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    反分析法基坑支護真實工程案例

    文章來源:螺桿樁?? 內容作者:sdcxyt?? 發布時間:2019-01-04 13:52?? 瀏覽次數:

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    現如今隨著城市建設的發展基坑支護這一施工技藝被得到了廣泛的使用,今天山東城鄉巖土通過一個真實的基坑支護施工案例來為大家講解這一問題,希望大家可以從中有所收獲。

    基坑支護

    一、工程概況

    本文所依托的工程為位于濟南市市中心的某一超高層建筑,其主體建筑高度約為260 m,并附帶4層裙樓,主體超高層主樓區域設置地下室三層,裙樓區域設置了兩層地下停車場。地下三層部位基坑開挖深度為14 m,主體超高層建筑區域基坑開挖深度17.0 m,主體超高層區域電梯井落深區域開挖深度達到23.0 m?;铀闹苤ёo結構采用形變控制較強的地下連續墻+預應力錨索的型式,坑中坑則是采用施工較為便捷的土釘墻進行支護。在該基坑東南角部位,由于位移控制及方便施工等方面的考慮,這一部位用混凝土內支撐替代了預應力錨索進行了支護。

    在勘察深度范圍內,場地地層由淺到深依次是人工堆積層填土、沖洪積層、殘積層和白堊系閃長巖風化帶組成。詳述如下:

    二、m值反演分析

    將地下連續墻的實測水平位移與編寫的MATLAB程序在不同m值情況下得到的計算水平位移進行比較分析,通過目標函數的最小值,找出各工況下最合理m值。本文采用如下的四種工況:工況一,基坑開挖1 m,在墻頂施加 道錨桿;工況二,基坑開挖6 m,在冠梁以下3.5 m處施加第二道錨桿;工況三,基坑開挖9 m,在冠梁以下6.8 m處施加第三道錨桿;工況四,基坑開挖14 m,在冠梁以下9.8 m處施加第四道錨桿。

    實測得到的位移如圖1所示。從圖中可以看出,隨著開挖深度的增大,墻體的水平位移逐漸增大,各個工況的變形曲線特征均是墻底變形最小,墻頂變形較大。并且隨著基坑開挖深度的加大,支護結構位移的“鼓腹”現象越來越明顯。工況一時,沒有“鼓腹”現象,到工況四時,“鼓腹”現象較為明顯。通過觀察工況三和工況四中下部墻體的位移可以發現出現了負位移情況,這主要是預應力錨桿造成的部分墻體的位移回彈現象。四個工況的整體位移都較小,說明了本基坑支護采用連續墻支護結構較為合理,對位移的控制有較好的效果。

    采用編寫的MATLAB程序對各個工況進行m值反分析,最終通過取值范圍的不斷縮小,最終在基坑開挖1 m、6 m、9 m和14 m時,即四種不同工況下,得到基坑土的最優m值,如表2所示。

    在最優m值情況下,工況一和工況二模擬曲線與實測位移曲線相關性更強,曲線更加貼合,工況三模擬曲線與實測位移曲線有一定偏差,但偏差不大,相對貼合,而工況四模擬曲線與實測位移曲線偏差 ,相關性也較差。前三個工況運用反分析得到的m值可以較為準確的計算出支護結構的位移,這說明了通過m值的反演分析,可以得出較為準確反應土體性狀的m值;而工況四,通過反分析得出的m值均取為規范中范圍的 值,且即使各土層m值參數均取得 值,還是不能滿足模擬曲線與實測曲線的較好貼合,說明工況四運用反分析得到的m值不夠準確,不能較為準確的反應計算出支護結構的位移。

    三、m值預測工況分析

    將工況一反演所得m值,代入到工況二、工況三、工況四,進行支護結構位移預測,得到計算位移與實測位移如圖2(a)所示;將工況二反演所得m值,代入到工況三、工況四,進行支護結構位移預測,得到計算位移與實測位移如圖2(b)所示;將工況三反演所得m值,代入到工況四,進行支護結構位移預測,得到計算位移與實測位移如圖2(c)所示。從圖2可以看出,通過工況一、工況二所得的m值可以相對較好的預測工況二、工況三的支護結構位移情況。雖然會出現計算位移較實測位移略微偏小的現象,但偏差不大,且形狀也較為吻合,通過工況一、工況二所得的最優m值來預測工況二、工況三的支護結構的計算位移,對工程預測有一定的參考價值。但由于計算位移較實測位移偏小且本文僅選取了一個工程實測位移值作為研究,存在一定的不全面性和不廣泛性,所以出于工程安全的考慮,在采用工況一、工況二所得最優m值作為荷載參考對后來的工況進行支護結構設計時,應該適當提高錨桿剛度、支護結構剛度等方面,才能達到實測位移與預測位移較為相近。

    工況一、工況二和工況三在預測工況四時,預測結果都不夠理想,計算位移與實測位移偏差較大,不能夠通過所得的最優m值較好的預測工況四的支護結構位移,所預測的計算位移對工況四的工程設計預測沒有太多參考價值。這主要是由于開挖較淺,基坑土體還處于彈性階段,且錨桿預應力損失及回彈等多種現象還未發生,支護結構受力情況較為簡單。而當工程開挖到工況四時,由于開挖深度較深,基坑土體出現彈塑性變形,上層錨桿預應力損失較大且下層錨桿出現回彈現象,支護結構受力情況較為復雜多變。

    (a)工況一m值代入其他工況

    (b)工況二m值代入工況三、工況四

    (c)工況三m值代入工況四

    四、結論

    (1)以濟南某超高層建筑基坑支護為實例,通過MATLAB程序的編寫得到的支護結構的計算位移與實測位移曲線吻合性較強,說明了用這一程序來模擬基坑開挖過程中地下連續墻支護結構水平位移具有可行性。

    (2)在基坑開挖深度比支護結構嵌入深度小時,即支護結構位移較小,隨著基坑開挖的進行,同一土層的m值是逐漸變小的。

    ?(3)通過m值的反分析,可以極大的縮小基坑土層m值的取值范圍,在基坑開挖深度較小的情況下,可以通過前一工況位移反分析得到的m值進行支護結構內力和變形的預測,對工程的進一步施工有一定的參考價值。

    基坑支護

    通過以上真實的基坑支護案例為行業內提供的寶貴的經驗教訓以便在以后的施工中更好的開展作業,希望可以對大家有所幫助,想了解更多的相關知識歡迎關注城鄉巖土,我們將為你提供專業解答。

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