钢换撑支撑体系下狭长形基坑围护结构受力及变形分析

依托某大型深基坑工程,通过自动化监测和数值模拟,研究采用钢换撑支撑体系的狭长形深基坑在开挖过程中基坑支撑围护体系变形特性、受力特点及周边地表沉降变化趋势。该文采用Midas GTS建立基坑模型,分别针对有钢换撑断面及无钢换撑断面,探讨钢支撑水平间距、第3道钢支撑距基坑底距离、钢支撑预加轴力及基坑围护桩桩径的变化对围护桩结构变形与受力及周边地表沉降的影响。结果表明:(1)不同钢支撑水平间距对围护结构变形及周边地表沉降控制效果不同,钢支撑水平间距越小,基坑桩体位移、桩身弯矩、地表沉降值越小;(2)第3道钢支撑的位置对基坑稳定性影响不大;(3)通过施加钢支撑预加力,可以有效控制基坑围护桩体变形及周边地表沉降值;(4)随着围护桩桩径的增大,围护结构变形及地表沉降值均有所减小,但超出某一桩径时,基坑变形及周边地表变形对围护桩桩径的敏感性将减弱;(5)对于底板浇筑完成的基坑工程,钢换撑在控制基坑结构变形、受力及周边地表沉降方面并无明显效果,在综合考虑各项工程条件的情况下,可取消钢换撑架设。

考虑空间效应的深长基坑围护结构受力与变形分析

城市道路的下穿改造工程经常需要开挖深基坑,而深基坑的开挖存在较明显的空间效应。为深入研究深基坑开挖的空间效应对工程围护结构及周边环境的影响,以深圳市公常路下穿改造工程K2+000~K2+120段为工程背景,开展现场监测和数值模拟研究。采用Midas GTS有限元软件,对其开挖过程进行模拟,通过参数分析,探讨超载、围护桩桩径以及钢支撑预加力等因素对深基坑围护结构受力及变形的影响。研究结果表明:基坑周边超载增大将导致围护桩变形与周边地表沉降的显著增大;周边超载的变化将影响基坑受力、变形及周边地表沉降。当围护桩桩径大于0.8 m时,其对围护结构弯矩的空间效应影响显著。通过对钢支撑施加预加力,可调节围护结构弯矩,减小桩体位移,控制周边地表沉降值。在该工程中,钢支撑预加力对基坑的空间效应影响甚微。该研究可为类似基坑工程的设计与施工提供参考。