基坑工程时空效应理论简述
时空效应法在深基坑工程中的应用
Ｉ 土层 层厚／ 重度／ 南 ｃｋａ 渗透系数／ Ｊ ｍ ｝ ／Ｐ 】 ］ ／
（Ｎ． － （ ） ｋ ｍ３ ） 。 （ｍ・ ｃ ｓ） （ Ｎ・ － ｋ ｍ４ ）
７ ９ ０ ． ×ｌ吨 ７ ３ Ｏ ． ×１Ｉ ７
２ １ ０ ． ×１－ ８ ２０ ０ ． ×ｌ １８ Ｏ ． ×１
３０ ０ ０ ４５ ０ ０
５０ ０ ０ ５０ ０ ０ ８０ ０ ０
７粉质粘土 Ｏ ６ ．
８ １粉 质 — 粘 土 ９ １ 质 —粉 粘 土 ９ ２粉 砂 — ２７ ． ９
护周 围环境 。
６ 结 论
经过 此 次 实 践 ， 分体 会 到“ 层 、 充 分 分步 、 匀 、 均 对 称” 的时空 效应理 念在深 基坑 施工 中 的重要性 。在施 工
技术 上要 合理 布置 开挖 流程 ，充分 发挥 被动 区土 体 抵
挡 并延缓 围护 结 构— — 连排 灌注 桩 变形 的作用 。加 强
时空效应法在深基坑 工程 中的应用
口 文 ／ 志 强 谢 恩 杰 高 斌 宋 红 智 高 摘 要： 文章结合天津市泰安道一号院深基坑施工， 介绍 了利用时空效应理论加快施工进
度 ， 制基 坑 变形 的做 法和体 会 。 控
关 键词 ： 深基 坑 ； 支撑 ； 梁 ； 环 土方开挖
体进 行 合 理空 间划 分 ，以期 利用 土 体 结构 形 成 的空 间
抵抗 作 用来 减 少支 护 结构 位 移 并结 合环 梁 混凝 土 早 强 技术 和 基坑 监测 分 析 ， 高基 坑稳 定 性 ， 护周 边 环 境 提 保
深基坑工程支护结构变形的时空效应
６７ 一 ３３ｍ（ 坪 标 高 ＋２６ｍ） ．， １－ 地 ． ．基 坑 开挖 面 积较 大， 周边为道路及房屋设施． 为了控制变形 ， 基坑工程 采用 盖 挖逆作 法施 工．
一
２ 地下连续墙变形的监测
该工程地下连续墙变形监测等级为一级 ， 采用预 埋测斜管的方法． 观测孔沿基坑周边布置 ， 按照监测 点水平 间距不宜小于 ２ 每边监测点数 目不宜小 ０ ｍ、 于 ３个的原则布置， 并在受力 、 变形较大且有代表性 的部位增加密度 ， 共设 ３ ９个观测孔． 每个测斜管从 墙顶向下按 ０ 的间距读数． ．ｍ ５ 本文选择具有代表性
图 １ 基坑部分形状及测点布置
・
９ ・ ２
天 津城 市建设 学 院学报 ２ １ 年 第 １ 卷 第 ２ ００ ６ 期 ３１ 模 型 的建立 ． 深基坑 本 身是 一个 具有 长 、 和深尺 寸 的三维 空 宽
该 处基坑 长度 为 １０ 宽 约 ４ 研究 墙 段 Ａ ２ ｍ， ０ ｍ， Ｂ 长度 ９ 其 上共 有三个 测孔 ， ０ ｍ， 分别 为 Ｃ １Ｃ ２ Ｘ０ 、Ｘ０ 、
报告 ， 该地区土层主要为杂填土 、 粉土 、 粉质黏土、 黏 土， 土质较差． 基坑开挖深度为 ２ ５ ｍ．在支护结构 中， 采用 １ ．ｍ厚地下连续墙作为挡土、 ２ 挡水结构 ， 内 做 Ｏ 衬墙 ； ．ｍ ８ 利用结构楼板作为水平支撑结构 ， 共 设三道楼板支撑 ， 各层楼板受力点标高分别为 ＋ － Ｏ３ ，
挖施工方法 ， 为软土地 区深基坑工程的设计和施工提
供参 考 ．
的部分基坑墙体作为研究对象， 针对地下连续墙变形 的时空效应进行研究 ， 所选部分基坑形状及测点布置
如图 ｌ 所示 ．
１ 工 程概 况
基坑工程时空效应理论简述
基坑工程时空效应理论简述High quality manuscripts are welcome to download基坑时空效应简述基坑工程时空效应理论是指在基坑工程施工中科学地利用土地自身的控制地层位移的潜力，以解决软土深基坑稳定和变形问题的一整套设计、计算方法和施工工艺。
