[发明专利]一种地连墙成桥应力的计算方法

说明书

本发明涉及地连墙成桥应力计算的技术领域，具体涉及一种地连墙成桥应力的计算方法，包括以下几个步骤：步骤1、建立开挖阶段的地连墙有限元模型；步骤2、计算基坑内外侧压力之差；步骤3、采用弹簧模拟注浆层对支挡结构的地基反力，地基反力由水平地基反力系数乘积该深度处挡墙的变形来确定；步骤4、根据不同开挖阶段的水平抗力系数分别求出加固前后地连墙的最大应力。本发明的计算方法能有效的解决地连墙在后期使用中最大主应力保持在合理的范围内的问题。

【技术领域】

本发明涉及地连墙成桥应力计算的技术领域，具体涉及一种地连墙成桥应力的计算方法。

【背景技术】

在大型地基基础施工中，利用地连墙作为支护结构使用日益广泛。地连墙不但能在施工时维护开挖周围土体稳定，另一个重要的作用是在基础施工完成后作为基础结构的永久保护屏障。目前，地连墙设计时往往只考虑到其开挖阶段的安全性，很少能考虑到其后期作为永久屏障的安全性，因此，在后期运营中地连墙往往带有裂缝工作。特别是对于无系杆拱桥基础，在水平推力的作用下，位于拱座后侧的地连墙位置往往会存在较大的主应力，甚至会出现开裂。因此，为了保证地连墙不开裂就需要采取一定的措施，使地连墙在后期使用中最大主应力保持在合理的范围，从而减少外部地下水渗入地连墙内部，保证地连墙内部为一个较密闭、干燥的空间，因此有必要求出最大主应力的结果，使得在施工过程能很好的根据计算结果进行操作。

【发明内容】

本发明的目的是解决上述存在的问题，提供一种地连墙成桥应力的计算方法，有效的解决地连墙在后期使用中最大主应力保持在合理的范围内的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种地连墙成桥应力的计算方法，包括以下几个步骤：

步骤1、建立开挖阶段的地连墙有限元模型。

步骤2、所述有限元模型包括地连墙、底板和内衬，内衬为环形，地连墙为筒形；假定环形内衬以及地连墙结构两侧土体为弹簧模型，筒形地连墙与环形内衬支护体系的总体基本方程为：

在式1中:

v为地连墙泊松比，E为地连墙弹性模量，I为地连墙单位宽度截面惯性矩，k_in为基坑内侧土弹性系数，k_ex为基坑外侧土弹性系数，k_zc为内衬等效分布弹性系数,Δp₀为基坑内外侧压力之差，z为地面或开挖面以下深度,h为开挖深度,R为地连墙半径，u为地连墙的水平位移。

步骤3、地连墙外侧混凝土注浆层通过弹性地基梁法模拟，采用弹簧模拟注浆层对支挡结构的地基反力，地基反力由水平地基反力系数乘积该深度处挡墙的变形来确定，地基反力系数的式子如下：

K_h＝A₀+mzⁿ 式2

p_u＝K_hub₀ 式3

在式2和式3中：

K_h为土的水平抗力系数或水平基床系数；

p_u为土对支挡结构的水平地基反力；

z为地面或开挖面以下深度；

k为比例系数；

n为指数，用来反映地基反力系数随深度变化；

A₀通常取为零，m为地面或开挖面土的地基反力系数；

u为地连墙的水平位移；b₀为地连墙的抗力计算宽度。