基坑变形估算解剖.ppt

1. 概述及研究现状 2. 基坑变形现象 2.1 基坑变形现象 一. 墙体的变形 二. 基坑底部的隆起 三. 地表沉降 2.2 基坑破坏现象 一. 放坡开挖基坑 二. 无支撑刚性挡土墙基坑 三. 无支撑柔性围护墙围护基坑 四. 内支撑基坑 五. 锚拉基坑 3. 基坑变形机理 3.1 基坑周围地层移动的机理 1. 坑底土体隆起 2. 围护墙位移 3.2 周围地层移动的相关因素 1. 支护结构系统的特征 2. 基坑开挖的分段、土坡坡度及开挖程序 3. 基坑内土体性能的改善 4. 开挖施工周期和基坑暴露时间 5. 水的影响 4. 地层损失法 4.1 概述 4.2 杆系有限元法 4.3 实用公式法求地层垂直沉降法 4.4 经验系数法求地面垂直沉降 5. 估算法 5.1 时空效应法 一. 概述 二. 时间效应 三. 空间效应 四. 时间效应和空间效应的协同作用 5.2 经验估算法(Peck法) 5.3 稳定安全系数法 5.4 反分析法 6. 纵向沉降 7. 基底隆起变形 7.1 日本规范公式 7.2 模拟试验经验公式 8. 刚性挡土墙位移 基底的抗隆起安全系数Fs根据Terzaghi可用下式进行计算： ?基坑底以下硬土层埋深D较大(D0.7B，B为基础宽度)时(图35(a))： ?基坑底以下存在较硬土层时(图35(b))： ?图35 基坑抗隆起稳定安全系数分析方法 ? ? ——不排水抗剪强度； ? ——基坑开挖深度； ——稳定系数； ? ——土的重度。 墙后地表最大沉降又与墙体的最大水平位移有一定的关系(见图36)，故墙后地表最大沉降亦与基底抗隆起安全系数Fs存在函数关系，据此，采用有限元分析，在一定的条件下(如假设一定的墙体刚度，支撑刚度，基坑尺寸，土的模量等等)也得到墙体位移、墙后地面沉降与Fs的函数关系，如图37所示，这一函数关系与实测结果不同，是唯一的，所以便于实际应用。 ?图36 实测最大地面沉降量与最大水平位移关系 ?图37 最大地面沉降、最大墙体位移与Fs关系 定义 为最大墙体水平位移， 为最大地面沉降量，只要计算处Fs，根据图37可以很容易地获得 和 。 但这里求得最大墙体位移和最大地面沉降是针对于一定的基坑形式和土质情况而言的，对于其他类型的基坑和地质条件，显然不适用，故需作修正。 修正可以从以下几个方面进行： ?围护墙刚度和支撑间距，定义修正系数为 ； ?支撑刚度和间距，定义修正系数为 ； ?硬层之埋深，定义修正系数为 ； ?基坑宽度，定义修正系数为 ； ?支撑预加轴力，定义修正系数为 ； ?土体模量乘子(即模量与不排水抗剪强度之关系系数)，定义修正系数为 ； 修正后的墙体最大水平位移： 修正后的最大地面沉降： 可从图38～图43查得。 ?图38 墙体刚度的影响 ?图39 支撑刚度的影响 ?图40 硬层深度的影响 ?图41 基坑宽度的影响 ?图42 支撑预加轴力的影响 ?图43 墙模量乘子的影响 本法的根据是建立了稳定安全系数与墙体水平位移的固定关系，当某地区具有一定实测数据后，与有限元法结果结合使用，对该地区具有很大可靠性，可以在固定地区推广。 反分析法预测基坑变形特别适用于现场信息反馈施工、它根据前期施工情况预测基坑后期变形，预测结果准确度较高，因而对现场施工有较好的指导作用。 岩土工程由于地质、水文条件以及实际地下结构受力机理的复杂性，因此通过室内试验或现场钻探获得土层物理力学参数都有其局限性与离散性，显然，在应用这样的物性参数计算得到的支撑结构的应力、变形状态以及地面沉降等，是不可能完全与施工过程中实际量测到的数据相同，为了使量测数据、理论计算值相一致，必须根据实测得到的数据信息，修正计算模型中的参数(经修改后的参数比前面计算中应用的参数要准确些)，使计算结果与这次的实测数据相一致， 再根据修正后物性参数，通过计算