包括两方面：一是根据基坑工程设计所选定的主要施工参数（即基坑规模、邻近环境要求、几何尺寸、支撑形式、幵挖方式和地基条件等），通过时空效应理论的分析计算，设计出详细的可操作的幵挖与支撑的程序及施工参数，一般按分层、分步、对称、平衡的原则幵挖与支撑，其中最主要的施工参数是分层幵挖的层数、每层幵挖深度，以及每层幵挖中基坑挡墙被动区土体幵挖后、挡墙未支撑前的暴露时间和暴露的宽度及高度；二是根据已设计好的或正在施工的施工参数、施工工况，基坑工程时空效应理论提出了计算基坑支护系统的内力、变形以及对周围环境的影响的新方法（包括平面和空间三维有限元计算方法）多分析土压力随时间、工况等的取值方法及其规律，从软土流变性等理论基础上研究基坑周围位移及对邻近建筑物和地下管线等的影响的计算方法并提出了应用时空效应原则控制基坑变形的设计方法和施工工艺：分段、分层、随挖随撑、按规定时限施加预应力，作好基坑排水，减少基坑暴露时间，地铁车站深基坑施工技术要点（即21条）等等深基坑施工技术要点也是从此产生。
基坑工程时空效应理论预测的支护结构的内力和变形以及邻近建筑物及地下管线等的位移的准确度可达80%以上，误差很小。
应用时空效应理论能有效地控制基坑变形，保护周围建筑物、地下管线、邻近隧道等的安全，在深基坑施工中已获得广泛地应用，发挥了重要的作用。
基坑工程时空效应理论及施工工艺适用于并已在合种类型的基坑工程中获得广泛的应用，在软土地区应用效果尤为显着。
在需要时配以必要的地基加固，可以收到事半功倍的效果，其原理也可推广至桩基等整个岩土工程中。
基坑工程时空效应理论及施工工艺已编入国家基坑工程行业规范、上海地区基坑工程规范、《基坑工程手册》、“21条”等，秦四清等在《深基坑工程优化设计》一书中评价时空效应是软土工程中的一次类似于岩石隧道中新奥法的革命。
基坑工程的时空效应与土方开挖
基坑 工 程 的挖 土方 案 ， 根据 基 坑 面积 大 小、 要 围护
结构 型式 、 开挖 深度 和工程 环境 条件 等 因素而 定 。大体
有 四种可 供选 择 ： 层 开挖 、 段 开挖 、 分 分 中心 岛开 挖 、 盆 式开挖 。 （ 分层 开挖 。分层 开挖一般 适用 于基 坑较 深 ， １ ） 且不 允许 分 块分 段施 工 混凝 土 垫层 的 ，或土 质较 软 弱 的基
加固后 的纤维布 外表 面采用 粘贴 洁净砂进 行保 护 。 套粘接 树脂把 碳纤 维片材 粘贴 于混 凝土表 面 ， 使碳 纤维
３ 检验及验收 ． ６
片材承 受拉应 力 ， 并与混凝 土变 形协 调 ， 同受 力 ， 共 从而
本工程 采用 粘贴碳 纤维 布 的 碳纤维 片布 与基层之 间结 合是 否 良好 ， 可采 用捶 击 起 到 结构加 固补强 的作用 。 施工 质量 高 ， 工效 率高 ， 施 并 的方 法来 判 断 是否合 格 ， 合 格标 准 为 ： 单 个 面积 空 加 固方 法进行 框架梁 加 固， 其 ① 在 鼓小 于 ０ １ｍ； ．３ ②空 鼓 占总 面积 小于 ５ ： 空鼓 平均 为 且后期 使用不 需要 定期维 护 ， 经过 加 固投入 使用后 情 ％③ 况 良好 ， 达到 预期效 果， 得推广 应用 。 ● 值 小于 １ ０处 ／ 。 ｍ。 当碳 纤维 布 的单个 空 鼓面 积 小于 ｌ０ ｍ ， 采 Ｏ０ｍ 时 可
参考 文献】 用针 管注胶 的方式进 行补 救 。 当纤维布 的单个 空鼓 面积 【 大于 ｌ０ｍ 宜将 该 处 纤 维布 切 除 ， Ｏ０ｍ 时， 重新 搭 接 粘 贴
同型 号的碳 纤维布 。
［］ Ｂ ０ ６— ０ ６ １Ｇ ５ ３ ７ ２０ ，混凝土结构加 固设计规范 （） 北京： ｓ． 中国建
时空效应理论在深圳地铁5号线西丽站基坑土方开挖中的应用
时空效应理论在深圳地铁5号线西丽站基坑土方开挖中的应用摘要：土方开挖具有显著的时空效应规律。
在具体施工中，相关单位应当充分利用这一规律进行合理施工，以实现事半功倍的目的。
西丽站土方开挖施工中利用了时空效应理论，有效地解决了基坑变形、地层位移等问题，提高了基坑的稳定性与施工效率。
关键词：时空效应；基坑土方开挖；西丽站引言土方开挖的时空效应原理，是指基坑在土方开挖时会呈现一定的空间和时间特点，土方开挖工程施工利用这些特点，使土体在一定空间、时间范围内充分发挥自身的抗变形能力，从而实现控制基坑变形的目的。
