地下连续墙槽壁稳定性数值分析
T形地下连续墙阳角处槽壁稳定性分析
21 ・ 8
路 基 工 程 Sbr e ni en ug d g e i a E n rg
21 00年第 4期 ( 总第 1 1 ) 5期
T形 地 下 连 续墙 阳角处 槽 壁 稳定 性 分 析
王 盼 ,莫 海 鸿 曾子 明 ,
( .中交 四航工程研究院有限公司 ,广州 1 5 0 3 ;2 华南理工大学土木与交通学院 , 12 0 . 广内部变形 ; 2 ( )滑动面为倾斜平 面 ; 3 ( )破 坏体上 部存 在拉 应力 区,拉 应力 区高 度 4
收 稿 日期 :2 1 0 0—0 1—1 3
作者简介 :王
盼 ( 94 一) 18 ,男 ,湖北天门人 。硕 士 ,主要从事 图 4 槽 壁 破坏 体 受 力 平 面 分 析
楔形体 ,楔形体横截面为等边三角形 。滑动面与水平 面成 O角 ,泥浆液 面高度 为 且高 于地下 水位 ,地 /
下水位 离 地 表 深度 为 z ,拉 应 力 区 高 度 为 z ,且 。
Z ≤z 破坏体高度为 日,如图 2和图 3 。
力集 中 ,造成槽壁整体失稳破坏或局 部坍塌 ,影响地 下连续墙 的施工质量。本文假定 T形槽阳角处土体 的
图 1 T 形地 下 连 续墙 平面 示 意
破 坏体所受 的力包括 : 自重 ,破坏体范 围内的 地面超 载 Q,槽 内泥浆压力与地下水压 力的合力 △F,
1 泥浆槽壁稳定分析 1 1 基本假定 . ( )土体为各 向同性 的均质体 ; 1
滑动面上的抗剪力 和滑动面法 向反力 Ⅳ等。各力 的 方 向如图 4 ,其计算公式如下 。
摘
要 :基 于库仑理论对 T形连续墙 阳角处槽壁整体稳 定性进行 了滑动体三维极 限平衡 分析 ,导
地下连续墙稳定性分析
◆在软弱地层中,当连续墙设计强度不足时,在基坑外水土压力
的作用下,有可能导致连续墙整体或局部失稳,或者产生过大变形。
常见失稳现象 槽壁稳定性 坑底稳定性 地连墙稳定性
6.3.3.2 槽壁稳定性分析
1.计算方法
C
B
●在AC面上,若槽壁在泥浆作 在OA面上,若槽壁在泥浆作用下实现稳定,则作用于OA面上的主动土压力
6.3.3 基坑稳定性计算分析
常见失稳现象 槽壁稳定性 坑底稳定性 地连墙稳定性
6.3.3.1 基坑常见失稳现象
1.连续墙槽壁失稳
◆连续墙沟槽开挖后尽管有泥浆护壁,但壁面仍会产生变形,而且由于
土的流变性,壁面变形会随时间而增长。壁面变形的大小与方向视地层性 质与泥浆参数而异,若施工中泥浆管理不周或设计不合理,这种变形就有 可能发展成槽壁坍塌。
●即可求得泥浆临界深度,或者根据深度,求得泥浆重度 f
1
2
f
H
2 cr
1
2
'H 2
tan 2
45
/
2
1 2
w
H
w
●实际工程中,槽壁的稳定性的最关键参数是泥浆的重度,需要根据
经验加以修正。
常见失稳现象 槽壁稳定性 坑底稳定性 地连墙稳定性
6.3.3.3 基坑底稳定性分析
1.抵抗基底隆起
●主要是将地下连续墙插入基底以 下足够的深度。
7
常见失稳现象 槽壁稳定性 坑底稳定性 地连墙稳定性
2.粘性土
●饱和粘土,可假定 0, c , Su 则 Ka 1 ;
●则作用于AC面上的主动土压力:
pa
1 2
H2
qH
2Su H
地下连续墙施工中的开挖稳定性分析
地下连续墙施工中的开挖稳定性分析地下连续墙作为一种常用的基础工程结构,在地下水利工程、交通工程和建筑工程中广泛应用。
其施工过程中的开挖稳定性分析至关重要,本文将从地下连续墙的开挖过程、开挖稳定性分析的基本原理和方法以及常见的稳定性问题等方面进行论述。
1. 开挖过程地下连续墙的开挖过程分为两个阶段:初次开挖和继续开挖。
初次开挖是指在墙体长度方向首次进行的开挖,而继续开挖则是指在初次开挖完成后,按照一定的步骤进行的进一步开挖。
开挖过程中需要考虑的主要问题有:土体切割力、土体支撑和土体顶部变形等。
同时,开挖过程中还需要采取合适的支护措施,以防止土体失稳。
2. 开挖稳定性分析的基本原理和方法开挖稳定性分析是通过对连续墙周围土体的力学特性和工程参数进行分析,确定土体的稳定状态和开挖对土体的影响。
在分析过程中,可以采用有限元分析、数值模拟和经验公式等方法。
其中,有限元分析是一种较为常用的方法,通过将土体划分为若干个小单元,利用数学模型进行计算,得到土体的应力和变形分布。
数值模拟则是采用计算机模拟土体的力学行为,通过模拟开挖过程中的各种条件和参数,得到土体的稳定性评价。
经验公式则是基于经验和试验数据,通过拟合和归纳总结得到的一种简化的计算方法。
3. 常见的稳定性问题在地下连续墙施工中,常见的开挖稳定性问题有:土体塌方、地下水涌入、墙体倾斜和地下连续墙周围土体的沉陷等。
土体塌方是指在开挖过程中,由于土体的强度不足或者支护不力引起的土体坍塌。
地下水涌入则是由于开挖过程中破坏了土体的自然承压力,导致地下水通过裂隙和孔隙进入开挖区域。
墙体倾斜是指由于土体的移动和变形,导致地下连续墙倾斜或者失稳。
地下连续墙周围土体的沉陷是指开挖过程中土体下沉和沉降,导致地表下降。
为了解决这些稳定性问题,可以采取一系列支护措施,如:加固墙体、注浆灌浆、地下连续墙支撑和保护、合理排水等。
同时,还需要合理控制开挖速度和采取适当的监测手段,及时发现和解决问题。
地下连续墙稳定性分析
●即可求得泥浆临界深度,或者根据深度,求得泥浆重度 f
1
2
f
H
2 cr
1
2
'H 2
tan 2
45
/
2
1 2
w
H
w
●实际工程中,槽壁的稳定性的最关键参数是泥浆的重度,需要根据
