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组合型围护结构的力学特征和适用条件

344 2021-11-03 13:17:58

1.力学特征

组合型围护结构多为空间结构体系,其力学特征主要表现在几何特性与作用力之间的关系也即空间形式与结构性能之间的关系能较完美地统一。

为了使围护结构能抵抗水平外力的作用和保持自身的稳定,要求结构构件在竖向和水平向要有足够的强度和刚度。如果结构构件自身的强度和刚度不足(比如单排桩墙或平直的地下连续墙),则必须提供别的外力来平衡水平力的作用,这就要求加支撑系统或加拉锚系统。加支撑或加拉锚(单层或多层)固然能使结构的力系保持平衡,从而保持围护结构体系的稳定,但支撑体系过多(如支撑道数过多或支撑间距较密),不仅会增加投资,还将为基坑内土方作业和地下室工程施工设置障碍。施工操作极为不便。从面影响到地下工程的施工质量(如支撑与主体结构接缝处的渗漏)和施工工期及综合经济效益;而拉锚伸入基坑外一定范围,将给周围环境稳定造成影响,在城市密集建筑群和管网群中也不允许,实施亦有困难。组合型围护结构正是在这种情况下显示其优越性。它是在一定质量条件下通过合理的质量分布即通过改变结构的几何形状,巧妙地利用结构的空间效应及材料特性,合理布置,来获得较大的强度和刚度,使结构体系内外力系保持平衡和稳定。因而组合型结构大多可作成悬臂式,便基坑内有最大的施工操作空间。当然也可适当地增加一些撑锚体系。只要能获得较好的综合效益。

在组合型结构中,空间组合型结构又比平面组合型结构有更大的平面效能。因为它可以用有限的材料数量来获得最大的截面模量和截面惯性矩,从而大大提高结构的强度和刚度,增强围护结构的稳定性,也可获得更显著的经济效益。各类组合结构截面的几何性质和力学特征见本章附录1。2.组合型围护结构的适用条件

组合型围护结构一般是在一些特定的工程条件、地质条件、水文条件和环境条件下,用常规的围护结构难以解决其安全问题或虽能解决但经济效益欠佳的情况下出现的一些特殊的围护结构型式,也可称为深基坑围护中的特种结构。这些结构形式的出现虽然存在着某种特殊性,但其结构形式和力学原理的完美统一则带有普遍性。这些型式都能用普通的建筑材料(如砖、石、混凝土、钢材等)和常用的施工工艺(如钻孔灌注、深层搅拌、高压注浆、旋喷、地下连续墙等)来实现,在目前条件下,技术难度并不太大。正因为结构型式与力学原理能较好地统一,故其经济效果普遍较好。

组合型围护结构一般适用于下列条件∶

1)基坑范围大、开挖深度深(或超大、超深)的基坑;

2)环境要求严格用常规的单排桩(墙)或重力式挡墙不能满足强度和变形控制要求;3)加内支撑或锚杆难以实施或周围环境不允许;4)施工工期有明确的限制,坑内不允许有障碍;5)常规围护结构方案经济效益欠佳时。

具体应用时,仍应结合工程情况、环境条件、地质条件、地下水文条件、基坑开挖深度、施工工艺特点和管理水平等方面的情况,综合分析,合理运用,以确保施工过程中的安全,节省工程投资。

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