非封闭型内支撑在武汉某深基坑工程中的应用.doc

1、1非封闭型内支撑在武汉某深基坑工程中的应用摘要：根据非封闭型内支撑在深基坑工程中的应用，论述了在分区施工的地下室中如何确定非封闭型内支撑端点处的节点形式。通过计算结果与后期基坑监测结果的对比，证明选取模型的正确性，为以后的工程实践提供参考。 关 键 词：非封闭型内支撑; 基坑工程; 分区施工 中图分类号： TV551.4 文献标识码： A 文章编号： Application of the open inner supports on a deep foundation pit in Wuhan LIU TAO , Tong Zhen-wei (Wuhan Geomatic institute

2、, Wuhan Changxia Foundation Engineering Co.,Ltd, Wuhan 430074, China) Abstract: Based on application of the open inner supports on a deep foundation pit, deals with how to chose the type of panel point of the open inner supports in basement of subarea construction. From compared the computing result

3、 with monitor of foundation pit, proves that this model is accuracy, provide reference of the later engineering. Keyword：the open inner supports; deep foundation pit; subarea construction 21 引 言 桩排+内支撑是控制边坡侧向变形最有效的手段之一，在开挖较深且狭长的基坑中经济性较好。桩撑支护刚度大，边坡变形小，可有效保护基坑周边建筑物和地下管线安全，特别适宜变形控制十分严格的基坑工程。 本文以武汉汉口地区某

4、二层地下室深基坑工程为例，根据该基坑内支撑结构设计计算中的变形与开挖后基坑监测数据的比较，证明基坑设计选型的正确性。 2 工程基本条件 2.1 工程概况 该项目拟建场地位于汉口青年路。两层地下室部分基坑周长为352.0m、面积为 5800.0m2。设计0.00=22.15 米，室外整平标高为 21.0 米。本工程基坑重要性等级为一级。基坑开挖深度为 8.79.5m，局部电梯井部分开挖深度为 11.2。场地周边三侧临道路，东侧临已施工完成一层地下室部分，距离均约 10.0m 左右。 2.2 场地水文地质条件 本次建设地位于汉口青年路，拟建场地的东侧为江汉公安分局看守所，地势平坦，地貌单位属长江北

5、岸级阶地。 表 1 基坑相关各地层的分布埋藏条件及主要特征 本场地地下水可分为二种类型：上层为赋存于(1)杂填土层中的上层3滞水，主要受大气降水及生活排放水渗透补给，稳定水位埋深为 0.9-1.5米；下层为赋存于砂土层中的承压水，与长江有较密切的水力联系，其水位变化受长江水位变化影响，水量较丰富；上下层地下水之间由于被粘性土阻隔而无水力联系。现场勘察时测得场地承压地下水水头埋深为 4.4米，标高为 16.4 米。 3 基坑设计内支撑建模分析 3.1 内支撑分析原理 天汉平面有限元进行水平支撑系统的内力和变形的计算，一般采用比较简单的平面模型进行计算，即将支撑体系从整个支护结构体系中截离出来，此

6、时内支撑形成一自身平衡的封闭体系，该体系在土压力作用下的受力特征采用杆系有限元计算分析。 3.2 内支撑模型 在本基坑工程的内支撑模型中，首先是在天汉桩撑软件中采用弹性模型进行计算，得到土体侧压力，然后在天汉杆件计算中，选取相应杆件参数，进行计算。根据相关工程经验，通过桩撑软件的计算结果，确定本工程中锁口梁尺寸为 1200800，主支撑梁尺寸为 700700，辅支撑梁尺寸为 600600。 表 2 内支撑杆件力学强度参数 对于本基坑内支撑杆系的受力分析，应用天汉撑杆分析软件进行受力及变形分析。假设支撑体系桩侧土压力均取最大值 185KN/m。在实际施4工中，支护桩除了能够抵抗垂直方向的土体压力

7、，同时还存在切向刚度。但在天汉撑杆中是无法计算支护桩的切向刚度的，这样只能通过实际工程经验采用简化的节点约束来代替在实际中存在的切向刚度。本基坑中支护桩每个边上数量较多，对于基坑切向可认为基本不发生位移。在实际施工中，由于该两个端点处的锁口梁与前期基坑锁口梁是贯通施工的，可以再在每个端点设计两个桩垛，这样加强支撑垂直基坑方向约束。在非封闭型内支撑体系的两个端点处假设约束形式为铰支座，在基坑长边方向中点处设置水平向约束。杆件有限元计算时，建立的内支撑分析模型如图 1 所示。 图 1 内支撑杆系受力分析模型 3.3 内支撑变形和位移模拟分析 采用有限元法对该基坑内支撑杆系的变形进行模拟分析，得到该

8、支撑杆系的周力、弯矩和水平位移分别如图 2、图 3 和图 4 所示。从图上可以看出： （1）基坑的锁口梁轴力以中间区域和端点处最为显著，至角撑的区域轴力逐渐减小。内支撑主撑轴力较为平均，辅支撑轴力较小。 （2）杆系弯矩较平均，锁口梁支撑节点处负弯矩较大。 （3）内支撑杆系位移最大处位于基坑长边中段两角支撑交接处。 5图 2 内支撑杆系轴力图 图 3 内支撑杆系弯矩图 图 4 内支撑杆系位移图 3.4 与基坑监测数据比较 在实际施工中在主支撑梁的跨中位置埋设钢筋应力计， ，见表 2。 表 2 基坑监测数据与内支撑计算分析结果对比 从表 2 分析结果来看，基坑实际监测数据的支撑轴力值与基坑位移值均

9、较基坑支护设计计算值小，这是因为在基坑设计中均考虑的最不利因素，设计安全储备较大造成的。但位移最大值的发生点与基坑支护设计的最大位移点是一致的。从这个意义上讲，对于该基坑工程的内支撑结构，在实际应用是可靠的，基坑支护桩的切向刚度是存在的。 6在实际开挖中，基坑变形的变化幅度还与基坑土方的开挖顺序、基坑周边堆载的变化和挖深以及基坑周边土体的性质等多种因素有关。 4 结语 上述分析表明，基坑支护结构的应力、变形是可以通过基坑设计来进行控制的。应用天汉撑杆计算软件分析内支撑结构的基坑工程中的应力、变形，结合实际工程经验简化到撑杆体系中添加约束，可以直观形象地刻画该内支撑结构形式的内力与变形特点。基坑监测的数据可以为设计提供较好的反馈，从而对工程措施优化、信息化设计和施工起超前预报与辅助决策的作用。 参 考 文 献 1基坑工程技术规程（DB42/159-2004）. 湖北省地方标准 2刘国彬, 王卫东等. 基坑工程手册. 北京: 中国建筑工业出版社, 2009 3JGJ120-99, 建筑基坑支护技术规程 S 4肖武权, 冷武明. 深基坑支护结构设计的优化方法J. 岩土力学, 2007 5余志成, 施文华等. 深基坑支护设计与施工M. 北京:中国建筑工业出版社, 1997 【作者简介】：刘涛，(1978-),男，硕士，工程师，从事深基坑设计、施工和桩基础和施工方面的工作。 7