一种基坑支挡结构设计方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于基坑工程技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着城市建设步伐的加快，城市地下工程建设方兴未艾，深大基坑开挖不断涌现， 在基坑工程中，其支挡结构常采用地连墙+内支撑结构。《建筑基坑支护技术规程KJGJ120-2012)中规定，在计算作用在支挡结构上的水平荷载时，应考虑"冻胀、溫度变化等产生的作 用"，而相关计算公式中未考虑溫度变化的影响;在结构分析时，"内支撑结构可按平面结构 进行分析，挡±结构传至内支撑的荷载应取挡±结构分析时得出的支点力;对挡±结构和 内支撑结构分别进行分析时，应考虑其相互之间的变形协调"。因此，当周边环境工程对变 形要求比较高时，常采用加固地基±和提高支挡结构刚度等措施，但在加固±体施工时先 扰动上体，扰动上体常影响周边环境工程变形，造成如道路路面隆起、开裂等情况;提高支 挡结构刚度将加大投资等，也由于岩±工程的复杂性，其计算参数的不准确，设计计算的力 和变形常与实际不符合，因此，在基坑工程施工时，工程安全风险突出。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种基坑支挡结构设计方法，考虑环境溫度对 支撑变形与受力及支撑点变形限值，解决基坑工程支挡结构设计计算与控制方法存在的不 足，控制基坑周边环境工程的变形问题。
[0004] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种基坑支挡结构设计方法，包 括W下步骤：
[0005] (1)建立基坑支挡结构的计算模型；
[0006] (2)在考虑溫度变化和施加轴向变形的影响的情况下计算基坑支挡结构的内支撑 轴力；
[0007] (3)步骤（1)的支挡结构计算模型和步骤(2)的内支撑轴力计算挡±构件水平位移 分布值及其最大值；
[000引（4)判断步骤(3)中的最大值是否满足工程要求；
[0009] (5)采用对内支撑施加变形来控制挡±构件的水平位移。
[0010] 在采用上述技术方案的同时，本发明还可W采用或者组合采用W下进一步的技术 方案：
[0011] 所述基坑支挡结构的计算模型包括挡±构件，所述挡±构件的内侧设有内支撑， 所述挡±构件的下部伸入基坑内±体中，基坑内±体中设有沿所述挡±构件的下部的外侧 均布的垂直于所述挡±构件的多根±内模拟弹黃，所述挡±构件的上端与内支撑齐平，所 述挡±构件的上端设有与所述±内模拟弹黃方向一致的内支撑模拟弹黃。
[0012] 所述步骤(2)具体包括W下步骤：
[OOK] a)确定内支撑的溫度变化为AT(单位:m)及其轴力变化为AFt(单化kN);
[0014] b)对内支撑施加轴力AFc(单位:kN)使其产生轴向变形ASc(单位:m);
[0015] C)获取内支撑的支撑点水平位移AVr(单位:m)及其水平力变化AFh(单化kN); [0016] d)根据式(7)计算内支撑轴力Fh(单位:kN);
巧）
[001引式中：a--内支撑材料的线膨胀系数；
[0019] E--内支撑材料的弹性模量(单位:kN/m4);
[0020] A一一内支撑的截面积(单位:m2);
[0021] Io--内支撑的长度(单位:m);
[0022] kR-一计算宽度内弹性支点刚度系数(单位:kN/m)，按《建筑基坑支护技术规程》 (JGJ120-2012)中规定计算或取值；
[0023] Vr一一挡±构件在支点处的水平位移值(单位:m);
[0024] Vro一一设置支点时，支点的初始水平位移值(单位:m);
[0025] Ph--挡±构件计算宽度内的法向预加力(单位:kN)。
[0026] 根据内支撑的溫度变化为AT(单位:m)及其轴力变化为AFt(单位:kN)，内支撑变 形控制系统施加给内支撑产生的轴向变形为ASc(单位:m)及其轴力AFc(单位:kN)，支撑点 水平位移为AVr(单位:m)及其水平力变化AFh(单位:kN)，内支撑轴力Fh(单位:kN)的计算 公式如下：
[0027] Fh= AFx+AFc+AFh+Ph (1)
[002引 AFt=曰.AT .E .A (2)
(3)
[0030] AFh=kR* AVr (4)
[0031] 扣=kR-Vro 巧）
[0032] Vr= A Vr+Vro (6)
[0033] 将式(2)~式(6)代入式(1)，则内支撑轴力的计算公式为：
[0034] 所述步骤(2)中考虑溫度变化具体是指根据当地气溫变化，分别确定和计算AT与 ASc的取值范围。
[0035] 所述步骤(5)具体是指根据式(8)，通过增大或减小内支撑产生的轴向变形ASc来 控制挡±构件在支点处的水平位移值Vr,
脚，
[0037] 式中：OC "ax一一取内支撑材料极限抗压强度标准值与内支撑失稳时应力设计标准 值的小值化Pa)。
[0038] 本发明的有益效果是:本发明考虑溫度影响和支撑点水平位移限值来设计内支撑 结构，可充分利用内支撑的刚度和强度，优化挡±结构，有效控制挡±结构位移，降低基坑 施工风险，具有简单、实用、经济等优点，可用于风险预防和应急处置，具有良好的经济效益 和社会效益。
【附图说明】
[0039] 图1是本发明的基坑支挡结构的计算模型示意图，其中，qo为地面均布荷载，A点是 支撑点，即计算点。
【具体实施方式】
[0040] 参照附图。
[0041] 为了解决内支撑4受溫度变化影响产生溫度应力和溫度荷载，同时也为了控制挡 ±结构1水平位移，针对支挡结构计算模型中相关计算参数，提出了基坑支挡结构设计计算 与控制方法。
[0042] -种基坑支挡结构设计方法，包括W下步骤：
[0043] (1)建立基坑支挡结构的计算模型;所述基坑支挡结构的计算模型包括挡±构件 1，所述挡±构件1的内侧设有内支撑4,所述挡±构件1的下部伸入基坑内±体中，基坑内± 体中设有沿所述挡±构件1的下部的外侧均布的垂直于所述挡±构件的多根±内模拟弹黃 3,所述挡±构件1的上端与内支撑4齐平，所述挡±构件1的上端设有与所述±内模拟弹黃3 方向一致的内支撑模拟弹黃2。
[0044] (2)在考虑溫度变化和施加轴向变形的影响的情况下计算基坑支挡结构的内支撑 轴力；
[0045] (3)步骤（1)的支挡结构计算模型和步骤(2)的内支撑轴力计算挡±构件水平位移 分布值及其最大值；
[0046] (4)判断步骤(3)中的最大值是否满足工程要求；
[0047] (5)采用对内支撑施加变形来控制挡±构件的水平位移。
[0048] 所述步骤(2)具体包括W下步骤：
[0049] a