地下水位對深基坑支護結構影響分析

摘要：在橋涵隧道的建設過程中，深基坑工程是重要且常見的建設環(huán)節(jié)，合理的深基坑支護設計決定了基坑工程是否能順利進行的關鍵。深基坑支護結構的影響因素很多，本文結合工程實例，分析地下水位對深基坑支護結構的影響。在其它參數(shù)不變的情況下，給出三種工況進行計算分析。結果表明：地下水位越高，支護結構的側向位移、內力越大，對支護結構越不利。

關鍵詞：深基坑;支護結構;地下水位

1引言

隨著我國經(jīng)濟建設的不斷發(fā)展，交通基礎設施建設也越來越完善。在大量的工程實踐中，基坑開挖與支護是交通工程中的基本內容[1]。基坑開挖必須保證邊坡的安全與穩(wěn)定，對于深基坑來說，坑壁的穩(wěn)定性問題更為突出。深基坑支護設計及施工是深基坑工程的關鍵環(huán)節(jié)，決定其是否能順利建造[2]。在深基坑設計過程中，需要考慮的深基坑支護結構的影響因素很多，如工點處地質情況、周邊環(huán)境、地下水位高低等，其涉及范圍較廣且技術復雜，變化因素多，因而工程師們對深基坑支護工程的重視日益提升。

本文以某工程4.2m深基坑為研究對象，結合《建筑基坑支護技術規(guī)程》（JGJ 120-2012）[4]中的要求，在其它參數(shù)不變的情況下，將地下水位作為唯一變量設置三種工況，對支護結構進行計算分析。

2支護方案基本信息

2.1基本信息

本工程基坑深度為4.2m，嵌固深度7.8m，樁材料類型選擇500×200鋼板樁（每延米截面面積267.6cm2;每延米慣性矩63000cm4;每延米抗彎模量3150cm3），內力計算方法采用增量法，支護結構安全等級為一級，支護結構重要性系數(shù) 為1.1，設置1個均布超載，超載值為20kN/m。

2.2土層信息及參數(shù)

本工程地質情況為，共4層土，具體土層參數(shù)如表1所示。內側降水最終深度為4.2m，外側水位深度分別為2m（工況1），3m（工況2），5m（工況3）。彈性法計算方法為m法，內力計算時坑外土壓力計算方法為主動法。

2.3設計參數(shù)

整體穩(wěn)定計算方法采用瑞典條分法，穩(wěn)定計算采用應力狀態(tài)采用有效應力法，條分法中的土條寬度為1m，剛度折減系數(shù)K=0.85。

3結構計算結果

從圖中可以看出，地下水位在地表以下2m（工況1）時，支護結構產(chǎn)生內力和位移最大，最大位移達到50.98mm;地下水位在地表以下3m（工況2）時，支護結構產(chǎn)生的內力和位移與工況1相比有所減小，其最大位移為41.21mm;當?shù)叵滤辉诘乇硪韵?m（工況3）時，支護結構產(chǎn)生的內力和位移最小，產(chǎn)生的最大位移為32.14mm。三種工況的內力和位移與地下水位成正比，地下水位越高，支護結構的側向位移、內力越大，對支護結構越不利。三種工況計算結果均滿足規(guī)范要求。

對三種工況分別進行基坑內外側抗彎驗算（不考慮軸力）、整體穩(wěn)定驗算、抗傾覆穩(wěn)定性驗算、抗隆起驗算、突涌穩(wěn)定性驗算、嵌固深度構造驗算、嵌固段基坑內側土反力驗算，均滿足規(guī)范要求。

4結論

本文以4.2m深基坑為研究對象，在其它參數(shù)不變的情況下，只改變地下水位高度，分別設置2m、3m、5m三種工況，對支護結構進行計算分析。結果表明：地下水位越高，支護結構的側向位移、內力越大，對支護結構越不利。

【參考文獻】

[1]鮮江林. 成都某地鐵深基坑支護結構及其變形特性研究[D].西南科技大學，2018.

[2]聶建國.復雜環(huán)境下深基坑支護設計及施工關鍵技術應用[J].山西建筑，2021，47（24）：56-58.DOI：10.13719/j.cnki.1009-6825.2021.24.018.

[3]中華人民共和國行業(yè)標準. JGJ 120-2012建筑基坑支護技術規(guī)程[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

作者簡介：

溫欣（1991-09），女，遼寧遼陽人，碩士研究生學歷，助理工程師，研究方向為鐵路橋涵設計。

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