通常，土的流变规律包括蠕变性、流动性、应力松弛性、长期强度特性等。
因为具有流变特性，所以在土方开挖时，分步开挖的支护开挖部位土体、空间尺寸的暴露时间和土体的位移之间有着一定的相关。
尤其是含水量高、强度低、流变性大的软粘土，其围护结构的位移随着土方开挖时间的延长而逐步扩大。
土方开挖越深，围护结构暴露的范围也就越大，意味着流变现象会越显著。
总而言之，土方开挖中的时空效应主要表现在以下几个方面：随着时间的延长，周围地层的位移逐渐增大；随着时间的变化，围护结构的内力、变形逐渐发生变化。
因此，在具体的施工中应当根据工程所在地区的地质特点，结合在类似工程中的施工经验，根据“时空效应”理论、《地下工程施工及验收规程》的相关规定，对车站的基坑围护和开挖过程中的时空效应，认真分析土方开挖时空效应与车站的基坑围护情况，将首要目标定为保持基坑稳定，控制基坑变形，并且在土体开挖后严格控制土体无支撑暴露时间。
根据工程实际情况采用适当降水、钢支撑、基坑排水等措施增强土体的抗剪强度，严格控制基坑附近底层位移，实现安全施工，确保土方开挖施工质量。
1西丽站工程概况西丽站是深圳地铁5号线工程第10站，位于南山区西丽镇留仙大道和沙河西路十字路口处，沿留仙大道布置,呈东西走向。
西丽站范围内上覆第四系全新统人工堆积层、冲洪积层、上更新统坡积层、残积层，下伏震旦系花岗片麻岩。
基坑工程时空效应
基坑工程时空效应
基坑工程的时空效应是指在工程施工的过程中，由于土壤的物理特性、环境条件的不同和施工方式的差异等因素，会产生不同的力学与水文效应，从而影响到基坑周围的土体、结构和基坑内的地下水环境。
主要包括以下几个方面：
1. 土体力学效应：当施工深度逐渐加深时，地面周围的土体将逐渐承受较大的压力荷载，从而引起不同程度的沉降、变形或塌陷。
2. 水力学效应：在基坑工程中，地下水的流动状态会发生改变，从引起地下水涌入或流出、地表水的排放等不同效应。
3. 温度效应：在施工过程中，由于冬季低温等原因，土壤温度下降，从而影响了土体的物理、力学特性，使土体产生收缩效应。
4. 时间效应：基坑施工的时间长短也会影响到周围土体力学表现，越长时间的施工会引起越大的土体变形。
5. 空间效应：地下室等大型建筑的施工会产生较大的空间应力效应，从而引起地下土体的塑延变形，产生意想不到的变形效应。
综上所述，基坑工程的时空效应是非常复杂和丰富的，施工人员需要充分考虑，加强在施工前、中、后的各方面监控和管理，保证项目的顺利进行和安全施工。
利用基坑开挖的时空效应合理安排施工工序
利 用 基 坑 开 挖 的 时 空 效 应 合 理 安 排 施 工 工 序
贾东亮 赵 西文
摘
席文勇
２ ５ ０ １ ０ ０）
（ 山东 电力工程咨询 院有限公 司， 山东 济南
要： 结合某单位地下车库基坑开挖 与支 护的成 功实例 ， 阐述 了时 空效 应规律在 基坑开挖 与支护 中的运用情况 ， 指 出合理 安排
． ２ 工程 特点及 存在 的 问题 序， 确保 基坑的稳定性 和安全。本文通过某 单位地下 车库基 坑工 １ １ ） 该 工程建筑轴线距离 管理楼过近 ， 而且管理楼基础埋深 较 程实例 ， 阐述 了时空效应规律在基坑开挖与支护 中的运用情况 。 １ 工程 实例概 况
该地 下车库为两层框架结构 ， 层高３ ． ６ ｍ， 顶板覆土 ０ ． ８ ｍ， 基 础埋深约 为地 坪下 ９ ． ４ ｍ。基 坑东南侧 为该单 位管理 楼 ， 西侧 为 该单位科技楼 ， 所开挖 的基坑 中车库建筑轴线距离管理楼 约 ５ ｍ， 距离科技楼约 １ １ ｍ， 基坑 的形状及 具体 位置详见图 １ 。
图 １ 基坑 形状及位 置示意 图
支护方案为东南侧 Ｃ Ｄ段 采用钻孔 灌注 桩支 护 ， 同时在 支护 的状 况 ， 再者 由于场地面积较小 ， 交叉施工作业 比较麻 烦 ， 管理 比 桩外侧做止水帷幕 ， 其 他采用锚喷网支护。 载力 。 工艺 的更新 、 设备 的更 新 ， 这需 要岩 土工 作者 长期 坚持 不懈
