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岩土研究院

围护结构变形形式分析

335 2021-04-25 14:15:07

关于围护墙的变形形式,Peck (1969)认为围护结构的侧移形态与基坑的开挖阶段紧密相关,在开挖的初期,最大变形发生在钢板桩的顶部,如果早期就在钢板桩的顶部施加支撑,则其侧移将会明显减小。Clough & O'Rourke(1990)认为内支撑和锚拉系统的开挖所引致的围护结构变形形式可分为三种,如图 3-1 所示,即∶(a)悬臂式,在开挖初期围护结构顶端尚未支设支撑而发生类似悬臂梁变形的位移;(b)深槽向内位移,在支撑支设后,围护结构顶端位移被抑制,使围护结构产生深槽向内的位移形态;(c) 上述两种形态的组合。

吴佩轸等(1997)根据台北的基坑监测资料,将连续墙的变形曲线归为四种形式,其中地连墙插入深层硬土层,如图 3-2 所示,具体分别为;(a)标准型,墙体中部向坑内凸出,但墙体位移不会传递至深处硬土层,墙身有两个反弯点;(b)旋转型,相对标准型,墙体的位移传递到硬土层处,墙底发生旋转,墙身仅出现一个反弯点;(c)多折型,

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主要在于土层与支撑变化处,导致墙体变形发生异常;(d)悬臂型,一般发生在浅开挖时,无支撑时的变形。在基坑开挖初始阶段,墙体变形主要表现为悬臂型,随着开挖深度的增大,逐渐表现为其他的形式,而具体的形式与地层条件、测斜管的埋置深度等因素有关。

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龚晓南(1998)等根据大量实测资料总结认为,挡墙变形曲线形态大体上可分如图 3-3 所示的四种类型,具体如下∶

(1)弓形变形曲线

如图 3-3(a)所示,主要表现在深厚软土层中,且当有支撑的围护墙埋入坑底以下深度不太大时最为常见,墙身中部向坑内拱出,在基坑坑底以下无明显的反弯点。

(2)变形曲线上段呈正向弯曲,下段呈反向弯曲

当围护墙插入深度大,且采用内支撑时,其变形形式如图 3-3(b)所示,其特点为坑底附近存在一反弯点,反弯点以上曲线呈正向弯曲,以下则为反向弯曲,且在墙底部位移表现为轻微的前倾,但墙底位移很小或为零。一般情况下,墙身抗弯强度相对较大。相对挠度也较小。

(3)前倾型变形曲线

对于无支撑的悬臂挡墙结构,墙身呈前倾型,如图 3-3 (c)所示,此时的墙顶位移最大,而在墙底有时则会出现向坑外发生位移的情况。

(4)踢脚型变形曲线

当基坑位于深厚淤泥中,目墙体插入深度不太大时,围护墙上部在支撑约束下位移很小,而墙底由于土体抗力较小,易发生较大向坑内的位移,其墙身的位移曲线则如图3-3(d)。

因此,从上述学者的研究成果可以看出,基坑围护墙的变形形式并非简单地表现为某一单一的形式,而常常是由多种变形形式组合而成,具体的形式与土体性质、围护墙与支撑刚度、施工工序等因素紧密相关。

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