[发明专利]适用于割圆型组合基坑支护结构的设计方法

说明书

本发明公开了一种适用于割圆型组合基坑支护结构的设计方法，包括确定围护桩的桩径及间距；确定围护桩的插入比；确定环梁的截面尺寸；确定环梁的等效弹性支撑系数K_h；利用启明星基坑计算软件完成围护结构水平位移验算、地表沉降验算、整体稳定性验算、抗隆起稳定性验算；利用启明星基坑计算软件确定围护结构的弯矩和剪力包络图；根据围护结构的的弯矩和剪力包络图确定围护结构材料及配筋。采用本发明提供的一种适用于割圆型环梁的等效弹性支撑系数计算方法，可将异型基坑支护结构转化为普通基坑支护结构进行计算，大大降低了此类异型基坑支护结构的设计难度。

技术领域

本发明属于基坑围护结构设计计算领域，涉及一种适用于割圆型组合基坑支护结构的设计方法。

背景技术

二维竖向弹性地基梁模型是矩形基坑围护结构设计最常采用的理论计算模型，其理论基础成熟，计算可行性高，基于该理论模型的基坑计算软件也得到了广泛的应用，如启明星基坑计算软件等。使用环梁支撑体系的圆型基坑也可用该理论模型进行计算，其关键点在于计算环梁及围护墙体的等效刚度。

对于圆型基坑环梁的等效刚度的计算方法，《港口工程地下连续墙结构设计与施工规程》(JTJ303-2003)中已经给出。但是对于割圆型基坑支护结构，目前尚无统一的等效刚度计算方法，致使其无法直接使用二维竖向弹性地基梁模型进行计算。

因此，目前亟需一种适用于割圆型环梁的等效弹性支撑系数计算方法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服现有技术存在的缺陷，提供一种适用于割圆型组合基坑支护结构的设计方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

割圆型组合基坑支护结构包括围护桩和支撑体，支撑体在割圆型组合基坑支护结构内部为环梁形式，在两割圆连接部分设置横撑及斜撑，环梁竖向间距3.0～5.0m。

在对支护结构进行设计时，

首先根据常规基坑的设计计算方法，初步确定基坑围护桩的桩径、间距、插入比以及环梁的截面尺寸；

而后根据下述步骤确定环梁的等效弹性支撑系数：

选取半结构并通过力法方程求得均布荷载作用下的环梁内力图；

通过积分计算得到环梁的柔度系数表达式，进而得到环梁的等效弹性支撑系数表达式，求得环梁的等效弹性支撑系数；

接着采用二维竖向弹性地基梁模型，在启明星基坑计算软件输入相应参数完成围护结构水平位移验算、地表沉降验算、整体稳定性验算及抗隆起稳定性验算，验算通过则输出围护结构内力包络图，并据此进行配筋计算。若验算不通过，则改变基坑围护桩的桩径、间距、插入比以及环梁的截面尺寸等参数重复上述计算步骤。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

(1)将割圆型组合基坑支护结构三维计算问题简化为二维平面问题进行计算，大大降低了割圆型组合基坑支护结构设计难度与计算量。

(2)提出了一种基于力法方程割圆型环梁支撑的等效弹性支撑系数的计算方法，计算理论成熟，计算方法简便。

(3)等效弹性支撑系数可根据两割圆的直径比值进行修正，适用范围广。

附图说明

图1为单割圆型基坑支护结构平面图。

图2为等大双割圆型组合基坑支护结构平面图。

图3为等大双割圆型组合基坑支护结构立体图。

图4为不等大双割圆型组合基坑支护结构平面图。

图5为适用于割圆型组合基坑支护结构的设计方法的流程示意图；