噪声 ； ４ ） 边坡放坡小 。
２ 施 工方 案的确 定
深基坑开挖与支撑 的施 工工序 基本 上是 根据分 层 、 分部、 对 称、 平衡 的原则而制定 的 ， 最 主要 的施工 参数 是每层 开挖 中土体
导 望
时空效应规律在软土深基坑工程中的运用
时空效应规律在软土深基坑工程中的运用时空效应规律是指当地质介质的拉伸应变变化速率较大时，引起材料本构关系的非线性和耗散效应，并且导致地震动传播速度改变的现象。
在软土深基坑工程中，时空效应规律的运用可以对地震动作用下的土体动力响应进行分析和预测，为基坑工程的设计和施工提供科学依据。
首先，在软土深基坑工程中，时空效应规律可用于地震动的输入，即考虑地震动在不同时间段对土体动力响应的影响。
由于地震动的频率特性和持续时间在时间上都是变化的，因此土体的阻尼特性、动力刚度和波速也会随之发生变化。
在设计地震动参数时，可以根据时空效应的规律来确定不同时间段的地震动参数，以更好地反映土体的动力特性。
其次，时空效应规律还可以用于基坑工程中土体的动力特性分析。
由于软土具有较大的应变变化速率，其本构关系是非线性的，土体的动力参数如剪切模量、阻尼比和波速等也会发生变化。
通过考虑时空效应规律，可以更准确地分析土体在地震动作用下的应力应变关系，为基坑工程的稳定性和安全性评估提供可靠依据。
另外，时空效应规律的运用也可以在基坑工程中预测地震动引起的土体动力响应。
通过分析时空效应对地震动传播速度的影响，可以预测地震动在基坑内的反射、折射和透射的规律，从而预测土体动力响应的分布和幅值。
这对于基坑工程的抗震设计和土体的稳定性评估都具有重要意义。
最后，时空效应规律的应用还可以指导基坑工程的动力响应控制和减振设计。
考虑到软土的时空效应特性，可以采取合理的减振措施，例如设置适当的缓冲带和隔震层，以减小地震动对基坑结构的影响。
同时，还可以根据时空效应规律合理选择动力响应控制指标，如合适的位移控制限值和剪切应变控制限值等，以确保基坑工程的安全性和可靠性。
综上所述，时空效应规律在软土深基坑工程中具有重要的应用价值。
它可以为地震动参数选择、土体动力特性分析、土体动力响应预测以及动力响应控制和减振设计等提供科学依据，为软土深基坑工程的设计和施工提供可靠保障。
复杂软土深基坑围护结构水平位移的时空效应分析
复杂软土深基坑围护结构水平位移的时空效应分析[摘要]通过对某市地铁二号线海珠广场站基坑围护结构墙体实测水平位移的分析,阐述了它的一些变化规律,论述了基坑的时空效应是导致这种现象的主要原因。
[关键词]深基坑;水平位移;时空效应1引言在软土地区进行基坑开挖,变形问题受到了人们越来越多的重视。
软土通常具有强度低、压缩性高、含水量大的特性,软土地基中基坑围护设计不当,易造成过大的围护体侧向位移、周围地表沉陷及坑底隆起,进而影响基坑的稳定及其邻近设施的安全和正常使用。
通过大量软土基坑实践人们已经认识到:在基坑施工过程中,每个开挖步骤的开挖空间几何尺寸、围护墙无支撑暴露面积和时间等施工参数对基坑变形具有明显的相关性。
深基坑本身是一个具有长、宽和深尺寸的三维空间结构,加之软土地区地基土的流变性,使得围护结构的内力与变形具有明显的时空效应,因而其围护系统的设计是一个复杂的三维空间受力问题。
国内外已有不少学者对基坑开挖的变形性状进行了研究[1,2],由于基坑开挖是一个复杂的系统工程,影响变形的因素有许多:土体的性质、基坑开挖的深度和宽度、围护结构及支撑的刚度、支撑预加轴力、入土深度、施工工况等。
2工程概况某市地铁二号线的海珠广场站基坑由三部分组成:车站主体部分为147m×21.1m和27.5m(盾构井)的矩形基坑,开挖深度分别为24.5m和26m(盾构井)。
东南端水处理用房部分为26.5m×15.8m的矩形基坑,开挖深度为12.8m。
