深基坑組合支護結(jié)構(gòu)設(shè)計及應用研究.pdf

1、基坑工程主要包括基坑支護體系設(shè)計與施工和土方開挖，是一項綜合性很強的系統(tǒng)工程。由于各地區(qū)的地質(zhì)條件不同，因此基坑工程具有很強的區(qū)域性和很強的個性。其支護體系承受的土壓力也具有較強的時空效應。基坑工程的區(qū)域性和個性的特點，為基坑圍護設(shè)計的研究提供了較大的空間，研究相應的基坑穩(wěn)定性，支護結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及變形，周圍地層的位移對周圍建筑物和地下管線的影響及保護的計算分析，。以便采取經(jīng)濟實用的基坑支護方案，具有重要的理論意義和實際效益。 本文

2、對上述問題進行了研究，主要內(nèi)容包括：(1)基坑支護方法的選擇，結(jié)合目前常用的支護結(jié)構(gòu)形式，分別論述了其結(jié)構(gòu)特點和適用的范圍，提出了多種支護結(jié)構(gòu)型式綜合應用的特點。(2)止水、降水體系及排水措施設(shè)計研究，提出了地下水對基坑支護穩(wěn)定性的影響的觀點。(3)結(jié)合長春地區(qū)的地質(zhì)情況和工程實際，提出了新的支護結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。主要包括方案的選擇，土釘墻與樁錨結(jié)合支護結(jié)構(gòu)的支護體系設(shè)計，基坑殲挖及監(jiān)控測量。其中重點對深基坑樁錨支護，土釘墻的設(shè)計計算應用有

3、限元等方法進行了理論分析。(4)論述過程結(jié)合了工程實例和實際的設(shè)計數(shù)據(jù)。經(jīng)過工程實踐達到了基坑圍護設(shè)計的目的和效果。 基坑支護體系一般包括擋土體系和止水體系，支護結(jié)構(gòu)一般承受土壓力和水壓力的作用。支護體系的選擇受區(qū)域的影響較大，地下水位的高低對支護體系的選擇也會造成很大的影響。多種支護結(jié)構(gòu)型式的綜合應用是解決特殊地區(qū)基坑工程結(jié)構(gòu)支護的有效辦法。 研究項目基坑分兩種截然不同的支護方式，上部采用土釘墻圍護，基坑下部為護坡樁結(jié)

4、合兩道錨桿支護的方案，基坑周圍設(shè)置降水井，論文對單道錨桿和多道錨桿分別進行了計算。 單道錨桿支護結(jié)構(gòu)計算分別采用靜力平衡法及等值梁法，根據(jù)試算法插入深度t值需先進行假定墻的插入深度確定后來計算支撐力，為了安全起見，可按插入深度增大前的主動與被動土壓力合力計算支撐力即RA=EA-EP。隨之可求圍護墻的彎矩分布，Mmax為剪力為零點的位置，等值梁法的計算略述。 無論何種支護結(jié)構(gòu)形式，關(guān)鍵的問題在于支撐點的設(shè)置深度、支撐和圍護

5、墻的剛度，圍護墻插入深度及坑底土質(zhì)的好壞，應用彈性地基粱法對單道錨桿的支護結(jié)構(gòu)與工程界常用的等值梁法的計算結(jié)果從理論上作了比較，并有如下結(jié)論：(1)支撐點的設(shè)置深度對結(jié)構(gòu)的安全影響較大，當支撐位置下移時，最大的水平位移會上移，同時樁身彎矩峰值明顯減小，即支撐點下移至一定深度后對維護墻的受力有利，但對墻頂位移控制是無益的。(2)圍護墻的插入深度影響方面，墻的插入深度增加墻體變形和彎矩值減小，但變化不大，因此當插入深度已經(jīng)滿足土體強度與圍護

6、墻的穩(wěn)定時，再加上深度對墻體變形和彎矩作用影響不大。(3)支撐剛度的影響，支撐剛度增大時，墻頂位移減小，直到增加到臨界值后影響變小(4)圍護墻剛度的影響，圍護墻厚度增加，墻身變形就相應減小，圍護墻彎矩也進一步增加，但是利用增大圍護墻剛度來減小變形時應結(jié)合經(jīng)濟因素一同考慮。(5)坑底土值的影響，計算發(fā)現(xiàn)m值的偏差對墻體受力和變形的影響幅度不大。 多道錨桿支護結(jié)構(gòu)的等值梁法。如果將單道支撐的圍護結(jié)構(gòu)視為一次超靜定結(jié)構(gòu)，則多道支撐就是

7、多次超靜定結(jié)構(gòu)，因此在用等值梁法計算多道支撐的圍護結(jié)構(gòu)時，常常又引入新的假定條件。在軟土地基上開挖9m以上的基坑時，常設(shè)兩層或兩以上的支撐。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，多層支護結(jié)構(gòu)中關(guān)于支撐和墻體的剛度，墻體插入深度及m取值等因素的影響與單撐支護結(jié)構(gòu)類似。 本文采用極限平衡分析方法對土釘墻內(nèi)部穩(wěn)定性進行了分析，滑動面、破壞面的形狀假定為雙折線、圓弧線、拋物線或?qū)?shù)螺旋曲線進行了描述。利用重力式擋土墻穩(wěn)定性分析法進行了外部穩(wěn)定分析，通過了抗滑動穩(wěn)

8、定性驗算，抗傾覆穩(wěn)定性驗算及墻底土承載力驗算。 根據(jù)以上分析驗算，該地區(qū)的土釘墻和樁錨組合支護方式為：-7.0m以下采用樁錨結(jié)構(gòu)，-7.0m以上采用土釘墻進行護坡。參數(shù)：(1)護坡樁頂標高-7.0m(結(jié)合二道錨桿)樁徑φ800mm樁長18.85m、樁中心距1.6m。(2)錨桿：第一道錨桿標高-7.2m、斜度15°、桿長25m、桿徑150mm。第二道錨桿標高-13.2m、斜度15°、桿長25.0m，(3)梁：橫面尺寸1000mmX

9、500mm、標高-7.0m(4)土釘墻：與計算的數(shù)據(jù)相對應。本文采用《北京理正基坑支護設(shè)計軟件》對設(shè)計的數(shù)據(jù)進行了模擬驗算，驗算結(jié)果符合設(shè)計要求，滿足基坑工程即經(jīng)濟又安全的需要。 土釘墻和樁錨組合支護結(jié)構(gòu)施工技術(shù)是一種比較經(jīng)濟實用的支護結(jié)構(gòu)形式，解決了城市周邊環(huán)境及工程地質(zhì)條件復雜情況下的基坑支護難題。由于兩種支擋的模型不同，如何建立其計算模型需進一步研究。隨著該技術(shù)的進一步完善，一定會在基坑支護工程中進一步得到應用。