深基坑围护结构变形分析和控制方法64页PPT
基坑围护结构PPT课件全篇
• 止水好，刚度大，构造简单，型钢插入深度一般小于搅 拌深度，型钢可回收重复使用，成本较低。
• SMW适宜的基坑深度为6～10m，国外开挖深度已达 20m。
• 要求型钢间距不能过大，保证水泥土的强度由受剪，受
压控制。
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• （a）全位“满堂”；（b）全位“1隔1” • （c）全位“1隔2”；（d）半位“满堂”；（e）半
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土压力计算公式exit
• 主动土压力：
• 被动土压力：
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8.2.2 地面附加荷载传至n层土 底面的竖向荷载qn
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N A
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8.9 逆作拱墙
• 在基坑四周场地都允许起拱的条件下（基坑各
边长L的起拱矢高f 0.12L
），可以采用闭合的
水平拱圈来支挡土压力以围护基坑的稳定，采
用闭合的水平拱圈来支挡土压力以围护基坑的
稳定 ；
• 拱结构是以受压力为主，能更好地发挥混凝土 抗压强度高的材料特性，而且拱圈支挡高度只 需在坑底以上
3）锚杆轴向受拉承载力设计值
• （1）安全等级为一级及缺乏地区经验的二级基坑 侧壁，应进行锚杆的基本试验，受拉抗力分项系 数可取1.3。
• （2）基坑侧壁安全等级为二级且有邻近工程经验
深基坑支护结构变形分析
深基坑支护结构变形分析一、前言传统的基坑支护结构体系的设计方法是按照墙体受力强度及整体稳定性进行设计的，设计过程是以开挖的最终状态为对象。
然而基坑开挖过程往往会引起支护结构的内力和变形以及土体的变形，发生种种意外变化，乃至影响工程安全和环境安全，绝非传统的方法能事先控制或事后处置的。
因此，以变形大小作为控制手段的设计方法正受到人们的普遍重视，因为支护结构的变形量是基坑开挖过程中支护结构与土相互作用的直观反映，又是各种突发事件发生的先兆，如果能事先预测支护结构的变形量，对保证基坑安全施工具有重要的意义。
本文利用深基坑支护开挖过程中所获工况的监测信息，采用优化反分析来反演土体及支护结构力学参数，然后通过杆系有限元计算来预测下一工况的桩墙变形量、内力及支撑力。
又采集下一施工阶段的相应信息，进行参数反演，计算预测下一工况的桩墙变形量等，如此反复循环。
这样通过分析预测指导施工，通过施工信息反馈修改设计，使设计及施工逼近实际。
二、反分析原理大量工程实践表明，利用杆系有限元方法模拟和计算支护结构的内力及变形时，土体的“m”值、支护结构的刚度、支撑刚度及土压力分布模型的选取对支护结构的内力和变形计算结果影响很大。
而目前工程上的取值往往是凭经验或实验所得，具有较大的随意性。
如果利用已完成的工况量测信息反分析土体的m值及支护结构的刚度、支撑刚度，通过确定的土体参数来预测下一工况的墙体变形量、内力及支撑力，实现动态优化设计，同时，用以指导工程实践。
反分析原理是以每一工况位移量测信息为基础，选择土体力学模型及相应的边界条件，然后建立目标函数，利用优化方法来搜索与实测值逼近的土体参数及支护结构力学参数。
1、目标函数的建立以基坑开挖的每一工况量测信息为基础的反分析方法目标函数一般为：（1）式中为支护结构上测点的水平位移的计算值为支护结构上测点的水平位移的实测值；表示土体的值、支撑刚度系数、桩墙刚度等；为测点总数。
2、墙体任意处位移计算支护结构的位移计算采用弹性地基梁有限元法，计算的最终结果是单元节点处的内力及变形，而实测点的位置可能不在节点处，为了反映施工过程的动态响应，以及目标函数值的求解，需要给出量测点任意位置设置和任意施工阶段的量测信息增量，则任一单元上测点的水平位移可用线性插值法求得，计算公式为：（2）式中，分别为测点所在单元两端点的坐标；，分别为点所在单元两端点的水平位移计算值；为测点的水平位移；为测点的坐标（坐标原点为桩墙顶点）。
第五章-深基坑支护PPT课件
上 海 基环 础球 施金 工融 中 心
6
