某深基坑支护结构的数值分析

维普资讯 http://www.cqvip.com ・１１６・　第３３卷第３４期　２　０　０　７年１　２月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖ０１．３３　Ｎｏ．３４　Ｄｅｃ．２００７　文章编号：１００９－６８２５（２００７）３４—０１１６—０２　某深基坑支护结构钓数值分析　王艳东　摘要：结合工程概况，通过对某深基坑工程的数值分析，得出了深基坑土体压力、变形规律以及支护结构的受力变形规　律，为设计方案的可行性提供了依据，更为深基坑支护设计提供了参考。　关键词：深基坑，护坡桩，冠梁，预应力锚杆　中图分类号：ＴＵ４６３　文献标识码：Ａ　钢筋混凝土的容重取２５　ｋＮ／ｍ３。钢筋的抗拉或抗压计算强　１工程概况　ＭＰａ和２１０　ＧＰａ。弹性模量的换算按照　本基坑工程周边建筑系重要建筑物，施工场地十分狭窄。基　度和弹性模量分别取２６０　坑南北长１０４　１　ｍ，东西长１００．６　１２１，深２１．８　１２１，属于深基坑，如图　公式：Ｅ：Ｅ＋Ｓ　×Ｅｇ／Ｓｇ。其中，Ｅ为原混凝土弹性模量；Ｓｃ为　　１所示。场地基坑开挖及影响范围内的地层包含回填土、粉土、细　混凝土截面积；Ｓ　为所加钢材所占面积。１）护坡桩（Ｐｉｌｅ单元）。　砂、中砂、粉质粘土等，各土层主要力学指标如表１所示。　表１土层主要物理力学指标　土层　回填土　Ｃ３０混凝土：查规范可得Ｃ３０混凝土的弹性模量为３１　ＧＰａ，　Ｃ以　ａ　１５　重度／ｋＮ・ｍ一３　１９　／（。）　１５　抗压极限强度２０　ＭＰａ，弯曲抗压极限强度２２　ＭＰａ，抗拉极限强度　２．２　ＭＰａ。　粉土　粉土　细砂　１８．６　１９．２　２０　２４　２１　３９　１９　３２　Ｏ　２）冠梁（Ｂｅａｍ单元）。　Ｃ３０混凝土：查规范可得Ｃ３０混凝土的弹性模量为３１　ＧＰａ，　粉土　中砂　２０　２０　２１　３８　３２　Ｏ　抗压极限强度２０　ＭＰａ，弯曲抗压极限强度２２　ＭＰａ，抗拉极限强度　２．２　ＭＰａ。　粉质粘土　细砂　１９．６　２０　２４　４０　７２　Ｏ　３）锚杆（Ｃａｂｌｅ单元）。　２基坑围护设计　本基坑开挖按底板垫层底考虑开挖深度为２１．８　１２１，采用钻孔　选用ＨＰＢ　２３５级普通热轧钢筋，弹性模量为２．１ｅ５　Ｎ／ｒｎｒｎ２，　截面直径８　ｍｍ￣２０　ｍｍ。　４）网喷护壁（ｓｈｅＵ单元）。　拟采用１０　ｅｍ厚的网喷护壁。　灌注桩、预应力锚杆及网喷护壁联合支护方案。由于施工场地条　件限制，无法放坡。入射角为１５。，预应力为１５０　ｋＮ的锚杆加固　３．３结果分析　土体，基坑周边采用蕊００＠ｌ　４００钻孔灌注桩，桩有效长度２６　ｍ，　对基坑开挖支护稳定性分析，计算结果表明：　桩顶设置１　０００　ｍｍ×８００　ｍｍ冠梁，同时采用１０　ｃｍ厚的挂网喷　１）基坑隆起和沉降。　基坑隆起分布基本上是由基坑中部向四周逐渐变小，且沿深　度方向和远离基坑方向逐渐减小；沉降量很小，尤其是侧壁及基　坑周边建筑物区域。　２）基坑侧向位移。　浆护壁。基坑剖面如图２所示。　支护结构随开挖的进行变形持续增加，深度方向和由转角分　开的每段基坑边界上水平方向都呈现中间大两头小的形状分布。　３）冠梁弯矩。　在一期开挖过程中，冠梁　图１　基坑平面图　图２　基坑围护剖面图　较大处主要分布在基坑西北、　西南角以及一、二期东南分界处；Ｍ　较大处主要分布在一、二期　分界处的东南角；Ｍ　主要分布在基坑四个拐角处。在二期开挖　３数值分析　过程中，冠梁Ｍ　较大处主要分布在基坑南侧及东侧；Ｍｙ较大处　主要分布在西南角及南侧；Ｍ　主要分布在基坑南、北两侧。　４）围护桩受力及变形情况。　在消除边界效应的原则下，充分考虑深基坑的具体形态特征　围护桩的受力情况包括：　，Ｆ２，　，Ｍ　，Ｍ２。