一种基坑支挡结构设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105586974A(43)申请公布日2016.05.18(21)申请号201610081376.9(22)申请日2016.02.05(71)申请人中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司地址310014浙江省杭州市潮王路22号(72)发明人陈文华侯靖彭书生王群敏王烨晟吴勇黄江华(74)专利代理机构浙江杭州金通专利事务所有限公司33100代理人刘晓春(51)Int.Cl.E02D17/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种基坑支挡结构设计方法(57)摘要本发明提供一种基坑支挡结构设计方法，包括以下步骤：建立基坑支挡结构的计算模型；计算基坑支挡结构的内支撑轴力；计算挡土构件水平位移分布值及其最大值；判断最大值是否满足工程要求；采用对内支撑施加变形来控制挡土构件的水平位移。本发明考虑温度影响和支撑点水平位移限值来设计内支撑结构，可充分利用内支撑的刚度和强度，优化挡土结构，有效控制挡土结构位移，降低基坑施工风险，具有简单、实用、经济等优点，可用于风险预防和应急处置，具有良好的经济效益和社会效益。CN105586974ACN105586974A权利要求书1/1页1.一种基坑支挡结构设计方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)建立基坑支挡结构的计算模型；(2)在考虑温度变化和施加轴向变形的影响的情况下计算基坑支挡结构的内支撑轴力；(3)步骤(1)的支挡结构计算模型和步骤(2)的内支撑轴力计算挡土构件水平位移分布值及其最大值；(4)判断步骤(3)中的最大值是否满足工程要求；(5)采用对内支撑施加变形来控制挡土构件的水平位移。2.如权利要求1所述的一种基坑支挡结构设计方法，其特征在于：所述基坑支挡结构的计算模型包括挡土构件，所述挡土构件的内侧设有内支撑，所述挡土构件的下部伸入基坑内土体中，基坑内土体中设有沿所述挡土构件的下部的外侧均布的垂直于所述挡土构件的多根土内模拟弹簧，所述挡土构件的上端与内支撑齐平，所述挡土构件的上端设有与所述土内模拟弹簧方向一致的内支撑模拟弹簧。3.如权利要求1所述的一种基坑支挡结构设计方法，其特征在于：所述步骤(2)具体包括以下步骤：a)确定内支撑的温度变化为△T及其轴力变化为△FT；b)对内支撑施加轴力△FC使其产生轴向变形△δC；c)获取内支撑的支撑点水平位移△VR及其水平力变化△Fh；d)根据式(7)计算内支撑轴力Fh(kN)；式中：α——内支撑材料的线膨胀系数；E——内支撑材料的弹性模量；A——内支撑的截面积；I0——内支撑的长度；kR——计算宽度内弹性支点刚度系数，按《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)中规定计算或取值；VR——挡土构件在支点处的水平位移值；VR0——设置支点时，支点的初始水平位移值；Ph——挡土构件计算宽度内的法向预加力。4.如权利要求1所述的一种基坑支挡结构设计方法，其特征在于：所述步骤(2)中考虑温度变化具体是指根据当地气温变化，分别确定和计算△T与△δC的取值范围。5.如权利要求1所述的一种基坑支挡结构设计方法，其特征在于：所述步骤(5)具体是指根据式(8)，通过增大或减小内支撑产生的轴向变形△δC来控制挡土构件在支点处的水平位移值VR；2CN105586974A说明书1/4页一种基坑支挡结构设计方法技术领域[0001]本发明属于基坑工程技术领域。背景技术[0002]随着城市建设步伐的加快，城市地下工程建设方兴未艾，深大基坑开挖不断涌现，在基坑工程中，其支挡结构常采用地连墙+内支撑结构。《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)中规定，在计算作用在支挡结构上的水平荷载时，应考虑“冻胀、温度变化等产生的作用”，而相关计算公式中未考虑温度变化的影响；在结构分析时，“内支撑结构可按平面结构进行分析，挡土结构传至内支撑的荷载应取挡土结构分析时得出的支点力；对挡土结构和内支撑结构分别进行分析时，应考虑其相互之间的变形协调”。因此，当周边环境工程对变形要求比较高时，常采用加固地基土和提高支挡结构刚度等措施，但在加固土体施工时先扰动土体，扰动土体常影响周边环境工程变形，造成如道路路面隆起、开裂等情况；提高支挡结构刚度将加大投资等，也由于岩土工程的复杂性，其计算参数的不准确，设计计算的力和变形常与实际不符合，因此，在基坑工程施工时，工程安全风险突出。发明内容[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种基坑支挡结构设计方法，考虑环境温度对支撑变形与受力及支撑点变形限值，解决基坑工程支挡结构设计计算与控制方法存在的不足，控制基坑周边环境工程的变形问题。[0004]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基坑支挡结构设计方法，包括以下步骤：[0005](1)建立基坑