、豎向彎矩最大值均出現(xiàn)在基坑開挖面附近。地下連續(xù)墻的環(huán)向軸力較大，而豎向彎矩很小，計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了圓形地下連續(xù)墻以環(huán)向受壓為主，豎向受彎為輔的工程認(rèn)知。此外，圓形基坑的環(huán)向抗壓能力強(qiáng)，因此地下連續(xù)墻的側(cè)向變形很小，遠(yuǎn)小于常規(guī)方形或長方形基坑的變形。

圖11 地下連續(xù)墻水平位移計(jì)算結(jié)果(單位：m)

圖12 地下連續(xù)墻環(huán)向軸力計(jì)算結(jié)果(單位：N)

圖13 地下連續(xù)墻豎向彎矩計(jì)算結(jié)果(單位：N·m)

云嶺西豎井基坑采用逆作法施工，水平向設(shè)1道壓頂梁、2道環(huán)梁以及12節(jié)分段施工的內(nèi)襯墻支撐體系。苗圃豎井基坑采用順作法施工，水平向設(shè)1道壓頂梁、5道環(huán)梁的支撐體系。云嶺西基坑內(nèi)支撐系統(tǒng)剛度遠(yuǎn)大于苗圃基坑，但二者地下連續(xù)墻水平位移僅相差2.8mm，地下連續(xù)墻環(huán)向軸力和豎向彎矩分別僅相差1.7%和0.8%，進(jìn)一步說明圓形基坑在整體性較好的情況下，由于環(huán)箍效應(yīng)的存在，地下連續(xù)墻本身已具備較強(qiáng)的抗變形能力，環(huán)梁支撐的主要作用為增加圓形基坑支護(hù)體系的整體性。因此對于深徑比較大的圓形豎井基坑，可以適當(dāng)減少支撐道數(shù)，充分利用地下連續(xù)墻自身承載能力，以實(shí)現(xiàn)節(jié)省造價(jià)和縮短施工工期的目的。

此外，苗圃豎井采用順作法實(shí)施，其第1～5道環(huán)梁支撐的計(jì)算軸力分別為2 138，3 942，4 788，7 137kN和5 022kN，可以看出，環(huán)梁的軸力均不大，遠(yuǎn)小于其截面承載力。這說明圓形基坑由于環(huán)箍效應(yīng)的存在，地下連續(xù)墻承擔(dān)了主要的環(huán)向壓力，而環(huán)梁支撐的壓力較小，其主要作用為增加圓形基坑支護(hù)體系的整體性。因此對于深徑比較大的圓形豎井基坑，可以適當(dāng)減少環(huán)梁支撐道數(shù)，充分利用地下連續(xù)墻自身承載能力。

3.4 計(jì)算結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)對比

目前，云嶺西和苗圃豎井基坑均已順利施工完成，開挖至基底工況的基坑實(shí)景照片如圖14所示。開挖至基底工況，云嶺西和苗圃基坑地下連續(xù)墻水平位移計(jì)算結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)對比如圖15所示，其中P01～P05為地下連續(xù)墻水平位移監(jiān)測點(diǎn)?？梢钥闯?，計(jì)算的地下連續(xù)墻水平位移曲線與實(shí)測的水平位移曲線形態(tài)基本吻合，最大變形基本位于基底附近；云嶺西豎井基坑地下連續(xù)墻實(shí)測最大水平位移為13.7mm，計(jì)算值為18.4mm；苗圃豎井基坑地下連續(xù)墻實(shí)測最大水平位移為8.5mm，計(jì)算值為15.6mm；兩個(gè)圓形基坑計(jì)算得到的最大水平變形均略大于實(shí)測值。

圖14 豎井基坑實(shí)景

圖15 圓形豎井基坑地下連續(xù)墻水平位移計(jì)算結(jié)果與實(shí)測值對比

圖16為開挖到基底工況下，根據(jù)地下連續(xù)墻環(huán)向鋼筋應(yīng)力監(jiān)測點(diǎn)QL1～QL6監(jiān)測得到的鋼筋應(yīng)力換算得到的地下連續(xù)墻環(huán)向軸力情況。由于豎井周邊附屬設(shè)施地下連續(xù)墻的影響，豎井基坑地下連續(xù)墻各測點(diǎn)的軸力并不相同。云嶺西豎井各測點(diǎn)的軸力值范圍為8 385～11 968kN，平均值約為10 144kN，而三維m法計(jì)算得到的環(huán)向軸力值為12 340kN，計(jì)算值略大于實(shí)測值。苗圃豎井各測點(diǎn)的軸力值范圍為5 145～9 315kN，平均值約為7 120kN，而三維m法計(jì)算得到的環(huán)向軸力值為12 130kN，計(jì)算值大于實(shí)測值。

