軟土地基狹長(zhǎng)型深基坑性狀分析.pdf

1、近年來(lái)，基坑施工事故屢屢發(fā)生，特別是在軟土地區(qū)，這種事故發(fā)生的概率更大，造成重大的生命財(cái)產(chǎn)損失。針對(duì)這一問(wèn)題，有必要開展軟土地基狹長(zhǎng)型深基坑性狀分析，只有對(duì)影響基坑開挖的因素有了充分了解，才能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)基坑變形的發(fā)展，有效地防止事故的發(fā)生。杭州位于中國(guó)東部沿海地區(qū)，具有典型的軟土地質(zhì)條件，對(duì)該地區(qū)基坑開挖性狀的研究可以為類似軟土地區(qū)的基坑建設(shè)提供參考。本文通過(guò)數(shù)值反分析建立了硬化土小應(yīng)變(HSS)模型的參數(shù)簡(jiǎn)便確定方法，并對(duì)杭州地區(qū)的內(nèi)

2、撐式基坑工程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，歸納出典型的地質(zhì)條件和設(shè)計(jì)參數(shù)，基于正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)理念通過(guò)數(shù)值試驗(yàn)分析了各設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)基坑開挖的影響，本文的主要內(nèi)容如下：
　　 (1)對(duì)杭州高承壓水地基某深基坑工程做了詳細(xì)介紹，對(duì)該工程建立了包括土、圍護(hù)墻、水平支撐體系和豎向支撐體系共同作用的二維有限元模型。采用能考慮塑性變形、土體硬化，并具有區(qū)分加、卸載和剛度隨應(yīng)力變化特性的小應(yīng)變模型(HSS模型)模擬基坑開挖過(guò)程中的土體特性?？紤]到HSS模型參數(shù)確定的困

3、難性，通過(guò)數(shù)值反分析建立了一套適合工程應(yīng)用的HSS模型參數(shù)簡(jiǎn)便確定方法。
　　 (2)分有止水帷幕和坑底加固、只有坑底加固、只有止水帷幕和沒(méi)有坑底加固和止水帷幕四種情況對(duì)承壓水地基深基坑開挖性狀進(jìn)行對(duì)比分析，探討止水帷幕和坑底加固在處理承壓水地基深基坑開挖問(wèn)題中的效果。通過(guò)分析指出當(dāng)坑底以下至承壓含水層頂面之間的土體重度不足以抵抗承壓水壓力時(shí)應(yīng)考慮承壓水的影響并對(duì)承壓水進(jìn)行處理，當(dāng)坑底以下至承壓含水層頂面之間的土體重度能夠抵抗承

4、壓水壓力時(shí)不需考慮承壓水的影響，做常規(guī)設(shè)計(jì)即可。
　　 (3)結(jié)合現(xiàn)有研究成果中關(guān)于杭州地區(qū)內(nèi)撐式基坑工程的相關(guān)資料以及杭州市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院和杭州浙大福世德巖土工程有限公司的內(nèi)部勘察報(bào)告，搜集了杭州地區(qū)65個(gè)基坑工程的地質(zhì)和相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，歸納出杭州城東和城西地區(qū)典型的地質(zhì)條件。指出在城東地區(qū)進(jìn)行深基坑開挖時(shí)應(yīng)考慮承壓含水層。城西地區(qū)砂、卵、礫石層很薄或缺失，基坑設(shè)計(jì)時(shí)可不考慮承壓水的影響，城西地區(qū)基巖埋藏深度較淺。
　　

5、 (4)基于正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)理念對(duì)杭州城東和城西地區(qū)的兩個(gè)典型基坑工程進(jìn)行了較為全面的研究。選取圍護(hù)墻墻頂側(cè)移、圍護(hù)墻墻底側(cè)移、圍護(hù)墻最大側(cè)移、墻后地表最大沉降和坑底最大隆起量作為試驗(yàn)指標(biāo)，圍護(hù)墻插入比、首道支撐位置、坑底被動(dòng)區(qū)加固體置換率、支撐水平間距和豎向間距作為試驗(yàn)因素，每個(gè)因素取5個(gè)水平進(jìn)行正交試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了極差分析和方差分析，總結(jié)了各設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)各指標(biāo)影響的敏感性，指出首道支撐位置應(yīng)設(shè)置在地面以下2m范圍內(nèi)，試圖僅通過(guò)增加

6、插入比和加固體置換率來(lái)控制基坑的變形是不可行的，另外城西地區(qū)基坑開挖范圍內(nèi)存在較厚的軟土地基，在相同的設(shè)計(jì)條件下，基坑的變形較城東地區(qū)大很多，深基坑建設(shè)不能簡(jiǎn)單的套用城東地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)。
　　 (5)對(duì)杭州地鐵1號(hào)線湘湖站北2基坑從勘察、開挖、滑動(dòng)面、支撐、監(jiān)測(cè)以及加固等方面對(duì)事故進(jìn)行分析，結(jié)果表明，由于基坑土方開挖過(guò)程中，基坑超挖，鋼管支撐架設(shè)不及時(shí)，墊層未及時(shí)澆筑，鋼支撐體系存在薄弱環(huán)節(jié)等因素，引起局部范圍地下連續(xù)墻墻底產(chǎn)生過(guò)大

7、側(cè)向位移，造成支撐軸力過(guò)大及嚴(yán)重偏心。同時(shí)基坑監(jiān)測(cè)失效，未采取有效補(bǔ)救措施。以上直接因素致使部分鋼管支撐失穩(wěn)，鋼管支撐體系整體破壞，基坑兩側(cè)地下連續(xù)墻向坑內(nèi)產(chǎn)生嚴(yán)重位移，其中西側(cè)中部墻體橫向斷裂并倒塌，風(fēng)情大道塌陷。
　　 (6)為了對(duì)北2基坑破壞原因進(jìn)行深入分析，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)思想，以連續(xù)墻最大側(cè)移、墻后地表最大沉降、坑底最大隆起、連續(xù)墻最大彎矩和第一道支撐軸力以及第三道支撐軸力作為試驗(yàn)指標(biāo)，對(duì)支撐剛度、不平衡堆載、坑底加固