地下水位對(duì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)影響分析

摘要：在橋涵隧道的建設(shè)過程中，深基坑工程是重要且常見的建設(shè)環(huán)節(jié)，合理的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)決定了基坑工程是否能順利進(jìn)行的關(guān)鍵。深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響因素很多，本文結(jié)合工程實(shí)例，分析地下水位對(duì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響。在其它參數(shù)不變的情況下，給出三種工況進(jìn)行計(jì)算分析。結(jié)果表明：地下水位越高，支護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移、內(nèi)力越大，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)越不利。

關(guān)鍵詞：深基坑;支護(hù)結(jié)構(gòu);地下水位

1引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也越來越完善。在大量的工程實(shí)踐中，基坑開挖與支護(hù)是交通工程中的基本內(nèi)容[1]?；娱_挖必須保證邊坡的安全與穩(wěn)定，對(duì)于深基坑來說，坑壁的穩(wěn)定性問題更為突出。深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)及施工是深基坑工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，決定其是否能順利建造[2]。在深基坑設(shè)計(jì)過程中，需要考慮的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響因素很多，如工點(diǎn)處地質(zhì)情況、周邊環(huán)境、地下水位高低等，其涉及范圍較廣且技術(shù)復(fù)雜，變化因素多，因而工程師們對(duì)深基坑支護(hù)工程的重視日益提升。

本文以某工程4.2m深基坑為研究對(duì)象，結(jié)合《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 120-2012）[4]中的要求，在其它參數(shù)不變的情況下，將地下水位作為唯一變量設(shè)置三種工況，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析。

2支護(hù)方案基本信息

2.1基本信息

本工程基坑深度為4.2m，嵌固深度7.8m，樁材料類型選擇500×200鋼板樁（每延米截面面積267.6cm2;每延米慣性矩63000cm4;每延米抗彎模量3150cm3），內(nèi)力計(jì)算方法采用增量法，支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) 為1.1，設(shè)置1個(gè)均布超載，超載值為20kN/m。

2.2土層信息及參數(shù)

本工程地質(zhì)情況為，共4層土，具體土層參數(shù)如表1所示。內(nèi)側(cè)降水最終深度為4.2m，外側(cè)水位深度分別為2m（工況1），3m（工況2），5m（工況3）。彈性法計(jì)算方法為m法，內(nèi)力計(jì)算時(shí)坑外土壓力計(jì)算方法為主動(dòng)法。

2.3設(shè)計(jì)參數(shù)

整體穩(wěn)定計(jì)算方法采用瑞典條分法，穩(wěn)定計(jì)算采用應(yīng)力狀態(tài)采用有效應(yīng)力法，條分法中的土條寬度為1m，剛度折減系數(shù)K=0.85。

3結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果

從圖中可以看出，地下水位在地表以下2m（工況1）時(shí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力和位移最大，最大位移達(dá)到50.98mm;地下水位在地表以下3m（工況2）時(shí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力和位移與工況1相比有所減小，其最大位移為41.21mm;當(dāng)?shù)叵滤辉诘乇硪韵?m（工況3）時(shí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力和位移最小，產(chǎn)生的最大位移為32.14mm。三種工況的內(nèi)力和位移與地下水位成正比，地下水位越高，支護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移、內(nèi)力越大，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)越不利。三種工況計(jì)算結(jié)果均滿足規(guī)范要求。

對(duì)三種工況分別進(jìn)行基坑內(nèi)外側(cè)抗彎驗(yàn)算（不考慮軸力）、整體穩(wěn)定驗(yàn)算、抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算、抗隆起驗(yàn)算、突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算、嵌固深度構(gòu)造驗(yàn)算、嵌固段基坑內(nèi)側(cè)土反力驗(yàn)算，均滿足規(guī)范要求。

4結(jié)論

本文以4.2m深基坑為研究對(duì)象，在其它參數(shù)不變的情況下，只改變地下水位高度，分別設(shè)置2m、3m、5m三種工況，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析。結(jié)果表明：地下水位越高，支護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移、內(nèi)力越大，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)越不利。

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作者簡(jiǎn)介：

溫欣（1991-09），女，遼寧遼陽人，碩士研究生學(xué)歷，助理工程師，研究方向?yàn)殍F路橋涵設(shè)計(jì)。

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