车站西北端风道及小站厅部分为23m×17.5m的矩形基坑,开挖深度为16m,三部分连成一片,采用明挖法整体施工(见图1)。
海珠广场站基坑采用地下连续墙加钢支撑的围护结构,连续墙是5m 一个槽段,墙厚800mm,设五道Φ609的钢管钢撑。
土层主要的分布情况如表1所示,基坑南端距珠江边平均约40m左右,地下水丰富,与珠江水位密切相关。
工程地质情况如下:(1)基岩以上以冲积层为主,在淤泥层以下出现一个厚度较大的砂层,由上而下分别为粉细砂层和中粗砂层(见表1)。
时空效应理论在盖挖逆作深基坑中的应用
浅谈时空效应理论在盖挖逆作深基坑中的应用[摘要]本文通过对盖挖逆作深基坑施工中变形控制，通过时空效应理论在深基坑中的应用，科学地利用土体自身控制地层位移的能力，有效解决基坑稳定和变形问题。
[关键词]时空效应深基坑盖挖逆作变形控制中图分类号：tu46 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）22-0092-011 时空效应原理基坑工程的时空效应原理是根据土方开挖时基坑变形的时间和空间特点，充分发挥士体在一定时间、空间条件下的自身抗变形的能力，限制土体流变变形，从而达到控制基坑变形目的的一种理论。
深基坑工程施工的关键工序是土方开挖和降水排水，基坑的开挖势必引起基坑周围土体内地下水位的变化和位力场的改变，从而导致周围土体的变形，基坑工程对周围环境不可避免地产生不同程度的影响。
而且由于软土具有流变特性，基坑暴露时间越长，则基坑支护体系的位移变形越大，这都将大大提高事故的发生几率。
软粘土的变形和强度随时间变化的特性是软粘土流变性质的反映。
土的流变规律主要包括下列四个特性：①蠕变特性；②流动特性；③应力松弛特性：④长期强度特性。
由于上述流变特性，在软粘土基坑开挖过程中，每个分步开挖的空间尺寸和支护开挖部位的暴露时间与土体的位移有着一定的相关性。
软粘土的强度低、含水量高，有较大的流变性，围护结构位移在同一施工情况下随着基坑开挖暴露时间的延长而扩大：而基坑开挖越深，基坑一次开挖后围护结构暴露的范围越大，流变现象越明显。
基坑土方开挖所具有的时空效应规律，主要体现在以下三个方面：基坑周围地层位移随时间而变化；围护结构变形及内力随时间而变化；基坑土体开挖的空间作用。
因此，在软粘土地区进行基坑开挖时，由于土的流变性，如下问题需注意：1.1 支护结构变形和地面沉降一般来说，在软粘土中开挖时由于土体强度随着时间而降低，因此支护结构的变形会随着时间而增加，于是引起地面沉降。
当坑外有需要保护的建筑物、管线等时，必须要考虑流变所产生的影响。
地铁基坑运用“时空效应” 理论挖土施工浅谈
地铁基坑运用“时空效应” 理论挖土施工浅谈一、前言从八十年代末到二000年上海分别建成了地铁一号线与地铁二号线，在工程实践中不断探索，不断总结，不断提高的过程中，老一代地铁建设者发现了软土地基深基坑开挖过程中地层位移变形的“时空效应”规律，这一规律的发现对上海地铁深基坑施工安全起到了决定性的作用。
“时空效应”顾名思义即充分利用软土基坑坑内土方开挖后，土体变形在时间和空间上的滞后特性，及时架设支撑与预加轴力平衡围护内外土压力差，从而达到控制围护变形和周边地面变形的挖土与支撑两道工序组合工况效应。
目前正值我司在大力拓展地铁施工业务之际，将会遇到愈来愈多深基坑挖土施工与周边环境安全保护问题。
但由于基坑挖土与支撑安装工序不是工程实体结构的一部分，不存在传统意义上的质量好坏概念，所以往往会在基坑挖土上最大限度的压缩工期，这一做法很可能会产生挖土与支撑两道工序脱节、基坑开挖面过长、后续内部结构底板跟不上挖土速度等问题从而导致基坑围护结构不稳定和周边建筑物、地下管线沉降等。
望通过我部基坑挖土施工的深刻教训，和几点运用“时空效应” 理论顺利完成基坑挖土体会的浅述，以引起一线施工管理人员对运用“时空效应” 理论进行基坑开挖土的重视。
