时空效应规律在软土深基坑工程上的应用
时空效应规律在软土深基坑工程中的运用
时空效应规律在软土深基坑工程中利用一、引言:因为土体各向异性、土工试验技术不足和施工原因复杂性，在基坑施工中各工况下不停改变流变参数难以测准，而支护墙体内力和位移也就难以估计。
现在中国外对此问题尚缺乏处理理论和方法。
所以在软土地域建筑物和市政公用设施密集地域，要按控制土体位移保护环境要求，进行深基坑设计和施工，就带有风险性。
为求得工程安全和环境安全，在中国外部分靠近关键建筑设施软土深基坑中，于基坑内部进行大量地基加固以改善土壤性质(如新加坡、台北等工程实例)。
从中国软土地域，尤其是上海地域近十年来在深基坑施工实践和试验研究结果中，能够认识到:在深基坑开挖及支撑过程中，每个分步开挖空间几何尺寸和支护墙体开挖部分无支撑暴露时间，和周围墙体和土体位移有一定相关性。
这里反应出基坑开挖中时空效应规律性。
实践证实:利用时空效应规律，能可靠而合理地利用土体本身在基坑开挖过程中控制土体位移潜力而达成保护环境目标，这是一条安全而经济技术路径，这已为上海近两年来完工五个深基坑工程实践所验证。
二、考虑时空效应基坑工程设计及施工技术关键点:1、首先合理选定基坑开挖及支撑施工工序和施工参数。
基坑开挖和支撑施工是决定基坑工程成败优劣关键工序。
为在基坑开挖中降低土体扰动范围，保持基坑稳定，并使地层位移和差异位移符合估计值，合理选定基坑开挖及支撑施工工序和施工参数是决定性原因。
开挖和支撑施工工序基础是按分层、分部、对称、平衡标准而制订，最关键施工参数是每层开挖中挡墙被动区土体挖除后，挡墙未支撑前自由暴露时间和暴露宽度和深度。
在大面积不规则形状高层建筑深基坑中，挡墙被动区土体往往在开挖中被保留成为土堤状，此土堤断面尺寸亦按其能抵住挡墙要求而定，亦为关键参数。
2、基坑设计中，估计考虑土体流变性围护墙体位移和对应地层位移，并采取方法使之符合保护环境要求。
从实测资料和理论分析中可知:土体流变性时软土深基坑变形影响是显著，在同一工况下基坑围护墙体随其在开挖后暴露时间延长而增加，现在通常基坑围护墙体变形计算均未计及流变原因，在基坑周围建筑设施对地基位移很敏感时，尤其在流变性较大土层时，就必需正确地采取以下计及土体流变性计算法，并采取对应处理对策。
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
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
软土地区深基坑开挖的时空效应再研究和工程应用
Ｃ ｏ ｍｐ ｒ ｅ ｈ ｅ ｎ ｓ ｉ ｖ ｅ Ｃ （ ｏ ） ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ Ｏ ｎ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｃ ｊ ｙ ｆ ｔ ｏ ｒ Ｄ Ｕ ｅ ｅ ｐ Ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ０ ｎ Ｐ ｉ ｔ Ｏ ｔ
体 、围 护结 构和 支 撑结 构 所组 成 的围 护平 衡 系统 ，均 假 定
为理 想 的弹 性体 来 进行 内力与 变 形分 析 。而 笔者 收集 的 近 ２ ０个 工程 实例 的监 测 数据都 表 明 ，由于土体 的流 变性 ，被 动 区土体 在 位移 稳 定 的情 况 下 ，所 提 供 的被 动土 压 力有 松 弛 的现 象 ，与计 算假 定 的 弹性 体 有很 大差 别 ，降 低 了围 护 结 构 的 安全 储 备。 当 围护 结构 发 生坑 内方 向位 移 时 ，土体 随 之移 动 ，因 此作 用在 围 护墙 上 土体 压 力是 变化 值 ，介 于