经验加以修正。
常见失稳现象 槽壁稳定性 坑底稳定性 地连墙稳定性
6.3.3.3 基坑底稳定性分析
1.抵抗基底隆起
●主要是将地下连续墙插入基底以 下足够的深度。
6.3.3.4 地下连续墙稳定性分析
1.计算内容与计算流程
● 施工及运营各阶段地下连续墙结构内力及变形,为连续墙截面
设计和配筋提高依据。
● 拟定设计断面
荷载计算
内力变形计算
配筋计算
设计图绘制。
2.计算方法
◎弹性法、塑性法
●其中以弹性地基杆系有限元法的计算结果与实际较接近。
上部有荷载时: 上部无荷载时:
H cr
4(2Su q)
f
H cr
4Su
f
常见失稳现象 槽壁稳定性 坑底稳定性 地连墙稳定性
3.砂性土
●对于砂性土,c=0,则作用于AC面上的主动土压力为:
pa
1
2
'H 2
tan 2
45
/
2
1 2
w
H
w
●泥浆对槽壁产生的作用合力仍为:
pf
1 2
f
H
2 cr
3.墙体抗倾覆 ●假定墙体处于极限平衡状态,算
出有效主动土压力绕支点c的倾覆力 矩,和有效被动土压力的抵抗力矩, 取安全系数1.2,应有:
地下连续墙槽壁稳定影响因素分析
二、地下连续墙失稳机理
1、整体失稳(浅层失稳)
大量工程实际与研究实验表明:
失稳往往发生在表层土或深度 在约5~15m内的浅层土中。离 心试验显示,地面有超载情况 下,浅层失稳更容易发生。
二、地下连续墙失稳机理
2、局部失稳
当地基土体有软弱夹层时, 开挖的局部稳定性将受到威胁, 常常会引起超挖现象,导致后续 灌注混凝土或防渗材料的充盈系 数增大,增加施工成本和难度。 当渗透力无法与槽壁土压力维持 平衡时,泥浆槽壁将产生局部失 稳。
四、模型分析影响因素
三棱柱模型
根据三棱柱模型,可得土压力:
泥浆和水压力合力: 安全系数:
1、土体内摩擦角:我们选取4˚——8˚的范围,得到如下结果。
一般来说,土体的内摩擦角越大,槽壁越稳定。
2、土体粘聚力:我们选取6 Kpa——10 Kpa的范围,结果如下。
成槽阶段对原土体结构的扰动会使得土体粘聚力降低,进而影响槽 壁稳定。
三、槽壁稳定影响因素分析
1、地下水位
朗金土压力理论推得: 地下水位越高,槽壁失 稳的可能性越大,平衡 它所需的泥浆相对密度 越大。
图:地下水位与泥浆密度的关系 n—地下水位高度与槽深之比;
ρs—泥浆密度; Ho-泥浆液面高度;
2、泥浆液面高度
研究表明泥浆液面高 度越高对槽壁稳定性 有有利影响。
图4:泥浆液面下降与最大向位移曲线
可以看出,在槽段开挖深度小于20m的范围内,随着开挖深加, 安全系数先降低,而当槽段开挖深度大于那个范围时,随着开挖深 度的增加,安全系数提高,槽壁稳定性提高。不过可以看出开挖深 度对槽壁稳定性的影响不大。如前所述,开挖深度的影响可能与土 拱效应有关。
结语
(1)地下连续墙槽壁稳定因素分析; (2)学习研究在三棱柱滑动体假设上的 槽壁稳定分析方法。
r超深地下连续墙槽壁稳定性数值分析
施 工泥浆 护壁措 施 , 防止槽 壁 坍塌 。
关键词 : 地 下连 续墙 ;安 全 系数 ; 值 计算 ;泥浆护 壁 ;承 压水 头 数 中图分 类 号 :T 4 U91 文 献标识 码 : A
越粉土、 黏性 土 和 粉砂 层 , 土体 稳 定 性较 差 , 质 地
分 界线 较杂 乱 , 砂 层 最 大 厚 度 达 1 地 下水 粉 8m;
不 稳定 状态 之 中 , 时会 出现滑 裂或 坍塌 的危 险 。 随 因此 , 施工 中 , 在 应事 先且 必须 根据场 地 内土层 的 物 理力 学性 质 、 承压水 头 、 泥浆 质量 和单元 槽段 尺 寸等 因素 , 槽 壁进行 稳定 性分 析 , 对 并采 取相应 护 壁 措施 , 保证 槽 壁 的安 全 。
St b lt a iiy Ana y i t e ey d e r nc e a hr g W a l l s sofEx r m l e p T e h s ofDi p a m l
WANG h ng h n C a -o g
( a u t f Tr fi i E i e rn S a g a n t u e o c n l g S a gh i2 0 3 , h n ) F c ly o a fc Ra l ng n e i g, h n h i s i t fTe h o o y, h n a 0 2 5 C i a I t
位 高 , 水水 位在 地表 以 下 0 5m~1m 左 右 , 潜 . 并 穿越 两层 承压 水 , 根据 现场抽 水 试验初 步结 果 , 两 层 承压 水水 头大 沽标 高分 别为 0和 一0 5m, . 工程
软土地区超载作用下地下连续墙的槽壁稳定性分析
王世君,杨 才
(广州地铁设计研究院股份有限公司,广东 广州 510010)
摘 要:运用土力学基本原理,推导出地下连续墙槽壁稳定系数计算公式。槽壁稳定系数 Fs由基本稳 定系数 Fs1、时效稳定系数 Fs2、强度稳定系数 Fs3三部分组成。通过某算例分析了超载 q、泥浆重度 γs、泥 浆面超高 h、有效黏聚力 c′和有效内摩擦角 φ′对 Fs1、Fs2、Fs3以及所占比重 Fs1/Fs、Fs2/Fs、Fs3/Fs的影响, 结果表明增大泥浆重度、泥浆面超高以及土体的抗剪强度指标,可有效的提高槽壁稳定性;地面超载的 增大,会降低槽壁稳定性。通过工程实例,分析了大面积超载作用下深厚软土层的槽壁稳定性,采用三 轴水泥土搅拌桩对软土层进行加固,加固后槽壁稳定系数均 >1.0,施工过程中地下连续墙成槽顺利,证 明槽壁稳定系数计算方法合理。 关键词:地下连续墙;槽壁稳定性;软土;超载 中图分类号:TV641.1 文献标识码:A 文章编号:1672—1144(2019)06—0099—06
