3.2 地下连续墙顶部沉降变化规律分析
围护墙顶由于墙体的侧移而表现为沉降,沉降的发展规律也与墙体的侧移变形密切相关[6],故对围护墙顶竖向位移进行分析也十分必要。本工程在墙顶共设置了30个墙顶位移观测点。本文选取了具有代表性的WY5、WY10、WY14三个观测点数据进行分析。其中,WY5位于基坑长边的中部附近,WY10位于阴角的位置附近,WY14位于基坑短边的中部附近。
图3-4墙顶位移曲线图
Fig.3-4 CopingDisplacementCurve Graph
由曲线图可以看出,WY5测点的最大下沉量为1.69mm,最大上升量为1.13mm;WY10测点的最大下沉量为1.14mm,最大上升量为0.7mm;WY14测点的最大下沉量为2.93mm。
从图中可以总结出:基坑处于开挖期间,基坑围护墙出现了快速下沉的趋势,但当第二层内支撑设置完毕后,围护墙下降的趋势不明显,甚至出现了缓慢的上升。
总的来说,阴角附近的围护墙下降量没有基坑其它边上围护墙的下降量大,这说明基坑的阴角位置附近墙体受力较简单。
基坑在底板设置完毕后,由于基坑地的土体出现了回弹,导致了围护墙呈现出慢慢上升的趋势。
3.3 锚索内力变化规律分析
本检测方案共设置了21个测点来检测锚索的内力变化情况,现选取其中有代表性的MY4、MY7、MY9、MY16四个测点进行分析。其中,MY4与MY16处于基坑长边的中部附近,MY7处于阴角的附近,而MY9则处于基坑短边的中部附近。
图3-5 锚索拉力变化曲线图
Fig.3-5Anchor Cable Tension changes’Curve Graph
由图可以看出:锚索的内力变化不大,锚索内力的增长与基坑的开挖呈现出同步的态势。在锚索受力的初期,锚索的内力出现了短暂的下降,即出现了预应力损失。出现这种情况的主要原因有:锚索张拉到设计值后锁定,锚索出现了一定量的回缩,锚头出现了预应力损失,故造成了预应力损失。但随着基坑的开挖,锚索的应力出现了慢慢的增长,在基坑开挖期间,锚索的内力接近于锚索的锁定值320kN,锚索应力的增长随着开挖深度的增加出现了一定量的上升,最后随着内支撑布置完毕稳定在320kN附近,这说明设计中取值320kN是可行的。
另外,MY4、MY9、MY16测点在观测期间均发生了小幅升降,这主要是受施工及天气原因的影响。
从图中可以看出,基坑中部位置受力较大,基坑阴角的受力较小,故设计预应力时可以适当地减小。
混合支撑体系中的锚索在张拉后主要经过三个受力阶段:第一,在张拉完成后的很短时间内出现了一定的预应力损失;第二,在基坑继续开挖、内支撑布置之前,锚索内力出现了增长;第三,随着基坑的继续开挖、内支撑布置完成后,锚索的应力出现了稳定或者稍微出现上升,并且这种状况一直持续到基坑开挖完成后。
3.4 混凝土内支撑内力分析
本工程在混凝土内支撑上共设置了24个轴力监测点,现取其中有代表性的QYL11,QYL12,QYL16进行分析。
图3-6 应力计受力曲线图
Fig.4-6 Stress DetectorAtressCurve Graph
由图中可以看出,当内支撑设置完毕后,随着基坑的继续开挖,内撑上的轴力出现了慢慢的增长,一直持续到底板浇筑完成后,内撑上的轴力出现了小幅下降。
测点QYL11在受力初期出现了短暂的拉力,可能是在基坑开挖期间,由于基坑的隆起,抬升了地下连续墙,使得内撑出现了短暂的拉力;另外还有一个原因是由于立柱的沉降过大,将结合成一个整体的内撑往下拉,继而产生了拉应力。
内撑上的轴力随着基坑的开挖出现了稳步的增长,但是随着开挖的结束,轴力的增长趋于平稳甚至没有继续增长。
4小结
1)混合支撑体系下深基坑的变形曲线与一般支撑支护体系下的变形曲线区别较大。一般支撑支护体系下基坑的变形曲线多呈弓型,而深基坑在混合支撑支护下,基坑的变形曲线呈开放状,上部墙体的位移较大。
2)基坑在锚索支护下开挖其总体上变形较大,并且围护墙的中部有较大的位移;而在混凝土内支撑支护下开挖其变形曲线有明显的转折点,深基坑的上部变形较小。
3)基坑墙体的水平位移随着开挖深度的加深而呈现出增长的趋势。在基坑挖土施工完毕后,墙体的水平位移继续有较大的增长,说明在软土地区,基坑的时间效应明显。
4)阴角部位的水平位移、锚索应力较基坑长短边上的水平位移、锚索应力小。基坑的空间效应明显。
5)锚索应力的变化受混凝土内支撑的影响。锚索应力在经历了预应力损失之后,在内支撑支护发生作用之前,有较大幅度的上升,但当混凝土内支撑支护发生作用之后,锚索应力没有发生很大的变化。
6)通过采用混合支撑体系,对支护体系进行优化,发挥了支撑各自的优点,达到了设计优化、造价经济、缩短工期、技术可靠的目的。值得提出的是,采用这种支护体系的深基坑设计,应该注意必须经过精密的计算和验算;两种支护型式的不同增加了施工的难度,故应使基坑设计与施工这两个主要环节紧密结合,将施工中发现的不良因素反馈到设计方中,及时调整设计参数和施工工艺,从而确保施工的安全,加快施工的进度。