工 时 间的增 加 ，位移 有着 明显 增长 的趋势 。
１ ． ２ 空间效应机 理
监 测表 明 ，土体 分小 段开 挖 ，坑 底 隆起 量和 影 响范 围 小 ，否则 坑 底 隆起量 和 影 响范 围大 。 可见 土体 的空 间作 用 对 于 围护 结 构及 周 围土体 位 移 控制 至 关 重要 。 同时 ，有 利
１ ． １ 时间效 应机理
工程 实践 中软 土 时 间效 应 的表 现 明显 ，多 个工 程 实例 在 挖 土及 支 撑完 成 后 的停 工期 间 ，围护 结构 和 周 围土体 位
移 会 随时 间 延长 而 不断 增加 。 开挖 施 工周 期和 基 坑 暴露 时
静止土压 力和主动土压力之间。周围土体在每个工况下的 变形都 与施工参数密切相 关。由于上述假定和实际情况的
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。
软土深基坑变形性状的时空效应研究的开题报告
软土深基坑变形性状的时空效应研究的开题报告一、研究背景随着城市建设的不断发展，越来越多的高层建筑、大型工厂和人行道等需要在软土地基上建设。
对于软土地基的处理，基坑挖掘是影响建筑物稳定性的重要因素之一。
在软土地区，基坑挖掘对周围土壤和建筑物产生了明显的变形和沉降。
但是，土壤的空间分布和物理性质并不均匀，受建筑物荷载、降水、季节变化等因素的影响，土壤的力学性质和变形状态在时间和空间上都是变化的。
因此，研究软土深基坑变形性状的时空效应具有重要意义。
本研究将从实际工程案例出发，通过现场监测和数值模拟，探究软土深基坑的变形性状时空变化规律，为基坑挖掘的设计和施工提供科学依据。
二、研究内容1. 实地调查和监测：选取某一软土地区的基坑工程为研究对象，通过实地调查和监测，获取基坑挖掘过程中土壤的变形数据。
监测点应包括挖掘中心、边坡、基坑底部等位置。
2. 数据分析：分析监测数据，探究土壤变形的时空变化规律。
通过分析不同因素（如降水、季节等）对土壤变形的影响，确定软土地区基坑挖掘的最佳施工时期和方法。
3. 数值模拟：基于FLAC软件，开展软土地区基坑挖掘的数值模拟。
在模拟中考虑土壤的物理性质、设定边界条件和力学参数，模拟土壤的变形过程，验证实测数据。
4. 空间插值分析：将实测数据和模拟数据进行空间插值，得出软土地区基坑变形的时空分布图。
三、研究意义1. 研究结果可以为软土地区基坑挖掘的设计和施工提供科学依据，降低基坑开挖带来的安全风险。
2. 可以为深入探究软土地区土壤的变形特性提供新思路，为科学使用和管理土壤提供依据。
3. 对于相关研究领域的学者和从业者，本研究可以为其进一步研究提供思考和探索方向，提高研究水平和科学能力。
四、研究方法1. 现场调查与监测：利用先进的监测技术，对软土地区的基坑挖掘状态进行实时监测，记录其变形数据。
2. 数据分析：在对变形数据进行初步分析的基础上，使用SPSS和Excel等统计软件进行进一步分析。
考虑时空效应的软土狭长型深基坑地连墙变形计算方法
考虑时空效应的软土狭长型深基坑地连墙变形计算方法下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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在软土地区超深基坑工程中应用“时空效应”理论指导施工实践—深达24.5m的地铁车站基坑开挖采取的技术措施
了潜 水 沿 降 水 谝 斗 曲 线 缓 慢 渗 透 吸 八 井管 的弊 端 ， 能快 速 而
