钢支撑预加轴力对基坑周边建筑的影响.pdf

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1、基础与结构工程器Foundation&StructureEngineering曹一龙(广州地铁设计研究院有限公司，广东广州510010)摘要：结合苏州地铁某车站的工程实例。采用MIDASIGTS软件建立二维有限元模型，模拟基坑实际的开挖步骤和支撑施工步骤。对比钢支撑有无施加预加轴力的工况，针对基坑开挖对周边建筑的影响进行分析，得出以下结论：1)钢支撑在无预加轴力的情况下，随着基坑开挖深度的增加，基坑周边厂房的水平位移和沉降均逐渐增大；2)施加钢支撑预加轴力可以显著减小基坑周边厂房的沉降和水平位移；3)钢支撑施加预加轴力时，基坑周边厂房的沉降和

2、水平位移不随基坑开挖深度的增加而增大，而是呈现出较大的振荡。关键词：地铁；基坑；开挖；预加轴力；周边建筑；数值模拟中图分类号：TU942文献标志码：B文章编号：1009—7767(2015)04—0137-03TheInfluencesofSteelBracePre-appliedAxialForceonBuildingaroundFoundationPitCaoYilong目前我国城市轨道交通快速发展．大量新建构筑物深基坑位于城市老城区内，周边建筑物林立，管线密布。基坑开挖过程中，周边土体原有的受力平衡状态发生变化，土体中应力重新分布，引起

3、周边建筑产生内力变化和变形【11。连续墙加内支撑的支护形式作为一种经济有效的基坑支护方式被广泛应用。对钢支撑预加轴向压力的方法可以减小基坑开挖后支护结构的水平位移，并可检验支撑连接结点的可靠性。目前。国内外学者针对由基坑开挖引起的基坑周边土体位移进行了一系列研究：简艳春【：】对软土基坑变形进行了估算并对影响因素进行了研究：朱元勋【31建立了三维分析模型进行数值模拟，分析了典型算例的地表沉降和周边管线位移规律：姚燕明等【4】分析了支撑刚度和预加轴力对连续墙内力和变形的影响。JGJ12旺2012《建筑基坑支护技术规程》嘲规定：支撑预加轴力取支撑轴

4、向压力标准值的0．5--0．8倍；DG／TJ08—61—2010《基坑工程技术规范》‘61规定：钢支撑预加轴力控制值宜为设计轴力的50％～80％。笔者采用MIDAS／GTS软件建立二维有限元模型．模拟基坑实际的开挖步骤和支撑施工步骤。对比钢支撑无预加轴力、施加30％预加轴力、施加50％预加轴力3种工况，针对地铁车站基坑开挖对周边建筑的影响进行数值分析预测。1项目概况苏州地铁某车站为地下2层，基坑深度16．7m，基坑宽度22．8In，基坑支护采用地下连续墙，插入深度30．8m。1．1工程地质与环境该站场地范围为第四系松散层的堆积平原地貌，土层从

5、上到下分布情况如下：①。杂填土、①：素填土、②：粉质黏土、③，黏土、③：粉质黏土、④。粉质黏土、④：粉砂夹粉土、⑤。粉质黏土、⑦。粉质黏土、⑦。粉质黏土。该站位于苏州工业园区，周边多为写字楼和工业厂房，地下管线较多。车站南侧有1条DNl000铸铁给水管，平行于站位方向，距离车站9．4313．8m。距离基坑北侧12．3m处有1幢3层工业厂房，厂房平面尺寸33mx31m，为钢筋混凝土框架结构。采用3．4mx3．4m柱下独立基础，埋深2m。1．2基坑支护方案地铁车站基坑采用800mm厚地下连续墙“道内支撑支护，其中第1道支撑为混凝土支撑，2～4道支

6、撑为钢支撑。车站标准段剖面图见图1。2015#$4_(7一)第33毫啼荭投木137器基础与结构工程Foundation&StructureEngineering§土着C30穰2。0X7姗(H)＼f2∞X伽0张}l膝女3200＼，，。。。。ilfl自#^j．20C1．7001鬯x800厂丽％ou丽x’磷．遍＼7汁7由I}}(ni：隈——=12鞠撑o一3500／。609X16盘＼7寸^磊13{*蚶黼#蓉杈／+609X16一-3一6800睾寸r。{，7、兰o鲁t

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9、900㈣!哺牦Ox460榭l牲器：一一27600一27．600—卫—卫一2基坑开挖对周边建筑影响的数值模拟2．1模型简介采用MIDAS／G，I’S软件提供的Mohr—Coulomb弹性本构模型；支撑、围护结构、立柱桩以及厂房柱、梁、基础的变形在基坑开挖过程中相对较小，计算采用线弹性材料模拟。立柱对支撑的约束作用利用弹簧单元模拟。对钢支撑施加预加轴力来

10、控制基坑的内力和变形是工程中常见的做法，笔者将建立3种不同模型工况来分析钢支撑预加轴力对基坑周边变形的影响。1)工况l：钢支撑无预加轴力；2)工况2：钢支撑施加30