杨静云
广东南海国际建筑设计有限公司 广东佛山 528200
摘要：本文通过有限元分析软件模拟和分析基坑开挖各工况中吊脚墙的变形和受力情况，阐述吊脚连续墙在实际工程中的可行性。
关键词：吊脚连续墙；有限元；变形受力
一、工程概况
本地铁车站为一换乘车站，近期实施部分为13号线，远期换乘实施部分为7号线。车站为地下2层（换乘节点局部3层）13m岛式站台车站，全长280m，标准段宽22.1m，车站基坑标准段开挖深度为16.6m，换乘节点段为27.2m。其中车站东北侧外挂设备用房基坑底开挖标高为-8.25m（标高均为相对标高），其中B54~A55幅连续墙墙底标高为-12.75m，B56~B58幅连续墙墙底标高为-11.75m，嵌固深度3.50~4.50m，且墙体嵌入中风化红层上不少于2.5m，该岩层岩石质量指标RQD为60%（属于一般完整）。远期7号线基坑底开挖标高为-13.180m，因此，7号线开挖时B54~B58幅连续墙均为吊脚墙设计，其中B54~A55幅连续墙离坑底0.43m，B54~B58幅连续墙离坑底1.43m。基坑开挖剖面图如图1所示。
图1 基坑开挖剖面图
下面将通过有限元对远期7号线基坑开挖时周边土体水平和竖向位移、吊脚桩位置的变形进行安全分析，说明吊脚墙的可行性。
二.远期7号线基坑支护设计方案
远期7号线施工时，基坑开挖深度约27.6m，基坑开挖初步考虑设置四道支撑+一道换撑，第一~三道支撑为混凝土支撑（800mm×1000mm），第四道支撑及第四道支撑换撑为钢支撑（D600，t=16）。为保证吊脚墙安全，施工7号线底板时，先对吊脚墙部分实施反压平台保护处理，待东端底板、B54~A55、A59幅连续墙部分底板实施完成后，方开挖B56~B58幅吊脚墙部分土方进行该处底板施工，以减少基坑开挖风险。
三．B54~B58幅连续墙为吊脚墙可行性分析
1．7号线开挖工况变形分析
本次采用midas—soilworks二维有限元软件对7号线基坑开挖工况进行模拟分析。
土层单元土体采用二维四边形节点平面单元，本构关系采用Morh-Coulomb弹塑性模型，各土层参数根据详勘报告取值，平面上部边界为自由边界，模型两边进行X方向约束，竖向进行Z方向约束，地面荷载考虑20KPa，地下连续墙、水平支撑，主体结构采用梁单元进行模拟，考虑本场地土层主要以淤泥质土（渗透系数＜0.001m/d）、粘性土、强风化岩及中风化岩为主，根据基坑规范要求，围护结构设计时该土层可按水土合算考虑。
1.1、基坑开挖及回筑工况土体变形情况：
1.1.1、基坑开挖到坑底工况：
① 水平位移变形
从变形云图可以看出，7号线基坑开挖到坑底时最不利工况下，吊脚墙的水平位移均小于3mm，基坑最大水平位移为28.7mm＜30mm，均满足基坑变形安全要求。
2．7号线开挖B54~B58连续墙幅受力校核
其中B54~B58共用连续墙受力最不利的工况为基坑开挖到坑底及第四道支撑换撑完成两个工况，因此提取两个工况中最不利的弯矩及剪力对共用连续墙进行校核。
最不利工况一：加第四道撑及基坑挖到底
该工况共用连续墙内力云图：
a 共用连续墙左右两侧 b连续墙截面最大
最大弯矩图（标准值） 剪力（标准值）
表a B54~B58共用连续墙内力汇总验算表
上表的计算结果表明，B54~B58共用800厚连续墙在7号线基坑开挖及回筑时满足抗弯和抗剪的强度要求。因此B54~B58采用吊脚墙设计满足设计要求。
四．吊脚连续墙施工中应注意的事项
远期7号线基坑吊脚墙段开挖时为保证安全，应尽量分段开挖分段施工；另外吊脚墙的墙底落在中风化岩层上，应注意基坑开挖后是否存在大量的裂隙水，若存在裂隙水，应马上采取双液注浆止水措施；基坑开挖过程中应严密监测13号线主体结构的变形，避免对地铁运营造成任何不利影响。
五．总结
经过上述工程实例分析，局部地层较好的地段采用吊脚连续墙施工方案可行，在局部地层较硬的地层中采用吊脚墙设计能减少连续墙成槽的困难同时也能节省工程工期及基坑成本，但施工过程中应注意各种风险，做好监测工作及应急措施，希望本分析能对类似工程提供一定参考价值。
参考文献：
[1]刘国彬，王卫东.基坑工程手册[M].第二版
[2]JGJ 120-2012 建筑基坑支护技术规程[S].
论文作者:杨静云
论文发表刊物:《基层建设》2015年16期供稿
论文发表时间:2015/12/17
标签：基坑论文; 工况论文; 标高论文; 远期论文; 土层论文; 底板论文; 位移论文; 《基层建设》2015年16期供稿论文;