论文部分内容阅读
苏宁置业集团有限公司 江苏南京 210042
摘要 随着我国城市建设水平的发展，建筑高度的提升，使得建筑地下工程无论是在深度上还是在规模上都得到了较大的提升。在这种情况下，建筑在施工中对于周围环境往往也具有了更高的要求。在本文中，将就与地下主体结构相结合的超大深基坑支护结构变形及内力特性进行一定的研究与分析。
关键词：地下主体结构；超大深基坑支护结构；变形；内力特性；
1 引言
近年来，我国城市化建设得到了较为快速的发展，越来越多的高层建筑出现在了城市中。而在高层建筑施工中，支护结构同地下主体结构相结合的支护工程也逐渐增多，由于地下主体结构为建筑支护结构的一部分，两者之间就一定会存在一定的影响，如刚度变形控制以及内力变形等情况。为了能够更好的进行基坑支护结构的建设、提升建设质量，就需要我们能够对两者间内力特性进行一定的研究与分析。
2 地下主体结构同基坑支护结合的分析
2.1 结构支护类型分析
目前，在我国建筑中，对于两者的结合形式主要有三种：
2.1.1 两墙合一支护
支护围墙同地下室连续墙相结合可以说是现今建筑经常使用到的一种基坑支护方式，对于地下室连续墙来说，由于其为建筑地下结构的一部分，对此，在通过这种方式进行支护时，就需要能够在施工过程中连续墙对应力负荷方面所产生的变化进行充分的考虑。而对于施工方来说，其所设计的连续墙也应当能够在施工以及实际应用过程中对自身的支护作用进行良好的发挥，以此保证建筑的整体安全性。此外，在对连续墙进行设置时，也应当能够对建筑防水工程进行充分的考虑，通过良好防渗水措施的應用延长建筑的使用寿命。
2.1.2 地下室水平支护同梁板相结合
对于水平梁板来说，其同立柱支护方式经常出现在现今建筑的逆作法施工中。对于该种施工方式来说，则是将建筑地下室的框架梁与楼板作为了建筑支护体系的一部分，并在施工完成之后又将这部分梁板作为了地下结构的一部分。在实际施工中，需要能够根据建筑在不同情况下所具有的负荷不同而对其进行施工，并在支护时需要对出土口进行良好的设置。
2.1.3 竖直构件同支护体系的结合
通常情况下，施工方会通过主体结构柱同临时支护立柱相结合的方式进行支护施工。在这个过程中，由于建筑主体立柱也能够起到较好的支护作用，我们在对临时立柱进行支护时则不需要太多的数量。对此，在施工完毕后，即使对这部分立柱进行拆除，所造成的浪费情况也不会过于严重。此外，施工方也可以根据实际需求对工程立柱桩同主体结构立柱相结合的方式进行施工。
3 地下主体结构相结合的超大深基坑支护结构变形及内力特性
3.1 工程概况
我国南方某建筑，高227m，58层，基础形式为桩筏基础，裙房筏板厚 1.7 m，主楼筏板厚为4.1m至6.1m之间，桩入土深度为71.4m，基坑面积约为21000m2。在该建筑周围，所具有的环境情况较为复杂，地下管线、居民建筑数量较多。
3.2 基坑支护方案
本工程使用了主体工程地下结构同支护结构相结合的方案进行施工，通过地下结构为外墙兼作地下结构梁、板同基坑围护墙共同形成基坑围护支撑系统，并结合坑内墩式 SMW 工法水泥土搅拌桩地基加固的设计方案。两墙合一地下连续墙主楼部分一侧厚 1000 mm，其余裙楼部分厚800 mm。
对于该种支护方式来说，具有着围护体变形小以及支撑刚度大等特点，且对于周围居民建筑以及地下管线来说也具有着较小的影响。此外，该工程还在不同楼板空缺位置对临时支撑进行了设立，通过结构柱的使用对施工过程的竖向荷载进行承受。
3.3 水平位移比较
为了能够对本工程地下连续墙在施工过程中所具有的变形规律进行反映，特通过三维有限元分析方式的应用与规范推荐的竖向弹性地基梁法在对位置情况计算值进行计算的基础上对其进行了一定的比较。用于比较分析的三点情况如下所示：
图1 X10测点
图2 X12测点
图3 X13测点
