超深大基坑“半逆作”环板支撑体系的应用及力学分析陈鹤 孙立柱(北京市市政工程设计讨论总院,北京,100082)摘 要:本文针对某地铁超深大基坑工程引入了混凝土环形支撑体系的设计理念,并结合地铁工程中较为普遍采纳的“盖挖逆作”工法,首创了一种适合大型地铁基坑工程的新型支撑体系--“半逆作”环板形支撑体系。周围 15 米逆作,中间顺作并对该种支撑体系进行了初步技术、经济分析,论述了该支撑体系的设计和施工中的关键技术。同时,本文对该种环板支撑体系进行了基于 FLAC3D的数值分析,建立了三维地层模型并模拟开挖工况,重点讨论了环板支撑体系的自身内力变化特点、基坑开挖引起的周边环境变形变位等。通过数值分析,对“半逆作”环板支撑体系设计的合理性和可行性进行了验证,并对工程施工提供了有益的指导。关键词:超深大基坑 “半逆作”环板支撑体系 三维地层模型 FLAC3D1.混凝土环形支撑体系的应用现状1.1 环形支撑体系的应用概况在当前应用的基坑支护体系中,对于深大基坑软土地基或城市改造密集建设区的基坑支护,采纳环形内支撑体系(主要是钢筋混凝土环形支撑)的已经越来越多,并向超大直径环形支撑进展。目前,环形支撑体系已由单层进展为双层或多层;环梁直径由几十米进展到超过百米;平面上可适应任何平面形状;水平支撑由单圆进展到多圆相连;环梁有圆形、椭圆、边桁架断面由宽腹式向窄腹式进展等。同时,基坑支护监测信息化施工也日臻完善。1.2 环形支撑体系可应用到任何基坑平面形状环形支撑体系应用范围如下:对于近似正方形、圆形平面的基坑:对基坑尺寸较小的,可直接采纳内切圆环形支撑,对于圆形超出基坑的部分可做拱形水平桁架突出基坑,或将围护桩沿环梁轴线布置;对于环梁以外的不规则平面,可采纳边桁架或局部成拱板。最有利的方案是将围护排桩轴线与环梁轴线相重合,做到桩梁轴线合一。对于近似矩形的平面基坑:可采纳椭圆形环形支撑。如椭圆环梁在中部超出基坑,可在桩外形成拱形桁架或做成桩梁合一突出基坑;如环梁突出基坑受场地限制,也可做成两端半圆环,中部为加长平直段,做成类似椭圆,但对平直段的支护结构必须加固。对于多边形不规则平面的基坑:可尽量采纳大圆环,或用大小环相连来处理,环外不规则部分做成桁架,或用钢管顶撑形成混凝土结构。1.3 超大环形基坑支撑体系的应用实例目前国内环形基坑的实例很多,详见表 1,其中较典型的有上海绿洲中环中心基坑工程及万都大厦基坑工程,...