深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)用計(jì)算方法及其應(yīng)用

馮炫 劉強(qiáng) 韓帥 簡旭星

摘 要：隨著各種建筑物的數(shù)量逐漸增加，是目前城市發(fā)展過程中必不可少的階段。為保證建筑物高度的增加施工期間建筑地基的安全，必然需要進(jìn)行深基坑施工，施工過程中必然要加入計(jì)算好的支撐力。但是即使使用相同的支持方法，具體的計(jì)算過程和結(jié)果也會(huì)有一定的差異。在具體建設(shè)中，他們也受到天氣、季節(jié)性、現(xiàn)場條件及其他因素的影響。本文對深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)用計(jì)算方法及其應(yīng)用進(jìn)行簡要分析。

關(guān)鍵詞：深基坑支護(hù)；支護(hù)結(jié)構(gòu)；計(jì)算方法；實(shí)際應(yīng)用

深基坑支護(hù)是指工建筑物的地面建在施工時(shí)，土方工程開挖深度超過五5米的支護(hù)工程或降水工程。它還包括挖掘深度小于5米的復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境和地下管線。支持工程、降水項(xiàng)目和土木工程。在確保工程質(zhì)量和安全的前提下，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行嚴(yán)密的計(jì)算來完成實(shí)際施工工作。

1深基坑支護(hù)在實(shí)際工程中遇到的問題

深基坑支護(hù)工程是建設(shè)工程中非常復(fù)雜的和系統(tǒng)的一項(xiàng)內(nèi)容。他的內(nèi)容重要包含支護(hù)結(jié)構(gòu)、基坑開挖和設(shè)計(jì)等。由于支護(hù)機(jī)構(gòu)是基坑開挖時(shí)的搭建的臨時(shí)物，因此在工程完工時(shí)不再需要。巖土工程技術(shù)人員和結(jié)構(gòu)工程師需要在支護(hù)結(jié)構(gòu)和施工基坑開挖中配合相互協(xié)調(diào)，一同完成工程的設(shè)計(jì)。開挖深度一般超過5米或5米才稱為深基坑，面對地質(zhì)條件相對復(fù)雜的環(huán)境視情況可將深基坑的挖掘不超過5米，但若是遇到復(fù)雜地下管線分布，基坑是工程建筑的基礎(chǔ)和底座的一部分，形狀雖不同但是平面的和長條的基槽或者基坑為方形。基準(zhǔn)面積包含在27平方米之內(nèi)。注意在風(fēng)險(xiǎn)高的地方，或者需要制定應(yīng)急計(jì)劃的地方必須提前制定好應(yīng)急機(jī)制。建設(shè)過程中，有必要進(jìn)行數(shù)據(jù)觀測，加強(qiáng)防水排水設(shè)計(jì)[1]。

2深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)

深基坑工程的區(qū)域特征和特點(diǎn)明顯。支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和土方開挖需要合適的的地質(zhì)條件和水文條件。必須考慮基坑附近結(jié)構(gòu)和地下管線的抗變形能力。軟土地基和黃土地基對開挖基坑的影響頗大，施工中需要全面的地質(zhì)穩(wěn)定性和合適的支護(hù)結(jié)構(gòu)的?；颖Ｗo(hù)機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性和變形能力將受到深度的影響和基坑平面形狀的影響。對于基坑開挖的軟土地區(qū)，也需要考慮黏土的蠕變和突破壓力。挖掘土方應(yīng)力場工程和改變地下水位。地下管線的鋪設(shè)對地基土質(zhì)的變形造成影響。環(huán)境和運(yùn)輸?shù)拇罅康挠绊懸矔?huì)造成運(yùn)輸過量導(dǎo)致廢棄場地，開挖的深基坑或開挖率的不合理步伐，會(huì)導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)過大變形量，影響主體樁基礎(chǔ)位移，使整個(gè)基坑支護(hù)體系出現(xiàn)不穩(wěn)定性。因此，需要做好深基坑設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)計(jì)算和信息監(jiān)測。挖掘地下空間的空隙是深挖的目的，在垂直擋土結(jié)構(gòu)周邊設(shè)置封閉式結(jié)構(gòu)的擋土墻，將其插入墻體結(jié)構(gòu)中底座下方。懸臂式和多支撐式的墻和立式類型。支撐結(jié)構(gòu)的這種構(gòu)造是為了過度變形的柵欄能夠保持墻壁的正常彎曲矩力。

