基于理正軟件的地鐵深基坑支護設計

回鑫權

隨著我國經濟的不斷發展，城市規模不斷擴大，城市空間開始呈現出“寸土寸金”的狀態，因此在城市規劃中對地下空間的利用越發重視。城市規模的擴大也導致城市人口的不斷增多，其結果就是造成了較為嚴重的交通擁堵問題。在城市交通中地鐵是對地下空間利用最多的設施，地鐵設施的建設和運營不僅充分的利用了地下空間節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節之一，其設計與施工關系到工程的正常運轉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計與施工方面有著一定的標準和技術水平，但是在施工過程中還是會出現基坑內部變形過大導致工程無法正常進行的現象，更嚴重的是在城市人口密集的地區深基坑的坍塌失穩導致重大安全問題的事故，造成了大量的人員傷亡。將基坑設計的經濟、安全、合理是我們需要達到的工程技術水平。

在城市軌道交通地下工程中，基坑工程起著至關重要的作用，本文根據具體的工程實例，結合該地區的土層信息、水文條件地質條件，使用理正深基坑對某地鐵開挖項目進行設計，設計方案為地下連續墻+內支撐的支護方案。

采用地下連續墻與內支撐相結合的支護結構，設計采用增量法對內力進行設計計算，將支護結構安全等級設為一級，則支護結構重要性系數，基坑深度為14.5m，嵌固深度為6m。地下連續墻采用鋼筋混凝土，混凝土強度為C40，設置冠梁，冠梁寬度高度皆為1m。在標高為0處進行放坡，放坡級數為1，臺寬臺高均是2m，坡度系數為1。基坑附近地下水位較深，故不需要進行降水處理。

設計參數如下：首先放坡，臺寬2.0m、坡高2.0m、坡度系數1.0。水位信息，內側降水最終深度25.0m外側水位深度25.0m內側水位距離開挖面距離25.0m。

注：內側水位不隨開挖深度而變化，且坑內不設置加固土。計算方法，土層數量4層，彈性計算方法m法，坑外土壓力計算方法主動土壓力注：彈性計算方法不按土層指定。內支撐信息：設三道內支撐，水平間距1.0m，豎向間距4.0m，預加力80.0KN，支錨剛度56.0MN/m，材料抗力2000.0KN，材料抗力調整系數1.0。水土計算信息，第一層土，素填土，水土合算，無水壓力調整系數，第二層土，淤泥質土，水土合算，無水壓力調整系數，第三層土，粘性土，水土合算，無水壓力調整系數，第四層土，中，水土分算，水壓力調整系數1.0。注：彈性法外側土壓力調整系數各土層均為1.0，經典法外側土壓力調整系數各土層均為1.0，內側土壓力調整系數各土層均為1，內側土壓力最大值各土層均為10000.0（Kpa）。

工況設計：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）。設計參數：整體穩定計算方法采用瑞典條分法，穩定計算采用應力狀態采用有效應力法，穩定計算不考慮內支撐，穩定計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K=0.850，考慮圓弧滑動模式的抗隆起穩定，不對支護底取矩傾覆穩定，不以最下道支錨為軸心的傾覆穩定。通過內力彎矩剪力等參數進行配筋。內力取值：計算值（彈性法），最大彎矩（基坑內側）417.86（KN·m）最大彎矩（基坑外側）207.01（KN·m），最大剪力187.89（KN）;計算值（經典發），最大彎矩（基坑內側）160.80（KN·m）最大彎矩（基坑外側）225.57（KN·m），最大剪力142.54（KN）;內力設計值，最大彎矩（基坑內側）488.37（KN·m）最大彎矩（基坑外側）241.94（KN·m），最大剪力258.34（KN）;內力實用值，最大彎矩（基坑內側）488.37（KN·m）最大彎矩（基坑外側）241.94（KN·m），最大剪力258.34（KN）。

經理正深基坑驗算，整體穩定性滿足規范要求;抗隆起驗算：支護底部，驗算抗隆起，抗隆起穩定性滿足要求。突涌穩定性驗算，基坑底部土抗承壓水頭穩定。嵌固深度構造驗算：嵌固深度采用值，故滿足構造要求。

土反力驗算：施工工況一，基坑內側土反力合力981.486（KN），被動土壓力合力10244.367（KN）;施工工況二，基坑內側土反力合力952.519（KN），被動土壓力合力10244.367（KN）;施工工況三，基坑內側土反力合力871.240（KN），被動土壓力合力6520.690（KN）;施工工況四，基坑內側土反力合力833.118（KN），被動土壓力合力6520.690（KN）;施工工況五，基坑內側土反力合力713.200（KN），被動土壓力合力2979.829（KN）;施工工況六，基坑內側土反力合力684.321（KN），被動土壓力合力2979.829（KN）;施工工況六，基坑內側土反力合力569.963（KN），被動土壓力合力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

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