深基坑中內支撐結構兩種數值計算方法分析

萬少石 王戰鵬

(深圳市巖土工程有限公司，廣東 深圳 518028)

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深基坑中內支撐結構兩種數值計算方法分析

萬少石 王戰鵬

(深圳市巖土工程有限公司，廣東 深圳 518028)

結合某深基坑支護工程實踐，采用內支撐支護結構體系對復雜周邊環境條件下深基坑進行了支護，并采用三維數值計算模型對內支撐支護結構體系進行了受力分析，且與二維模型計算結果進行了對比，指出二維模型的計算結果與三維數值計算模型的計算結果有較好的一致性，但二維模型計算深基坑有較大的局限性。

基坑支護，內支撐支護，二維數值分析，三維數值分析

城市中的深基坑施工會面臨地下管線、鄰近的高樓建筑、地鐵等諸多問題[1-3]。基坑支護的安全不僅是自身的安全，更是保證自身安全前提下的周邊建(構)筑物的整體安全，故對深基坑的設計計算提出了更高的要求。尤其是采用內支撐支護結構體系的深基坑變形方面，傳統的二維數值計算方法有較大的局限性。本文結合工程實例，將采用三維數值計算模型與二維數值計算模型對內支撐支護結構體系進行分析對比。

1 工程概況

1.1 工程簡介

本項目場地位于深圳市南山區前海深港合作區的桂灣片區，屬于桂灣商務中心的核心地段，工程場地為人工填海改造的平整場地。基坑深度分別為：裙房區域21.525 m，北塔區域24.025 m，南塔區域23.025 m。

1.2 基坑周邊環境

其西側為聽海大道，南側為規劃桂灣三路，北側為規劃桂灣二路，東側為規劃樞紐六路。兩地塊之間為地塊支路，屬于公共綠色廊道。西側地下有營運中的深圳市軌道交通1號和5號線前海灣站及區間隧道、在建地鐵11號線區間隧道。

1.3 工程地質條件

基坑開挖深度范圍內，各土層物理力學指標見表1。

表1 土層物理指標

2 基坑支護設計

2.1 基坑特點及設計方案

根據工程經驗決定采用支護樁+鋼筋混凝土內支撐結構,設置一排旋噴樁作為防滲帷幕+樁間旋噴。

2.2 內支撐結構數值分析

采用三維數值分析分別計算最大位移見圖1，樁身最大彎矩見圖2。

從圖1，圖2可以發現，位移最大為62.16 mm，但該區域為基坑陰角，內支撐支護體系在該區域沒能足夠充分的加強，考慮到該區域只在很少的局部區域出現，不影響整體安全，故可以忽略不計。絕大部分的位移出現在29.55 mm，滿足規范要求。樁身最大彎矩為11 420 kN，出現在位移最大處，其余樁身最大彎矩均小于4 208 kN。

采用二維數值分析分別計算模型見圖3。

由二維數值計算結果的最大位移為18.32 mm，最大彎矩為3 284.23 kN。

3 計算結果對比

由三維計算模型最大位移值(取該剖面值最大約為29.55 mm)比二維計算模型最大位移值偏大，相對于計算值最大偏差為38%；由三維計算模型樁身最大彎矩值(取該剖面值最大約為4 208 kN)比二維計算模型最大位移值偏大，相對于計算值最大偏差為21.95%。

4 結語

1)采用三維計算模型對基坑內支撐支護結構體系進行受力分析，與二維計算模型計算結果進行對比，實際監測結果偏大，但是差別不大，最大偏差為38%，故二者具有較好的一致性。

2)三維計算模型對深基坑進行數值分析， 能較好的整體反映基坑支護結構體系的整體受力變形特點，而且可根據計算結果調整支護剛度偏弱區域和偏強區域，使整體剛度達到均衡，最大程度保證安全節約造價。

3)二維計算模型采用平面應變假設，只能反映局部有代表區域的分析結果，而不能反映整體的特殊區域的分析結果，所以所得分析結果容易偏大或偏小，影響基坑的安全或造價。

[1]JGJ 120—99，建筑基坑支護技術規程.

[2]尹 驥，管 飛，李象范.直徑210 m超大圓環支撐基坑設計分析.巖土工程學報，2006，28(sup)：1597.

[3]王戰鵬,饒運東,許開軍.圓環桁架內支撐形式在軟土基坑工程中的應用.巖土工程學報,2012(S1):323.

The study of two numerical methods of the truss internal bracing in foundation pit engineering

Wan Shaoshi Wang Zhanpeng

(ShenzhenGeotechnicalEngineeringCo.,Ltd，Shenzhen518028，China)

The paper combines with the support project of some deep foundation pit, adopts the diagonal bracing support structural system to support the deep foundation pits with complicated surrounding environment, undertakes the stressed analysis of the internal bracing system with the three-dimension numerical calculation model, compares the calculation result with the one of the two-dimension model, and points out the results of the two-dimension model is consistent with the one of the three-dimension numerical model, but the former has limitation in the calculation of the deep foundation pit.

foundation pit support, internal bracing support, two-dimension numerical analysis, three-dimension numerical analysis

1009-6825(2015)21-0055-02

2015-05-14

萬少石(1983- )，男，碩士，工程師； 王戰鵬(1982- )，男，碩士，高級工程師

TU463

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