文档介绍：第卷第期地基处理. .
企月.
考虑混凝土应力
骆介华‘,戴民,吴勇,扬震伟
.中国水电顾问集团华东勘测设计研究院,浙江杭州
【摘要】弯矩是深基坑地下连续墙关键设计参数,是地下连续墙结构安全与稳定的关键监控指标。工程上常
采用钢筋应力计算地连墙弯矩,由于与地下连续墙钢筋混凝土内力变形逐渐增大、一般不达到极限状态的实
际情况不符,现行混凝土结构规范给出的基于极限使用状态的弯矩计算公式显得不适用。在参考多位学者研
究成果基础上,考虑混凝土结构应力应变非线性力学特性,根据钢筋—砼变形协调原理,力矩平衡方程,结
合工程实践,推导出采用实测钢筋应力计算地下连续墙弯矩的计算公式。通过基坑监测实例验证,推导的弯
矩计算公式能够反映地下连续墙墙体弯矩分布实际情况,符合弯矩的分布规律和发展变化规律,应用效果良
好,可供参考。
【关键字】深基坑;地下连续墙;弯矩:混凝土;非线性;轨道交通信息系统
前言
地下连续墙简称地连墙技术⋯源白欧洲,年传入我国。因抗弯刚度大,整体性好、
抗渗能力强、安全性高,对周围环境影响小,适应各种土质条件,地下连续墙常被作为周边
环境复杂、水土压力大、地层透水情况严重、变形控制要求高的地铁深基坑工程挡土结构。
弯矩是地下连续墙设计抗弯承载力关键性控制参数。
地下连续墙埋设于土体内,受力较为复杂,受到水土压力、土体侧摩阻力、支撑反力、
端部轴向力等,地连墙与土体及周围环境发生复杂相互作用,弯矩的设计值与实际值不可避
免地将出现偏差。工程实践中将地下连续墙弯矩作为结构安全与稳定的关键监控指标。对地
下连续墙弯矩进行监测,可以动态掌握在施工过程中地下连续墙的抗弯能力发挥状态,及时
了解其弯矩分布规律及最大弯矩拐点,指导基坑开挖和支护结构的施工,确保基坑支护结构
和相邻构筑物的安全,同时可以检验设计所采取的各种假设和参数的正确性,根据实测弯矩
包络图还可以进一步优化设计方案,积累工程经验,为类似工程提供设计和施工参数,为提
高基坑工程的设计和施工的整体水平提供依据。
收稿日期:年月
地基处理年
, :
\
——, 一————
支撑/ 叩
三】\田
、塑
. 塞壁一,/ 兰
】】
开挖侧】皿
【迎土侧
基坑底【】【】
】塑堕堕计
口田
【皿
【】田
/ 培雇
图地下连续墙弯矩监测断面示意图
由于地铁深基坑工程的复杂性和不确定性,地下连续墙工程在地铁建设领域被视为一项
高风险项目,施工时需要实时监测及预测支护结构以及周边环境的安全性,及时监控风险源
并反馈于项目决策和支持系统中,指导地连墙的施工,土方开挖,调整土方开挖次序,判断
土方开挖及支撑拆除时基坑的稳定,为施工决策提供量化依据,以达到快速信息化反馈。地
连墙弯矩监控是地铁工程建设领域监控的重要内容。那么,如何获得现场弯矩呢弯矩一般
不能直接测得,需要通过监测间接变量,通过一定的计算方法进行换算才能获得。通过观测
钢筋应力间接计算地下连续墙弯矩,弯矩的计算方法应符合地连墙实际的工作状态。如何由
实测的应力值反算更加符合地连墙实际的弯矩值。通过现场实测数据计算出合理的地连墙弯
矩是个值得研究的问题。地下连续墙弯矩监测计算,目前工程上主要有三种方法。挠度曲线
解析法、考虑墙土相互作用参数反演杆系有限元反算法、钢筋应力计算法。
本文在参考多位学者研究成果的基.,根据材料力学及混凝土结构基本原理,考
虑混凝土结构应力应变非线性力学特性,试图推导出采用从现场监测获取的地下连续墙主筋
应力监测结果计算地下连续墙弯矩的计算公式,用以分析地下连续墙实际受弯情况,为轨道
交通信息系统专业化工具计算内核提供技术支持。
地连墙弯矩计算方法简述
.挠度曲线解析算法
根据王印认为地连墙变形符合连续梁挠曲线微分方程。根据平截面假定,梁的挠度
曲线微分方程为:/≈一/一//,,式中,为梁各截面的挠度
值, 为曲率半径,/ 为截面曲率单位长度上的转角, 为梁各截面的弯矩,
为梁的截面抗弯刚度。采用在地连墙内埋设测斜管以监测地连墒挠度变形,根据测斜数据
采用高次多项式按最小二乘法原理拟合得到墙体挠曲线,对拟合的曲线进行求导计算,从而
可得到地连墙弯矩。
.考虑墙土相互作用参数反演的杆系有限元反算法
地下连续墙埋设于土体内,地连墙与土体及周围环境发生复杂相互作用。工程计算上常
将墙、土、支撑系统简化为相互作用杆系有限元模型,地连墙采用梁单元模拟,被动土、支
撑采