[发明专利]基于非对称载荷的基坑设计方法

说明书

本发明公开一种基于非对称载荷的基坑设计方法，涉及基坑设计的技术领域。本发明根据大小不等的两侧载荷定义土压比，并建立了土压比与不动点调整系数的关系式，从而为不同侧的支护柱设计提供指导，使不同侧的支护柱能够适配其承受的载荷。

技术领域

本发明涉及基坑设计的技术领域，尤其是涉及一种基于非对称载荷的基坑设计方法。

背景技术

基坑是在基础设计位置按基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑。基坑支护，是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。

我国现行行标《建筑基坑支护技术规程》JGJ120（以下简称《规程》）对常规条件下基坑工程的各种支护结构的设计计算方法都提出了具体的意见，使得绝大多数基坑工程支护结构单元计算有据可依。但是《规程》对少数复杂条件或工况的基坑工程设计计算方法，只提出了一些原则性建议或思路，并未具体量化分析方法和计算公式。

非对称载荷条件下，载荷大、小侧支护桩的受力变形和坑外地面沉降或隆起均存在较大差异。产生非对称载荷的成因，可以总结为：两侧地势高低不同；两侧堆载大小不同；两侧建筑物的数量以及大小不同；两侧洞室有无；两侧土质差异。基于上述原因，造成基坑两侧。如按载荷大侧的条件设计，载荷小侧则可能出现安全度偏大；如按载荷小侧的条件设计，载荷大侧支护结构可能会不安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于非对称载荷的基坑设计方法，其根据大小不等的两侧载荷定义土压比，并建立了土压比与不动点调整系数的关系式，从而为不同侧的支护桩设计提供指导，使不同侧的支护桩能够适配其承受的载荷。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于非对称载荷的基坑设计方法，根据基坑开挖深度、地层条件和周边环境现状对支护结构进行初步设计，在所述初步设计之后，包括以下设计步骤：S1：选取载荷大侧不动点调整系数λd以及载荷小侧不动点调整系数λx，根据弹性支点法，利用λd和λx分别对载荷大、小两侧的地面沉降量以及支护桩的支撑轴力和最大位移进行计算；S2：定义土压比：；根据土压比的大小判断载荷小侧支护桩的位移趋势；S3：建立土压比与载荷大侧的不动点调整系数λd的关系式；S4：调整Rq，并使λd≤1；S5：根据步骤S4得到的λd和λx计算载荷大、小两侧的地面沉降量以及支护桩的支撑轴力以及最大位移；S6：根据基坑周围环境条件，复核λd和λx，若满足要求，则确定λd和λx的数值，若不满足要求，则重复步骤S4至步骤S6。

通过采用上述技术方案，根据大小不等的两侧载荷定义土压比，并建立了土压比与不动点调整系数的关系式，从而为不同侧的支护桩设计提供指导，使不同侧的支护桩能够适配其承受的载荷。

本发明进一步设置为：调整 Rq使Rq ≤ξ1。

通过采用上述技术方案，为避免载荷小侧地面隆起，使载荷小侧支护桩处于主动状态和静止状态之间。

本发明进一步设置为：依据载荷小侧影响Rq大小的因素，在载荷小侧地面反压载荷。

通过采用上述技术方案，可采用如堆载重物的方式在载荷小侧地面反压土层，可避免载荷小侧地面隆起，尽量使载荷小侧支护桩处于主动状态和静止状态之间。

本发明进一步设置为：依据载荷小侧影响Rq大小的因素，在载荷大侧减小主动土压力系数。

通过采用上述技术方案，提高载荷大侧土体参数的c、φ值，主要采取的方法是在基坑开挖前对载荷大侧软土进行注浆加固或搅拌桩加固。这样可以较好的减小两侧土压力不平衡导致载荷大侧地面沉降和支护结构变形较大的问题。

本发明进一步设置为：增加载荷小侧的支护桩深度。

通过采用上述技术方案，同样可以减少载荷大侧支护结构变形。