第 17卷第 6期 2019年 12月
水利与建筑工程学报
JournalofWaterResourcesandArchitecturalEngineering
DOI:10.3969/j.issn.1672-1144.2019.06.018
地下连续墙成槽施工槽壁稳定机制分析
hw 为地下水位至地面距离。
根据静力等效假定将槽段内泥浆液面和槽段 外地下水位抬升至与地面平齐, 同时修正相关物理 参数。计算假定如下:(1) 简化后地下水位与地面 平齐,槽壁土体为饱和黏性土,成槽开挖是相对短 暂的过程,按不排水状态考虑,即 0 ;(2) 滑 动体为楔形(沿槽段长度方向取单位宽度),且滑动 面为直线,滑动面与水平面夹角 按塑性极限破坏 理论应为 45 / 2 ,因 0 ,则 45 ;(3) 在 静力平衡计算中,不单独考虑静水压力,采用水土 合算确定水土压力;(4) 因 0 ,滑动面底部抗 力 R 与滑动面法向夹角 0 。 由图 1(b)可知,滑动体竖向合力为 1 eqv 2 H qH F下 W eqv qH 2 sat (1) 2 F上 cH 2 R 滑动体水平合力为 1 F右 Fbeqv cH 2 beqv H 2 cH (2) 2 F左 2 R 根据静力平衡原理,由 F下 F上 及 F左
Abstract:Some key issues including inner and outer influencing factors of trench face stability,overall and local instability mechanism of trench face,and stress path of soil element near trench face are discussed in detail to investigate the trench face stability and instability performance during slurry trenching for diaphragm wall panels. The research results show that shallow ground collapse is the major trench face overall instability pattern during slurry trenching,and trench face local collapse is commonly caused by heavily sandy of soil and excessive fluctuation of slurry flux level. Some precautionary construction measures,including increasing unit weight of slurry appropriately,raising slurry fluid level,pre-reclamation of trench face soil,control of trenching machine overloading and manipulation of soil disturbance during slurry trenching,are the most effective countermeasures to ensure the trench face stability. The trench face stability decreases with the dissipation of negative pore pressure after slurry trenching. Therefore,reinforcement cages should be placed into trench in time and concrete should be casted as soon as possible to guarantee the trench face stability. Key words:soil mechanics;diaphragm wall;slurry trenching;trench face stability;collapse;stress path 强,是软土地区常用的一种深基坑围护结构。但目
地下连续墙槽壁稳定性影响因素分析
地下连续墙槽壁稳定性影响因素分析分别阐述了护壁泥浆、场地条件、地下水位、开挖槽段的形状与尺寸、开挖机械、施工工艺对地下连续墙槽壁稳定性的影响。
标签:地下连续墙槽壁影响因素稳定性一、引言地下连续墙成槽过程中,仅仅依靠槽段内的液态膨润土护壁泥浆来维持槽壁的稳定性并控制槽段外土体的变形,施工中稍有不慎极有可能产生槽壁失稳坍塌,引起墙体混凝士超方或结构尺寸超出允许界限,导致槽段外土体的过大变形,甚至引起灾害性地面坍陷,当槽段距建筑物或管线较近时,也可能会造成管线断裂、建筑物倾斜等更严重的不良后果。
此外,在基坑开挖阶段,槽壁坍塌造成的混凝土超出允许界限将影响内部结构施工,超方混凝土的凿除不仅增加工程成本,还会延长基坑开挖时间,从而加大基坑变形。