圖16 圓形豎井基坑地下連續(xù)墻環(huán)向軸力實(shí)測結(jié)果

上述計(jì)算值與實(shí)測值對比表明，計(jì)算值略大于實(shí)測值，這一方面可能是由于計(jì)算中采用靜止土壓力較實(shí)際的土壓力偏大，另一方面圓形基坑土體本身也具有一定的剛度且土拱效應(yīng)在三維m法中無法考慮的緣故?？傮w而言，兩個(gè)項(xiàng)目地下連續(xù)墻實(shí)測變形與環(huán)向軸力與采用三維m法計(jì)算所得的計(jì)算結(jié)果基本吻合。說明針對圓形深基坑工程，采用能夠整體反映基坑空間效應(yīng)的三維m法能夠較準(zhǔn)確地模擬分析基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力變形性態(tài)。

相比于規(guī)范中推薦的平面彈性抗力法，三維m法分析圓形基坑具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：①計(jì)算得到的豎向彎矩、剪力較小，且更為真實(shí)，能夠大幅優(yōu)化地下連續(xù)墻豎向配筋，避免材料浪費(fèi)；②考慮了地下連續(xù)墻環(huán)向抗壓承載能力，因此環(huán)梁支撐體系受力較小，支撐體系主要作用為增強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)整體性，因此可適當(dāng)減少支撐道數(shù)，進(jìn)而縮短施工工期；③整體模型能夠反映地下連續(xù)墻環(huán)向壓力，有利于對地下連續(xù)墻受力的全面認(rèn)識與設(shè)計(jì)安全。

4 結(jié)語

圓筒形結(jié)構(gòu)由于其良好的受力特性，近年來已成為大深度地下空間開發(fā)中一種有效的基坑支護(hù)形式。圓形基坑的受力和變形不同于一般的方形或長條形基坑，本文結(jié)合上海地區(qū)超深圓形基坑工程實(shí)踐，采用三維m法對圓形基坑受力變形進(jìn)行了分析，并與實(shí)測結(jié)果進(jìn)行了對比，主要結(jié)論如下。

1)圓形基坑由于環(huán)箍效應(yīng)的存在，地下連續(xù)墻以環(huán)向受壓為主、豎向受彎為輔，其空間效應(yīng)顯著，同時(shí)地下連續(xù)墻水平位移遠(yuǎn)小于一般形狀的基坑，因此必須采用能夠考慮空間效應(yīng)的三維分析方法計(jì)算圓形基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力和變形。

2)考慮到地下連續(xù)墻實(shí)際分幅施工的接頭削弱作用、垂直度誤差、水下澆筑混凝土的質(zhì)量問題、圓形基坑真圓度影響等不利因素，地下連續(xù)墻真實(shí)的剛度小于理想的混凝土材料剛度。采用三維m法計(jì)算分析時(shí)應(yīng)對地下連續(xù)墻的剛度進(jìn)行適當(dāng)折減。結(jié)合上海實(shí)際圓形基坑反演分析，建議地下連續(xù)墻豎向剛度折減系數(shù)取為80%，環(huán)向剛度折減系數(shù)取為25%。

3)圓形基坑在整體性較好的情況下，由于環(huán)箍效應(yīng)的存在，地下連續(xù)墻本身已具備較強(qiáng)的抗變形能力，環(huán)梁支撐主要作用為增加圓形基坑支護(hù)體系的整體性。因此對于深徑比較大的圓形豎井基坑，可以適當(dāng)減少環(huán)梁支撐道數(shù)，充分利用地下連續(xù)墻自身承載能力，以實(shí)現(xiàn)節(jié)省造價(jià)和縮短施工工期的目的。

4)50m深度以上的云嶺西和苗圃超深豎井基坑分析表明，采用三維m法并結(jié)合本文所研究的地下連續(xù)墻剛度折減系數(shù)，能夠更為準(zhǔn)確地模擬分析基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力和變形性態(tài)。相比于規(guī)范的平面分析方法，三維m法計(jì)算得到的地下連續(xù)墻豎向彎矩、剪力以及環(huán)梁軸力較小，且更為真實(shí)，能夠大幅優(yōu)化支護(hù)結(jié)構(gòu)截面及配筋，避免材料浪費(fèi)。