深基坑桩锚支护结构受力变形及稳定性研究

贵州地矿基础工程有限公司，贵州 贵阳 550001

1 工程概况

文章以某研究中心深基坑工程为例，基坑面积为1550m2，开挖深度为15m，建筑为地上8层、地下2层。该工程的基坑支护结构主要以预应力锚索支护为主，以钢筋网喷射混凝土作为辅助；围护桩采用φ0.6m@1500长螺旋压灌桩，桩体长度为16m，嵌固深度为1m，桩长桩距控制在1.1m，各桩顶处均设置规格为0.5m×0.8m的冠梁。工程所在场地地下水为第四系松散岩类孔隙潜水，地下水补给由降水及地下水侧向流动补给构成，地下水稳水位埋深约为7.9m，渗透系数为9.25×10-4m/s。工程施工时使用人工管井井点降水法将地下水位控制在工程基坑开挖面以下。

2 基坑支护结构计算分析

2.1 支护结构内力计算

由于深基坑支护施工的优化主要受到支护安全性以及工程造价等因素的影响，因此所构建的优化模型需要有设计变量、约束条件以及设计变量的函数。支护结构力学参数如表1所示。

表1 支护结构力学参数

此研究中基坑水平抗力系数计算公式如下：

式中：ks为基坑中内侧土体的水平抗力系数，kN/m4；m为土体水平抗力系数的比例系数，kN/m4；z为计算区域与地面的距离，m；h为计算工况条件下基坑的开挖深度，m。

式中：c为土体的黏结力，MPa；φ为土体的内摩擦角，°；υb为基坑内支护结构发生的水平位移值，mm。

计算所得土层的水平抗力系数的比例系数如表2所示。

表2 各土层水平抗力的比例系数

开挖施工结束后围护桩的最大位移量主要发生在深度约为17m的区域，并且最大的位移量为7mm；……