導(dǎo)語：鋼筋混凝土支撐軸力計(jì)算方法分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:為研究基坑工程中混凝土支撐軸力計(jì)算值遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)值的情況，優(yōu)化其計(jì)算方法，提高軸力監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，依據(jù)濟(jì)南市濟(jì)濼路穿黃隧道工程基坑混凝土支撐軸力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過混凝土支撐軸力計(jì)算方法優(yōu)化前后的數(shù)值與設(shè)計(jì)值進(jìn)行對(duì)比分析，得出:徐變是混凝土支撐軸力最主要的影響因素;優(yōu)化后的混凝土支撐軸力與軸力設(shè)計(jì)值更加吻合。

關(guān)鍵詞:混凝土支撐軸力;徐變;應(yīng)變

1概述

隨著黃河流域生態(tài)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展上升為國(guó)家戰(zhàn)略［1］，沿黃城市跨黃基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)加快推進(jìn)，出現(xiàn)了大量超深、超大基坑工程。然而，黃河兩岸地層穩(wěn)定性差、地下水位高等不利地質(zhì)條件對(duì)基坑施工產(chǎn)生巨大安全隱患。因此，基坑監(jiān)測(cè)的實(shí)施在保障基坑工程和施工人員人身安全方面尤為重要。但是，在實(shí)際監(jiān)測(cè)中，經(jīng)常出現(xiàn)混凝土支撐軸力值遠(yuǎn)大于軸力設(shè)計(jì)值，同時(shí)其他監(jiān)測(cè)項(xiàng)目均小于設(shè)計(jì)值的情況，這種異?，F(xiàn)象給參建各方帶來許多困擾［2］，影響了參建各方對(duì)深基坑工程安全的判斷。GB50911—2013城市軌道交通工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范中明確要求結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)應(yīng)排除溫度變化的影響，且鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)排除混凝土收縮、徐變以及裂縫的影響［3］。在實(shí)際工程中，溫度變化對(duì)軸力值的影響可以通過固定監(jiān)測(cè)時(shí)間或者通過傳感器的溫度測(cè)量模塊等方法進(jìn)行消除修正;混凝土收縮對(duì)軸力值的影響可以通過取基坑開挖前三天觀測(cè)頻率平均值作為初始值的方法進(jìn)行消除;但是，混凝土徐變對(duì)軸力值的影響消除方法規(guī)范并未給出，相關(guān)文獻(xiàn)也沒有提出相應(yīng)的修正方法，因此造成實(shí)際計(jì)算的混凝土支撐軸力值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論值的情況。結(jié)合濟(jì)濼路穿黃隧道工程基坑監(jiān)測(cè)的具體情況，提出了考慮混凝土徐變影響的優(yōu)化計(jì)算方法，通過優(yōu)化前后的軸力值與設(shè)計(jì)值進(jìn)行對(duì)比分析，得出了相應(yīng)結(jié)論，為后續(xù)工程中出現(xiàn)類似問題提供指導(dǎo)。

2支撐軸力計(jì)算方法

2．1常規(guī)計(jì)算公式

目前，計(jì)算混凝土支撐軸力通常采用鋼筋計(jì)或者應(yīng)變計(jì)來監(jiān)測(cè)混凝土支撐在施工過程中的鋼筋或者混凝土的應(yīng)變變化，通過彈性模量建立應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系［4］。

