深基坑支护结构的实用计算方法及其应用

《深基坑支护结构的实用计算方法及其应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、深基坑支护结构的实用计算方法及其应用杨光华(广东省水利水电科学研究院.广东广州SI0610)摘要:对深基坑支护结构的受力和变形计算提出了一套系统的实用计算方法，较好地解决了基坑支护结构设计、计算的关键问题，并在广州地铁和许多重大基坑工程应用中取得了较好的效果。该方法把支护结构简化为一竖放的弹性地基梁，支撑、锚杆及岩土体用弹簧系统来代替，岩土的弹簧刚度可用岩土的变形模盒来计算，针对基坑工程施工和结构的动态特点，提出了一套系统的计算方法，其中包括考虑施工过程的增量计算法、合理确定支护结构入土深度的计算法、

2、支撑加预应力及支撑拆除的计算方法等，并应用提出的增量法，首次较完整地对国际上著名的支护土压力Terzaghi-Peck表观土压力给出了理论解释，对岩土的变形模量提出采用承载力反算的经验方法，为岩土参数的确定提供了更简便的方法。这一系列的研究成果为深基坑支护结构的设计提供了一套新颖的实用计算方法，较好地解决了墓坑支护结构中的一系列设计计算难题，已在工程实践中成功应用。关键词:深基坑:增量法:共同作用中图分类号:TU473文献坛识码:A1引言基坑支护在国外已有较多的实践，早在20世纪60年代，Terzag

3、hi和Peck根据地铁支护结构的实测资料，提出了著名的Terzaghi-Peck表观土压力理论[1-3]，并为国际上基坑支护设计所广泛采用。在国内，基坑工程从80年代开始兴起，由于地铁和高层建筑地下室的建设需要，出现了大量的基坑工程。但一直未形成较系统的基坑支护结构的受力计算和理论。由于基坑工程涉及岩土和结构工程，在许多情况下，又属临时工程，最初并未受到重视，随着基坑开挖深度的增加，以及工程事故的发生，工程界才开始重视深基坑工程问题，20世纪90年代国内出现了相当规模的基坑工程热潮。相继出版了许多深基

4、坑工程方面的著作，1999年国家建设部颁布了《建筑基坑支护技术规程》[4]，上海、广州、深圳等城市也编制了有关的技术规程，为基坑工程的设计和施工提供了可依据的规定。20世纪80年代的末期，在广州己出现了较大的基坑工程，如广州华侨大厦的地下连续墙基坑工程，开挖深度为11.7m，是广州市第一个地下连续墙基坑工程。1988-1989年设计的珠江隧道黄沙段深基坑支护地下连续墙，基坑深度达17.8m，是广州当时最大深的基坑工程。针对该工程多支撑的情况和这种结构存在先位移后支撑的特点，作者提出了考虑施工过程的增量

5、法，解决了一系列深基坑工程设计中的技术难题。随后，该方法在工程实践中得到了丰富和完善，成为一套较为系统和完整的深基坑支护结构实用计算方法，与此同时，通过对广东地区的岩土变形模量进行大量的现场试验研究，总结出一套参数确定的经验方法等，从而为深基坑支护结构的设计计算提供了一套先进和实用的计算方法。目前，增量法已成为广州地铁基坑的设计计算方法[5-7]，并己在超深基坑工程中(开挖深度约20m)得到了应用[8-10]随着城市建设的发展，高层建筑设置地下室已较为普遍，部分建筑设有4-5层地下室，如何对其基坑支护

6、进行合理和安全的设计，己是一个重要的工程问题。广东省内曾出现过的重大基坑工程事故，如065工程(基坑约深17m)、京光广场(基坑约深15m)、祖国大厦(基坑约深17m)，每个工程仅经济损失就在千万元以上。因此，要使设计做到既安全又合理，就必须要有一套合理的设计理论，提供科学、合理的设计方法。与此同时，城市地铁工程也正在不断发展，北京、上海、广州等地地铁线路不断增加。据报道，“十五”期间，我国将斥资2000亿元用子地铁建设。因此，地铁建设在不久的将来在国内将有一个大的发展，而其中涉及大量的基坑工程，迫切

7、需要合理而实用的设计理论。本文介绍的一套实用计算方法，能较好地解决基坑设计过程中的一些关键性和主要的技术难题，使基坑支护的设计能达到安全、经济、合理的效果。2深基坑支护结构计算理论概述本文研究的深基坑支护是指用于支护垂直岩土坡的桩、墙及支撑或锚杆等组成的支护结构，如图1所示一般情况下，深基坑支护结构可简化为一个受侧向土压力作用的受力结构，目前对这种结构的计算的基本方法主要可分为三类。2.1经典方法经典方法主要是考虑力的平衡方法，取单位宽度受侧向荷载作用的梁系，如经典的1/2分割法、等值梁法以及刚性支承

8、连续梁法等，如图2-4所示。土压力既有Tenaghi-Peck的经验表观土压力，也有经典的理论土压力方法，如朗肯土压力法等。这些方法的优点是可以手算，计算较简单，缺点是不能计算支护结构的位移，同时，计算的支点力与实际的差距也较大，因支点是边挖边撑的，这样，支点力是与施工过程有关的，经典方法不能很好地考虑施工过程的影响。2.2弹性地基梁法弹性地基梁法把支护结构看作为一竖放的弹性地基梁受侧向土压力的作用。土压力一般采用经典的土压力理论，如朗肯土压力理论或库仑