6. 深基坑 高边坡工程勘察设计的土力学问题之一

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超声基坑开挖中的土力学问题包括

超声基坑开挖中的土力学问题包括

超声基坑开挖中的土力学问题包括工程中遇到的几个土力学问题1.地基侧向变形(位移)地基变形(沉降)-直以来备受工程界重视,各国学者在这方面所做的研究不少,我国目前计算地基沉降的主要方法有两种:-为分层总和法,二为规范推荐的方法。

但地基的侧向变形相对来说却研究的不多,随着高层建筑的兴起以及城市用地的紧张,建筑向空中和地下发展,基坑越挖越深,世界最深的基坑已达60多米。

基坑的开挖、竖向和侧向应力的释放,随之而来的是地基的隆起和侧向变形,侧向变形又导致地基竖向变形,而侧向变形和地基竖向变形关系到基坑周围建筑物及地下构筑物的安危。

因此地基侧向变形越来越多地受到岩土工程界的重视。

但目前对地基侧向变形的理论公式还不完善,也没有统计算方法,《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-- 2002)中对基坑的变形虽作了要求,但却没有具体的计算方法,且主要为动态监测;《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120--99)对基坑的变形也只规定要进行监控,监控报警值也只能根据《建筑地基基础设计规范》中的允许变形及差异沉降等控制;《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330- 2002) 虽然对边坡变形控制提出了要求,对稳定性较差的边坡要求进行边坡稳定和变形验算,但也没有具体的计算公式,这样往往导致基坑设计时只注重支护结构的受力分析,而忽略了基坑变形的估算。

有学者采用有限元分析并根据实测数据对软士地基提出了预估挡墙侧向变形的简单计算。

但各地土质差异较大,适用于某地区的公式并不定适合各种土质,因此建立简单实用的侧向变形估算公式是同仁所关注的问题。

2.土压力问题作用于挡土结构上的土压力的大小及分布与土压力类型、支护结构类型、允许变形、被支护土体的性质、墙的刚度、墙背的形式、墙与土之间的摩擦力及挡土结构两面的地面坡度等因素有关,要精确确定土压力的大小与分布是非常困难的。

太沙基(1934)曾经做过2. 18m高的模型挡土墙试验,他研究了作用在墙背上的土压力与墙的位移之间的关系,其他不少学者也做过多种类型挡土墙的模型试验和原型观测,得到类似的研究结果,如图1所示。

深基坑工程岩土工程勘察的重点、难点分析

深基坑工程岩土工程勘察的重点、难点分析

深基坑工程岩土工程勘察的重点、难点分析摘要:随着我国各大城市的快速发展,城市土地资源日益紧张,为进一步满足城市建设的需求,建筑工程项目的高度不断被刷新,由此也提出了对建筑基坑深度的不断增加的要求。

在保证建筑深基坑施工质量的相关工作中,岩土工程勘察显得尤为重要。

本文就深基坑工程岩土工程勘察的工作内容进行了阐述,并对相关工作中的重点、难点进行了分析,旨在为深基坑工程岩土工程勘察工作提供一些有效建议。

关键词:深基坑工程;工程勘察;岩土工程;工程重点建筑工程项目的基坑建设是保证整个工程质量的基础,尤其是高层建筑工程中,基坑的深度更深,在展开施工之前必须进行深入的工程岩土工程勘察工作,通过对施工现场岩土情况的了解,制定科学合理的设计、施工方案,以此确保建筑施工的安全性。

1.深基坑工程岩土工程勘察的工作内容岩土工程勘察是基坑施工之前必须完成的工作,通过岩土勘察可以获取第一手的施工现场的地质情况数据,为建筑工程的基坑设计施工奠定坚实的基础。