二、槽壁稳定影响因素简介泥浆护壁成槽过程中维持槽壁稳定的有利因素主要包括:(1)泥浆对槽壁的静水侧压力;(2)泥浆阻止槽壁土颗粒移动的涂抹作用;(3)槽壁膨润土滤饼产生的结构膜效应;(4)泥浆渗入到槽壁土颗粒间隙间产生的胶凝作用;(5)电渗力;(6)槽段内泥浆的被动抗力;(7)三维作用效应。
鉴于此,维护槽壁稳定的施工技术措施:(1)尽可能使槽段内护壁泥浆液面保持较高的高度;(2)适当增加泥浆的容重;(3)适当降低槽段外地下水位;(4)避免槽段外地面超载;(5)成槽开挖前进行槽壁地基处理,提高土体的强度。
三、护壁泥浆的性质对槽壁稳定影响分析膨润土泥浆的这种弱胶结性质有两个作用:首先,可以悬浮部分土颗粒,减少槽段底部的沉渣;其次,当泥浆液面高度高于地下水位,泥浆在内外压力差的作用下可向槽壁周围土体内渗入,土颗粒间的孔隙被填充封堵后,很快就可以在槽壁上形成一层类似于不透水薄膜的泥皮,以保证泥浆的静液压力能够作用在槽壁上,抵抗槽壁周围土体的土压力和水压力。
在普通液体流速范围内,膨润土泥浆呈现出粘滞流体的特征。
因此,膨润土泥浆与理想流体不同,它的粘性不能仅用一个参数表示,而是必须由塑性粘度及屈服值两个参数表示。
超深地下连续墙槽壁稳定性分析与实践
190YAN JIU JIAN SHE超深地下连续墙槽壁稳定性分析与实践Chao shen di xia lian xu qiang cao bi wen ding xing fen xi yu shi jian 潘毅本文主要分析了超深地下连续墙槽壁稳定性控制,通过护壁泥浆的性能进行实验,研究了泥浆泥皮成型抗渗强度与泥浆比重、成槽深度的关系,配制合理的泥浆性能参数,结合福地铁5号线车站超深地下连续墙施工经验,对槽段竖向分层,泥浆级配控制,并结合其它措施,有效控制了超深地下连续墙的孔壁坍塌。
一、前言地下连续墙施工噪音、震动较小,墙体刚度大,适用于多种地质条件。
因地质及周边环境的限制,超深地下连续墙越来越多地应用到地铁工程中,地下连续墙(或叫地下防渗墙)深度在40m 以上称为超深地下连续墙。
超深地下连续墙槽壁稳定对施工影响很大,而泥浆的好坏又决定了槽壁的稳定性 ,本文以福州地铁5号线2标段以金环路站、浦上大道站、建新南路站为对象,对复杂地质条件下超深地下连续墙施工进行研究,采用现场试验、数据分析、应用参数调整,施工监测、施工技术与组织管理相结合,探讨在超深地下连续墙施工中泥浆控制对成槽稳定性的作用,可为后续的类似工程提供借鉴。
二、工程简介金环路站总长206.5m,标准段宽19.7m,车站埋深约17.5m,围护结构地下连续墙中最大深度达69米(宽7.5m,厚1m),施工风险和难度大。
不良地质主要包括:淤泥、淤泥质土、淤泥夹砂、含泥中砂、粉质粘土、液化砂层。
浦上大道站,车站总长214m,标准段宽19.7m,车站埋深约18.37m,地下连续墙中最大深度已达67m 多,施工风险和难度较大。
不良地质主要包括:淤泥、淤泥质土、中粗砂、粉质粘土、液化砂层,孤石。
建新南路站为地下三层岛式站台车站,标准段宽24.1m,车站埋深约24.15m,采用地下连续墙支护,深约60m,穿越中粗砂层(约15.5m)、卵石地层(约20m),插入中风化花岗岩。
深基坑地下连续墙的泥浆槽壁稳定分析
(10) N = (W + Q) cosα + ∆P sin α 滑动面抗剪力为 T1 = N ⋅ tan ϕ + c( H − Zc ) L cscα (11) 将以上各力投影到滑动面方向 可得到极限状态 下的力平衡方程 将以上各力表达式代入 可得 T + T + ∆P cos α (12) − (W + Q ) sin α = 0 ∑ FT = 1 2 F S (13) FS = B1 secá cscá + B2 cotá + B3 taná + B4 cscá + B5 ∆P ⋅ tan ϕ c( H − Z C ) 式中 B1 = B2 = tan ϕ B3 = ( A1 + A2 ) L A1 + A2
万方数据
1420
岩
土
工
程
学
报
2006 年
破坏体范围内的地面超载为 (4) Q = qBL = q( H − Z C ) L cot α = A2 L cot α 泥浆与地下水的合压力为 1 2 (5) ∆P = [γ S HS − γ W ( H − Z W )2 ] 2 侧面粘聚力为 ZW T2 = 2 cot α ∫ ( c + σ h1 tan ϕ )( H − Z )d Z + Z C
0 引 言
深基坑地下连续墙施工过程中广泛采用泥浆护壁 技术 而槽壁稳定需要泥浆对槽壁的水平静止压力与 地层土压力和水压力之间力的平衡来维持 当这种平 衡不能满足时 就会造成槽壁整体失稳破坏或者局部 坍塌 从而影响地下连续墙的施工质量甚至导致周围 地表下沉 路面开裂以及管线损坏等工程事故[1] 目 前对于槽壁稳定的分析理论主要有单元土体应力极限 状态分析 槽壁两侧土压平衡分析和滑动体受力平衡 分析 3 大类 本文首先对槽壁失稳机理进行探讨 然 后基于库仑理论对槽壁整体稳定性进行滑动体受力平 衡分析并结合工程实例进行验证 最后提出了控制槽 壁稳定的具体措施
复杂地质条件下超深地下连续墙槽壁稳定性分析
第16卷增刊2地下空间与工程学报Vol.16 2020年11月Chinese Journal of Underground Space and Engineering Nov.2020复杂地质条件下超深地下连续墙槽壁稳定性分析*杜志云,冯庆元(中铁东方国际集团有限公司,马来西亚吉隆坡,58100)摘要:地下连续墙为常见的深基坑围护体系,多用于地下空间工程。
