圆形超深嵌岩地下连续墙支护结构受力及变形特性分析.pdf

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1、安徽建筑2012年第1期(总182期)圆形超深嵌岩地下连续墙支护结构受力及变形特性MechanicalandDeformationCharacteristicAnalysisofExtra·-DeepandRock-·SocketedCircularDiaphragm马炎(同济大学土木工程学院，上海200092)—■■■■■●■I_一●●●_摘要：结合某大桥锚碇基础工程实际，采用弹塑性有限元分析方法和『=====现场监测，对圆形超深嵌岩地下连续墙的受力和变形特性进行了分析，■■■■_并与实测结果进行了比较。结果表明，圆形嵌岩地下连续墙

2、最大变形点的深度显著上移，最大变形值减小，现场监测成果验证了上述结论。关键词：圆形；嵌岩；地下连续墙；变形特征；受力特征中图分类号：U443．16+4文献标识码：B文章编号：1007—7359(2012)01-0127-031概述图1计算网格地下连续墙具有较好的自身稳定性、较强的整体刚度和较displacement(mm)小的径向变形特点。此外，坑外土体在向坑内滑动时会存在环向一7—6—5—4—3—2—10O的相互挤压的作用，从而使作用在围护上的主动土压力比一般的岩板式围护结构小。由于上述优点，圆形地下连续墙在深大基础施●土工中得到广

3、泛的应用，同时为了保证超深基坑的整体稳定和渗流穰一10工^聃程稳定需将其嵌入基岩。但是，目前圆形嵌岩的地下连续墙的工程*_～与实例非常少，且已有部分工程实践表明圆形地下连续墙受力变形-"4,-基呐●帅2o柚础特征与其它型式(如矩形)地下连续墙存在显著差，难以按照公路·。咖处地基规范直接计算，因而对其受力性能和变形特征进行系统的理忡l奠理脚矗*论分析非常必要。30，蕊本文基于已有的理论基础和研究成果，结合某大桥北锚碇圆形嵌岩的地下连续墙的工程实例，采用三维弹塑性有限元方法与施工监测方法研究圆形地下连续墙在开挖施工过程中的受力图2地下连续

4、墙位移随开挖变化过程性能与变形特征，以期为类似圆形嵌岩地下连续墙的设计与施工3．1模型的建立提供借鉴。基坑为圆形，结构轴对称布置，开挖过程按轴对称平面应变问题分析。水平计算范围为直径244m，大于一倍墙体高2工程概况度；垂直计算范围取进入微风化岩层29m。模型边界条件为：垂直断面上施加水平不动边界，水平断面上施加垂直不动边某大桥北锚碇(重力式嵌岩锚)基础设计采用圆形地连墙加界。考虑坑外施工附加荷载30kPa。有限元网格划分见图1。钢筋混凝土内衬作为基坑开挖支护结构，地连墙外径73．Om，深度3．2计算工况34．Om～43．2m，墙体厚

5、度为1．2m，嵌入弱风化混合基岩不小于根据基坑开挖和支护架构的施工顺序，计算中共考虑以2．5m。底板落在强风化层，厚度为6．Ore，顶板厚度为6．0m，中间为下10种工况：开挖至第一道内衬底标高为第一工况；完成第填芯混凝土。．一道内衬后开挖至第二道内衬底标高为第二工况；完成第二道内衬后开挖至第三道内衬底标高为第三工况；依次类推，安3弹塑性有限元分析完成第九道内衬后开挖至坑底为第十工况。每层开挖深度与徽内衬高度均为3．0m。建3．3分析结果筑收稿日期：2011-12-103．3．1地下连续墙应力与变形作者简介：马炎(1988一)，女。安

6、徽宿州人，同济大学土木工程学院在读硕士，研究方向：特种结构。图2是开挖各工况地下连续墙位移随深度变化情况，虽■■安徽建筑2012年第1期(总182期)-5．00．05．010．0443，●，‘l1DD5D5O5O5O5OO位移(mm)—一1O第2层开挖—l5第3层开挖叠＼一2O第4层开挖翟堡i第5层开挖-25第6层开挖-30第7层开挖-35第8层开挖—4o第9层开挖-505lO1520253()354Odistancefromdiaphragmwall(in)图7典型断面位移图图6开挖面隆起量随开挖变化过程③设计中采用圆形地下连续墙应

7、要求墙底嵌入岩体质量[2]刘明虎．圆形地下连续墙支护深基坑结构受力特点及对比分析d嘲淄淄{曼以淄一d一的微风化岩层，并采取措施确保墙底封水良好。此外，应综fJ]．公路交通科技，2005(11)．虑基坑的整体稳定性和基岩裂缝渗水的影响来确定嵌岩[3]李劭晖，徐伟．阳逻长江大桥南锚基坑支护结构施工阶段变形预~J[J1．地下空间与工程学报，2006(4)．[4]吕凤梧，徐伟，刘建航．深基坑开挖支护的弹塑性有限元数值模拟文献与分析L刀．建筑技术，2002(2)．董新平，郭庆海，周顺华．圆形基坑的变形特点及主要影响分析[J】．[5]蒋金生．超深

8、圆形嵌岩地下连续墙支护结构受力特性分析和施工岩地下空间与工程学报，2005(2)．工艺【D】．上海：同济大学，2007．土工程与第135页)基础处理慢慢增大，最大沉降位于墙后约9m处。其影响范围达到30m左右，约为开挖深