深基坑围护结构内力及变形各影响因素分析

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第３ ７卷 第 １ ０期 ２０ １１ 年 ４ 月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣ ｒＵＲＥ
Ｖｏ ． ．１ １３７ Ｎｏ ０ Ａｐ ． ２ ｒ ０１１
文章编号 ：０ ９ ６ ２ （０ ）０ ０ ６ —２ １０ — ８ ５ ２ １ １ —０ ６ ０ １
１Hale Waihona Puke Baidu ６
１ ０
１ ４ ０ ７
参数 范围 ５ ８０ ４ ２ ８ ２ ．妫 ～ ． 岛 — ３ ０ ５ Ｏ０ ８ ～ ． Ⅳ ６０— ５ １ ． —１． ０ ８ １２ ４ ８ ． — ． ． １ ２ ０ 注 ： ， 均 为 原 设 计值 ＾
④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ ⑧
深 基 坑 围护 结 构 内力及 变 形 各影 响 因素 分析
马 麟
摘 要： 利用正交法安排试验 ， 用 Ａ Ｓ Ｓ软件建立 了有限元计 算模 型， 使 ＮＹ 通过 计算机 电算和极 差统计分析评价 了桩 墙厚
度 、 的嵌 固 深度 、 桩 支撑 的 刚度 、 支撑 的 道 数 、 支撑 的 水 平 间距及 支撑 所加 的预 应 力 等 因素 对 围护 结 构 变形 及 内力 的敏 感 度 。对 于 Ｌ形 基 坑 拐 角 处 支撑 的 布 置 问题 ， 用理 正 深 基 坑 支护 结 构 设 计 软 件 ＦＳ Ｗ 来模 拟 计 算 ， 利 －Ｐ 并通 过 多种 平 面 布
高度／
ｍ
表 ２ 土弹簧刚度
实常数
编 号 １ 刚 度／ Ｎ ｋ
被动 区土弹簧
・ ｌ— Ｉ Ｉ ｌ
高 度／ ｍ １ ９～２ ２
实常数
编 号
被动 区土弹簧
刚 Ｊ／ Ｎ ・ 一 ｆ ｋ ｍ １ ￣
ｌ一２
３０｝＾ ｉ ８ （）
６
２４０｝ ＾（） ９ ｆ
３～６ ７～１ ０ ｌ ｌ～１ ４ ｌ ５一ｌ ８
３５ ． ４０ ． ４５ ．
０８ ０ ．Ⅳ
０９ ． Ⅳ０ １０ ．％ １１ ．
①
②
２
９５ ．
１ ． ８９
ｌ ． ９２
５
２ ０
１ ０
ｌ ８
３０ ８
３０ ０ ｏ
５
８０ ５
ｌ ． ８２
１２ ．
８
５０ ．
１２ ０ ．Ⅳ
③
１５ ．
１９ ．
２ ３５ ． ４ ３５ ． ０５ ． ３５ ． ３５ ． ３７ ．
１９ ．３ １８ ．７ １９ ．３ １８ ．３ １９ ．２ １９ ．９ ２ ｌ８ ＿７
１ ７ １ ４ ｌ ８ ２ ５ ８ ９ ２ ２
１ ５ ８ １ ８ ２ ０ ５ ５ ６ ５ ５ ８ ２ ５
表 １ 基 坑 设 计 参 数
土 层 层厚 ｍ 饱和重度 ｋ ｍ３ Ｎ／ 内摩 擦 角 ／（ ） 粘 聚 力 水 平 抗 力 系数 的 比例 ｃｋ ａ ／Ｐ 系数 ｍ／ Ｎ ・ 一 ｋ ｍ
注： （） ＾ 表示土层 中 单到开挖面的高度
表 ３ 正 交试 验 参 数 水 平表
１ 工程概 况
某基坑开挖深度为 １ ． 采用 １００ ５ ６ ８ｍ， ０ ＠７０灌注桩 围护结
构， 桩长为 ３ 混凝土材料的弹性模量为 ３ ０Ｘ１ ａ考虑地 ３ｎ， ． ＭＰ ， ０ 面超载 ２ Ｐ 。土弹簧刚度通 过水平抗 力系数 的 比例 系数 ｍ确 ０ｋ ａ 定 ， 数取值如表 １ 参 所示 。
２ ３ ４ ５
３０ ０ ＾ ｉ ０ （ ） １７０｝ ＾ ） ４ （ ２１０｝ ＾ ｉ ５ （） ２１０＋ ＾ ｉ ８ （）
２ ３—２ ６ ２ ７—３ Ｏ ３ｌ ４ 一３ ３ ５～３ ８
７ ８ ９ １ ０
７ ０｝ ｈ ２ （） ２１０｝ ｈ（） ２ ｉ ２６０｝ ｈ（） ８ ｉ ２５０・ ＾（） １
２１０ ５ ｌ ８ ０ ２ ２ ９ ０ ４ ７０ ２ ２１０ ２ ２ ８ ０ ６ ２ １ Ｏ ５ ３ ４ ｏ ８
反映支护结构 工作性 能 的指 标有 ： 围护桩 水平 位移 、 桩身 弯 矩最大值及水平 支撑轴力 。本 文选 用前两个 指标作 为敏 感度分 析的判 断依据 。选用 （ 型正交表 Ｊ ５） 。 以围护桩 的水平位移最大值 Ｕ为评判标准 ， 以得到支撑 道 可 数 ｎ和桩墙厚度 ｄ为最 敏感 因素 ， 支撑 水平 间距 ｓ 预加轴 力 ｜、 、 ７ 、 ｒ 支撑刚度 Ｋ及桩插入深度 Ｄ为次要 的敏感 因素 （ 见表 ４ 。 ）
参 数 ｄ ｍｍ ／ Ｄ， ｍ ｍ Ｓ ｎ ／ｌ Ⅳｋ ／ Ｎ
１
２ ３ ４
６０ ５
７０ ｏ ７０ ５ ８０ ｏ
１ ． ４２
１ ． ５２ １ ． ６２ １ ． ７２
０８ ．
０９ ．岛 １０ ．岛 １１ ．岛
４
５ ６ ７
３０ ．
表 ４ 以 围护 桩 的水 平 位 移 最 大值 ｕ为 评 判 标 准 的极 差 分 析 表
置方案的 比较分析 ， 得到 了一些有益 的结论。 关键词 ： 正交分析 法， 感性 ， 敏 极差分析 ， 深基坑
中图 分 类 号 ：Ｕ ６ Ｔ ４３ 文 献 标 识 码 ： Ａ
０ 引言
径 ｄ 桩插入深度 Ｄ、 、 支撑 刚度 （ Ｋ＝Ｅ 、 Ａ） 支撑 的道数 ｎ 支撑水 、
影响基坑围护结构变形及内力的 因素有 很多 ， 比如 ： 桩径 、 桩 平间距 ｓ及各道支撑所加的预应力 Ⅳ。各参数均选取五个水平见 。 插入深度 、 支撑 刚度 、 支撑的道数 、 支撑水平 间距及各道 支撑所加 表 ３ 的预应力等等 。如果将 各种影 响 因素的可 能取值全 部一一 组合 计算分析 ， 其计算量将非 常大 。正交数值试 验法能很好 的解决这 个 问题 ， 即以模 型计算 和正交试 验分 析为手段 ， 过计算 机 电算 通 和数理统计分析来评价围护结构变形及 内力影 响因素 的敏感性 。