[发明专利]一种相邻边界侧压力不均衡基坑角撑支护结构设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种相邻边界侧压力不均衡基坑角撑支护结构设计方法，属土 木建筑工程施工技术领域。

背景技术

随着基坑支护技术的成熟，内支撑以其刚度大、控制变形能力强，不侵入 基坑周围地下空间的优点越来越广泛的应用于各种大型基坑中。目前的内支撑， 主要包括正交支撑形式、对撑角撑结合边桁架支撑形式、及圆环形支撑形式。

目前对于内支撑支护结构的设计，一般情况下，都是将基坑外侧的超载、 水平土压力等侧向水平压力通过围护结构，全部通过坑内的内支撑系统进行平 衡。围护体的设计主要是挡土、止水以及将水平力通过竖向抗弯的方式全部传 递给内支撑，并不参与坑外水平力的分担。但在工程实际中，很多深大基坑通 常都位于复杂的城市中，其周边分布各种高大建筑物，而且其坑边堆载及移动 荷载的作用，使得基坑各边界的侧压力分布并不均衡。这就造成以内支撑为主 的大型基坑支护存在安全隐患，对于以角撑为主的内支撑形式，若相邻边界的 侧压力相差较大，不但不能发挥内支撑的优势，甚至造成支护失效。

因此，对于周边环境复杂，相邻边界侧压力不均衡的基坑，依据基坑的侧 压力分布特点，对围护结构和角撑进行统筹分析，进行合理的支护设计，找到 一种经济有效的支护方法，是一个很现实的技术问题。

发明内容

本发明的目的是，针对现有基坑支护角撑技术存在的问题，本发明提出一 种相邻边界侧压力不均衡基坑角撑支护结构设计方法。

实现本发明的技术方案是，一种相邻边界侧压力不均衡基坑角撑支护结构 设计方法，包括以下步骤：

(1)根据工程的地质勘探报告、建筑结构平面图等，明确各开边界土层、 外部荷载等信息，简化基坑设计模型，确定大型基坑的各边界剖面参数，主要 包括上部有效荷载分布，基坑深度与基坑各边界长度，以及3倍基坑深度范围 内的地层土体的内摩擦角、粘聚力、容重及地下水位等；

(2)根据开挖基坑的尺寸形状及工程施工的需要，布置内支撑形式，应 尽量规则均匀；相邻平行的主内支撑架通过桁架连接；根据一般工程经验，在 充分发挥内支撑作用的同时，为避免内支撑的位置太低，造成基坑整体侧移， 可设内支撑位于距地面0.3倍基坑深度的位置。

(3)按照朗肯土压力理论，计算单部角撑构件两端作用宽度范围内基坑侧壁上基坑深度范围内竖直方向的土压力分布，即距离地面z处的土压力值为ea=Ka·(Σγizi+q)-2cKa,]]>其中称为主动土压力系数；q是上覆荷载，kPa；c是计算点所在土体的粘聚力，kPa；是计算点所在土体的内摩擦角，°；γ_i是计算点上覆第i层土体的容重(水位以下的要按饱和重度参与计算)，KN/m³；z_i是计算点上覆第i层土体的厚度，m。再计算单部角撑构件两端作用长度范围内总的土压力大小。基坑角撑如图3所示。

(4)先对单部角撑构件作用范围内，基坑壁总压力小的一侧进行围护结 构设计计算，设计该侧围护结构底端在基坑底以下Δh₁处(Δh₁单位为m)，相邻基 坑侧壁总压力较小一侧的受力如图4所示。