深基坑复合土钉支护可靠度分析.pdf

《深基坑复合土钉支护可靠度分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、深基坑复合土钉支护可靠度分析张安玉，吕惠(1．山东同圆设计集团有限公司，山东济南250000；2．青岛理工大学土木工程学院，山东青岛266033)【摘要】为了得到土钉参数与深基坑边坡稳定性的关系，拟对某深基坑土钉支护利用蒙特卡洛法和极限平衡理论进行数值模拟，改变土钉参数，进而得到一系列安全系数和可靠度指标。结果表明：在一定范围内，随着土钉长度增加，复合土钉支护基坑边坡越稳固。复合土钉支护比单纯土钉支护更有优势。【关键词】可靠度分析；深基坑；复合土钉支护；蒙特卡洛法【中图分类号】TU942【文献标志码】

2、A基坑支护设计时，传统方法(即确定性分析方法)只是通(2)地层结构及主要参数见表1。过计算安全系数来衡量基坑支护稳定与否。然而众所周知，表1地层结构及主要参数土体具有空间变异性，单单利用安全系数来评定基坑支护所序号土层平均厚度重度粘聚力内摩擦角得结果并不准确。由此，又引进了不确定性分析方法，即可类型／m／(kN·m)／kPa靠度分析方法。本文拟采用可靠度分析方法，探究土钉参数1杂填土1．51O．02．18．1对深基坑稳定的影响，希望得到一些有益的结论。2粉土1．92O．19．O22．O1复合土钉支护概

3、述3粉土2．521．13．020．8土钉支护充分利用了原状土的自承能力，把本来完全靠4粉土3．52O．55．O20．8外加围护结构来支挡的被动土体，通过土钉技术的加固使其5粉土4．62O．46．023．O本身成为一个复合的挡土结构⋯。但是土钉支护无法用于(3)复合土钉墙支护结构参数。例如软弱与泥质土、砂性土层、地下有潜水和承压水以及水基坑开挖深度为6iTI，改变土钉参数：量丰富的深基坑地质条件。复合土钉支护的出现很好地弥情况一：分别加1m、3m、4m、5m、6m长锚杆，纵向补了土钉支护的缺陷。复合土钉

4、支护是以土钉支护为主，辅设计3排土钉，横向间隔1m，水平夹角10。，直径0．1m。以其他补强措施以保持和提高边坡稳定的复合支扩形式J。情况二：深基坑内壁设置厚0．5m混凝土面层。取混凝复合土钉支护有很多优点，如基坑施工无需设置支撑、土容重19．1kN／m，粘聚力5000kPa，摩擦角35。，分别加1围檩。施工方便，材料用量和工程量小，工期短，经济m、3m、4m、5m、6m长土钉，纵向设计3排土钉，横向间隔1可靠。m，水平夹角10。，直径0．1m。2蒙特卡洛法简介3．2结果分析蒙特卡洛法，又称统计试验法

5、或随机抽样技巧法。它适土钉支护和复合土钉支护最危险滑动面位置对比，如下用于随机变量的概率密度分布形式已知或符合假定的情况，图1、图2、图3所示。在目前可靠度计算中，是一种相对精确的方法J。蒙特卡洛(1)当土钉长度为1m时：法是从概率的角度出发来求解失效概率的。基本原理为：设，，⋯⋯为Ⅳ个独立的随机变量，建立功能函数：F=G(X1，X，，⋯⋯)(1)依次将这Ⅳ个独立的随机变量代人功能函数F，得到Ⅳ个F值，统计其中F>0的个数，记做，确定失效概率为：P=M／NⅣ一。。(2)由于蒙特卡洛法是通过随机抽样来获

6、得失效概率的，所以随着抽样次数的增加我们所得到的的频率才越接近边坡图1(a)土钉支护最危险滑动面的失效概率。3算例分析[定稿日期]2013—09—243．1工程概况[作者简介]张安玉(1980～)，女，工程师；吕惠(1989(1)某拟建高层住宅，框剪结构，地上2l层，高65m，基～)，女，在读研究生。础埋深6m，基坑开挖长34m，宽34m，深6m。四川I建筑第34卷2期2014．0495图2(b)复合土钉支护最危险滑动面图l(b)复合土钉支护最危险滑动面(3)土钉长度为5m时：(2)土钉长度为3m时：

7、图3(a)土钉支护最危险滑动面二●

8、1j图2(a)土钉支护最危险滑动面图3(b)复合土钉支护最危险滑动面土钉支护和复合土钉支护对比，如表2所示：表2计算结果汇总锚杆长度／m锚同13456类型FsPFs，JFs

9、pFsPFsP土钉锚固0．583loo．0o01．08922．060l。4010．2201．5950．0001．7570．000复合土钉锚固1．2780．3901．3640．1601．4380．0901．536O．Ooo1．628O．o()o(注：表中Fs为安全系数，P为失效概率。)参考文献由上

10、表可知，无论是直接土钉支护，还是复合土钉支护，随着土钉长度的增加，安全系数逐渐增大，失效概率逐渐减熊赞民，高全臣，王春来．SLIDE在深撼坑支护可靠性分析ff1的小；土钉支护和复合土钉支护比较，对于相同的土钉长度而应用[J]．矿业研究与开发，2008，28(2)：39—41言，后者的安全系数明显大于前者，后者的失效概率明显小张龙双．复合土钉支护分析与简介[J]．建筑与预算，2012，于前者。(3)：133—134邓红刚．商层建筑深基坑开挖复合土钉支护技术