在此也为七宝站施工导致周边建筑物沉降而对公司产生了一定的负面影响表示深深的歉意！二、深基坑施工概况9号线一期七宝车站主体基坑端头井采用800厚31米深地墙围护结构，标准段采用600厚29米深地墙围护结构；端头井开挖深度16.8m,标准段开挖深度15米左右；端头井与标准段均设5道Φ609×16钢管支撑；坑底下3m采用旋喷桩抽条对撑加固。
基坑北侧距围护22米有一9层在建建筑，钢筋混凝土框架结构，箱形基础埋深5米，大底板下设有32米深Φ800钻孔灌注桩。
基坑南侧距围护结构6米有两栋6层砖混结构待迁民房，片筏基础埋深约2米，基底下长期积水，两栋房屋均修建于八十年代，结构尚好。
三、基坑土方开挖施工与周边环境变形情况（一）第一阶段土方开挖第一阶段基坑沿深度分5层土开挖，沿纵向分为八个开挖段和以6米左右划分为若干小段（分块）开挖。
基坑工程时空效应
0 0
-5
水平位移(mm)
50
100
150
200
-10
-15
深度(m)
-20
-25
-30
挖至-7.5的实测值
-35
按照原先施工参数的预测值
调整参数，不考虑注浆的预测值
调整开挖参数前后的基坑挡墙变形计算值对比
157#地块基坑周围环境示意图
157#地块基坑周围环境示意图
预留土堤宽 度10m 每小段开挖 宽度6～8m 每小段在18 小时之内开 挖并支撑
开挖第二层土时东端墙最大水平 位移增大至6mm超过了警戒值
第三层土方开挖中的变形增量减至3mm
调整施工参数控制地墙位移
三、不规则基坑工程实例
新世界商厦剖面图
新世界商厦支撑平面图
新世界平面图
香港广场
车站及其周围环境示意图二
车站及其周围环境示意图一
沉降(mm)
5
0
西
-5
西
东
1 0
16.1m/27线西
100 200 300 时间（天）
1.4 1.32 1.24 1.16 1.08
1 0
14m/27线东
100 200 300 时间(天)
土压力时间系数
土压力时间系数
1.12
19.8m/27线东
1.08
1.04
1
0
20
40
时间(天)
1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1
1.05
1 0 10 20 30 40 50 时间(天 ）
土压力时间系数
1.3 10.5m/杨高路 1.25
1.2 1.15
1.1 1.05
基坑开挖反压土时间效应机理分析
stress and the deformation characteristic of non-support retaining structure, warns that we should give full attention to spatial and time effects of excavation in the actual construction.Key words：rheology, Merchant model, earth berm, soft soil creep model, time effect目录第一章绪论 (1)1.1 研究背景和意义 (1)1.2 岩土蠕变特性研究现状 (2)1.2.1 岩土蠕变特性发展现状 (2)1.2.2 岩土蠕变试验发展现状 (3)1.2.3 岩土蠕变本构模型简介 (4)1.2.4 岩土蠕变本构模型及参数辨识 (5)1.3 基坑开挖预留反压土研究现状 (6)1.3.1 反压土传统分析方法 (7)1.3.2 基坑时空效应研究现状 (8)1.3.3 基坑开挖反压土时间效应研究现状 (9)1.4 本文主要工作 (10)第二章软黏土蠕变模型及参数辨识研究 (11)2.1 概述 (11)2.1.1 岩土材料的蠕变特性 (11)2.1.2 经验本构模型理论 (12)2.2 元件模型理论 (13)2.2.1 经验本构模型理论 (13)2.2.2 马克斯韦尔(Maxwell)和开尔文(Kelvin)体 (15)2.2.3 Merchant蠕变模型 (17)2.2.4 伯格斯(Burgers)蠕变模型 (18)2.2.5 西原正夫蠕变模型 (19)2.3 软黏土蠕变模型及参数辨识 (20)2.3.1 