斜抛撑与水平撑在深基坑支护中控制变形的对比分析.pdf

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1、路基工程·136·SubgradeEngineering2015年第3期(总第180期)斜抛撑与水平撑在深基坑支护中控制变形的对比分析赵园园，左人宇，陆钊，翟东格(1．深圳市工勘岩土集团有限公司岩土工程设计所，广东深圳518026；2．哈尔滨工业大学深圳研究生院深圳市城市与土木工程防灾减灾重点实验室，广东深圳518055)摘要：在目前的实际工程应用中，深大基坑的开挖支护内支撑体系主要有水平撑和斜抛撑两种形式。为此，对支撑桩加承台的斜抛撑形式通过大型通用有I~L-,L软件ABAQUS对其在深大基坑中的应用进行模拟，

2、并与水平撑在深大基坑中的数值模拟结果进行对比分析。通过比较两种不同的内支撑体系对开挖深大基坑的基坑外地表面土体沉降、基坑底部土体隆起及围护桩的水平位移不同变化情况，得出支撑桩加承台的斜抛撑支护体系在控制围护桩水平位移和基坑外地表面土体沉降的优点及控制效果。关键词：水平支撑；斜抛撑；地表沉降；支护桩；水平位移；基坑坑底隆起中图分类号：TU433文献标志码：A文章编号：1003—8825(2015)03—0136—040引言比分析，通过比较两种不同的内支撑体系对开挖深随着城市建设的快速发展，在现代城市的密集大基坑的外

3、地表面土体沉降、基坑底部土体隆起及区域，大面积开挖的深基坑越来越多，当利用支撑围护桩的水平位移不同变化情况，得出支撑桩加桩加承台的斜抛撑结构支护深大基坑且在基坑开挖承台的斜抛撑支护体系在控制围护桩水平位移和基时，基坑中央处不设支撑，使得施工的空间很大，坑外地表面土体沉降的优点及控制效果。这样就既方便施工，又能加快施工进度u0J。而且利用支撑桩加承台的斜抛撑组合支护结构体系支护深1建立数值模型过程大基坑可使基坑的支护工程量减小，造价降低。1．1模型建立与常规的排桩支护结构形式相比，在整个深大基坑深大基坑支护工程的支

4、撑桩加承台的斜抛撑与支护结构受力和土体变形方面，该组合支护结构的水平撑基坑开挖深度取同一深度，均为13m，假设弯矩可由围护桩和基坑底部的支撑桩及抗滑平台(承基坑边长足够长，可用二维模型来模拟基坑开挖支台)共同承担，斜抛撑也会有所分担。基坑侧壁的护的特点。取模型基坑土体开挖宽度的一半为40m，水平位移会大大减小，周围土体的沉降也会得到有模型基坑开挖深度为13m，模型基坑外土体长度效控制，整个深大基坑支护体系的受力和土体变形100m作为该数值模型的边界尺寸，模型的深度取控制合理。因此，对支撑桩加承台的斜抛撑结构为80

5、m，约为基坑开挖深度的6倍。基坑水平内支支护深大基坑的应用研究是有实际意义的。撑采用刚性位移约束的方式施加水平内支撑，钢管在目前的实际工程应用中，深大基坑的开挖支斜撑在模型中建立斜撑模型。支撑桩加承台的斜抛护内支撑体系主要有水平对撑和斜抛撑两种形式。撑支护体系下的基坑土体模型，见图1。对支撑桩加承台的斜抛撑形式通过大型通用有限元软件ABAQUS对其在深大基坑中的应用进行模拟，并与水平对撑在深大基坑中的数值模拟结果进行对收稿日期：2014一O1—05基金项目：深圳市科技研发资金项目(CXZZ201208291548

6、20942)作者简介：赵园园(1983一)，女，辽宁锦州人。工程师，主要从事岩土工程设计与数值分析方面的研究工作。E—mail：15017607496@139．eom。图1支撑桩加承台的斜抛撑支护体系下基坑土体模型赵园园，等：斜抛撑与水平撑在深基坑支护中控制变形的对比分析·137·水平对撑支护体系下基坑土体模型，见图2。1．2材料定义支撑桩加承台的斜抛撑支护和水平对撑支护体系下的数值模型参数，见表1。在两种内支撑支护体系下的数值模型中，作为对斜抛撑和水平对撑应用于基坑的初步对比分析，土体的本构模型选为理想的弹塑性

7、本构Mohr—Coulomb模型，围护桩、基坑底部的支撑桩、承台、斜抛撑均选为线弹性模型。单元的网格划分方面，土体及支护桩均选用CPFA图2水平对撑支护体系下基坑土体模型单元。表1材料参数取值土体选用黏土进行分析，其密度取1．32×10模拟设置对于基坑的稳定性是偏于安全的，结果偏kg／m，弹性模量取25MPa，泊松比为0．35。选用于保守。土体较简单的摩尔库伦本构模型进行计算分析，其黏聚力c为17kPa，内摩擦角‘D为17。。2计算结果分析1．3分析步的确定目前，深基坑工程的设计与分析逐渐从强度控基坑数值模型中，

8、分析步要根据基坑的实际开制设计转为变形控制设计，本节比较了在支撑桩加挖工况进行确定。在支撑桩加承台的斜抛撑支护体承台的斜抛撑支护体系与水平对撑的支护体系下，系下的基坑数值模型中，首先进行初始地应力的平基坑外地表面土体沉降、基坑底部土体的隆起和围衡，然后分步设置基坑中央处土体的开挖分析步，护桩的变形结果，这些在目前的研究中较为成熟，最后分步设置基坑侧边处土体的开挖分析步。在