上 海 明 珠 线 南 浦 大 桥 地 铁 站 位 于 南 浦 大 桥 西 转 盘 引 桥 和 国货 路 之 间 ， 中山 南 路 北 侧 ． 长 １ １ 宽 １ ． ｍ， 下 三 全 ｍ， ７ ７ 地 ８ 层 坑 深 度 在 标 准 段 ２ ９ ｍ， 头 井 ２ ．７ ｍ， 平 均 深 基 ２７３ 端 ４ ５５ 其 度 为 目前 上 海 已完 和 在 建 深 基 坑 之 最 。 其 围 护 体 系采 用 钢
维普资讯
● 地 基 基础
建
筑 基 坑 工 程 中 应 用 软 时 空 效 应 ＂ 论 指 导 施 工 实 践 理
“
深 达 ２ ． ｍ 的地 铁 车 站 基 坑 开 挖 采 取 的 技 术 措 施 ４５
口 邓 绍 伦 （ 上海审建羲和学研究院建设工程咨询监理辞 ２ Ｊ３ ） （０２ Ｘ
有效地降低② ２土层 间的潜水 ， 探井 成孔直径设计为 ７ ０— ０
８０ ｍ， 管 直 径 为 ４ ６ ｍ， 管 总 长 ２ ｍ， 口井 交错 设 ０ｒ 井 ａ １ｒ 井 ａ ４３ 每 置井 管 ５根 ， 管 ４根 ， 节 滤 管 长 ２ ５ 根 据 基 坑 涌水 经 滤 每 ． ｍ， 验 公式 的验 算 ． 基 坑 需 布 井 ｌ 口， 距 １． ｍ， 本 ９ 井 ０ ５ 可满 足 基 坑 降 水 要 求 。 真 空 泵 正 常 抽 水 真 空 度 控 制 在 ００ ３— ００ ＭＰ ． ４小 时 不 同 断 地 抽 水 ， ８ ａ ２ 确保 水位 始 终 处 于每 层开
首 先 要 对 此 处 基 坑 采 取 坑 内地 基 加 固措 施 ， 以控 制地 墙 在 被 动 土 应 力 释 放 时 的 瞬 间 位 移 考 虑 到 土 方 开 挖 速度 对 地 墙位 移 的 影 响 以及 经 济 投 人的 因 索 ， 固 不宜 采 用 满堂 形 加 式 ． 非常 适 台抽 条 加 固 ， 既有 利 于控 制 地 墙 挖 土 初期 位 但 这 移． 叉可 消 除 长 时 间 破凿 加 固 土而 增 长 的后 期 地 墙 附 加累 积
浅析时空效应规律在黄土深基坑工程中的运用
一
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毒 ｌ一 女 粤 簪 — 等 一一＿一 ＿ 一 －毒 ＿薏＿ ． ｅ 啼 ｜ ｚ
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陕 西 咸 阳 某 年 产 ６ 万 吨 甲 醇 项 目 ， 坑 东 西 长 ０ 基 １０ 宽 ５ ｍ， ８ ｍ， ０ 挖深 一１ ． ｍ， 局部 挖深 １ ．ｍ） 属 于深 ２８ （ ７８ ， 大基 坑 ， 基坑侧壁 安全 等级 为一 级。该 场地地 下水 位高 度 约 一１ ．ｍ， ５ ９ 支护结构形式 在 一１ ．ｍ 以上采用钢 筋土 ２８ 钉墙 支护 ， ７ ８ 一１． ｍ处 卸煤 槽 以东 ， 南边及输煤 栈桥的东 南 面用 锚 拉 护 坡 桩 支 护 。 ’ ２ ２基坑支护设计参数 。 ． 基坑 边 坡 采 用 钢 筋 土 钉 进 行 支 护 。钢 筋 直 径 为
第ｌ ２卷
第 ８期
鸡 西 大 学 学 报
Ｊ ＯＵＲＮＡ Ｉ Ｉ Ｌ ＯＦＪＸＩＵＮ ＶＥＲ Ⅱ． Ｓ Ｙ
Ｖｏ ＿ ２ Ｎｏ ８ ｌ１ ．
Ａｕ ． ０１ ｇ２ ２
２１ ０ ２年 ８月
文 章 编 号 ：６ ２～ ７８ ２ １ ）８—０ ５ ２ １７ ６ ５ （０ ２ ０ ０ ３—
工 图见 图 １ 。实际 上 ， 土工 格栅 模拟 注浆 体周 围存在 着 复杂 的三维应力 状态 。尽管二维模型不 可能精确地模 拟 应力状态 汲取与土 的相互作 用 ， 但是 在假设 注浆 体相对 于土体没有相对 滑动 的情况 下 ， 以在 总体 水平 上模拟 可