2．2優(yōu)化計(jì)算公式

影響混凝土支撐徐變的主要因素有混凝土支撐截面積、混凝土強(qiáng)度、開挖時(shí)齡期、開挖過程中支撐應(yīng)力水平、周邊環(huán)境等等。在支撐正常工作狀態(tài)下，混凝土應(yīng)力通常不超過0．5fc，可以假定徐變產(chǎn)生的應(yīng)變與應(yīng)力成線性關(guān)系［5］。其中，Nc為混凝土支撐截面軸力值;σc為混凝土支撐截面平均應(yīng)變值;AC為混凝土截面總面積;Es為鋼筋彈性模量;As為鋼筋截面總面積;εc為混凝土支撐截面平均應(yīng)變值;Ki為第i根傳感器標(biāo)定系數(shù);fi為第i根傳感器實(shí)測(cè)頻率值;fi0為第i根傳感器初始頻率值;Bi為第i根傳感器溫度系數(shù);ΔTi為第i根傳感器實(shí)測(cè)溫度與初始測(cè)量溫度之差;φ'(t，t0)為考慮鋼筋效應(yīng)時(shí)混凝土徐變系數(shù);ne為鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量比值;ρs為支撐構(gòu)件截面配筋率;φ(t，t0)為基坑開挖時(shí)齡期為t0的混凝土支撐在齡期為t時(shí)的混凝土徐變系數(shù);φ0為名義徐變系數(shù);βc(t，t0)為基坑開挖后徐變隨時(shí)間發(fā)展的系數(shù);t為混凝土齡期;t0為基坑開挖時(shí)混凝土齡期;φＲH為考慮環(huán)境相對(duì)濕度和理論厚度2A/u對(duì)徐變系數(shù)影響的系數(shù);β(fcm)為考慮混凝土強(qiáng)度對(duì)徐變系數(shù)影響的系數(shù);β(t0)為考慮加載時(shí)混凝土齡期對(duì)徐變系數(shù)影響的系數(shù);fcm為混凝土圓柱體28d齡期平均抗壓強(qiáng)度，MPa;ＲH為周圍環(huán)境相對(duì)濕度;βH為取決于環(huán)境相對(duì)濕度ＲH(%)和理論厚度2A/u(mm)的系數(shù)。

3濟(jì)濼路黃河隧道工程基坑鋼筋混凝土支撐算例

3．1工程概況

濟(jì)濼路黃河隧道工程軌道交通與市政道路合建段位于濟(jì)濼路與濼口南路交叉口，沿濟(jì)濼路呈南北走向?；硬捎妹魍诜ㄊ┕?，最大開挖深度約為32．5m，支護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐，內(nèi)支撐采用鋼支撐與混凝土支撐組合形式。基坑開挖涉及到的土層從上到下主要有:人工填土、粉質(zhì)黏土、黏質(zhì)粉土。地下水類型為第四系松散覆蓋層的孔隙潛水，埋藏深度0．89m～1．30m。含水層主要為人工填土、黏質(zhì)粉土、粉質(zhì)黏土、粉細(xì)砂等。

3．2現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)分析

以本工程第四道一根鋼筋混凝土支撐為例，支撐截面為1200mm×1000mm，配筋情況為:上下各14根28鋼筋，左右各4根25鋼筋(見圖1)。根據(jù)不同監(jiān)測(cè)時(shí)間計(jì)算出的徐變系數(shù)代入優(yōu)化計(jì)算公式(2)中，得出不同監(jiān)測(cè)時(shí)間實(shí)際受力對(duì)支撐產(chǎn)生的應(yīng)變量。分別采用常規(guī)計(jì)算公式和優(yōu)化后計(jì)算公式繪制支撐軸力－時(shí)間曲線，如圖2所示。從圖2可以看出，軸力經(jīng)過修正后，在基坑整個(gè)開挖過程中軸力值均小于軸力設(shè)計(jì)，并且比較接近軸力標(biāo)準(zhǔn)值，與設(shè)計(jì)計(jì)算支撐實(shí)際受力比較吻合。

4結(jié)論

1)基坑工程混凝土支撐軸力受到影響因素較多，其中，混凝土徐變是最主要的影響因素。2)通過采用優(yōu)化后的計(jì)算公式能有效消除徐變對(duì)混凝土產(chǎn)生的非彈性變形，使支撐實(shí)際受力計(jì)算更準(zhǔn)確。3)文中混凝土支撐軸力優(yōu)化計(jì)算方法在工程實(shí)踐中得到普遍應(yīng)用，取得了良好的效果。

參考文獻(xiàn):

［1］左其亭．黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展研究框架［J］．人民黃河，2019，41(11):7．

［2］李兆源．基坑混凝土支撐軸力監(jiān)測(cè)值計(jì)算方法研究［D］．廣州:華南理工大學(xué)，2014．

［3］中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部．城市軌道交通工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范:GB50911—2013［S］．北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2014:44．

［4］劉建軍．深基坑混凝土支撐軸力監(jiān)測(cè)研究［J］．鐵道勘察，2019，45(5):68－72．

［5］過鎮(zhèn)海．鋼筋混凝土原理［M］．北京:清華大學(xué)出版社，2013．

作者：劉陽 何鑫 單位：黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司 山東黃河河務(wù)局德州黃河河務(wù)局