在高层建筑工程的基坑施工中,为保证建筑工程的高度,基坑需要达到更深的深度,这种深基坑施工对于工程岩土工程勘察的要求更高。

因此,深基坑工程岩土工程勘察工作的内容需要围绕高层建筑工程的设计施工需要展开。

1.1地下水控制基坑的深度越深,越容易受地下水情况的影响。

因此,地下水控制在深基坑工程岩土工程勘察中是必不可少的内容。

只有全面展开对地基中水文地质情况的勘察,获取尽可能详细的地下水数据,才能使基坑设计施工更为科学合理,确保建筑基坑的稳定性,进而确保建筑本身的稳定性、安全性。

1.2岩土地层特征勘察对深基坑施工区域的岩土层进行勘察,分析其地层特点,了解其结构的特殊性,并明确各个土层的力学指标和地下水分布特点,可以为深基坑支护提供参考数据,为深基坑的设计施工提供数据依据,确保基坑的施工技术前提。

2.深基坑工程岩土工程勘察的重点及难点深基坑工程岩土工程勘察工作有重点及难点主要体现在基坑深度的增加而形成的对施工区域地质特征及地下水文情况的高要求方面。

关于高边坡勘察设计问题的探析

关于高边坡勘察设计问题的探析

2 高边坡常见各种变 形病 害
高边坡的变形 ,体现的病害特征有如下几种 :①高边坡的坍塌 ,主观方面是边坡石方爆破 、开挖、 排水和防护等措施不到位 ,譬如爆破的用药过量造成岩体疏松 ,客观方面是边坡的土质等的影响,边坡 的土质结构疏松 ,不利于开挖时的平衡性控制 ,容易出现沿着岩层面下滑的现象 ,而地下水对边坡基角 的浸泡也是引起塌方的重要原 因之一。②高边坡 的滑坡 ,其产生的原因与边坡 的地质构造、岩性 、开挖 卸载 、水 的作用等息息相关 ,高边坡的坡体为砂岩 、强风化粉砂质泥岩等软质岩石 ,在风化作用下 ,局 部容易产生贯通性裂缝 ,再加上开挖和卸载的影响 ,譬如原始的地形和应力受 到路基开挖的影响 ,改变 了原有样貌 ,形成高边坡的临空面 ,为高边坡 的侧向变形提供 了足够的空间。雨季时地表水下渗 ,加重 岩体重度和降低岩体抗剪能力 ,当重度达到一定程度时,边坡就会沿着软弱界 面滑动 ,产生滑坡 。③高 边坡的错落 ,错落的原 因是错落带岩土的临空面被不断加大和地下水对岩体强度的削弱 ,断层等光滑结 构面与稳定岩体分离 ,产生压缩性变形。④边坡 的倾斜 ,主要源 自于客观的地质灾害问题 ,譬如某高速 公路的泥岩互层地段中存在软硬相间的陡倾斜岩层 ,破坏了边坡 的平衡性 。
河流和者沟谷 的分布密度、切割深度和沟岸稳定性等进行 同步勘探。②根据地层的人工边坡形式和稳定 状况 ,确定山坡上线路的位置、走 向,以及策划开挖的边坡高度和形式 ,尤其是边坡地段的地层 、岩性、 产状、风化程度等 , 需要结合边坡是否存在软弱夹层和接触面 ,探清夹层 、接触面与边坡开挖面的关系。 ③针对地质的结构 ,譬如类均质体结构 、顺倾层状结构 、反倾层状结构 、近水平层状结构等 ,探其分布 的具体位置 、产生的状况、发育的程度 、延伸 的长度 以及结构中的填充物状况 ,然后判断这些地质结构 与开挖面的具体关 系 , 从而确定开挖的具体办法 ,譬如施工季节 的安排 、开挖的先后顺序安排 、开挖 的 方式选择等。④针对 已经变形的边坡 ,推测其变形的发生时间、部位、裂缝分布和发展历程等 ,以便采 取补救措施 ,防止其变形问题的加剧 。 4 . 2勘 探 高边坡勘探的 目的是针对地面地质调查之后仍然难以摸清的潜在 因素 ,其中包括地层的分界面、风 化界面、软弱地层 、软弱夹层 、地下水分布 、边坡层数和含水量等。根据每一种勘探对象 ,布置适 当的 勘探点和采取合适 的勘探方法 。笔者认为 ,虽然每一种勘探对象具有差异性 ,但也有其共通之处 ,这些 共通之处将成为勘探的契合点。勘探 的基本流程如下 :首先是将高边坡按照 3 0 m 的距离分段 ,选择具有 代表性 的勘探断面 ,如果勘探断面存在滑坡等不 良地质 ,则要在不 良地质体上面设置主轴代表性断面, 每个断面上再设置三个以上的勘探点。其次是 以钻孔为主的勘探模式 ,结合坑槽探和物探 ,对地下情况 进行查清 ,如果边坡 的高度大 、失稳危 险性大 ,则要布置地面与深孔位移监测 ,掌握边坡 的变形动态 。 最后是在勘探的同时 , 选取具有代表性的岩石 、土体和水样等进行试验 ,为高边坡的设计提供参考数据。 4 . 3 高边 坡 的稳定 性评 价 根据勘探 的结构 , 对高边坡 的稳定性进行评价 ,通常的稳定性评价等级划分有 以下 四种 :首先是稳 定型的边坡 , 这种边坡 的稳定系数 1 . 2以上 , 这种边坡 的坡形 、 坡率符合岩土体的强度要求 , 没有倾向临 空面等 ,也没有地下水等影响整体和局部 系数的潜在因素。其次是基本稳定边坡 ,这种边坡的稳定系数 为1 . 1 — 1 . 2 ,坡形、坡率基本符合岩土体强度条件 , 也没有不利 的结构面 ,但含有少量地下水 ,整体和局 部呈现稳定性状态 ,其潜在的威胁是冲沟、剥落和落石等。再次是欠稳定边坡 ,这种边坡 的稳定系数为 1 . 0 — 1 . 1 ,整体性较为稳定 ,但布局存在岩土稳定角 ,在地下水 的影响下 ,岩土强度容易被削弱 ,有局部 坍塌和滑动变形威胁 。最后是不稳定 的边坡 ,这种边坡稳定系数小于 1 . 0 , 不仅坡形 、 坡率不符合岩土的 强度要求 ,而且新老滑坡都可能同时产生 ,开挖后 出现整体失稳 。 4 . 4高边坡的设计 高边坡的设计要根据高边坡的使用年限和保护对象 ,采取安全可靠的设计方法 :①在 4 0 m高度以下 的边坡 ,设计 的原则 以放稳定坡率为主 ,在 4 0 m 以上的边坡 ,要避免边坡放缓 问题 出现 ,否则将可以出 现大量的弃方 , 并破坏植被等 ,因此 ,较陡的边坡坡率增加时 ,要用支挡加 固的方法减少边坡 的高度。

