伺服式钢支撑系统轴力施加数值对基坑变形的影响研究

软土地区深基坑工程的变形控制一直是基坑工程的重难点,伺服式钢支撑系统相较于普通钢支撑,其特点在于24h实时监控,可自动加减压,有效解决普通钢支撑轴力损失的问题,进而达到控制基坑变形的效果。现有的研究通常是围绕施工技术、设计模型演算等环节展开。本文以工程监管视角展开,主要研究伺服式钢支撑系统轴力施加情况对基坑变形的影响。

软土地层中分隔型基坑变形特性及应力路径

以上海软土地区紧邻历史保护建筑的超大地下综合体施工为例,建立考虑土体小应变特性的三维有限元计算模型,研究分隔型基坑变形特性及土体应力路径;将数值模拟结果与现场实测数据进行比对以检验模型参数取值的合理性,并基于此模型进行多工况计算分析。结果表明:仅靠优化基坑开挖顺序对基坑变形控制作用有限且不全面,有必要考虑地下结构回筑引起的基坑支护刚度和边界条件变化;先开挖小基坑并完成其地下结构回筑后再施工较大基坑的施工方案效果最优,与较不利工况相比可减小紧邻敏感建筑物侧围护结构最大侧向变形30%;不同开挖顺序、地下结构施工引起的边界条件变化,以及不同排水条件使得坑内外土体应力状态复杂多变,其中坑内土体在不同工况下呈现不同应力路径,坑外土体则呈现多次卸荷的应力路径;当应用伺服式预应力钢支撑时,坑外土体表现出先水平卸荷而后加荷的应力路径,围护结构变形控制在开挖深度的0.1%内,可有效保护周边敏感建筑物的安全。