蠕变模型的选取及参数拟合方法 (20)2.3.2 三轴蠕变试验拟合结果 (22)2.3.3 模型参数经验公式 (24)2.4 三轴蠕变试验数值模拟 (24)2.4.1 蠕变试验数值模型及结果分析 (24)2.4.2 蠕变模型参数影响分析 (26)2.4.3 围压对蠕变变形影响分析 (27)2.5 本章小结 (28)第三章基坑开挖反压土时间效应机理分析 (29)3.1 基坑开挖预留反压土传统分析方法 (29)3.1.1 超载法 (29)3.1.2 图解法 (30)3.1.3 简化算法 (30)3.2 软土蠕变模型简介 (32)3.2.1 软土蠕变模型概述 (32)3.2.2 软土蠕变模型参数及选取原则 (35)3.3 基坑开挖反压土时间效应有限元分析 (36)3.3.1 基本算例及参数选取 (36)3.3.2 有限元计算结果及分析 (37)3.4 模型刚度对计算结果的敏感性分析 (40)3.4.1 参数*λ敏感性分析 (40)3.4.2 参数*κ敏感性分析 (41)3.4.3 参数*μ敏感性分析 (42)3.5 不同因素影响的有限元分析 (43)3.5.1 反压土截面性质对基坑时间效应有限元分析 (43)3.5.2 开挖速度对基坑时间效应有限元分析 (44)3.5.3 基坑降水对基坑时间效应有限元分析 (46)3.5.4 应力历史对基坑时间效应有限元分析 (47)3.6 本章小结 (49)第四章工程实例分析 (50)4.1 工程概况 (50)4.1.1 工程简介及特点 (50)4.1.2 场地工程地质条件 (51)4.1.3 场地水文地质条件 (52)4.1.4 基坑支护及施工方案 (52)4.2 基坑监测及结果分析 (54)4.2.1 基坑监测及布置方案 (54)4.2.2 北部基坑反压土监测结果分析 (55)4.3 北侧反压土截面有限元分析 (57)4.3.1 有限元模型建立 (57)4.3.2 有限元模型参数及施工工况 (58)4.4 有限元计算结果及分析 (60)4.4.1 围护结构位移及受力分析 (60)4.4.2 坑外沉降和坑内回弹有限元结果分析 (61)4.4.3 反压土水平位移及稳定性有限元结果分析 (63)4.5 本章小结 (64)第五章结论与展望 (65)5.1 结论 (65)5.2 展望 (66)参考文献 (67)发表论文和参加科研情况说明 (71)致谢 (72)绪论第一章1.1研究背景和意义随着中国沿海城市建设地飞速发展，越来越多的工程项目建设在具有深厚软黏土的地区。
论深基坑支护的空间效应
论深基坑支护的空间效应R esearch about spatial effect of deep pit su pporting杨雪强 刘祖德(湖北工学院土木系,武汉,430068) (武汉水利电力大学,430072)何世秀(湖北工学院土木系,武汉,430068)文 摘 深基坑是一个复杂的三维空间问题。
本文借助于坑壁土体的三维破坏模式,基于土的塑性上限理论及极限平衡分析理论,探讨了两坑壁端部对坑壁支护结构上土压力的整体屏蔽作用,提出了考虑空间效应的土压力计算公式。
该计算公式可用于基坑护坡桩、地下连续墙等支护系统的设计。
关键词 深基坑,支护结构,空间效应,土的塑性上限理论,土压力。
中图法分类号 T U 413.62作者简介 杨雪强,男,1965年8月生,岩土工程博士,副教授,主要从事挡土墙土压力、加筋边坡和深基坑支护等方面的研究工作。
