深基坑围护结构变形控制[详细]

646KN 684KN
59KN 41KN
183.6mm 183.7mm
清江路口站通过对传统楔子与新型楔子的试验对比，结 果显示新型楔子在轴力损失、变形控制及安装速度上均 有很大优势。
3、改进
☆钢支撑轴力计安装改进一：
在钢支撑轴力计安装方面，目前普遍存在安装偏心的问题，这对钢支撑的受力 及轴力的损失都是不利的，花照壁站采用加工好的圆形钢板，利用重力寻找其中 心，在控制偏心上有一定优势，且现场安装便捷，便于施工人员操作。
3、改进
配套规格：A类楔子（平行垫块分三种规格） B类楔子（倒梯型垫块） C类楔子（正梯型垫块）
A1类楔子
B类楔子
A2类楔子
专利一：钢支撑的楔子 专利号：ZL201120199150.1
3、改进
☆钢楔子改进后：钢支撑轴力损失改进
轴力施加对比表
参数 楔子形式
第一次 施加 （30MP)
传统楔子
400KN 386KN
改进
轴力计安装上，焊接板规格不统一，
且需要多人操作，较难控制使其安装在 轴心。
建议使用的轴力计安装方法， 在效率及效果上，有明显优势
3、改进
专利二：带有轴力计的钢支撑构件 专利号：ZL201120199149.9
3、改进
关于基坑开挖过程中六个变形量的发现与分析
n
端 +楔 +法 +弹 +挠 +叠加
深基坑围护结构 变形分析及控制方法
➢ 一、基坑围护变形控制的重要性 ➢ 二、钢支撑的发展、问题及改进
1、事故案例分析引发的支撑体系思考 2、钢支撑的发展、使用过程调查存在问题 3、改进及专利技术
➢ 三、基坑围护的发展、问题及改进
1、地连墙使用过程问题的调查 2、改进及专利技术
➢ 四、软土地层地下承压水的思考
活络头 受力中 心线与 钢支撑 受力中 心线不
同心
活络头受力中心与围 檩接触面不垂直，产
生分力
活络端顶板 与钢围檩线 接触，不是
面接触
活络头受力中心作 用点未作用在围檩பைடு நூலகம்
的侧面中间，
2、钢支撑的发展、使用过程调查存在问题
2、钢支撑的发展、使用过程调查存在问题
轴力加大时因法兰变 形，导致轴力计护筒 肋板与法兰连接处开 裂
轴力计轴线 与钢支撑轴 线很难在同 一轴线上
数据线容易护 筒被切断
两对接钢围檩不 在同一平面上， 轴力计和钢围檩 只有部分接触
造成支撑读数不稳、失真
2、钢支撑的发展、使用过程调查存在问题
3、改进
钢围檩拼装改进
改进方法一
改进方法二
通过现场调研，发现在钢围檩安装时，安装效率不高，且安装质量不 易控制。 改进思路：1）保证连接可靠，且在同一平面及水平线位置；2）便于 现场人员施工。
钢支撑支护在上世纪40年代便在国内采用， 目前使用普遍，但是看似简单的受力结构，却 在施工过程中存在多种问题，如：活络头受力 不佳、预加轴力损失过大、端头受力不均和钢 支撑轴线方向受力偏差等问题，这些问题的存 在也给基坑施工埋下了隐患。
SMW工法桩围护结构，第三道支撑面出现漏水、 涌砂，引起基坑隆起，围护结构失稳。
i
序号
深基坑变形因 素
变形值（mm）
主要原因分析
解决途径
法兰 压缩 变形
1、控制法兰接头数量
2-6
1、法兰接头安装间隙，受压力作用下 （第三、四道支撑法兰接
压实产生的变形量。
头不应多于3个）；
2、确保螺栓连接质量。
基 坑 及 支
1
1、事故案例分析 2、上海地下承压水的变化及问题调查 3、改进及专利技术
➢ 五、三层次引导方法的探讨
➢ 六、BIM+专业技术-建科咨询发展方向 ➢ 结束语
随着我国城市化地下空间的发展，城市建设各 种基坑形式越来越多，深度也越来越大，基坑施 工对周边环境的影响也是越来越大，基坑施工由 于挖土破坏了土压的平衡，围护结构必然产生变 形，变形导致周边地面的沉降，沉降值越大，对 周边环境影响也越大，经济损失越大，严重的甚 至导致基坑坍塌和人员伤亡安全事故。
2、钢支撑的发展、使用过程调查存在问题
钢支撑整体压缩变形： 理论标准：杆件长度20m，受压3000千牛以上
，压缩变形3~4mm。 统计压缩变形20~30mm，增大8~10倍。
※是什么原因产生如此大的偏差呢？
2、钢支撑的发展、使用过程调查存在问题
钢围檩拼装问题
1）钢围檩未设置在同一平面及直线上
2）围檩的连接不可靠
2、钢支撑的发展、使用过程调查存在问题
钢围檩拼装问题
3）钢支撑安装后连接位置变形明显
2、钢支撑的发展、使用过程调查存在问题
楔子未穿过 轴心
楔子打入深度太 短，有效接触面
积太小
2、钢支撑的发展、使用过程调查存在问题
活络头脖子太长，水平方 向存在偏心现象
楔子安装不正确未穿过轴心， 造成轴心与挡板不垂直
第二次 施加 (42MP)
456KN
462KN
第三次 施加 (60MP)
507KN
523KN
千斤顶拆 除后
轴力损失
（第三次 施加-千斤顶
拆除后）
千斤顶拆 除后活络头
长度
283KN
224KN
182.9mm
325KN
198KN
182.5cm
新型楔子
598KN 574KN
684KN 672KN
705KN 725KN
地下连续墙围护结构，第四道支撑面出现漏水、涌 砂，钢围檩变形，造成围护结构失稳。
2、钢支撑的发展、使用过程调查存在问题
3个极限受力： 1）钢管极限受力：一般8000千牛以上 2）活络头极限受力：一般4000千牛以上 3）楔子极限受力：不确定（没有标准）满足设计 要求一般3000千牛以上。
※楔子的不确定性是杆件支撑的关键！
3、改进
钢围檩安装质量改进实践
连接螺 栓
3、改进
钢围檩改进对比分析
连接方式 传统焊接 改进连接
工时 （相邻两幅连接）
效果分析
>1h 0.5h左右
施工质量受施工操作人 员水平影响，焊接位置是 薄弱点，易出现不在同一 面上、不在同一水平线上、 焊接位置变形等问题。
操作方便，连接质量可 靠，安装偏差较小，钢围 檩整体性较好。连接处外 观较传统方式有改善。
以上为某区域因为基坑的开挖，引起的周边建筑物的倒塌及开裂情况。
科学合理的增加是必要的，基坑施工的费用 增大了，风险并没有实质减少。 因此，基坑 开挖过程中如何动态控制“平衡”是工程安 全的前提保障。在控制好“平衡”的前提基 础上，减少围护结构的变形，从而减少基础 施工对周边环境的影响是追求的目标。