灌注桩围护结构内力场观测与分析的VIP免费

第l9卷第l0期1998年l0月上薄链道大学学报0FSHANGHAITIEI]AOtlNrvl雎JTYtf}灌注桩围护结构内力毕湘利廖全燕周顺华五吾学岩土工程研究所，上悔200331)的场观．测与分析-7-U+73,／4凌国石吴a-q-摘要以上海市某地铁车站太型基坑的目护结构为例，用“竖向弹性地基梁法计算了钻孔灌注桩基坑围护结构在三种迎界处理条件下所得的弯矩厦位移值，并与现场实际测量的结果进行了比较。．~～mlr,q粗-基坑姚，盟围考希句雾矩，哆主移位分类号_I1J．1A47314一’0引言随着国民经济的迅猛发展以及城市土地利用对提高容积率的需求，无论是民用建筑还是市政交通工程，都朝着向地下索取空间的趋势发展。如城市高层建筑地下空问的开发和利用，市政交通中的地下铁道工程以及地下变电站、地下停车场等。而在软土地区进行地下工程基坑开挖和基础施工，势必会对周围环境产生一定影响，如在施工中要考虑开挖对地下煤气管道、上水管道、下水管道、电讯、电缆等管线的影响。若临近地面有建筑物，还应考虑开挖引起的坑周土体的不均匀沉降对构筑物的影响。为减小基坑开挖施工对上述设施的破坏性影响，必须采用技术可靠、经济可行的支护结构来确保施工安全。一般说来，对开挖深度大于4m的软土地区基坑须采取适当支护措施。常用的支护形式可分为加固型支护和支挡型支护，如工程中常用的水泥搅拌桩属加固型支护，钢筋混凝土桩排、地下连续墙等属于支挡型支护。对每一具体基坑施工，无论是采用加固型支护还是支挡型支护，又往往通过止水防渗、支撑拉锚、降水排水、挖土卸载等技术措施因地制宜地确定某种支护方式，使基坑支护工程达到整体最优效果。在众多的支护方式中，钻孔灌注桩因其施工时振动小，对周围临近建筑物、道路及地下管线影响较少而应用较为广泛。特别是在建筑物比较密集的城市中心区进行中等深度基坑开挖时，由于该支护方法的机械台班费低、造价便宜而更显示出优势。1计算方法计算挡土结构目前的解析方法主要有山肩邦男法、弹性法和弹塑性法三种因上述方法在计算中不能有效地计人基坑开挖时挡土结构及支撑轴力的变化过程，因此计算结果与实际测量的误差往往很大。“竖向平面弹性地基梁法”由于使用方便，而且概念明确而被工程界广泛采用，目前已与有限元法共同成为处理挡土结构计算时的主要方法以两步开挖的钻孔灌注桩挡土结构的情况为例，在各个施工阶段挡土结构的变形状态如图1所示，由图可知，支撑架设后A点的变形量与架设前其变形量相比很小，即该点在支撑架设之前已经发生了较大的变形。所以，在计算时要与该种挡土结构在各个施工阶段的变形特性作相应的计算，其计算简图如图2所示。地层抗力系数()在5m范围内按线性取值⋯，大于5m的范围取定值；根据上海地区的土层性质一般取为：『0～10000KN／m305m内线性增加一【10000kN／m3大于5m范围·51，维普资讯http://www.cqvip.com上海铁道大学学报第l9卷在施工过程中，有时经常要控制地层的位移，这要通过对支撑施加轴力的工艺来达到控制整个挡土结构发生过大变形的目的。把钻孔灌注桩作为粱单元计算时，与常规的弹性力学有限元法相似，首先对整个结构进行离散化分析，如图3所示。把钻孔灌注桩排根据计算精度要求划分单元，支撑点处在各个开挖阶段作相应的结点处理，弹簧任意作用在开挖面下的挡土结构结点上。每一单元均是具有3个自由度(u，，0)的“梁单元”，支撑作为单自由度的“二力杆单元”处理，基本方程为：瞄=R其中：为总刚矩阵，6为位移矩阵，为荷载矩阵。事圈1挡土结构变形状态图图2计算简图圈3离散化分析图总刚矩阵形成后，可根据各施工阶段的计算简图将地层弹性系数值叠加到总刚相应位置中。在分析时，还必须根据施工阶段预加轴力及支撑安装的影响通过修正杆系边界条件来修正基本方程式。当然，考虑各种施工条件及施工工艺的差异可对边界条件作相对灵活的处理。以下工程实例就三种边界处理形式来分别计算其变形及内力，并与现场实测结果进行了比较2工程实例分析上海市某地铁车站基坑围护采用钻孔灌注桩加设钢筋混凝土围图支撑挡土，深层搅拌桩加压密注浆止水，坑内采用深层搅拌桩辅以深井降水加固。围护混凝土搅拌桩桩长195m，桩径800mm，桩中...