某深基坑支护结构内力与变形的几点思考.doc

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1、某深基坑支护结构内力与变形的几点思考【摘要】本文以某工程为实例，对深基坑支护结构的内力与变形进行了分析和讨论，阐述了岩土体与支护结构的相互作用等。【关键词】相互作用；深基坑支护结构；变形；计算方法；内力基坑支护结构的研究，随着工程事故的不断发生以及基坑开挖深度的不断增加，越來越受到建筑工程界的重视，通过不断的深入研究，深基坑支护结构的研究在理论与实践方面都取得了长足的进展。一、工程概况在现有厂区内新建地下车库，建筑面积11700平米，基坑长98米，宽124米深7.5米。新建地下车库基坑向北6米为4层框架结构办公楼,向

2、西侧12米为6层砖混结构宿舍楼，东、南侧均为厂区主干道，二、勘测报告(1)场地地形地貌拟建场地地貌单元上属于乌兰木仑河I级阶地。地形起伏变化较小，现状场地平坦，拟建场地人类活动较频繁，地表大面积分布填土，主要为砂土堆积物，最大分布厚度1.8111。(2)场地地层结构根据钻孔揭露，拟建场地地层较为简单，地层分布自上而下依次为填土、细砂、卵石、强风化砂岩。(3)场地地下水据钻孔揭露，在勘探期间，拟建场地地下水位埋深在0・8〜1・加，拟建场地地下水受上部绿化灌溉影响，勘察期间地下水水位高于稳定的地下水水位约lin0拟建场地

3、地下水类型为孔隙性潜水，主要含水层为砂层与卵石层。补给来源为人气降水及地下径流，排泄主耍为人气蒸发于地下径流,地下径流主要为向西排泄于乌兰木仑河。根据区域地质资料场地地下水位变幅在1.0m左右。(4)场地不良地质现象根据区域性资料，拟建场地内及其附近无断层及其它构造通过，拟建场地人类活动频繁，主耍表现为对场地进行的堆填整片，勘察期间见地下管网分布。无其他不良地质现象，适宜进行工程建设。三、岩土体与支护结构的相互作用深基坑的支护与开挖在涉及到岩土力学中典型的强度、变形以及稳定性等问题的同时，还涉及到岩土体与支护结构的相

4、互作用等问题。影响支护结构变形与内力的一个重耍因素就是岩土体与支护结构的相互作用。所以，在计算深基坑支护结构时，基坑周边一定范围内支护结构与岩土体的协同作用是一定要考虑的。深基坑工程支护结构类型多，是一门系统工程,岩土体与不同的支护结构体系之间的相互作用是不同的，冃前主要有土钉墙、地下连接墙、钻孔灌注桩、钢板桩等。四、分析及讨论深基坑的开挖过程是典型的一类变形体系施工力学问题，每次开挖时都有可能施加新的构建，也有可能有土体被挖掉，支护结构体系不断在发生变化。考虑逐次开挖不断迭加与仅仅考虑最后一个状态各次开挖的成果进行

5、分析得到的结果是完全不同的。所以，本文主要对三个方面的相互联系进行讨论。深基坑支护和开挖的过程可以说是一个动态的系统工程，岩土体与支护结构Z间的相互作用受到支护结构添加过程与岩土体开挖过程的影响，相互作用的改变，対于支护结构木身的变形与内力特征必然会造成影响，监测前一个开挖到支护工况支护结构的变形与内力行为，对下一个开挖到支护工况支护结构变形与内力特征的计算是极为有利的，可以对设计方案进行进一步的优化。深基坑的开挖到支护过程通过分析表明其是一个动态的过程，但是，目前盛行的压力理论的一些基本假设，对研究岩土体和支护结构

6、的相互作用机制构成了一定的限制。例如：库伦土压力理论，墙背与土的相互作用虽然有考虑，但是却只能应用于无粘性土；郎肯土压力理论忽略了支护结构和土的相互作用，只是假设墙背的光滑和直立。并且，这两个理论都与实际情况不相符，都要求在极限平衡状态下的土压力。动态施工过程是一种复杂的相互作用过程，必然会引起土压力的动态调整，传统的土压力理论已经无法适用。在计算深基坑支护结构计算的过程中，土压力经常会简化为集中力或线性分布，但是实际情况土压力应该是实时变化的非线性分布。作用于支护结构上的主要荷载就是土压力，在这一方面传统的土压力理

7、论存在着很多缺陷，当前基坑设计所面临的一个关键问题就是如何合理地对土压力进行计算。岩土体和支护结构相互接触的问题涉及到物理与数学的双重复杂性，这就让接触问题的研究大多局限于简单的工况。摩擦问题的耗散性质与接触问题的非线性性质决定了，在理论方面及数值方面实现三维非线性接触仍然是比较困难的。极限平衡法支护结构对土压力的影响没有进行考虑，其只是将超静定问题转化为静定问题求解。可以将弹性地基梁法看作是极限平衡法的一种改进，但是其根本却并没有得到改变。上面所叙述的两种方法，其都没有将周围环境与支护结构作为一个整体来进行系统研究

8、，无法考虑深基坑的空间效应，岩土体和支护结构的相互作用也就无法反映。深基坑本身是一个三维空间结构，其具有长、宽、深尺寸，所以说，其支护体系的设计是一个非常复杂的受力二维空间问题。所以，深基坑的岩土体和支护结构之间在具有相互作用的同时还具有空间效应，对于支护结构的这种空间效应，二维有限元却不能进行充分的体现。而对于不同工况下岩土体和支护结构整体系