基于理正軟件的地鐵深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

回鑫權(quán)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市空間開始呈現(xiàn)出“寸土寸金”的狀態(tài)，因此在城市規(guī)劃中對(duì)地下空間的利用越發(fā)重視。城市規(guī)模的擴(kuò)大也導(dǎo)致城市人口的不斷增多，其結(jié)果就是造成了較為嚴(yán)重的交通擁堵問題。在城市交通中地鐵是對(duì)地下空間利用最多的設(shè)施，地鐵設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)營不僅充分的利用了地下空間節(jié)省了城市緊張的空間問題，還緩解了大中城市的交通擁堵問題，便利了城市居民的出行。深基坑工程作為地鐵施工的重要環(huán)節(jié)之一，其設(shè)計(jì)與施工關(guān)系到工程的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和施工人員及周邊居住人員的安全問題。盡管我國在基坑的設(shè)計(jì)與施工方面有著一定的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)水平，但是在施工過程中還是會(huì)出現(xiàn)基坑內(nèi)部變形過大導(dǎo)致工程無法正常進(jìn)行的現(xiàn)象，更嚴(yán)重的是在城市人口密集的地區(qū)深基坑的坍塌失穩(wěn)導(dǎo)致重大安全問題的事故，造成了大量的人員傷亡。將基坑設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)、安全、合理是我們需要達(dá)到的工程技術(shù)水平。

在城市軌道交通地下工程中，基坑工程起著至關(guān)重要的作用，本文根據(jù)具體的工程實(shí)例，結(jié)合該地區(qū)的土層信息、水文條件地質(zhì)條件，使用理正深基坑對(duì)某地鐵開挖項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)方案為地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐的支護(hù)方案。

采用地下連續(xù)墻與內(nèi)支撐相結(jié)合的支護(hù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)采用增量法對(duì)內(nèi)力進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，將支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級(jí)設(shè)為一級(jí)，則支護(hù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，基坑深度為14.5m，嵌固深度為6m。地下連續(xù)墻采用鋼筋混凝土，混凝土強(qiáng)度為C40，設(shè)置冠梁，冠梁寬度高度皆為1m。在標(biāo)高為0處進(jìn)行放坡，放坡級(jí)數(shù)為1，臺(tái)寬臺(tái)高均是2m，坡度系數(shù)為1?；痈浇叵滤惠^深，故不需要進(jìn)行降水處理。

設(shè)計(jì)參數(shù)如下：首先放坡，臺(tái)寬2.0m、坡高2.0m、坡度系數(shù)1.0。水位信息，內(nèi)側(cè)降水最終深度25.0m外側(cè)水位深度25.0m內(nèi)側(cè)水位距離開挖面距離25.0m。

注：內(nèi)側(cè)水位不隨開挖深度而變化，且坑內(nèi)不設(shè)置加固土。計(jì)算方法，土層數(shù)量4層，彈性計(jì)算方法m法，坑外土壓力計(jì)算方法主動(dòng)土壓力注：彈性計(jì)算方法不按土層指定。內(nèi)支撐信息：設(shè)三道內(nèi)支撐，水平間距1.0m，豎向間距4.0m，預(yù)加力80.0KN，支錨剛度56.0MN/m，材料抗力2000.0KN，材料抗力調(diào)整系數(shù)1.0。水土計(jì)算信息，第一層土，素填土，水土合算，無水壓力調(diào)整系數(shù)，第二層土，淤泥質(zhì)土，水土合算，無水壓力調(diào)整系數(shù)，第三層土，粘性土，水土合算，無水壓力調(diào)整系數(shù)，第四層土，中，水土分算，水壓力調(diào)整系數(shù)1.0。注：彈性法外側(cè)土壓力調(diào)整系數(shù)各土層均為1.0，經(jīng)典法外側(cè)土壓力調(diào)整系數(shù)各土層均為1.0，內(nèi)側(cè)土壓力調(diào)整系數(shù)各土層均為1，內(nèi)側(cè)土壓力最大值各土層均為10000.0（Kpa）。

工況設(shè)計(jì)：工況一施工形式為土體開挖，開挖至土層深度4.5（m），工況二施工形式為布置第一道內(nèi)支撐，工況三施工形式為土體開挖，開挖至土層深度8.5（m），工況四施工形式為布置第二道內(nèi)支撐，工況五施工形式為土體開挖，開挖至土層深度12.5（m），工況六施工形式為布置第三道內(nèi)支撐，工況七施工形式為土體開挖，開挖至土層深度14.5（m）。設(shè)計(jì)參數(shù)：整體穩(wěn)定計(jì)算方法采用瑞典條分法，穩(wěn)定計(jì)算采用應(yīng)力狀態(tài)采用有效應(yīng)力法，穩(wěn)定計(jì)算不考慮內(nèi)支撐，穩(wěn)定計(jì)算合算地層不考慮孔隙水壓力，條分法中的土條寬度0.40（m），剛度折減系數(shù)K=0.850，考慮圓弧滑動(dòng)模式的抗隆起穩(wěn)定，不對(duì)支護(hù)底取矩傾覆穩(wěn)定，不以最下道支錨為軸心的傾覆穩(wěn)定。通過內(nèi)力彎矩剪力等參數(shù)進(jìn)行配筋。內(nèi)力取值：計(jì)算值（彈性法），最大彎矩（基坑內(nèi)側(cè)）417.86（KN·m）最大彎矩（基坑外側(cè)）207.01（KN·m），最大剪力187.89（KN）;計(jì)算值（經(jīng)典發(fā)），最大彎矩（基坑內(nèi)側(cè)）160.80（KN·m）最大彎矩（基坑外側(cè)）225.57（KN·m），最大剪力142.54（KN）;內(nèi)力設(shè)計(jì)值，最大彎矩（基坑內(nèi)側(cè)）488.37（KN·m）最大彎矩（基坑外側(cè)）241.94（KN·m），最大剪力258.34（KN）;內(nèi)力實(shí)用值，最大彎矩（基坑內(nèi)側(cè)）488.37（KN·m）最大彎矩（基坑外側(cè)）241.94（KN·m），最大剪力258.34（KN）。

經(jīng)理正深基坑驗(yàn)算，整體穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求;抗隆起驗(yàn)算：支護(hù)底部，驗(yàn)算抗隆起，抗隆起穩(wěn)定性滿足要求。突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算，基坑底部土抗承壓水頭穩(wěn)定。嵌固深度構(gòu)造驗(yàn)算：嵌固深度采用值，故滿足構(gòu)造要求。

土反力驗(yàn)算：施工工況一，基坑內(nèi)側(cè)土反力合力981.486（KN），被動(dòng)土壓力合力10244.367（KN）;施工工況二，基坑內(nèi)側(cè)土反力合力952.519（KN），被動(dòng)土壓力合力10244.367（KN）;施工工況三，基坑內(nèi)側(cè)土反力合力871.240（KN），被動(dòng)土壓力合力6520.690（KN）;施工工況四，基坑內(nèi)側(cè)土反力合力833.118（KN），被動(dòng)土壓力合力6520.690（KN）;施工工況五，基坑內(nèi)側(cè)土反力合力713.200（KN），被動(dòng)土壓力合力2979.829（KN）;施工工況六，基坑內(nèi)側(cè)土反力合力684.321（KN），被動(dòng)土壓力合力2979.829（KN）;施工工況六，基坑內(nèi)側(cè)土反力合力569.963（KN），被動(dòng)土壓力合力630.744（KN）;反力均滿足要求

各土層土層反力均滿足要求

參考文獻(xiàn)

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