深地 基铁 坑车 支站 护的
6
（二）支护结构选型
支护结构选型表
7
• 1、排桩墙支护
• 基坑开挖时，对不能放坡或由于场地限制而不能采用搅 拌桩支护，开挖深度在6~10米左右时，即可采用排桩支 护。排桩支护可采用钻孔灌注桩、人工挖孔桩、预制钢筋 混凝土板桩或钢板桩。
❖ （一）地下连续墙的优点 1.减少工程施工对环境的影响。施工时振动少，噪音低；能 够紧邻相邻的建筑物及地下管线施工，对沉降及变位较易控 制；
❖ 2.地下连续墙的墙体刚度大、整体性好，结构变形小，既可 用于超深围护结构，也可用于主体结构；
❖ 3.地下连续墙为整体连续结构，加上现浇墙壁厚度一般 ≥60cm，钢筋保护层较大，耐久性好，抗渗性能也较好；
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深基坑的间隔式排桩支护
（2） 挡土灌注桩与土层锚杆结合支护
桩顶不设锚桩、拉杆，而是挖至一定深度，每隔一定距 离向桩背面斜向打入锚杆，达到强度后，安上横撑，拉紧固 定，在桩中间挖土，直至设计深度。
桩顶连系梁
适于大型较深 基坑,施工期较 长,邻近有建筑 物,不允许支护, 邻近地基不允 许有下沉位移 时使用
•
1.导沟开挖：确定是否有障碍物及做泥水沟。
•
2.置放导轨。
•
3.设定施工标志。
•
4.SMW钻拌：钻掘及搅拌，重复搅拌，提升时
搅拌。
•
5.置放应力补强材（H型钢）。
•
6.固定应力补强材。
•
7.施工完成SMW。
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31
• （三）SMW工法主要特点
深基坑工程施工安全质量控制ppt课件
上海地区软土地基的特点和不良地层表现
序号 第一层 第二层 第三层 第四层 第五层
第六层
第七层 第八层 第九层
土层名称
土层特点和不良地层表现
杂填土层
人工填土含碎石、石块和垃圾，植物根茎等，土质松散易坍塌
褐（灰）黄色粉 3个亚层，②1土层较好，适合作为浅基础建筑的持力层， ②3层
质粘土
粉砂土易液化，局部分布，主要延苏州河呈带状分布
接驳器套筒进场检查需提供产品出厂合格证和连接套筒原材料质量保证书，产品应有正规包装盒，包装盒上应有产品规格、型号、检
环 验人员、生产日期等信息标签，建议套筒上能够打上品牌标签的钢印；
接头和槽底清淤——清淤工作要认真仔细，施工管理人员要把好关。
法
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人——从广义的范畴可以指从事深基坑施工管理 的相关单位（围护结构施工、支撑、挖土、降水、 监测、结构施工等单位），也可以指总包、专业 分包，这些单位的资质和业绩及现场管理能力。 总包管理水平低下，以包代管、层层转包现象严 重；
是综合性和系统工程；
基坑工程主要包括支护体系设计和土方开挖两部分。土方开挖的施工 组织是否合理将对支护体系是否成功具有重要作用。不合理的土方开 挖、步骤和速度可能导致主体结构桩基变位、支护结构过大的变形， 甚至引起支护体系失稳而导致破坏。同时在施工过程中，应加强监测， 力求实行信息化施工。
环境效应显著。
围护结构变形过大造成周围建筑物及地下管线破坏事故
型钢定位、安放垂直度的控制。
流砂破坏
支撑失稳
8
基坑工程事故类型
(a) 墙体折短破坏
(b) 整体失稳破坏
(c) 基坑隆起破坏
(d) 踢脚失稳破坏
(e) 流土破坏
围护结构受力和变形分析
围护结构受力及变形分析1 计算模型针对剖面1-1，剖面2-2和剖面3-3所采用的围护结构形式，采用数值模拟方法分析了不同围护结构在基坑开挖条件下的位移和受力。
数值模拟采用的模型如图1、图2和图3所示。
为了合理分析基坑开挖的影响，数值模拟中采用的计算范围为140m×80m，考虑坑内采用盆式开挖，因此，坑内的土体宽度取为40m，以充分反映坑内土体卸载对围护结构的影响。
图1 剖面1-1计算模型及网格划分图2 剖面2-2计算模型及网格划分图3 剖面3-3计算模型及网格划分2 土体模型和计算参数由于基坑开挖的过程为土体卸载的过程，为了合理的描述基坑开挖过程中围护结构的变形和受力，在数值模拟中土体的本构模型采用了能够考虑土体卸载回弹特性的硬化模型，该模型在摩尔－库仑的模型基础上发展而来，模型中考虑了土体的卸荷模量对基坑变形的影响，卸荷模量是土体初始强度参数和应力水平的函数，其相互关系可以采用公式（1）来反映。