运用时空效应施工深基坑工程
运用时空效应施工深基坑工程
陈传道
【期刊名称】《城市建筑》
【年(卷),期】2012(000)020
【摘要】当前，城市建设规模不断扩大，深基坑工程的数量与日俱增，如何保证软土地区的深基坑工程的稳定安全，已经发展成为相关领域迫切解决的问题。
时空效应是深基坑工程的施工方法之一，在工程中得到了普遍的应用，并得到了相关部门的高度认可。
本篇文章就深基坑工程施工中时空效应的运用进行了深入的研究。
【总页数】1页(P36-36)
【作者】陈传道
【作者单位】
【正文语种】中文
【相关文献】
1.运用时空效应施工深基坑工程 [J], 陈传道
2.在软土地区超深基坑工程中应用"时空效应"理论指导施工实践--深达24.5m的地铁车站基坑开挖采取的技术措施 [J], 邓绍伦
3.时空效应规律在软土深基坑工程中的运用 [J], 王政富;鞠泳
4.浅析时空效应规律在黄土深基坑工程中的运用 [J], 李军
5.运用时空效应施工深基坑工程 [J], 李恒太
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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
考虑时空效应的软土深基坑设计与施工
此外 ， 基坑 的分 层 、 分块 开挖 ， 每次 开挖 土方 的大小 、 度 亦 深 对围护体有影 响， 显示 出空间效应。在软 土深基坑设计 与施工 中 对 时空效应影 响的把握 ， 会对工程 的成败 起举足轻 重的作用 。文
体系 内力 时， 将围护墙凝聚成作用在支撑 围檩上 的法向和切 向弹 簧， 而没有考虑围护墙的变形影响 内支撑 的受力与 内支撑的变形 亦影响 围护墙所受约束之 间相互协 调的作用关 系。
时空 效 应 的影 响 。
Ｋｈ
图 １ 围护 结 构 计 算 简 图
对于被动 区土 的水 平 向抗 力系ห้องสมุดไป่ตู้
的取值 ， 国内外 学者做
了大量 的工作 。为 了获得在 一定 地质 和施 工条件 下的水 平 向基 力、 土压力等实测数据 ， 并通过 大量反分析 ， 归纳出考虑时空效应 的 表 达式。刘建航院士提出采用如下 的水平 向基床系数 ：
对 无 地 基 加 固土 ：
＋ｏ １ ｒ ． ．７ １０＋０ ０ ｔ ｉ ｈｉ ．８ ｈ ＋
ｊｃ ￣
规 范法求解 基坑 围护结构 内力 和变 形时 ， 对板 式支护体 系采 床系数 ， 比较统一 的观 点是通过现场 实地 监测 ， 收集挡墙 位移 、 内 用如 图 １ 所示的模型 ， 采用 竖 向弹性 地基梁 的基 床系 数法计 算 。 内支撑则按平面杆系模型计算 。该模 型 中， 开挖侧 土压力取 朗 非
ｑ
的方 法 加 以改 进 ：
１ 对土体考虑时空效应 。这包含 两个方面 的内容 ： ） 对非 开挖 侧土体 的主动土压力值进行修正 ； 对开挖侧被 动 区土 的水平向基 床系数 ， 采用考虑 时空 效应 的 Ｋ 。 刘 国彬提出 了主动土压力系数 Ｋ 与基坑 保护 等级相联 系的 取 值原 则。基坑 主动区（ 非开挖侧 ） 土体 侧 向压 力系数 Ｋ 值 与土 层性质 、 支护结构 的水平位移 、 软土 的流变性 、 支护结构 的刚度以 及 加固体的力学性质 等 因素 有关 。刘 国彬 根据若 干基 坑主动 土 压力实测值 的分 析 ， 以表 格 的形式给 出 了 Ｋ 值 的取值 范 围。这 样， 在基坑 围护结 构设计 中， 采用上述主动土压 力值 ， 可以考虑 则
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。
