王洪新，孙玉永

（1.上海城建市政工程（集团）有限公司，上海 200065；2.铜陵学院 土木建筑系，安徽 铜陵 244000）

1 引 言

杆系有限元方法在基坑设计中处于重要的地位，是基坑设计中被广泛应用的计算工具。杆系有限元把基坑简化成围护结构、结构承受的荷载、支撑单元及被动区土体弹簧。这些假设造成该方法的诸多缺点，比如：围护上承受的荷载不明确，被动区土体弹簧刚度难以准确确定等。但由于各地区的设计院长期采用杆系有限元方法计算基坑变形，结合现场的大量反馈数据，可以形成经验性的被动区土体弹簧刚度。目前，以杆系有限元为主要计算手段的启明星和理正计算软件已经成为国内基坑设计的主要工具，充分反映了杆系有限元方法在基坑设计中的强大生命力。

杆系有限元的支撑刚度采用 k=2 EA/l（E为支撑弹性模量，A为支撑横截面积，l为支撑受压计算长度）计算，在一定意义上可以考虑基坑宽度对支撑刚度的影响。但现场经验表明：基坑存在明显的空间效应，狭窄基坑不但具有良好的稳定性[1]，而且变形也相对较小，而同样挖深的宽基坑则变形更大，并且伴有明显的“踢脚”现象。同样是一级保护基坑，采用相同支撑刚度设计时，窄基坑的实际变形能够满足规范要求，而宽基坑的实际变形却极有可能超出限制。目前采用的杆系有限元计算方法是不能反映基坑的这种二维空间效应的。超宽基坑围结构变形一般比同样挖深的窄基坑大很多，如果采用常规杆系有限元方法计算，除非把支撑和被动区土体刚度取得比经验值小得多，否则往往不能准确计算出超宽基坑的变形值。……