3基坑支護(hù)結(jié)的應(yīng)用及計(jì)算方法

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)形式包括內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)和拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)，內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)一般是用于抵抗水壓和土壓，具有輔助擋土的作用，在穩(wěn)定擋土結(jié)構(gòu)墻的同時(shí)能夠提供足夠的支撐力和穩(wěn)固力，在道路工程中使用較多。拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)屬于外拉系統(tǒng)和擋土系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以利用數(shù)值分析和有限元的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算?；邮芰c(diǎn)的計(jì)算可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，主要是將土體和支護(hù)結(jié)構(gòu)分成有限個(gè)單位，以單元?jiǎng)澐值男问揭来斡?jì)算。但是在計(jì)算過程中既要考慮地表沉降量和基坑隆起量，又要考慮土體和支護(hù)結(jié)構(gòu)之間的作用力。利用計(jì)算機(jī)計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)，要在施工中獲取基坑數(shù)據(jù)，建立動(dòng)態(tài)模型，預(yù)測分析基坑支護(hù)體系建立的實(shí)際情況。其中關(guān)于基坑受力點(diǎn)的計(jì)算相對復(fù)雜，利用計(jì)算機(jī)結(jié)合數(shù)值分析和有限元法能夠模擬基坑支護(hù)受力情況，可進(jìn)行仿算[2]。

4基坑支護(hù)的支撐結(jié)構(gòu)的幾種形式形式

拉錨支撐結(jié)構(gòu)和內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)是基坑支護(hù)的兩種不同形式。支撐擋土的功能主要是內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)通常也用于抵抗土壓力和水壓。提供穩(wěn)定性的同時(shí)保持結(jié)構(gòu)擋土墻。在道路工程中使用足夠的支持和可靠性。拉錨支撐結(jié)構(gòu)屬于外拉式系統(tǒng)和擋土系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，數(shù)值計(jì)算方法可用于數(shù)據(jù)計(jì)算?；討?yīng)力點(diǎn)的計(jì)算可以采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，主要是將土體和支護(hù)結(jié)構(gòu)劃分為有限數(shù)量的單元，并以單元?jiǎng)澐值男问竭M(jìn)行計(jì)算。但是，在計(jì)算過程中，不僅要考慮地表沉降和基坑開挖量，還要考慮土體與支撐結(jié)構(gòu)之間的作用力。利用計(jì)算機(jī)對支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，在施工過程中得到基坑數(shù)據(jù)，建立動(dòng)力學(xué)模型，對基坑支護(hù)體系建立的實(shí)際情況進(jìn)行預(yù)測分析?；討?yīng)力點(diǎn)的計(jì)算較為復(fù)雜，基于計(jì)算機(jī)的數(shù)值分析和有限元方法可以模擬基坑支護(hù)的受力情況，并可用于模擬[3]。

5滿足基坑支護(hù)的條件及實(shí)際工作問題應(yīng)對

彈性基礎(chǔ)梁主要用于條形基礎(chǔ)。許多支持基本上都是在彈性基礎(chǔ)上安裝的梁。梁中的點(diǎn)主要在彈性基礎(chǔ)上支撐，從而提高了梁的剛度，減小了內(nèi)力，變形較小。由于普通的梁靜態(tài)不定數(shù)量有限，梁的基礎(chǔ)和基礎(chǔ)部分直接接觸，并且基礎(chǔ)和梁一起變形。因此，彈性基礎(chǔ)梁，梁和基礎(chǔ)的變形必須同時(shí)考慮。彈性基礎(chǔ)梁是基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)中的垂直梁裝置，受側(cè)向土壓力影響。因此，壓力計(jì)算采用庫侖土壓力理論和朗肯土壓力理論。彈性基礎(chǔ)梁的彈性支點(diǎn)位于坑表面之上，坑表面以下的土層可用土彈簧代替。該方法可以直接使用彈性基礎(chǔ)的梁支持結(jié)果作為基礎(chǔ)梁的彈性支持結(jié)果。常用的彈塑性和彈性方法簡化了上述部分坑表面的支撐力。在完成下一個(gè)支撐之后，上支撐的軸向力是恒定的。在土壤中，可以假定動(dòng)土壓力已經(jīng)達(dá)到極限。最后，使用平衡條件。解。假設(shè)變形與地坑力之間存在聯(lián)系，則可以構(gòu)造微分方程來計(jì)算彈性基礎(chǔ)梁在土壤中的部分和就地土壤的上部的彈性[4]。

6結(jié)束語

在施工坑的開挖階段，為了避免危險(xiǎn)，需要建設(shè)支護(hù)結(jié)構(gòu)。支撐結(jié)構(gòu)的建立是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，涉及土木工程，機(jī)械等眾多知識(shí)，并且有很多過程安排。礦區(qū)整個(gè)支護(hù)體系由每個(gè)單位組成，因此個(gè)體與整體的關(guān)系必須在施工前的整體設(shè)計(jì)中進(jìn)行計(jì)算。礦區(qū)基坑支護(hù)機(jī)構(gòu)的計(jì)算和應(yīng)用需要科學(xué)規(guī)劃，真正做好基坑保護(hù)工作。

參考文獻(xiàn)：

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[3]夏玲濤，徐漢勇.雙向偏心結(jié)構(gòu)實(shí)用抗震計(jì)算方法的研究[J].四川建筑科學(xué)研究，2017（1）：103-107.

[4]范善鋒.淺談深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用[J].中國科技博覽，2015（46）：117-117.