2015巖土工程師專業(yè)知識答疑:基坑工程設(shè)計及施工

　　考慮時空效應(yīng)的基坑工程設(shè)計及施工的技術(shù)要點:

　　1、首先合理選定基坑開挖及支撐的施工工序和施工參數(shù)?；娱_挖和支撐施工是決定基坑工程成敗優(yōu)劣的關(guān)鍵工序。為在基坑開挖中減少土體擾動范圍，保持基坑穩(wěn)定，并使地層位移和差異位移符合預(yù)測值，合理選定基坑開挖及支撐的施工工序和施工參數(shù)是決定性因素。開挖和支撐的施工工序基本是按分層、分部、對稱、平衡的原則而制定的，最主要的施工參數(shù)是每層開挖中擋墻被動區(qū)土體挖除后，擋墻未支撐前的自由暴露時間和暴露的寬度和深度。在大面積不規(guī)則形狀的高層建筑深基坑中，擋墻被動區(qū)土體往往在開挖中被保留成為土堤狀，此土堤斷面尺寸亦按其能抵住擋墻的要求而定，亦為主要參數(shù)。

　　2、基坑設(shè)計中，預(yù)測考慮土體流變性的圍護墻體位移和相應(yīng)的地層位移，并采取措施使之符合保護環(huán)境的要求。從實測資料和理論分析中可知:土體流變性時軟土深基坑變形的影響是明顯的，在同一工況下基坑的圍護墻體隨其在開挖后暴露時間的延長而增加，目前一般基坑圍護墻體變形計算均未計及流變因素，在基坑周圍建筑設(shè)施對地基位移很敏感時，特別在流變性較大的土層時，就必須準確地采用如下計及土體流變性的計算法，并采取相應(yīng)的處理對策。

　　方法一，經(jīng)驗系數(shù)法:將工程實測的圍護墻體位移量進行統(tǒng)計分析，取得在一定地質(zhì)條件和一定開挖支撐施工參數(shù)條件下，墻體位移與按彈性或彈塑性理論所計算的位移(Se)的比值(α)，則考慮時空效應(yīng)的墻體位移值(Shm)為:Shm=αSe

　　方法二:粘彈性兩維有限元法:通過三軸剪切蠕變試驗和單剪蠕變試驗，建立土壤流變本構(gòu)模型,再按試驗曲線、通過非線性函性分析及其擬合程序的編制，確定本構(gòu)模型的參數(shù)，以用于粘彈性有限元計算方法。因土質(zhì)和施工因素的復(fù)雜性，土壤流變本構(gòu)模型參數(shù)，很難與實際相符。這就需要在基坑開挖的初始段，用信息反饋法調(diào)正土體流變參數(shù)，再用以推算下步開挖引起的坑周土層位移，并據(jù)此酌定下步控制變形的施工參數(shù)。由于基坑施工的監(jiān)測反饋信息是在一定時空效應(yīng)的施工條件下取得的，則按此推算的墻體位移實際上已考慮了三維效應(yīng)。

　　方法三，三維有限元法:通過大量分析，二維分析由于未考慮空間約束作用，算得的位移一般比三維分析所得結(jié)果較大，計算結(jié)果偏于安全，計算工作簡易，但無法考慮平行于基坑擋墻的地下管道及隧道的縱向變形特征。

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