由上图我们可以看到，通过三维有限元方式计算的结果同使用规范竖向弹性地基梁法相比所获得的值要稍小，对于常规方式来说，其是将工程所具有的三维空间情况在简化成平面问题之后对其进行处理，而三维有限元方式则是完完全全按照三维情况对其进行处理，同传统方式相比具有着更加符合实际情况的特点；其次，由数据可知，该建筑连续墙所具有的最大水平位移深度平均在-15m左右，即在基坑中部靠下的位置，且图层的第四层淤泥质粘土层底部，这种情况的存在同以顺作方式进行施工的基坑连续墙变形情况来说则存在着一定的不同；最后，地下连续墙测点所具有的水平位移一般在30mm左右，且最大水平位移同坑深的比值仅为0.16%。之所以出现这种情况，第一，是因为本工程以分区分层的方式进行挖掘，能够在施工中对围护墙体内被动变形以及压力情况进行有效的减少、进而提升基坑安全系数；第二，通过结构梁板的应用，则能够将其在作为本工程支护体系的同时使其水平刚度能够对连续墙可能出现的位移情况起到了一定的约束作用。
3.4 连续墙内力分析
在内力方面，我们在测斜孔X12基础上对其进行了三维有限元计算，获得结果如下所示：
图4 测斜孔X12有限元结果
从上图可以看出：首先，在对B0板进行浇筑之前，整个连续墙为一种悬臂状态，基坑所具有的挖掘深度不大，但由于地下连续墙弯距随开挖深度增加较快。而在对B0板进行浇筑之后，其所具有的位移则不会随着土方的挖掘而增大；第二，在本次施工中，由B0、B1板在达到相关要求之前往往需要一定的龄期，且土体也处于持续下滑的过程。对此，整个连续墙所具有的最大弯矩情况则并没有处于地墙呈悬臂状的根部位置，而是在向下延伸之后在10m位置处处于最大。
4 结束语
可以说，在我国现今高层建筑数量不断增多的情况下，对于基坑支护的施工则成为了一项非常重要的工作。在上文中，我们对与地下主体结构相结合的超大深基坑支护结构变形及内力特性进行了一定的研究与分析，对于我们后续的施工决策提供了一定的理论依据。
参考文献
[1]王建华，左新明.深基坑支护结构与主体结构相结合的方式与特点[J].地质装备.2011（06）：77-81.
[2]王卫东，徐中华.深基坑支护结构与主体结构相结合的设计与施工[J].岩土工程学报.2010（S1）：124-128.
摘要 随着我国城市建设水平的发展，建筑高度的提升，使得建筑地下工程无论是在深度上还是在规模上都得到了较大的提升。在这种情况下，建筑在施工中对于周围环境往往也具有了更高的要求。在本文中，将就与地下主体结构相结合的超大深基坑支护结构变形及内力特性进行一定的研究与分析。
关键词：地下主体结构；超大深基坑支护结构；变形；内力特性；
1 引言
近年来，我国城市化建设得到了较为快速的发展，越来越多的高层建筑出现在了城市中。而在高层建筑施工中，支护结构同地下主体结构相结合的支护工程也逐渐增多，由于地下主体结构为建筑支护结构的一部分，两者之间就一定会存在一定的影响，如刚度变形控制以及内力变形等情况。为了能够更好的进行基坑支护结构的建设、提升建设质量，就需要我们能够对两者间内力特性进行一定的研究与分析。
2 地下主体结构同基坑支护结合的分析
2.1 结构支护类型分析
目前，在我国建筑中，对于两者的结合形式主要有三种：
2.1.1 两墙合一支护
支护围墙同地下室连续墙相结合可以说是现今建筑经常使用到的一种基坑支护方式，对于地下室连续墙来说，由于其为建筑地下结构的一部分，对此，在通过这种方式进行支护时，就需要能够在施工过程中连续墙对应力负荷方面所产生的变化进行充分的考虑。而对于施工方来说，其所设计的连续墙也应当能够在施工以及实际应用过程中对自身的支护作用进行良好的发挥，以此保证建筑的整体安全性。此外，在对连续墙进行设置时，也应当能够对建筑防水工程进行充分的考虑，通过良好防渗水措施的應用延长建筑的使用寿命。
2.1.2 地下室水平支护同梁板相结合
对于水平梁板来说，其同立柱支护方式经常出现在现今建筑的逆作法施工中。对于该种施工方式来说，则是将建筑地下室的框架梁与楼板作为了建筑支护体系的一部分，并在施工完成之后又将这部分梁板作为了地下结构的一部分。在实际施工中，需要能够根据建筑在不同情况下所具有的负荷不同而对其进行施工，并在支护时需要对出土口进行良好的设置。
