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岩土研究院

基坑结构计算结果分析

326 2021-07-15 16:38:25

(1)支撑水平间距对支撑轴力的影响

对比四种支撑间距的布置方案,分别从支撑轴力、地连墙侧移、地连墙内力、地表沉降等方面对四种方案进行研究,并根据计算数据和结果,分析四种方案对钢支撑与地连墙耦合支护体系支护效果的影响规律。

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根据表5-3和图5-2可以看出,四种方案都是在第四道支撑(第三道钢支撑)轴力出现最大值。增大内支撑的间距, 第一道混凝士撑的轴力基本不变,其余四道钢支撑的轴力逐渐增大。由表5-3可以看出,随着支撑水平间距的增加,钢支撑最大轴力呈线性增加。钢支撑水平间距每增加0.5m钢支撑轴力增加15.2%。可以看出,支撑水平间距对于钢支撑的轴力影响较大。

(2)支撑水平间距对地连墙侧移量的影响

地下连续墙的侧移量对基坑的安全和地表沉降量影响很大。实际施工常常将地连墙的侧移量作为基坑监测的重要数据。基坑从地表开挖至基底每个阶段,四种方案下地连墙的侧移量见表5-4。

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由图5-3可以看出,地连墙的最大位移出现在基坑开挖至基坑底时,而且钢支撑间距越大,地连墙的最终侧移量也越大。根据表5-4钢支撑的间距由3m增加至4.5m,地连墙的最大侧移量增加了3.31mm.大约增加了15.17%,相当干钢支撑的间距每增加0 5m,地连墙的最大侧移量增加3.8%。当基坑开挖深度在14.5m以内时,增加钢支撑的间距对于地下连续墙的侧移影响较小,基坑开挖越深,由钢支撑水平间距的增加带来的侧移量的增加越明显。可以看出钢支撑的水平间距对于较浅基坑影响程度较小。

(3)支撑水平间距对地连墙内力的影响

地下连续墙的内力代表着地下连续墙的受力状态,根据墙体的内力可以了解墙体在钢支撑地连墙耦合支护体系对支护效果的贡献大小。四种方案下地连墙的内力见,表5-5。

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根据图5-4可以看出,基坑开挖深度在14.5m以内时,钢支撑的水平间距对于地下连续墙的内力影响很小,增加支撑的水平间距地下连续墙的内力基本不发生变化。从对面开挖至14.5m深的过程中,地连墙的弯矩随深度的增加呈线性增加。支撑水平间距对地下连续墙内力的影响主要发生在14.5m以下时也就是,基坑深度的一半以下。增加支撑水平间距,地下连续墙的内力随之增加但是增加幅度较小,钢支撑水平间距由3m增加到4.5m,地下连续墙的弯矩仅仅增大7.4%。可以看出钢支撑间距对地连墙的内力影响较小。对地下连续墙的内力分析,基坑开挖至不同深度时地下连续墙的剪力见表5-6。

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根据表5-6和图5-5可以看出,地下连续墙的剪力随基坑的开挖逐渐增大,但是在基坑由地面开挖至基坑深度的一半时,地下连续墙的剪力随基坑开挖深度线性增加,基坑开挖至基坑深度的一半以下时,基坑继续开挖,地连墙剪力增加较少。内支撑的水平间距的增加同样随着地连墙剪力的增加,但是增加幅度很小,根据表5-6可以看出,钢支撑水平间距由3m增大至4.5m,地连墙的剪力增加了4.2%。

根据四种方案下地下连续墙的弯矩和剪力数据可以看出,地下连续墙的内力受钢支撑水平间距的景响较少。基坑由地表开挖至基坑深度的一半时,地下连续墙的内力随基坑开挖的深度线性增加,但当基坑开挖至基坑深度一半以下时,随基坑开挖深度的继续增加地下连续墙的内力变为缓慢增加,并趋近于一个定值。可以说明,基坑开挖深度不超过14.5m时,地下连续墙变形较小,此时坑外水土压力主要由地下连续墙承担,随着基坑的开挖,基坑外水土压力越来越大,地下连续墙变形越来越大,此时坑外水土压力主要由钢支撑承担,地下连续墙主要作用是收集并传导坑外土体的水土压力,将水土压力传递给钢支撑和基坑内未开挖土体。

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根据图5-6可以看出随着内支撑水平间距的增大地表沉降也增大,但是内支撑间距对地表沉降的景响程度有限,钢支撑水平间距由3m增加到4.5m,地表最大沉降量增加了 4mm。

综合支撑轴力、地连墙侧移和内力、地表沉降可以看出钢支撑的水平间距对于钢支撑地连墙耦合支护体系的影响并不大。