[發明專利]適用于割圓型組合基坑支護結構的設計方法

在審

• 申請號: 201811449865.0
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109371981A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 楊忠勇;廖少明;王坤;李興峰;張磊;劉孟波;師印;杜俊黎;周文鋒
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63926部隊;上海同榮土木工程科技有限公司
• 主分類號: E02D17/04
• 分類號: E02D17/04
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

1.一種適用于割圓型組合基坑支護結構的設計方法，其特征在于：所述割圓型組合基坑支護結構包括圍護樁和支撐體，所述支撐體在割圓型組合基坑支護結構內部為環梁形式，所述支撐體在兩割圓連接部分設置橫撐及斜撐；

所述設計方法至少包括以下過程：

(1)確定基坑圍護樁的樁徑、間距及插入比，并確定環梁的截面尺寸；

(2)確定環梁的等效彈性支撐系數K_h；

(3)利用啟明星基坑計算軟件完成圍護結構水平位移驗算、地表沉降驗算、整體穩定性驗算、抗隆起穩定性驗算；

(4)利用啟明星基坑計算軟件確定圍護結構的彎矩和剪力包絡圖；

(5)根據圍護結構的的彎矩和剪力包絡圖確定圍護結構材料及配筋。

2.根據權利要求1所述的一種適用于割圓型組合基坑支護結構的設計方法，其特征在于：所述圍護樁為鉆孔灌注樁，并可根據施工場地的地下水位情況，選擇施作或不施作止水帷幕。

3.根據權利要求1所述的一種適用于割圓型組合基坑支護結構的設計方法，其特征在于：所述支撐體的豎向間距為3.0～5.0m。

4.根據權利要求1所述的一種適用于割圓型組合基坑支護結構的設計方法，其特征在于：基坑底部采用現澆混凝土進行封底，并可根據場地條件選擇干封底或水下封底。

5.根據權利要求1所述的一種適用于割圓型組合基坑支護結構的設計方法，其特征在于：步驟(2)所述環梁的等效彈性支撐系數K_h的計算步驟如下：

(2.1)選取半結構并通過力法方程求得均布荷載作用下的環梁內力圖；

(2.2)通過積分計算得到環梁的柔度系數表達式，進而得到環梁的等效彈性支撐系數表達式。

6.根據權利要求5所述的一種適用于割圓型組合基坑支護結構的設計方法，其特征在于：在步驟(2.1)中由下述力法方程(1)求得超靜定結構中的未知反力，并通過公式(2)求得結構內力圖；

其中，

X₁、X₂:力法方程基本未知量；

δ_ij:基本結構在單位力X_j＝1單獨作用下沿X_i方向的位移(i＝1,2；j＝1,2)；

Δ_iP:基本結構在外荷載單獨作用下沿X_i方向的位移(i＝1,2)；

分別是基本結構在單位力X_i＝1單獨作用下的彎矩、

剪力、軸力分布(i＝1,2)；

M(α)_q、Q(α)_q、N(α)_q分別是基本結構在外荷載單獨作用下的彎矩、剪

力、軸力分布；

M(α)、Q(α)、N(α)分別是原半結構在外荷載單獨作用下的彎矩、剪力、

軸力分布。

7.根據權利要求6所述的一種適用于割圓型組合基坑支護結構的設計方法，其特征在于：系數δ₁₁、δ₁₂、δ₂₁、δ₂₂、Δ_1P、Δ_2P由下述公式(4)(5)求得；

其中，

q:作用在環梁上的均布荷載值；

θ:半結構非圓弧段部分的圓心角大小；

L:半結構非圓弧段長度。

8.根據權利要求7所述的一種適用于割圓型組合基坑支護結構的設計方法，其特征在于：在步驟(2.2)中，由下述積分公式(3)求得在α₀處作用一單位力產生的徑向變形δ，則環梁的等效彈性支撐系數K_h＝1/δ。

9.根據權利要求1至8任一所述的一種適用于割圓型組合基坑支護結構的設計方法，其特征在于：所述K_h的計算值僅適用于兩割圓型直徑相同的情況，當二者直徑不同時，需對K_h進行修正，修正值K_h’＝m·K_h，m按下述方法進行取值：

當另一割圓的直徑與計算割圓直徑的比值r＝3時，m取0.6，1<r<3時，按線性插值進行取值；當r＝0.3時，m取1.6,0.3<r<1時，按線性插值進行取值。