其中，　较　和客观的工程水文地质条件，选取模型的计算范围为基坑相应尺　不显著。其桩体侧向变形最大达７　ｍｍ，桩长２６　１ＴＩ，倾斜度远　寸的２，５倍～３倍　边界条件采用模型周边侧向约束，不允许水　小，　平方向位移，底面约束铅直方向变形，底面采用固定支座边界类　小于０．５％，满足规范要求。５）土压力分布。　型，四面采用可动滚轴支座边界条件。强度准则采用摩尔一库仑　侧土压力随深度基本呈线性分布，沿深度方向逐渐增加，且　准则和弹塑性本构关系，并假设其为大变形。根据场地建设条　３。１计算模型　件，基坑分为一、二期开挖。　随着基坑开挖的进行，开挖面以下相同深度处的土压力值逐渐增　３．２支护结构参数　收稿日期：２００７—０７—０９　大，说明了随着坑内卸荷的进行，坑底土的竖向应力在降低　基坑　作者简介：王艳东（１９７４一），男，助理工程师，河北省遵化市黎河建筑安装工程有限公司，河北遵化０６４２００　维普资讯 http://www.cqvip.com 第３３卷第３４期　２　０　０　７年１　２月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥ（ｖｒＵＲＥ　Ｖｏ１．３３　Ｎｏ．３４　Ｄｅｃ．２００７　・１１７・　文章编号：１００９—６８２５（２００７）３４—０１１７—０２　土钉墙在某深基坑支护中的应用与施工管理　朱细友　摘要：结合工程实例，探讨了土钉墙在深基坑支护中应该注意的施工问题，并对如何应对这些问题进行了总结，从管理　的角度提出了深基坑土钉墙支护的有效施工管理模式，为今后类似工况提供了良好借鉴。　关键词：深基坑，土钉墙，施工管理　中图分类号：ＴＵ４６３　文献标识码：Ａ　引言　区），地下水位埋深一２．２　ｍ～一２．９　ｍ。　在建筑趋向高层化，基坑向大深度发展的形势下，基坑支护　２土钉墙支护实施　的应用越来越广泛。基坑支护的形式也比较多，包括钢板桩、钢　２．１施工工艺流程　管桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩、地下连续墙、自立式水泥土　该深基坑支护工程的主要施工工艺流程图见图１。土钉墙的　而不象其他的支护方式是预先进行支　挡墙和土钉墙等…１。基坑支护选择一般根据基坑形态、设计要　主要特点是边开挖边支护，护结构的施工。这样可以大大节省工期，加快进度。土钉墙采用　求、地质条件等参数来决定。　除了合适的支护类型，基坑工程的成功与否，还与施工方案　二次喷浆的方式保证土钉结构的整体性、面层的强度和防渗性　　的合理性和正确管理有很大的关系。严格按设计计算所采用的　能。施工工况进行施工与科学管理是保证深基坑工程达到安全、经济　２．２支护施工注意的问题　和技术优良的必要条件。因此，深基坑工程的支护要严格按照设　２．２．１　开挖与修坡　计要求和有关的施工规范、规程进行施工，而如何加强对基坑支　土方的开挖采用机械作业，施工中应注意尽量少扰动坡壁的　护工程的施工管理，确保施工安全、工程质量、经济、快速是项目　原土层，一次开挖深度根据设计的土钉垂直距离、地质条件以及施　管理人员的基本要求。文中拟结合某实际深基坑工程对用土钉　工机械的作业能力等综合条件来确定，开挖后，用人工及时修整。　墙方式进行支护的设计、施工和管理进行相关关键点的阐述，为　２．２．２初喷混凝土　今后类似工况提供有价值的借鉴。　边坡修整后，立即喷射第一层混凝土，其厚度根据设计要求　为５０　ＩｎＩｎ￣８０　ｍｍ。　１基坑工况和场地地质条件　某工程为炼钢厂的连铸工程基坑，沉池基底标高为一１９．９　ｍ，　上开口尺寸为４０　ｍｘ４４　ｍ，下开口尺寸为２６　ｍｘ２４　ｍ。冲渣沟　基坑开挖深度为（一１０．１）ｍｘ（一１３．５５）ｍ，上口宽１４　ｍ，下口宽　４．４　ｍ，长度约８９　ｍ。由于场地有限，不能进行放坡开挖，故拟采　用有支护系统的开挖方式进行深基坑设计和施工。　