本文通过使用国际通用规范对地连墙开挖过程中槽壁稳定性的影响因素进行详细分析,得出地下水位、地面超载、泥浆液面、泥浆重度以及地质参数对槽壁稳定性起到关键控制作用。
并依托英标欧标体系下设计和施工的马来西亚吉隆坡地铁二期项目,分析在复杂水文地质环境下超深地连墙槽壁的稳定性,采取超前地质加固方法改善地质条件,确保了地下连续墙施工作业的安全性和稳定性,为类似工程项目提供参考。
关键词:地下连续墙;复杂地质;槽壁稳定性;地质加固中图分类号:U231文献标识码:A文章编号:1673-0836(2020)增2-0856-08Extra-deep Diaphragm Wall Trench Stabilities Analysis underMultiply Geological Ground ConditionDu Zhiyun,Feng Qingyuan(ChinaRailway Dong Fang Group Sdn Bhd.,Kuala Lumpur58100,Malaysia) Abstract:Diaphragm Wall is one of common earth retaining structure for underground space engineering.This paper will discuss and present the detail analysis of impact factors of Diaphragm Wall trench stability in terms of international specification,to know the critical factors include of Ground Water Level,Ground Surcharge load,Slurry Level,Slurry Density and Soil Physical property.Incorporating Malaysia Kuala Lumpur MRT Line2project which uses British Code and Europe Code,this paper analyzes the effective and mitigated measures to ensure safety and stability of construction and installation of diaphragm wall in multiply geological ground condition,expecting the reference for the similar projects.Keywords:diaphragm wall;multiply geological ground;trench stability analysis;ground treatment0引言自21世纪以来,地下空间的发展与应用在日常生活中已不可或缺。
深基坑地下连续墙槽壁稳定性分析及施工技术研究
— —
h ; — —相 应土层 的厚 度 ( m );
— 一
注 :本项 目为教育部新 世纪优秀人 才支持计划项 目,项 目 号 为NC ET 一 1 2 — 0 9 6 5;中央高校基 本科 研项 目,项 目号为
2 0 I O QL 0 4 。
Z h a n g Yi Ga n L u L i u Bi n
C h i n a Un i v e r s i t y o f Mi n i n g An d T e c h n o l o g y( B e i j i n g ) S c h o o l o f Me c h a n i c s A n d C i v i l E n g i n e e r i n g B e i j i n g 1 0 0 0 8 3
1 工 程概 况¨
本 项 目 为北 京 市 最 高 建筑 物 ( 高5 2 8 m ) 的 基 坑 工 程 ,基 坑平均 深度 为3 8 m,最大 深度达4 2 m。施 工 中需穿
越 层 问潜 水和 承压 水 二层 地 下水 ,成 槽 时 易造成 大 量 的地 下 水 涌入 ,采 用 井点 降水 法排 水 不足 以满足 施工 要 求。 地 下连续 墙 具有 截水 、防渗 、挡 土 等功 能 ,同时根 据北 京 市
拟 建场 区地表 至地 下 5 5 . O m左 右 的深 度 范围 内分布 有二 层
∑ f h ,
1
( 3)
=1
浅层地下水 :第一层地下水分布于第⑤层细砂和第⑥层 p
式中:
— —
加 权平均 内摩 擦角 ( 。 ); 相 应土层 的 内摩 擦角 ( 。 ) ; 加权平均 内聚 力 ( k P a):
地铁车站地下连续墙泥浆槽壁的稳定性分析
- ()hha √ 号 —a) ( t 2 n
s 底=
( 5化值而不能继续提高 以增大槽壁稳 定性 时, 可通过泥浆液面超高来实现护壁泥浆的高 内撑 压力 。
收 稿 日期 :0 91.7 20 —01
渗入胶结所形成的胶 结作用又是槽壁稳定 的重要 因素 。因此 , 地
V= 一 s x =b.¨ u ( ¨Ⅱ d l一 投 d nL
2 滑动面 DC下 的体积 : )
( 2 )
() 3
下水位 的高低直接 关系 着槽壁 的稳定 , 差小 , 压 则泥皮 不容 易形
关键词 : 下连 续墙 , 地 泥浆护壁 , 响因素 影 中图分类号  ̄ 3 . U2 14 文献标识码 : A
0 引言
目前 , 国很 多大城市都有多条 同时开工建设 的轨道交通线 全
14 施 工单 元槽段 的划 分 .