mr e f r e f p c c E E ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+'-=ϕϕϕσϕs i n c o s s i n c o s 3 (1) 公式（1）中E 为数值计算中采用的杨氏模量，ϕ,c 为土体的内聚力和内摩擦角，3σ'为计算点的最小有效应力，ref p 为参考应力水平，取为100kPa ，m 为常数，一般在0.5～0.6之间变化，本次计算中采用0.5。
ref E 为杨氏模量参考值，该参数可以根据土体单向压缩的割线模量来确定，计算中取为2.0013-E 。
土体的物理力学参数γϕ,,,2.01.0-E c 以及深度等根据地质勘察报告选取，泊松比取为0.35。
围护结构的物理力学参数根据设计资料选取，地下连续墙为C30混凝土。
由于采用了格构式地连墙，由于采用了二维数值模拟，前、后地连墙之间的格构和土体按照公式（2）所示的原则进行了等效。
土格构土土格构格构＋＋V V V E V E E (2)式中土土格构格构，，，V E V E 分别为格构地连墙的杨氏模量、体积以及土体的杨氏模量、土体体积。
深基坑围护结构水平位移变形分析
深基坑围护结构水平位移变形分析为对深基坑围护结构水平位移变形展开分析，本文对南京市纬三路过江通道工程江北明挖段基坑监测资料展开了分析，发现深基坑围护结构水平方向最大变形位于开挖断面附近，基本符合工程经验。
茌此基础上，则对监测数值展开了模拟分析，发现可以根据设计围护结构厚度完成水平位移最大侧移值的预测。
标签：深基坑围护结构；水平位移；变形分析随着城市化建设的不断推进，在大城市进行深基坑开挖也将遭遇更多的管道线路和密集的建筑物。
而一旦深基坑开挖过程中出现较大变形，就可能导致周围建筑物的安全遭受威胁。
所以就目前来看，深基坑变形控制问题引起了人们的关注。
因此，相关人员还应加强深基坑围护结构水平位移变形问题的研究，以便利用获得的变形规律实现深基坑变形控制。
1、工程概况南京纬三路过江通道工程江北明挖段为地下2层结构，采取明挖顺作法进行工程施工。
全长约173m，基坑开挖深度达13.1-22.1m，宽度27.7-37.6m，采用800-1200mm厚地下连续墙和5道支撑作为支护结构。
在5道支撑中，第一道为900*1000mm混凝土支撑，其余则为钢支撑，直径609mm，厚度为16mm，支撑间距400cm。
从工程地质特征上来看，开挖范围内的土层除表层为②1软塑状粘土外，基本均为②2层流塑淤泥质粉质粘土，开挖深度以下为②2层流塑淤泥质粉质粘土，③1层软塑一流塑状粉质粘土夹粉砂、④1层及④3层中密一密实粉砂、⑤2层砾砂及⑤3层卵砾石。
2、深基坑围护结构水平位移变形分析围护结构水平位移的监测是确定基坑围护体系变形和受力的最重要的观测手段，通常采用测斜手段进行观测。
在深基坑施工过程中，我们发现围护结构地下连续墙趾进入开挖面以下的较深底部基本无位移产生。
在不断进行深层土体开挖过程中，墙体最大水平变形将随着开挖加深向下移动，并在开挖断面附近出现，导致围护结构水平位移曲线由“踢脚形”变为“大肚形”。
并且，已加支撑处的变形较小。
为对深基坑围护结构水平位移变形展开分析，我们了选取3个（CX03，CX08，CXl5）深层水平位移监测点，它们分别位于围护结构不同位置而开挖深度基本相同的，平面位置如图1所示。
深基坑支护工程施工质量控制ppt课件
京、津地区开始应用，为建设部推广的新技术。该工
艺技术可靠，结构简单，施工工期短，不污染环境， 安全性无问题。 缺点：整体成桩刚度较小，变形较大。计算弯矩很大， 要解决这一问题，应桩顶设置刚度很大的连系梁才能 实现桩整体工作，费用相对较高。
2.3 锚杆支护施工 锚杆是一种新型承拉杆件，它的一端与结构物或挡土 墙桩联结，另一端锚固于地基岩石中，利用岩石与锚 杆不能与锚固力来承受各种向外倾覆力。基坑开挖至
二、深基坑支护常用几种型式:
2.1 钻孔灌注桩和止水帷幕
基坑采用钢筋混凝土钻孔灌注桩作支护结构，外作深
层搅拌水泥土桩作防水帷幕。基坑内局部设无砂混凝 土滤管管井，采取井点降水。
优点：成熟技术，安全可靠，支护结构刚度大，变形小，
深层搅拌水泥土桩防水帷幕防渗效果良好。是当前广 泛应用于软土地区比较成熟和相对经济的的深基坑支 护体系。 缺点：混凝土灌注桩施中产生较多泥浆。在城市内不能排 入下水系统，需车装外运。
