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        基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形研究

        2017-05-24 22:15:36董瀟
        青年時(shí)代 2016年23期
        關(guān)鍵詞:發(fā)展方向

        董瀟

        摘 要:隨著建筑業(yè)的不斷進(jìn)步與發(fā)展,我國(guó)住建部對(duì)建筑的安全規(guī)定也越來(lái)越嚴(yán)格,同時(shí)我國(guó)的建筑方向?qū)W者對(duì)建筑基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的研究也不斷的加強(qiáng),本文首先分析了目前我國(guó)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形的研究現(xiàn)狀,然后提出了目前研究過(guò)程中存在的一些問(wèn)題,然后針對(duì)這些問(wèn)題,提出了未來(lái)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形的發(fā)展方向,為今后的研究指明了方向。

        關(guān)鍵詞:深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu);內(nèi)力變形;發(fā)展方向

        一、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)介

        根據(jù)建筑物的要求以及建筑物所在的地理位置,地下土質(zhì)的區(qū)別建筑物的基坑分為好多類(lèi)型,本文主要介紹深基坑,一般情況下,根據(jù)開(kāi)挖的深度,挖土的深度在4--6米之間時(shí)為稍深基坑,挖土深度在6--13米時(shí)為中深基坑,挖土深度在13--18米時(shí)為頗深基坑,18--23米的為甚深基坑,大于23--30米以上的基坑為特深基坑,大于30米的基坑為超深基坑。主要出現(xiàn)在建筑物為超高建筑或沿海的地質(zhì)條件不好的地區(qū),支護(hù)結(jié)構(gòu)主要指的是:用于支護(hù)巖石或土壤坡度的支撐結(jié)構(gòu),主要有:擋土板、擋土墻、樁、柱、錨桿等。為了施工過(guò)程中的安全,我們必須對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力以及變形進(jìn)行時(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè),這是保證施工安全的重要保障,近幾年專業(yè)的施工技術(shù)在 這方面的研究也取得了很大的成果。

        二、支護(hù)結(jié)構(gòu)與土(巖石)體之間的作用力

        (一)土壓力,土壓力的產(chǎn)生主要是由支護(hù)結(jié)構(gòu)與基坑壁的土之間的相互作用,這個(gè)作用力需要在土石方工程設(shè)計(jì)中要慎重的考慮,在實(shí)際的施工準(zhǔn)備的過(guò)程中,技術(shù)人員往往只考慮了該作用力的被動(dòng)的、靜態(tài)作用力,實(shí)際的工程施工過(guò)程中,由于坑壁往往會(huì)堆積建筑材料或者部分的活荷載,導(dǎo)致基坑塌方,這是計(jì)算土壓力人員要特備注意的地方。

        (二)接觸力,實(shí)際的工程支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)施時(shí),往往部分支護(hù)結(jié)構(gòu)與坑壁之間的力不是連續(xù)不斷的,這樣在實(shí)際監(jiān)測(cè)的過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)誤差,因此就會(huì)對(duì)施工材料資源造成不合理的利用,嚴(yán)重的還會(huì)出現(xiàn)安全事故。因此我們?cè)趯?shí)際的分析中可以采用接觸力學(xué)分析法與數(shù)值分析法相結(jié)合,準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)出任何時(shí)刻的作用力大小。

        三、內(nèi)力與變形的計(jì)算方法

        基坑工程是一個(gè)比較系統(tǒng)要求比較高的工程,一般的分析方法不能夠全面的分析所有的因素對(duì)基坑工程造成的綜合效用,目前來(lái)說(shuō)比較先進(jìn)的方法為有限元方法,把整個(gè)的基坑視為一個(gè)空間結(jié)構(gòu)體系,綜合分析各種影響因素比如:開(kāi)挖的方式、進(jìn)度、支護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇等等,最后在進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形的分析,該方法將土和墻都劃分成了單元,土體還可以使用相對(duì)應(yīng)的本構(gòu)模型。