该场地原始地形起伏较大，高程在＋２５　ｍ～＋１０　ｍ之间，土　层分布由上至下分别为素填土（１　ｍ～２．５　ｍ厚）、粉质粘土（２　ｍ～　２．５　ｍ厚）、泥质砂岩（４　ｍ～７　ｍ厚）。该场地属于长江阶地及阶　甲　匝　墨丽Ｔ：　图１　土钉墙施工工艺流程图　圈　地坳沟地貌。地下水类型为上层滞水（阶地区）和潜水（阶地坳沟　坡脚和基坑侧壁转角处剪应力集中现象严重。　参考文献：　４结语　深基坑围护由于地质的复杂性、受力状态的多变性、结构形　［１］秦四清，王建党，王　清．土钉支护技术研究［Ｍ］．北京：地质　出版社．１９９９．　Ｊ］．岩石力学与工程　式的多样性，要保障其稳定性应充分考虑周边土压力的分布情　［２］李国富．极软岩巷道锚注支护技术研究［学报，２００３（２）：４１—４３．　况、桩的受力与变形、基坑侧壁土体变形与周边地表沉降等因素。　２００４．　可见，对于地质条件较好的地区，采用钻孔灌注桩、预应力锚杆及　［３］陈希哲．土力学地基基础［Ｍ］．北京：清华大学出版社，网喷护壁联合支护方案是合理的。　Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ａ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｄｅｅｐ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｐｉｔ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ＷＡＮＧ　Ｙａｎ－ｄｏｎｇ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｔｈｅ　ａｕｔｈｏｒ　ｇｅｔｓ　ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｄｅｅｐ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｒｕｌｅｓ　ａｎｄ　ｆｏｒｃｅ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｒｕｌｓ　ｅｏｆ　ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｄｅｅｐ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｐｉｔ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｗｈｉｃｈ　ｔＯ　ｏｆｆｅｒ　ｂａｓｉｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｄｅｓｉｇｎ　ｓｃｈｅｍｅ　ａｎｄ　ｏｆｆｅｒ　ａ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｄｅｅｐ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｐｉｔ　ｓｕｐｐｏｒｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｅｅｐ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ｓｌｏｐｅ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｐｉｌｅ，ｔｏｐ　ｂｅａｍ，ｐｒｅ－ｓｔｒｅｓｓｅｄ　ａｎｃｈｏｒ　ｐｉｌｅ　收稿日期：２００７—０７—１１　作者简介：朱细友（１９７３一），男，工程师，上海宝钢工程建设总公司，上海２０１９００