基坑支护钢板桩计算位移较大,但计算结果并未显示异常,如何处理?

问题补充:基坑支护中钢板桩计算位移已经超过1m,但计算结果并未显示异常,此时是否应该按照支护结构失稳处理呢? 是否有统一位移控制标准呢? 多少位移就不可以呢 

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库仑吴汶垣 - 库仑工程师

赞同来自: 库仑沈工

当计算得到的支护结构位移较大时,我们可以首先观察一下被动区的塑性区分布,即图中左侧计算土压力(蓝色线)和被动土压力(绿色线)完全重合的部分,或左侧水平反力系数分布中水平反力系数为零的部分。

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从图中可以看出,塑性区的分布几乎已经达到了嵌固段长度的4/5左右,即被动区几乎都进入了塑性状态,此时结构很容易发生倾倒失稳破坏。

《建筑基坑支护技术规程 JGJ120-2012 》中对结构的位移并没有严格的要求,只有条文3.4.2中提到:

3  需要严格限制支护结构的水平位移时,支护结构外侧的土压力宜取静止土压力。

在《铁路路基支挡结构设计规范TB10025-2006(2009局部修订版)》中条文11.1.2提到:

桩板墙顶位移应小于桩悬臂端长度的1/100 ,且不宜大于10cm 。

个人认为当位移要求不严格时,基坑中可以控制坑底处位移不大于10cm即可,且钢板桩本来就是柔性结构,若基坑周边没有邻近建筑物或地下管道,可以适当放大对位移的要求。

同时,在《铁路路基支挡结构设计规范TB10025-2006(2009局部修订版)》的条文说明10.2.10中对抗滑桩被动区塑性区的分布有如下要求:

对于一般土层或风化成土、砂砾状的岩层地基,抗滑桩在侧向荷载作用下发生转动变位时,桩前的土体产生被动土压力,而在桩后的土体产生主动土压力。桩身对地基土体的侧向压应力一般不应大于被动土压力与主动土压力之差。在工程设计中,要使锚固段完全满足要求,有时会很困难,所以根据多年的工程经验,满足滑动面以下深度h2/3 和h2(滑动面以下桩长)处的横向压应力应小于或等于被动土压力与主动士压力之差即可。此时滑动面以下h2/3深度范围内进入塑性区。

由此可知,也可以通过控制塑性区的范围(小于h2/3)来保证结构不失稳。

GEO5「基坑分析」模块中在被动区的处理上和其他软件略有不同,考虑了土体的弹塑性,从而更符合真实的情况。这里有一篇文章对此问题进行了详细说明,供参考:GEO5基坑和抗滑桩模块中结构位移随开挖深度的变化规律

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