[發(fā)明專利]一種不平衡基坑支護(hù)設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510011722.1
• 申請日: 2015-01-10
• 公開（公告）號: CN104652448A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐長節(jié);楊仲軒;楊園野
• 申請（專利權(quán)）人: 華東交通大學(xué)
• 主分類號: E02D17/04
• 分類號: E02D17/04
• 代理公司: 南昌市平凡知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 36122
• 代理人: 姚伯川

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種不平衡基坑支護(hù)設(shè)計方法，屬土木建筑工程施工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著城市化的發(fā)展，用地緊張問題日益突出，地下空間的開發(fā)愈來愈占據(jù)著重要地位。地下空間開發(fā)規(guī)模越來越大，相應(yīng)的基坑支護(hù)技術(shù)也就被要求不斷提高以解決各種工程難題。

目前針對各種復(fù)雜環(huán)境的基坑支護(hù)技術(shù)不斷完善，但由于這些深大基坑通常都位于密集城市中心，常常緊鄰建筑物、交通干道、地鐵隧道及各種地下管線等，施工條件復(fù)雜，重大惡性基坑事故仍時有發(fā)生。而且當(dāng)前的基坑支護(hù)技術(shù)涉及的都是對稱基坑(基坑相對兩側(cè)的側(cè)壓力相同)的支護(hù)，支護(hù)的目地主要是防止基坑外圍的土體向坑中坍塌，但在工程實際中，由于工程環(huán)境的限制和施工的需要，電梯井、集水坑等坑中坑的存在，使得基坑往往是不平衡的(基坑相對兩側(cè)的側(cè)壓力不相同)，可能出現(xiàn)基坑開挖較深一側(cè)的支護(hù)結(jié)構(gòu)通過內(nèi)撐壓迫開挖較淺一側(cè)的支護(hù)結(jié)構(gòu)向坑外傾斜，造成基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，甚至破壞周圍的建筑物。而且對稱基坑的設(shè)計，都是按照支護(hù)結(jié)構(gòu)向坑中發(fā)生位移的模式來進(jìn)行設(shè)計，不能充分利用土體的抗壓能力，造成了極大的浪費。

因此，對于不平衡基坑，依據(jù)基坑可能發(fā)生的位移形式，進(jìn)行合理的分析設(shè)計，找到一種經(jīng)濟(jì)有效的支護(hù)方法，是一個很現(xiàn)實的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，針對上述基坑支護(hù)技術(shù)存在的問題，為了實現(xiàn)合理設(shè)計支護(hù)結(jié)構(gòu)，達(dá)到安全經(jīng)濟(jì)有效的支護(hù)，本發(fā)明提供一種不平衡基坑支護(hù)設(shè)計方法。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是，本發(fā)明所提供的一種不平衡基坑的支護(hù)方法包括以下步驟：

(1)根據(jù)工程的工程地質(zhì)報告、建筑結(jié)構(gòu)施工圖、明確各開挖面標(biāo)高，簡化基坑設(shè)計模型，確定不對稱基坑的剖面參數(shù)，主要包括基坑較深側(cè)的基坑深度與基坑較前側(cè)的基坑深度，以及3倍深基坑深度范圍內(nèi)的地層土體的內(nèi)摩擦角、粘聚力及有效重度。

(2)不對稱基坑的兩側(cè)通過剛度足夠大的支撐連接起來，考慮到基坑較深一側(cè)的側(cè)壓力大于基坑較淺一側(cè)的側(cè)壓力，則位移模式可以按照深基坑一側(cè)向著淺基坑一側(cè)發(fā)生位移的方式進(jìn)行確定。

(3)在基坑較深的一側(cè)，根據(jù)一般工程經(jīng)驗，在充分發(fā)揮內(nèi)撐作用的同時，為避免內(nèi)撐的位置太低，造成基坑整體側(cè)移，可設(shè)內(nèi)撐位于距地面0.3倍基坑深度的位置；采用傳統(tǒng)單支點樁靜力平衡法對基坑較深一側(cè)的支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行支護(hù)設(shè)計和計算：

在支護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)按照朗肯主動土壓力進(jìn)行計算，距離地面z處的土壓力值為其中稱為主動土壓力系數(shù)；c是計算點所在土體的粘聚力，單位為kPa；是計算點所在土體的內(nèi)摩擦角，單位為度；γ_i是計算點上覆第i層土體的容重(水位以下的要按有效容重參與計算)，單位為KN/m³；z_i是計算點上覆第i層土體的厚度，單位為m。在支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)按照朗肯被動土壓力進(jìn)行計算，距離坑底h處的土壓力值為其中稱為被動土壓力系數(shù)；c是計算點所在土體的粘聚力，單位為kPa；是計算點所在土體的內(nèi)摩擦角，單位為度；γ_i是計算點上覆基坑底以下的第i層土體的容重(水位以下的要按有效容重參與計算)，單位為KN/m³；h_i是計算點上覆基坑底以下的第i層土體的厚度，單位為m。計算支護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)各層土壓力的合力E_ai與支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)基坑底以下各層土壓力的合力E_pi，對內(nèi)支撐點取矩，依據(jù)ΣE_ai＝ΣE_Pi確定基坑較深一側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)的深度L₁，并可得內(nèi)支撐的反力R_＝ΣE_ai-ΣE_Pi，計算最大彎矩M_max，最大剪力F_Smax。