東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育地下結(jié)構(gòu)工程教學(xué)教案 (9).ppt

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1、東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育地下結(jié)構(gòu)工程主講教師：穆保崗第10章10地下工程施工環(huán)境影響與保護(hù)10.1基坑開挖工程的環(huán)境土工問(wèn)題10.1.1軟土深、大基坑工程及其環(huán)境土工問(wèn)題1）地表沉降與土層位移多采用地下連續(xù)墻或水泥土攪拌加灌注式排樁為坑壁圍護(hù)結(jié)構(gòu)，引起的地表沉降與土層位移，由以下6個(gè)部分組成：（1）墻體彈性變位；（2）基坑卸載回彈、塑性隆起、降水不當(dāng)引起的管涌、翻砂；（3）墻外土層固結(jié)沉降；（4）井點(diǎn)或深井降水帶走土砂；（5）墻段接頭處土砂漏失；（6）槽壁開挖，地層向槽內(nèi)變形。（1）~（3）主要造成了墻后土層位移和地表沉降；（4）~（6）則應(yīng)從施工技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)與管理上加以控制，使之減低到最小的允許限度

2、。2）基坑變形控制的環(huán)保等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)基坑變形控制環(huán)保等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)表10-1保護(hù)等級(jí)地面最大沉降量及圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移控制要求環(huán)境保護(hù)要求特級(jí)1.地面最大沉降量0.1%H2.圍護(hù)墻最大水平位移0.14%H3.Ks≥2.2基坑周圍10m范圍內(nèi)設(shè)有地鐵、共同溝、煤氣管、大型壓力總水管等重要建筑及設(shè)施、必須確保安全一級(jí)1.地面最大沉降量0.2%H2.圍護(hù)墻最大水平位移0.3%H3.Ks≥2.0離基坑周圍H范圍內(nèi)設(shè)有重要的干線水管、對(duì)沉降敏感的大型構(gòu)筑物、建筑物二級(jí)1.地面最大沉降量0.5%H2.圍護(hù)墻最大水平位移0.7%H3.Ks≥1.5離基坑周圍H范圍內(nèi)設(shè)有較重要支線管道和建筑物、地下設(shè)施三級(jí)1.地面最大沉

3、降量1%H2.圍護(hù)墻最大水平位移0.7%H3.Ks≥1.2離基填坑周圍30m范圍內(nèi)設(shè)有需保護(hù)的建筑設(shè)施和構(gòu)筑物，地下管線3）基坑施工的時(shí)空效應(yīng)問(wèn)題（1）基坑施工穩(wěn)定和變形基坑施工穩(wěn)定和變形，與以下各方面密切相關(guān)：①基底土方每步開挖的空間尺寸（平面大小和每步挖深）。②開挖順序。③無(wú)支撐情況下，每步開挖土體的暴露時(shí)間tr。④圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移。βKH是因土體流變而折減的被動(dòng)土壓力系數(shù)；⑤基底抗隆起的穩(wěn)定性。Ks（2）基坑施工的時(shí)空效應(yīng)①開挖一支撐原則：分段、分層、分步（分塊）、對(duì)稱、平衡、限時(shí)；②對(duì)分段、分部搗筑的現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架支撐，注意局部平衡；③理論導(dǎo)向，量測(cè)定量，經(jīng)驗(yàn)判斷；④擯棄以大量人工

4、加固基坑來(lái)控制其變形的傳統(tǒng)作法。（3）圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)、外主動(dòng)與被動(dòng)土壓力的取值①βKH值的確定βKH是可按基坑開挖實(shí)測(cè)得的變形值，經(jīng)反演分析；基坑保護(hù)等級(jí)土性側(cè)壓力系數(shù)K基坑保護(hù)等級(jí)土性側(cè)壓力系數(shù)K特級(jí)軟粘土硬粘土0.75~0.550.55.~0.40二級(jí)軟粘土硬粘土0.60~0.450.40~0.30一級(jí)軟粘土硬粘土0.70~0.500.45~0.35三級(jí)軟粘土硬粘土0.60~0.400.40~0.20主動(dòng)側(cè)壓力系數(shù)取值表②施工參數(shù)的選擇4）地鐵車站深大基坑的施工技術(shù)要求（1）先撐后挖，留土堤；(2)對(duì)支撐施加設(shè)計(jì)軸力(30%~70%)的預(yù)應(yīng)力；(3)每步開挖及支撐的時(shí)限tr≤24h；(4)坑內(nèi)

5、井點(diǎn)降水以固結(jié)土體、改善土性，減少土的流變發(fā)展?；臃侄巍⒎謱?、分步開挖一支撐施工示意5）變形監(jiān)控變形監(jiān)控工作的內(nèi)容主要包括：(1)施工工況實(shí)施情況跟蹤觀察；（2）日夜不中斷的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與險(xiǎn)情及時(shí)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)；（3）定量反饋分析，信息化設(shè)計(jì)施工；(4)及時(shí)修改、調(diào)整施工工藝參數(shù)；(5)及時(shí)提出、檢驗(yàn)、改進(jìn)設(shè)計(jì)施工技術(shù)措施。軟土基坑工程控制變形的設(shè)計(jì)程序框圖10.1.2深基坑周圍地表沉降分析1)支護(hù)結(jié)構(gòu)變位引起地表沉隆估算方法①地表沉降曲線為正態(tài)分布：②地表沉降范圍為：③墻體水平位移ymax為墻后地表沉降δmax的1.4倍④沉降曲線包絡(luò)面積Fs與支護(hù)結(jié)構(gòu)變位曲線包括面積Fw之比為：基坑開挖引起支

6、護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)移和地表沉降地表沉降曲線包括面積Fs支護(hù)結(jié)構(gòu)變位曲線包絡(luò)面積Fw計(jì)算最小二乘原理可理可得下列方程組：若知道支護(hù)結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)坐標(biāo)（0，c）和極值點(diǎn)（zm,ym），可由式（10-7）算得：2）減少沉降的措施使δ≤[δ]。具體措施為：（1）采取剛度較大的地下連續(xù)結(jié)構(gòu)；（2）分層分段開挖，并設(shè)置支撐；（3）基底土加固；（4）坑外注漿加固；（5）增加維護(hù)結(jié)構(gòu)入土深度和墻外圍幕；（6）盡量縮短基坑施工時(shí)間；（7）降水時(shí)，應(yīng)合理選用井點(diǎn)類型，優(yōu)選濾網(wǎng)，適當(dāng)放緩降水漏斗線坡度，設(shè)置隔水帷幕；（8）在保護(hù)區(qū)內(nèi)設(shè)回灌系統(tǒng)；（9）盡量減少降水次數(shù)。10.1.3深基坑開挖引起臨近地下管線的位移分析地下管線位移計(jì)算

7、可按豎向和水平兩個(gè)方向的位移分別計(jì)算。①地表沉陷范圍設(shè)沉陷區(qū)長(zhǎng)度取基坑邊長(zhǎng)的2倍，寬度ω取為：②縱向沉陷曲面:縱向沉陷曲面取為拋物面，頂點(diǎn)位于00’線（中軸線）上，AA’、BB’上總的沉陷值為零。（2）地下管線豎向位移計(jì)算圖10-6地下管線位移曲線(a)鉸支座情況;(b)固定支座情況沉陷曲線地面超載傳至地下管線頂部的豎向荷載為q1：I區(qū)（沉陷區(qū)）的豎向位移方程y(x)：II區(qū)（非沉陷區(qū)）y’(x)