载逆作法圆井支护桩计算方法应用研究的研究.pdfVIP

中国土木工程学会水工业分会结构专业委员会四届四次会议论文 2007年 非对称荷载逆作法圆井支护桩的计算方法研究 陈军1 王植林1 江强2 (1．南京市市政设计研究院有限责任公司，南京210008；2．江阴市人民政府重点工程建设办公室，江苏江阴214400) 概要：沿河岸边铺设的污水管道井体经常会遇到一侧临河另一侧靠近建筑物的情况。由于井体两侧荷载不均匀，基坑 支护结构除了出现坑外有土坑内无土的情况外，还会发生整体侧移，给结构的受力增加了很不利的因素。为了减少支护桩的 内力和变形，某污水管道井基坑支护设计采用了逆作法施工方案。计算中考虑了整体侧移对支护桩的影响，考虑了逆作法并 体在施工阶段对支护桩的作用。 关键词：污水管道井基坑支护逆作法整体变形 1 引言 南方地区城镇污水管线经常沿着河边铺设。通常场地狭窄，管线中井体一侧临河岸边，另一侧有建筑物， 且距离很近。临河侧有时为临空面，或者与河边仅有挡土墙相隔。这种情况下，临河一侧没有有效的被动 受力土体，而另一侧的建筑物和土压力会产生很大的侧压力作用在井壁上。作深基坑支护时，圆井周围土 压力分布不均匀，不对称，结构受力非常不利，对基坑支护结构整体产生很大水平作用力和变形，会影响 结构整体稳定性，对邻近建筑物的安全影响较大。 通常基坑支护与结构设计分开进行，且往往由两家单位设计。结构的受力性能不能统一考虑，且造成 了不必要的浪费。如果基坑开挖采用逆作法施工，边开挖基坑，边制作井体，可以使桩与井结构共同作用。 井体结构具有很大刚度和强度，可以抵御很大的不平衡荷载，并使支护结构的变形减小很多，有利于附近 建筑物的安全。这样可以使井体结构达到结构受力和经济性相统一。但是，目前国内尚没有这种结构理想 的计算方法和计算软件，通常软件不考虑整体结构不平衡荷载和桩与地下结构共同作用，无法直接用于工 程计算。 本文拟通过某污水管线顶管工作井的基坑支护设计，探讨这种结构的设计方法。 2工程简介 2．1某污水收集系统管线工程位于江南地区江阴市的老城区。管线沿河岸布置，沿河两岸多高层建筑物林 立，且施工场地狭小。管线和井的布置非常困难。 该工程污水管道埋深较大，采用钢筋混凝土管，顶管法施工。工作井和接受井都为圆形，井深均大于 lOm。其中w5井的布置见图l。 155． 中国土木工程学会水工业分会结构专业委员会四届四次会议论文 2007年 图1 井体紧靠河岸挡土墙，背后有5层建筑物，经调查为天然基础，且相距仅2～3m。井的内径4．6m。深 13．47m，采用现浇钢筋混凝土结构。基坑采用钻孔灌注桩支护，沿井外侧环形布置。桩径采用筘800和妒600 两种直径，靠建筑物一侧半圆周采用矽800桩径，临河一侧半圆周采用矽600桩径，总桩数24根。桩的外侧 设一圈水泥浆旋喷桩作止水帷幕。桩顶部用帽梁连接桩和井壁。 可以看出，由于建筑物相距很近，对支护桩产生了很大的侧压力。而基坑深度大，临河一侧仅有挡土 墙，无法抵抗很大的水平力。结构受力复杂，基坑的开挖施工对建筑物的安全影响很大。 按通常的基坑支护设计，至少需要不小于乒1000的桩，并设多道内支撑，使井的工程造价很高。 为了减小支护桩的内力和变形，防止建筑物沉降变形，设计时考虑基坑开挖采用逆作法施工，从上到 下分段开挖基坑分段制作井体。 2．2地基情况 ． 从上往下依次为①层杂填土，c=lOkPa，伊210．v。②层淤泥质粉质粘土，层厚较大。c=26．6kPa， 伊2 15·1。 12～。⑨层粘性土，c=35．OkPa，缈2 从土层分布情况看，支护桩的大部分在②层土中，该层土的力学性能稍差，产生的主动土压力较大。 3支护桩的计算 3．1结构的受力状况 基坑在开挖过程中，井壁与桩共同作用，土压力作用由井筒和全部桩承担。 结构的基本受力状况有两种： ①整体受力状况 由房屋和土体产生的主动土压力及地下水压力作用在结构上，临河侧按临空面考