考虑时空效应的软土深基坑墙后土体水平位移场计算
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道
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钢管 局部
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双 拼 支撑 作 为 围护 体
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接 近 于 零 墙 后 土 体水 平 位 移 速 率 逐 渐 减 小 远 小 于 开挖 期 间土 体水平 位 移 速 率
与综 合 判 断 而 时 空 效 应 原 理 旨在 按 理 论 导 向 量测定 量 经验判 断 精 心 监 控 的原 则 行控制
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从 设 计理 论 到 施 工 技 术 对 岩 土 工 程 的 变 形 进
并 根 据 土 体具有 流变特性在基 坑工
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时空效应规律在软土深基坑工程上的应用
一、引言:
由于土体的各向异性、土工试验的技术局限性和施工因素的复杂性，在基坑施工中各工况下的不断变化的流变参数难以测准，而支护墙体的内力和位移也就难以预测。
目前国内外对此问题尚缺少解决的理论和方法。
因此在软土地区的建筑物和市政公用设施密集的地区，要按控制土体位移保护环境的要求，进行深基坑设计和施工，就带有风险性。
为求得工程安全和环境安全，在国内外一些靠近重要建筑设施的软土深基坑中，于基坑内部进行大量的地基加固以改善土壤性质(如新加坡、台北等工程实例)。
从国内软土地区，特别是上海地区近十年来在深基坑的施工实践和试验研究成果中，可以认识到:在深基坑开挖及支撑过程中，每个分步开挖的空间几何尺寸和支护墙体开挖部分的无支撑暴露时间，与周围墙体和土体位移有一定的相关性。
这里反映出基坑开挖中时空效应的规律性。
实践证明:运用时空效应规律， 能可靠而合理地利用土体自身在基坑开挖过程中控制土体位移的潜力而达到保护环境的目的，这是一条安全而经济的技术途径，这已为上海近两年来完工的五个深基坑工程实践所验证。
二、考虑时空效应的基坑工程设计及施工的技术要点:
1、首先合理选定基坑开挖及支撑的施工工序和施工参数。
基坑开挖和支撑施工是决定基坑工程成败优劣的关键工序。
为在基坑开挖中减少土体扰动范围，保持基坑稳定，并使地层位移和差异位移符合预测值，合理选定基坑开挖及支撑的施工工序和施工参数是决定性因素。
开挖和支撑的施工工序基本是按分层、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挡墙被动区土体挖除后，挡墙未支撑前的自由暴露时间和暴露的宽度和深度。
在大面积不规则形状的高层建筑深基坑中，挡墙被动区土体往往在开挖中被保留成为土堤状，此土堤断面尺寸亦按其能抵住挡墙的要求而定，亦为主要参数。
2、基坑设计中， 预测考虑土体流变性的围护墙体位移和相应的地层位移，并采取措施使之符合保护环境的要求。
从实测资料和理论分析中可知:
土体流变性时软土深基坑变形的影响是明显的，在同一工况下基坑的围护墙体随其在开挖后暴露时间的延长而增加，目前一般基坑围护墙体变形计算均未计及流变因素，在基坑周围建筑设施对地基位移很敏感时，特别在流变性较大的土层时，就必须准确地采用如下计及土体流变性的计算法，并采取相应的处理对策。
方法一，经验系数法:
