钢板桩作为一种逐渐流行的支护桩,因其施工方便、可反复利用、挡水性能好等优势,在基坑工程中应用广泛。钢材是一种极好的导热材料,其导热系数为45W/m·K,约为混凝土的35倍,在寒冬条件下,由于钢板桩的存在,基坑开挖后外界负温可以通过钢板桩传导至基坑侧壁以及基坑下部的土体中。低温使土体中的水分发生冻结,出现季节性冻胀效应。由温度变化引起的季节性冻胀会带来内支撑轴力、围护结构水平位移和基坑周围环境的综合影响。本文以北京市延庆区世园会园区外围地下综合管廊工程项目为依托,延庆地区冬季最低气温可以到达-18℃左右,世园会园区外围地下综合管廊工程支护体系为钢板桩+内支撑,基于工程地质调查、理论分析、数值模拟、现场试验及工程测试等手段,对地下管廊工程越冬基坑进行关于季节性冻胀的相关研究,给类似基坑工程的施工以及监测提供参考。本文的主要内容及研究结论如下:(1)系统的总结了冻胀理论和季节性冻胀作用的发生机理,主要为迁移作用和成冰作用;介绍了热-水-力三场耦合理论以及基于耦合理论建立的桩-土-水热力学模型。(2)总结分析季节性冻胀作用对于地下综合管廊工程的影响。延庆地区冬季最低气温为-18℃,冬季平均最低气温为-13℃左右,场地冻深一般为0.5m~1.0m。在越冬期间,基坑周边土体地表沉降累计变化量为15mm左右,地表沉降平均累计变化量为5mm;钢板桩桩顶水平位移平均变化量为1cm左右,桩顶水平位移平均变化量均在5mm~7mm范围内;钢支撑轴力平均累计变化量约为70kN。(3)应用ABAQUS有限元软件进行模拟,对比冻胀前后数据发现支护结构受力状态、支护结构位移等数据发生变化,其变化趋势均与监测数据、公式计算反映的规律相同,验证了模型的可行性,并且在0~-10℃时数据变化速率较大,-10℃~-20℃时数据变化速率较小。