Yang X ueqiang(Hubei polytechnic university,Wuhan,430068)L iu Zude He Shix iu(W uhan Universi ty of Hydraulic and Electric Engineering,430072) (H ubei Polytechnic University,Wuhan ,430068)Abstract Deep pit is a complex three dimension spatial problem.Based on so il plasticity upper bound theor y and limit equilibrium analysis t heory,the paper discusses excav at ion ends shielding effect from soil pressur e acted on supporting structure,and gives out soil pressure cal culating formula combined w ith spatial effect.T he for mula can be used for pit suppor ting system design such as retaining pile,diaphr ag m w all and et al.key wor ds deep pit ,support ing structure,spatial effect,so il plasticity upper bound theory,soil pressur e.1 引 言深基坑本身是一个具有长、宽和深尺寸的三维空间结构,因而其支护系统的设计是一个复杂的三维空间受力问题。
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基坑时空效应简述
基坑工程时空效应理论是指在基坑工程施工中科学地利用土地自身的控制地层位移的潜力，以解决软土深基坑稳定和变形问题的一整套设计、计算方法和施工工艺。
包括两方面：一是根据基坑工程设计所选定的主要施工参数（即基坑规模、邻近环境要求、几何尺寸、支撑形式、幵挖方式和地基条件等），通过时空效应理论的分析计算，设计出详细的可操作的幵挖与支撑的程序及施工参数，一般按分层、分步、对称、平衡的原则幵挖与支撑，其中最主要的施工参数是分层幵挖的层数、每层幵挖深度，以及每层幵挖中基坑挡墙被动区土体幵挖后、挡墙未支撑前的暴露时间和暴露的宽度及高度；二是根据已设计好的或正在施工的施工参数、施工工况，基坑工程时空效应理论提出了计算基坑支护系统的内力、变形以及对周围环境的影响的新方法（包括平面和空间三维有限元计算方法）多分析土压力随时间、工况等的取值方法及其规律，从软土流变性等理论基础上研究基坑周围位移及对邻近建筑物和地下管线等的影响的计算方法并提出了应用时空效应原则控制基坑变形的设计方法和施工工艺：分段、分层、随挖随撑、按规定时限施加预应力，作好基坑排水，减少基坑暴露时间，地铁车站深基坑施工技术要点（即21条）等等深基坑施工技术要点也是从此产生。
基坑工程时空效应理论预测的支护结构的内力和变形以及邻近建筑物及地下管线等的位移的准确度可达80%以上，误差很小。
应用时空效应理论能有效地控制基坑变形，保护周围建筑物、地下管线、邻近隧道等的安全，在深基坑施工中已获得广泛地应用，发挥了重要的作用。
基坑工程时空效应理论及施工工艺适用于并已在合种类型的基坑工程中获得广泛的应用，在软土地区应用效果尤为显著。
在需要时配以必要的地基加固，可以收到事半功倍的效果，其原理也可推广至桩基等整个岩土工程中。
基坑工程时空效应理论及施工工艺已编入国家基坑工程行业规范、上海地区基坑工程规范、《基坑工程手册》、“21条”等，秦四清等在《深基坑工程优化设计》一书中评价时空效应是软土工程中的一次类似于岩石隧道中新奥法的革命。
本成果达到了国际领先水平。
在深基坑工程中采用时空效应施工，可以提高施工效率，节省大量的工期，并可以节省大量的地基加固费用，创造良好的经济效益。
也为高层建筑地下室不
规则深大在基坑变形达到规定的高标准提出了一整套安全而经济的设计和施工方法，使围护墙体水平位移和地铁隧道位移均达到了所规定的15mm的国内外最高标准。
一般性的基坑（如地铁车站）可节省工程费用数百万元，工期约2〜3月，大型基坑可节省工程费1000多万元，每个工程的工期至少减少3个月。