将工程实测的围护墙体位移量进行统计分析，取得在一定地质条件和一定开挖支撑施工参数条件下，墙体位移与按弹性或弹塑性理论所计算的位移(Se)的比值(α)，则考虑时空效应的墙体位移值(Shm)为:Shm=αSe
方法二:粘弹性两维有限元法:通过三轴剪切蠕变试验和单剪蠕变试验，建立土壤流变本构模型,再按试验曲线、通过非线性函性分析及其拟合程序的编制，确定本构模型的参数，以用于粘弹性有限元计算方法。
因土质和施工因素的复杂性，土壤流变本构模型参数，很难与实际相符。
这就需要在基坑开挖的初始段，用信息反馈法调正土体流变参数，再用以推算下步开挖引起的坑周土层位移，并据此酌定下步控制变形的施工参数。
由于基坑施工的监测反馈信息是在一定时空效应的施工条件下取得的，则按此推算的墙体位移实际上已考虑了三维效应。
方法三，三维有限元法:
通过大量分析，二维分析由于未考虑空间约束作用，算得的位移一般比三维分析所得结果较大，计算结果偏于安全，计算工作简易，但无法考虑平行于基坑挡墙的地下管道及隧道的纵向变形特征。
故结合上海地铁1号线地下车站深基坑工程实践，研究了深基坑三维有限元分析，从研究成果可见:
三维分析可以得出基坑外侧空间位移场，因而可全面了解和处理基坑开挖引起的环境问题。
3、采取分步快挖、快撑和支撑予加轴力的施工工艺。
在软土深基坑开挖施工中，每步开挖中围护墙体的暴露空间和时间越小，则控制基坑变形的效果越大。
因此加快开挖和支撑速度的施工工艺，是提高软土深基坑工程技术经济效果的重要环节。
国内外实践已证明: 科学地采用予加轴力的钢支撑，对保护环境、节约造价和缩短工期具有明显优势。
但钢支撑的采用，要具备钢支撑加工和安装的技术条件，并需要一定经验的施工队伍。
三、工程实践的效果
考虑时空效应的深基坑开挖施工， 最早在1986年8月上海市娄山关路下水道深沟槽中试行，该条形深基坑宽3米，深7.5米，坑边有6层居民楼距坑边仅4～6米， 因坑边有高压电线等限制，很难进行地基加固，由于所处的地层为流塑性淤泥质粘土，有较大流变性，如采用一般分段分层(每段长30米)开挖施工法，则预测地面沉降较大，难保坑侧建筑安全，经研究分析，采用了分小段(2米长)分层开挖，加支撑予应力的施工方法， 严格控制每步开挖和支撑的暴露空间和时间，取得显著成效，地表沉降只1—2厘米，坑侧建筑无开裂。
总结了86年娄山关路工程经验，至延安东路隧道浦西段的地下墙深大基坑工程及上海地铁1号线的地铁车站的条形深大基坑中，又步步提高，完善了考虑时空效应的设计及施工方法，取得了更大的环境效益和经济效益。
近三年来，在上海地铁1号线运行后， 数处高层建筑的大面积、不规则形的深大基坑，处在正运行的地铁隧道近侧，相距仅3—8米,(如新世界商场、上海广场、香港广场(南坑、北坑)、远东广场等五处深基坑)，由于运用了考虑时空效应的设计和施工方法， 将坑周地层位移均限制在予测的15毫米以内，保证了地铁隧道安全，且节约了数百万以上的工程造价。
四、进一步研究的课题
鉴于当前北京、上海、武汉、广州、深圳、南京等大城市以及建设部有关部门正积极编制各城市及全国的深基坑工程技术规程。
在编制过程中,不少专家认为:要接受过去几年深基坑周围地层移动引起邻近建筑和设施破坏的教训,在技术规程中要重视控制基坑变形问题。
但控制基坑变形确是一个尚少经验的工程技术问题,一些专家认为:在软土地区解决此问题中,运用时空效应规律,是一条安全、经济的技术途径,为了将现有的初步经验,总结提高,形成能较大范围应用的工程技术,上海地铁总公司与同济大学合作,结合上海及其它地区的工程实践,研究如下课题:①、软土地层中时空效应理论的应用研究,②、软土深基坑被动区地基加固的设计方法的研究,③、对影响软土深基坑周围地层移动的主要施工因素的理论分析与改进方法。