萬(wàn)少石 王戰(zhàn)鵬

(深圳市巖土工程有限公司，廣東 深圳 518028)

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深基坑中內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)兩種數(shù)值計(jì)算方法分析

萬(wàn)少石 王戰(zhàn)鵬

(深圳市巖土工程有限公司，廣東 深圳 518028)

結(jié)合某深基坑支護(hù)工程實(shí)踐，采用內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)體系對(duì)復(fù)雜周邊環(huán)境條件下深基坑進(jìn)行了支護(hù)，并采用三維數(shù)值計(jì)算模型對(duì)內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行了受力分析，且與二維模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，指出二維模型的計(jì)算結(jié)果與三維數(shù)值計(jì)算模型的計(jì)算結(jié)果有較好的一致性，但二維模型計(jì)算深基坑有較大的局限性。

基坑支護(hù)，內(nèi)支撐支護(hù)，二維數(shù)值分析，三維數(shù)值分析

城市中的深基坑施工會(huì)面臨地下管線、鄰近的高樓建筑、地鐵等諸多問題[1-3]?；又ёo(hù)的安全不僅是自身的安全，更是保證自身安全前提下的周邊建(構(gòu))筑物的整體安全，故對(duì)深基坑的設(shè)計(jì)計(jì)算提出了更高的要求。尤其是采用內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的深基坑變形方面，傳統(tǒng)的二維數(shù)值計(jì)算方法有較大的局限性。本文結(jié)合工程實(shí)例，將采用三維數(shù)值計(jì)算模型與二維數(shù)值計(jì)算模型對(duì)內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行分析對(duì)比。

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

本項(xiàng)目場(chǎng)地位于深圳市南山區(qū)前海深港合作區(qū)的桂灣片區(qū)，屬于桂灣商務(wù)中心的核心地段，工程場(chǎng)地為人工填海改造的平整場(chǎng)地?；由疃确謩e為：裙房區(qū)域21.525 m，北塔區(qū)域24.025 m，南塔區(qū)域23.025 m。

1.2 基坑周邊環(huán)境

其西側(cè)為聽海大道，南側(cè)為規(guī)劃桂灣三路，北側(cè)為規(guī)劃桂灣二路，東側(cè)為規(guī)劃樞紐六路。兩地塊之間為地塊支路，屬于公共綠色廊道。西側(cè)地下有營(yíng)運(yùn)中的深圳市軌道交通1號(hào)和5號(hào)線前海灣站及區(qū)間隧道、在建地鐵11號(hào)線區(qū)間隧道。

1.3 工程地質(zhì)條件

基坑開挖深度范圍內(nèi)，各土層物理力學(xué)指標(biāo)見表1。

表1 土層物理指標(biāo)

2 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

2.1 基坑特點(diǎn)及設(shè)計(jì)方案

根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)決定采用支護(hù)樁+鋼筋混凝土內(nèi)支撐結(jié)構(gòu),設(shè)置一排旋噴樁作為防滲帷幕+樁間旋噴。

2.2 內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)數(shù)值分析

采用三維數(shù)值分析分別計(jì)算最大位移見圖1，樁身最大彎矩見圖2。

從圖1，圖2可以發(fā)現(xiàn)，位移最大為62.16 mm，但該區(qū)域?yàn)榛雨幗?，?nèi)支撐支護(hù)體系在該區(qū)域沒能足夠充分的加強(qiáng)，考慮到該區(qū)域只在很少的局部區(qū)域出現(xiàn)，不影響整體安全，故可以忽略不計(jì)。絕大部分的位移出現(xiàn)在29.55 mm，滿足規(guī)范要求。樁身最大彎矩為11 420 kN，出現(xiàn)在位移最大處，其余樁身最大彎矩均小于4 208 kN。

采用二維數(shù)值分析分別計(jì)算模型見圖3。

由二維數(shù)值計(jì)算結(jié)果的最大位移為18.32 mm，最大彎矩為3 284.23 kN。

3 計(jì)算結(jié)果對(duì)比

由三維計(jì)算模型最大位移值(取該剖面值最大約為29.55 mm)比二維計(jì)算模型最大位移值偏大，相對(duì)于計(jì)算值最大偏差為38%；由三維計(jì)算模型樁身最大彎矩值(取該剖面值最大約為4 208 kN)比二維計(jì)算模型最大位移值偏大，相對(duì)于計(jì)算值最大偏差為21.95%。

4 結(jié)語(yǔ)

1)采用三維計(jì)算模型對(duì)基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行受力分析，與二維計(jì)算模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果偏大，但是差別不大，最大偏差為38%，故二者具有較好的一致性。

2)三維計(jì)算模型對(duì)深基坑進(jìn)行數(shù)值分析， 能較好的整體反映基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的整體受力變形特點(diǎn)，而且可根據(jù)計(jì)算結(jié)果調(diào)整支護(hù)剛度偏弱區(qū)域和偏強(qiáng)區(qū)域，使整體剛度達(dá)到均衡，最大程度保證安全節(jié)約造價(jià)。

3)二維計(jì)算模型采用平面應(yīng)變假設(shè)，只能反映局部有代表區(qū)域的分析結(jié)果，而不能反映整體的特殊區(qū)域的分析結(jié)果，所以所得分析結(jié)果容易偏大或偏小，影響基坑的安全或造價(jià)。

[1]JGJ 120—99，建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程.

[2]尹 驥，管 飛，李象范.直徑210 m超大圓環(huán)支撐基坑設(shè)計(jì)分析.巖土工程學(xué)報(bào)，2006，28(sup)：1597.

[3]王戰(zhàn)鵬,饒運(yùn)東,許開軍.圓環(huán)桁架內(nèi)支撐形式在軟土基坑工程中的應(yīng)用.巖土工程學(xué)報(bào),2012(S1):323.

The study of two numerical methods of the truss internal bracing in foundation pit engineering

Wan Shaoshi Wang Zhanpeng

(ShenzhenGeotechnicalEngineeringCo.,Ltd，Shenzhen518028，China)

The paper combines with the support project of some deep foundation pit, adopts the diagonal bracing support structural system to support the deep foundation pits with complicated surrounding environment, undertakes the stressed analysis of the internal bracing system with the three-dimension numerical calculation model, compares the calculation result with the one of the two-dimension model, and points out the results of the two-dimension model is consistent with the one of the three-dimension numerical model, but the former has limitation in the calculation of the deep foundation pit.

foundation pit support, internal bracing support, two-dimension numerical analysis, three-dimension numerical analysis

1009-6825(2015)21-0055-02

2015-05-14

萬(wàn)少石(1983- )，男，碩士，工程師； 王戰(zhàn)鵬(1982- )，男，碩士，高級(jí)工程師

TU463

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