基坑周边临近超载主要包括坑边已有建筑物、堆放弃土、建筑施工材料堆场以及各类施工机械设备等。近年来,众多基坑工程实例表明,基坑周边临近超载对基坑围护结构的稳定性、围护体变形均有显著影响。地面超载甚至成为某些基坑事故产生的直接原因,如上海某楼盘整栋建筑倒塌,事故原因经调查主要为基坑边大量 堆土所致。
通常,在设计过程中对临近超载漏算或者少算会给基坑安全带来隐患,然而若在设计阶段不加区分盲目增大临近超载则会造成围护造价大幅度提高。因此,在基坑围护设计过程中,需对坑边临近超载进行专项分析,并根据验算结果在施工图纸中进行严格的限定。
荷载特点
直接作用于支护结构上的荷载很少,主要为侧向水土压力,其它的临近超载,如临近建筑物的基底荷载、坑边堆载、机械施工荷载等垂直于地面的荷载,均是以侧向压力的形式出现。然而,基坑周边临近超载大部分属于非标准的随机荷载,其荷载值的大小、作用方式均不确定,受施工条件及周边环境情况影响较大;设计过程中临近超载通常为按经验值估算,估算值与实际荷载值差异通常较大;同时,计算时需将临近超载换算成作用于支护结构上的附加荷载,其计算方式也有所差异。根据上述诸多因素,不难得知坑边临近超载计算是基坑工程设计中较为复杂而又非常重要的环节。
荷载取值
荷载简化
基坑周边临近超载,其作用形式具有多样性及不确定性等特点,在计算过程中需对各类荷载进行适当简化。临近附加超载可根据作用方式简化为多种形式,如施工机械可以简化为条形荷载(履带式)或矩形荷载(轮胎式);坑边建筑基底荷载、坑边堆土及建筑材料堆场可根据分布范围简化为矩形或条形荷载。
对于土中应力求解的计算方法可以是平面问题,也可以是空间问题,通常在同等工况下按平面应变计算所得应力比按空间计算的应力大,因此用平面应变计算不仅能使计算过程简化,从工程应用角度而言,计算结果也更偏安全。
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