多道撑深基坑支撑竖向连续破坏机理及控制研究

近年来,关于基坑连续破坏的研究已经取得了一定的进展,但对于内支撑式基坑局部破坏引发沿竖向连续破坏的发展规律及其控制措施目前仍缺乏系统研究,而实际工程中竖向连续破坏的案例却经常出现.本文依托新加坡地铁Nicoll Highway事故案例,建立了有限差分法数值模型,探究了不同构件极限承载力情况下基坑支护体系由初始破坏引发的连续破坏过程,以及不同初始破坏程度下的支撑体系竖向荷载传递规律,进而提出了多道内支撑式基坑在竖向上的连续破坏控制方案.研究结果表明,支撑初始破坏后的荷载转移主要作用于紧邻层支撑,导致其轴力迅速大幅度增加,而其余远处支撑所受影响甚微,因此初始破坏极易引发紧邻层支撑后续破坏,且后续破坏更易向上发展;支撑竖向连续破坏过程中,当下部支撑破坏范围较大时,由于地下连续墙墙顶向坑外挠曲,首道支撑常会出现拉力导致支撑掉落;当支撑失效超过一定数目时,地连墙最大弯矩超出受弯极限承载力而折断破坏,进而引发基坑整体垮塌.依据不同初始局部破坏情况下的荷载传递规律,在保证所有钢支撑与地连墙节点连接抗拉强度的前提下,通过加强关键部位钢支撑(例如第1道及倒数第2道等),可有效控制支撑体系沿竖向的连续破坏,增强整个支护体系的整体安全性.