        平面有限元,該方法把豎直面與水平面分開(kāi),分別把影響基坑的因素離散成有限元單元,再根據(jù)施工的工況進(jìn)行模擬地基的應(yīng)力、應(yīng)變與位移狀態(tài),其求解的過(guò)程和一般彈性力學(xué)有限元方法相似,而水平面分析的主要分析水平的撐錨體系,把豎直面分析所得的支撐反力當(dāng)做外荷載,并把支點(diǎn)位移當(dāng)作邊界條件來(lái)進(jìn)行計(jì)算。

        四、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形研究

        基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)是一個(gè)不斷變化的工程,隨著開(kāi)挖深度的不斷變化,支護(hù)結(jié)構(gòu)也在不斷的鞏固加深,各種新的構(gòu)件不斷的加入,這種變形體系的力學(xué)問(wèn)題我們只考慮一個(gè)狀態(tài)進(jìn)行分析,并且與進(jìn)行分析每次開(kāi)挖的增加的結(jié)果,這兩個(gè)分析結(jié)果存在著一定的差距,因此不難看出,基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)與挖坑深度是一個(gè)不斷變化的動(dòng)態(tài)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,開(kāi)挖深度與支護(hù)結(jié)構(gòu)之間的相互作用存在著相互的影響,而且二者額的贏像也在時(shí)刻的變化著,因此對(duì)內(nèi)力與變形的研究監(jiān)測(cè)就必須的不斷完善設(shè)計(jì)方案。

        把超靜定問(wèn)題轉(zhuǎn)化成靜定問(wèn)題的極限平衡法不能夠全面的考慮變形對(duì)土壓力的影響,彈性地基礎(chǔ)梁法只不過(guò)是對(duì)平衡法進(jìn)行了稍加的改進(jìn)但是從根本上還是沒(méi)有解決該問(wèn)題,根本的原因就是兩種方法沒(méi)能夠把 支護(hù)結(jié)構(gòu)與坑壁環(huán)境視為一個(gè)整體進(jìn)行系統(tǒng)的研究,不能夠正確的反映土體與支護(hù)結(jié)構(gòu)之間的相互作用,更沒(méi)有考慮前文提到的基坑整體空間系統(tǒng)的概念。

        五、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形研究大發(fā)展方向

        (一)從前文的研究分析可以看出基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形是一個(gè)空間的三維整體效應(yīng),因此在今后的研究中我們必須把基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)與周?chē)膸r土體視為一個(gè)整體系統(tǒng)性研究,必須用到三維的計(jì)算方法進(jìn)行研究,同時(shí)隨著城市基礎(chǔ)設(shè)施建筑群體的不斷增多,必須考慮的就是基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)周?chē)ㄎ锏挠绊憽?/p>

        (二)對(duì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形三維系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法與計(jì)算參數(shù)非線性反演方法進(jìn)行研究。對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形實(shí)施動(dòng)態(tài)時(shí)刻的檢測(cè),及時(shí)的收集分析土體的信息,通過(guò)反演方法及時(shí)的進(jìn)行計(jì)算監(jiān)測(cè)方法的修正,改進(jìn)新方法進(jìn)行預(yù)測(cè)下一時(shí)刻施工的狀況,做到動(dòng)態(tài)施工,及時(shí)的掌握下一時(shí)刻可能出現(xiàn)的情況,及早的做好支護(hù)防御措施,可見(jiàn)實(shí)施測(cè)三維動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是今后研究的重要方向。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 付文光,楊志銀.基坑深度分級(jí)及不同深級(jí)支護(hù)技術(shù)適用性的探討[J].巖土工程學(xué)報(bào),2010,32(增刊1):99—1O3.

        [2] 丁翠紅,周玲.深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力分布問(wèn)題研究現(xiàn)狀探討[J].浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2009;37(1):64—68.

        [3]王曉楠,王建良. 深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形研究進(jìn)展[J]. 科學(xué)技術(shù)與工 程,2012,21:5242-5248

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