单元槽段的长度决定基槽 的长 深比 , 而长深 比的大小影响土
而土拱作用影响土压力 的大小 , 一般长深 比越大 , 路 。地铁车站基坑一般开挖较 深 , 了减 小基坑开挖对 周围环境 拱作用 的发挥 , 为 土拱作用越小 , 槽壁越不稳定 。 的影响 , 基坑的围护结构一般选用具有墙 体刚度大 、 整体性强 、 可
・
18 ・ 2
第3 6卷 第 5期 2010年 2月
山 西 建 筑
S HANXI ARC I H TECTURE
V0. 6 No. 13 5 Fl . 2 1 e b 00
文 章 编 号 :0 96 2 (0 00 —180 10 —8 5 2 1 }50 2 .2
() 4
地下连续墙槽壁稳定性分析
地下连续墙槽壁稳定性分析地下连续墙是常见的地下支护结构,而槽壁是其中一部分的关键组成部分。
槽壁作为一类水平或斜向的支撑构件,承受着侧向土压力、地水或地下水的涌压以及荷载引起的弯矩和剪力。
因此,对槽壁的稳定性进行分析非常重要。
本文将探讨地下连续墙槽壁稳定性分析相关问题。
一、槽壁稳定性受哪些因素影响?槽壁稳定性主要取决于以下几个因素:1. 土质条件:土的强度和韧性等土工特性对于槽壁的稳定性影响很大。
2. 槽壁形式:槽壁的高度、宽度、坡度等形式对于其稳定性影响很大。
3. 地下水位:地下水位的高低、涌水量及水质等因素对于槽壁的稳定性影响很大,一定要考虑地下水的作用。
4. 支护形式:支护形式会影响槽壁的强度和稳定性。
二、槽壁的设计方法是什么?1. 借助现代软件。
如:Plaxis 2D、FLAC2D等软件可以实现土体有限元分析,进行槽壁计算分析。
2. 通过试验和实践。
进行槽壁现场测试,可以得到槽壁的各种参数,并结合现场测试数据分析槽壁状态。
三、槽壁的稳定性计算方法?1. 槽壁的内部力分析。
首先需要分析槽壁内部受力机理,以及剪力、弯曲矩等参数。
2. 槽壁与地基的相互作用仿真分析。
通过数值仿真的方式精确地计算出槽壁与地基的相互作用参数。
3. 土体变形特性分析。
通过对土体变形特性的分析,得到土体的弯曲性能、刚度特性等参数,从而更准确地计算槽壁的稳定性。
四、槽壁的破坏模式?槽壁的破坏模式通常是由于弯曲破坏、剪切破坏、拉伸破坏和压缩破坏等引起的。
这些因素会在不同的加载水平下起主导作用,从而引起槽壁破坏。
五、槽壁稳定性分析的注意事项?1. 考虑地下水的影响,将水压载荷作为重要的计算条件。
2. 考虑土壤的非线性性特点及土壤参数的变化,利用现代软件进行计算分析。
3. 在进行设计时,需要考虑各种因素的复合作用,避免出现误算的情况。
综上所述,进行地下连续墙槽壁稳定性分析需要综合考虑许多因素,需要系统性把握各方面的内容。
同时,我们也需要注意不同地区、不同土质条件下所需的处理方式也有所差异,需要进行针对性的处理和考虑。
超深地下连续墙槽壁稳定性分析与施工措施
将泥浆液面提升 1T 安全系数将 达到 14 3 施工 过程证 明 , I I, .;) 泥浆容重控制在 1 1~1 N m 3k / 时 , 能有效地保证槽 壁的稳定性 。
关 键 词 : 下 连 续 墙 ; 壁 稳 定 性 ; 浆 护 壁 ; 压 水 头 地 槽 泥 承 中 图 分 类 号 : 5 U4 3 文 献标 志 码 : A 文 章编 号 : 6 2— 4 X(0 1 0 — 0 7— 7 17 7 1 2 1 ) 1 0 5 0
摘要 : 根据土层 的物理力学性质 、 承压水头及护壁泥浆等进行超深地下连续墙槽 壁稳定性 分析 。通过槽 壁稳定性 解析理论 与数值
计算对 比分析出安全系数 , 相应提 出超深地下 连续墙 的施 工泥浆护壁措施 , 防止槽壁坍塌 。得 出以下 头 时 , 特 别 注 意 泥 浆 容 重 和液 面 高度 的 调 整 , 保 槽 壁 稳 定 性 ; ) 荐 施 工 中配 置 泥 浆 容 重 达 到 1 . N m , 用 导 墙 应 确 2推 2 5k / 采
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宁波轨道交通试验段地下连续墙槽段稳定性分析
第一作者:丁士龙 ( 90一),男,安徽安庆人,高级工程师, 17 主要研究方向:地基基础工程. — i l g7 @13Cr Emal i b 6 6 O :u n