2.1.3 竖直构件同支护体系的结合
通常情况下，施工方会通过主体结构柱同临时支护立柱相结合的方式进行支护施工。在这个过程中，由于建筑主体立柱也能够起到较好的支护作用，我们在对临时立柱进行支护时则不需要太多的数量。对此，在施工完毕后，即使对这部分立柱进行拆除，所造成的浪费情况也不会过于严重。此外，施工方也可以根据实际需求对工程立柱桩同主体结构立柱相结合的方式进行施工。
3 地下主体结构相结合的超大深基坑支护结构变形及内力特性
3.1 工程概况
我国南方某建筑，高227m，58层，基础形式为桩筏基础，裙房筏板厚 1.7 m，主楼筏板厚为4.1m至6.1m之间，桩入土深度为71.4m，基坑面积约为21000m2。在该建筑周围，所具有的环境情况较为复杂，地下管线、居民建筑数量较多。
3.2 基坑支护方案
本工程使用了主体工程地下结构同支护结构相结合的方案进行施工，通过地下结构为外墙兼作地下结构梁、板同基坑围护墙共同形成基坑围护支撑系统，并结合坑内墩式 SMW 工法水泥土搅拌桩地基加固的设计方案。两墙合一地下连续墙主楼部分一侧厚 1000 mm，其余裙楼部分厚800 mm。
对于该种支护方式来说，具有着围护体变形小以及支撑刚度大等特点，且对于周围居民建筑以及地下管线来说也具有着较小的影响。此外，该工程还在不同楼板空缺位置对临时支撑进行了设立，通过结构柱的使用对施工过程的竖向荷载进行承受。
3.3 水平位移比较
为了能够对本工程地下连续墙在施工过程中所具有的变形规律进行反映，特通过三维有限元分析方式的应用与规范推荐的竖向弹性地基梁法在对位置情况计算值进行计算的基础上对其进行了一定的比较。用于比较分析的三点情况如下所示：
图1 X10测点
图2 X12测点
图3 X13测点
由上图我们可以看到，通过三维有限元方式计算的结果同使用规范竖向弹性地基梁法相比所获得的值要稍小，对于常规方式来说，其是将工程所具有的三维空间情况在简化成平面问题之后对其进行处理，而三维有限元方式则是完完全全按照三维情况对其进行处理，同传统方式相比具有着更加符合实际情况的特点；其次，由数据可知，该建筑连续墙所具有的最大水平位移深度平均在-15m左右，即在基坑中部靠下的位置，且图层的第四层淤泥质粘土层底部，这种情况的存在同以顺作方式进行施工的基坑连续墙变形情况来说则存在着一定的不同；最后，地下连续墙测点所具有的水平位移一般在30mm左右，且最大水平位移同坑深的比值仅为0.16%。之所以出现这种情况，第一，是因为本工程以分区分层的方式进行挖掘，能够在施工中对围护墙体内被动变形以及压力情况进行有效的减少、进而提升基坑安全系数；第二，通过结构梁板的应用，则能够将其在作为本工程支护体系的同时使其水平刚度能够对连续墙可能出现的位移情况起到了一定的约束作用。
3.4 连续墙内力分析
在内力方面，我们在测斜孔X12基础上对其进行了三维有限元计算，获得结果如下所示：
图4 测斜孔X12有限元结果
从上图可以看出：首先，在对B0板进行浇筑之前，整个连续墙为一种悬臂状态，基坑所具有的挖掘深度不大，但由于地下连续墙弯距随开挖深度增加较快。而在对B0板进行浇筑之后，其所具有的位移则不会随着土方的挖掘而增大；第二，在本次施工中，由B0、B1板在达到相关要求之前往往需要一定的龄期，且土体也处于持续下滑的过程。对此，整个连续墙所具有的最大弯矩情况则并没有处于地墙呈悬臂状的根部位置，而是在向下延伸之后在10m位置处处于最大。
4 结束语
可以说，在我国现今高层建筑数量不断增多的情况下，对于基坑支护的施工则成为了一项非常重要的工作。在上文中，我们对与地下主体结构相结合的超大深基坑支护结构变形及内力特性进行了一定的研究与分析，对于我们后续的施工决策提供了一定的理论依据。
参考文献
[1]王建华，左新明.深基坑支护结构与主体结构相结合的方式与特点[J].地质装备.2011（06）：77-81.
[2]王卫东，徐中华.深基坑支护结构与主体结构相结合的设计与施工[J].岩土工程学报.2010（S1）：124-128.