2）施工场地周围的旧建筑物都会存在一些损坏现象， 此时要对深基坑施工对周围房屋沉降变形以及材料收
缩变形进行考虑。
3）在城市周围建筑物较密集，地下管线较多，使得基 坑的施工受到了很大的限制，这时往往要进行垂直开 挖，而在开挖时要考虑一些潜在威胁。 4）深基坑的施工工期紧而且场地较狭小，因此在施工 时要注意对施工场地的合理安排，对施工流程要进行 综合考虑。
的控制、地面变形、防止基坑隆起、流砂和管涌等险 情，是基坑支护施工控制的关键。 3.2 实时的调整支护方案，且要根据地质、环境因素的变 化来进行。施工应注意以下几个方面： 1）在城市施工时，环保方面的要求是非常高的，因此在 选择支护体系时，不仅要对支护工程施工产生的振动
进行考虑，对城市环境的影响进行考虑。
论深基坑支护主要问题及处理办法PPT课件
确保基坑支护 工程的施工质 量
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3 深基坑支护问题的处理对策
深基坑支护结构的施工工程设计不应该在采用以往传统的
4
“结构荷载法”，而应彻底改变传统的设计观念，逐步建立 以施工检测为主导的信息反馈动态设计体系。
转变传统深基坑 支护工程设计理 念
求现场变形观测的数据必须准确、可靠、及时，
5
如果土的强度指标选取不当，就算基坑稳定分析计算
8
土的强度指标选 择不准确
再精确也是不可取的。在基坑周边降水条件下进行基 坑稳定计算可以采用总应力法，其土的强度指标可以 由直剪试验得到，但是对透水性比较强的土，快剪与
不排水条件差别比较大。
由于地下水处理不当，往往容易造成基坑坍塌事故。
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地下水处理不 合理
1 引言
1
地下工程开挖过程中，为防止围岩坍塌和石块 下落采取的支撑、防护等安全技术措施。
基坑支护是一项临时性工程，的任务就宣告结束了，所 以往往不被人们所重视。
安全支护是地下工程施工的一
4
3
个重要环节，只有在围岩经确 认是十分稳定的情况下，方可
不加支护。
需要支护的地段，要根据地质
4
条件、硐室结构、断面尺寸、 开挖方法、围岩暴露时间等因
素，做出支护设计。
1
地下工程 支护
safety support for underground
works
3
2
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2 深基坑支护工程存在的主要问题
空间上：土方超挖或少挖，支护工作没工作面。
1
土层开挖和边 坡支护不匹配
时间上：土方开挖顺序混乱，没有和支护工作合理衔接。 导致工作面暴露时间过长，影响支护工作质量。
地铁围护结构施工质量控制PPT课件
（一一） 地下连续墙施工技术及质量控制要点
5、成槽
（2）冲击钻成槽 冲击钻成槽法是冲击钻机利用钢丝绳悬吊冲击钻头进行往复提升和下落的运 动，依靠其自身的重量反复冲击破碎岩石，然后用一只带有活底的捞渣筒将破碎 下来的土渣石屑取出而成孔。也可利用空压机反冲法清渣。
适用范围：适用于各种土层、砂层、砾石、卵石、岩层。 优点：施工机械简单，操作简便，成本低。 缺点：成槽效率低，成槽质量差。
工法 明挖法 明挖法 明挖法 明挖法 明挖法+局部盖挖 明挖法+半盖挖 明挖法+局部盖挖 明挖法+局部盖挖 明挖法 明挖法 地面高架 地面高架 明挖法 明挖法+局部盖挖法 明挖法 明挖法 半明半暗法 明挖法 盖挖逆做法 明挖法+局部盖挖法
明挖法 明挖法 明挖+局部盖挖
明挖法 明挖法
围护结构 钻孔桩+旋喷桩
粘度、比重减小，失水量增加 粘度、稳定性增加
粘度增加，失水量减小
失水量：泥浆在井内受压差的作用,部分水渗入地层,这种现象称泥浆的失水性能或滤失特性。 静切力：静切力的大小,反应了悬浮岩粉的能力。特别是加重泥浆,加重剂重晶石等的密度大, 一旦泥浆泵停止工作,冲洗液循环中断时,泥浆中粗的岩屑颗粒很快下沉而造成孔内埋钻事故。
失水量减小，稳定性、静切力、PH值增加、比重不变
减少粘度 增加比重 较少比重 增加静切力 减少静切力 减少失水量 增加稳定性
加水 加膨润土
加水 加膨润土和CMC
加水 加膨润土和CMC 加膨润土和CMC
失水量增加，比重、静切力减小 粘度、稳定性增加
粘度、稳定性减小，失水量增加 粘度、稳定性增加，失水量减小
泥
分散剂
浆
制