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宁波大学学报 ( 理工版 )
料配制护壁泥浆: 0 目商品膨润土 ;自来水; 20 分
散剂为纯碱( a O ) 增黏剂为 C N: 3 c ; MC ( 高粘度, 粉
载工况地 下连续墙的槽壁稳定性进行分析. 探讨 了护壁泥浆作用下, 模型参数对槽段稳定的敏
感 性及安 全 系数 的影 响.结 果表 明:地 下连 续墙施 工槽段是 稳 定 的.对槽段 平 面位置 、深度 和 垂
直度进 行 的检 测 也验证 了计算 结果 的正 确性,可为 宁波地 区类 似 工程 提供 理论 和 实践依据 .
比为 1 . . 端头井端头墙厚 80 m, 0 0 m 墙高约 2 .m 5 , 6
入 土深 度约 1.m. 40 地 下 连 续 墙 基 槽 采 用 泥 浆 护 壁 ,新 鲜 泥 浆 比
房屋, 、西两侧有现状河宽 l~ 0 需要回填, 东 0 2 m,
河床 底绝 对标 高 约 00m. . 本 工 程 围 护 分 为 两 部 分 .第一 部 分 为 车 库基 坑 部分 , 库主 基坑 长 2 31 车 5.m,宽 1 1 m,开 挖 0. 6 深 度至 底板 垫层 底为 88 . m.采用 “ 孔灌 注桩 十 5 钻
关 键词 :轨 道 交通 ;地下 连续墙 ;超 载 ; 定 稳 中图分 类号 : U 7 . T 4 1 2 文 献标 识码 : A
宁波轨道交通试验段位于宁波市东部新城, 距 宁波市中心约 1 场地4  ̄ 为建设 中的宁波市 0 m, k LJ ] 行政综合楼, 南侧为规划的公园, 东侧 、西侧有代
地下连续墙黏性土夹砂层槽壁稳定性分析
地下连续墙黏性土夹砂层槽壁稳定性分析
欧明喜;戴志峰;陈颖辉;桂跃
【期刊名称】《防灾减灾工程学报》
【年(卷),期】2020(40)4
【摘要】为了探讨地下连续墙黏性土夹砂层泥浆槽壁局部稳定性问题,建立稳定性分析力学模型,对槽壁夹砂层土体单元应力状态进行分析。
基于朗肯极限平衡原理,提出泥浆槽壁局部稳定性系数计算方法。
通过算例分析可知:(1)开挖将导致槽壁夹砂层土体单元产生负孔隙水压力,局部稳定性系数将会随负孔隙水压力的消散逐渐降低。
(2)局部稳定性系数随相关因素的变化规律:地面超载每增大10 kPa,稳定性系数降低7%左右;泥浆重度每增大0.5 kN/m^3,稳定性系数提高13%左右;有效内摩擦角每增大3°,稳定性系数提高11.5%左右;局部稳定性系数随地下水位埋深的增大而增大,但增幅逐渐减小;随泥浆液面深度的增大而减小,且降幅逐渐增大。
【总页数】6页(P537-542)
【作者】欧明喜;戴志峰;陈颖辉;桂跃
【作者单位】昆明理工大学建筑工程学院;云南省土木工程防灾重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TU473
【相关文献】
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地下连续墙槽壁稳定性数值分析
摘要:槽壁稳定是地下连续墙施工有序和墙体质量保证的关键。
文中根据土层的物理力学性质、地下水位及护壁泥浆等进行地下连续墙槽壁稳定性数值分析,提出相应的护壁措施,为在类似地质条件下地下连续墙成槽的设计和施工提供参考。
关键词:地下连续墙,槽壁稳定,稳定性,数值分析,护壁措施
1引言
随着我国城市地铁建设规模日趋庞大,深基坑工程数量多,深度大、施工难度高等方面发展。
地下连续墙已被公认为是深基坑工程中最佳的围护结构之一,具有刚度大、整体性好、抗渗性能力强、施工低噪声和低震动等优点[1]。
但是地下连续墙施工中槽壁坍塌事故时有发生,造成邻近建筑物和管线不均匀沉降,甚至有成槽机械设备侧翻的危险。
从地下连续墙成槽过程来看,由于地层土压力、孔隙水压力、地下水位及土体的蠕变等因素的影响,在成槽过程中或墙体浇筑之前,槽壁处于不稳定状态之中,随时会出现滑裂或坍塌的危险。
因此,在施工中,应事先且必须根据场区土层的物理力学性质、地下水位、泥浆质量和单元槽段长度等因素,对槽壁进行稳定性分析,并采取相应护壁措施,保证槽壁的稳定。
