环梁内支撑结构在竖井开挖中应力变形分析

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环梁内支撑结构是一种新型基坑支护形式,在基坑周边环境复杂、地质情况较差的地区具有较好的优势。探讨这种支护形式的应力变形规律,可为类似支护提供应用参考。本文应用三维数值分析方法对某深、大竖井工程建模计算,并对数值结果与监测结果作了对比分析。  本研究主要内容包括:⑴通过FLAC3D软件对某深、大竖井开挖过程进行三维建模,分析基坑开挖对周围土体沉降、开挖面隆起、连续墙水平位移、环梁轴力与弯矩的影响。结果表明:地下连续墙外侧一定的范围内的土体沉降呈“勺子”状,环梁支护结构对连续墙变形有约束作用,可防止连续墙中下部位出现“鱼腹”现象;开挖过程中,环梁只受压力,不受拉力。⑵对环梁间距、环梁刚度、连续墙厚度、分部开挖对支护结构的影响进行敏感分析。结果表明:一定范围内,增大环梁间距、环梁刚度、连续墙厚度可以减少连续墙水平位移,超出范围后效果不明显;分块开挖过程中,环梁内力的最大值出现在3/4圆开挖后,而非整圆开挖完成时。⑶对监测数据进行整理、分析。结果表明:基坑开挖完毕后,连续墙周围比周边建筑物、管道沉降位移者稍大,最大沉降值为14.0mm,但远小于沉降报警值,第二道环梁安装后,第一道环梁增大的速度明显减小,下雨天挡水帷幕墙外有水位有回升现象,挡水效果不太理想,应加大监测力度,并设计整修方案。⑷对数值结果与监测结果作了对比分析。结果表明:基坑周边沉降模拟值与监测值有相同的变化规律,并且沉降最大值相差仅1.7mm,地下连续墙最大水平位移模拟值与监测值相差仅0.07mm,但是发生位置相差1.5m,占连续墙总长度的3.7%,环梁轴力最大值模拟值比监测值要小,但变化规律相似,具有一定参考价值。
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