文中根据地下连续墙槽壁失稳机理,通过有限元数值模拟分析,探讨成槽试验存在的问题及其对策。
2槽壁稳定性分析
目前槽壁稳定性分析方法主要有极限平衡法和有限元法两种。
极限平衡理论是通过假定槽壁破坏体的滑动面,假定槽壁稳定问题是平面应变问题[2-3]、二维问题[4-5]或三维问题[6-9],从而建立刚体静力平衡方程。
文中通过有限元数值模拟对槽壁稳定性进行分析。
2.1基本假定
根据成槽试验泥浆液面变化范围为30cm~100cm实际情况,分两种工况计算:(1)工况1为泥浆液面距导墙顶面50cm;(2)工况2为泥浆液面距导墙顶面130cm。
槽壁稳定分析简图如图5所示。
图1 成槽稳定分析简图
为简便计算作如下假设:1)假设模型中的土层为均质土层。
2)不考虑渗流与槽壁的变形耦合作用;3)不考虑路面对槽壁稳定有利的作用;4)泥浆与地下水的合应力为:。
式中:γs为泥浆的重度;hs为泥浆液面至槽底的高度;γw为地
下水的重度;hw为地下水位至槽底的高度。
2.2模型建立
文中土体采用摩尔-库伦本构模型。
模型成槽深度H=21.5m,地面荷载q=40kN/m2,土层参数见表1所示。
考虑地下连续墙的几何对称性,取矩形横截面l/2模型进行计算,即试样模型尺寸为为30m×5m×31.5m(长×宽×高)。
模型底部采用固定约束;地表面为自由面;各个侧面除z向自由外,其它两个方向约束。
槽壁内侧施加泥浆产生的应力。
计算有限元模型采用六面体C3D20R单元模拟,如图2所示。
表1 计算模型土层参数表
土层密度/ g /c m3 变形模E / MPa 泊松比v 粘聚力c / kPa 内摩擦φ / °
回填土 1.85 12.0 0.375 10 31
粉土 1.90 14.0 0.3 20 27
细砂 1.95 15.0 0.33 11 33
粗砂 1.90 35.0 0.28 0 38
砾砂 1.95 40.0 0.28 0 40
图2网格划分计算模型图图3 工况1变形分布云图
图4 工况2变形分布云图图5 工况2塑性区分布云图
2.3结果分析
成槽开挖时两种不同的工况变形和塑性区分布云图如图3~图5所示。
根据有限元计算结果,工况1土体基本上都处于弹性状态,邻近槽壁土体的最大水平位移为18.03mm(如图3);工况2邻近槽壁土体的最大水平位移为32.36mm(如图4),土体塑性集中区主要出现在距地面1.6 m~4.8 m(如图5),并且因塑性应变突变较大而有限元计算不收敛,槽壁很容易在此发生了坍塌。
因此,保持泥浆液面的高度及波动范围是槽壁稳定的关键。
3地下连续墙成槽稳定对策
根据槽壁稳定性数值分析,地下连续墙成槽坍塌主要发生在上部土层,建议采取如下处理措施以保证槽壁稳定。
(1)当表层土体为杂填土、暗浜、管线搬迁等造成的松软土层时,应先清除松软土层,导墙浇筑深度至原状土层或经处理的坚实地基,并在导墙后用质量好的粘土分层回填夯实;当松软土层埋深大于4米时,宜对槽壁两侧进行加固,加固措施有换填、注浆、双轴搅拌、旋喷等,加固深度为穿透松软土层。
(2)严格控制泥浆液面与地下水位的高差,通常采用两种措施:1)若周边环境允许降水时,降低地下水位;2)采用高修导墙的方式提高泥浆液面高度。
(3)为防止成槽过程中细砂层、粗砂层及砾砂层坍塌,应配置高质量泥浆,且及时补充浆液,保持液面距导墙顶面30cm。
成槽试验表明在该砂性地层循环泥浆的比重为1.17~1.19,粘度为27~31可以满足要求。
(4)成槽过程应做到紧凑、连续,尽量缩短施工时间。
在成槽试验过程中液压抓斗出现故障,拖延了施工进度,增加了槽壁坍塌的风险。
抓斗出入泥浆液面时应做到“慢提慢放”,液面波动范围控制在30cm~50cmn内。
当地质条件较差或周边环境复杂时,宜减少单元槽段幅长,并跳段开挖。
4结语
综上所述,在地下连续墙施工中,为确保槽壁稳定,防止坍塌事故发生,应根据场区工程地质和水文地质条件及设计要求进行槽壁稳定性分析。
采用如下相应措施:(1)严格控制泥浆液面与地下水位的高差,提高泥浆液面或降低地下水位,使泥浆液面与地下水位保持一定的高差等;(2)采用优质浓泥浆,增大泥浆重度;(3)成槽过程应做到紧凑、连续,尽量缩短施工时间。
参考文献
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