岩土工程勘察与地基设计中的问题及处理措施

岩土工程勘察与地基设计中的问题及处理措施

岩土工程勘察与地基设计中的问题及处理措施岩土工程勘察与地基设计是建筑工程中非常重要的一环,它直接关系到建筑物的承载力和安全性。

在进行岩土工程勘察与地基设计过程中,可能会遇到一些问题。

下面是一些常见的问题及处理措施:1. 地质条件复杂:地质条件是岩土工程勘察与地基设计中最重要的因素之一。

当地质条件复杂,包括土层的多样性、地下水位变动等因素时,可能会给勘察和设计带来困难。

处理措施可以采取增加勘察点位数量,加强勘察的深度和范围,采用现代勘察技术等方法,以获取更全面的地质信息。

2. 水文地质问题:在某些地区,地下水位较高,可能导致地基的不稳定性和沉降问题。

处理这个问题的措施包括保持地下水位的稳定,采取排水措施,包括地下排水系统和抽水井等。

3. 岩土勘察数据不准确:在进行岩土勘察时,有时会出现勘察数据不准确的情况,这可能导致地基设计的错误。

处理措施包括对数据的再次验证和核实,并进行必要的修正。

4. 地下管线问题:在进行岩土工程勘察与地基设计时,可能会遇到地下管线,如水管、煤气管线等。

处理这个问题的方法是获取相关管线的准确位置和深度信息,并采取必要的防护措施,以避免对管线的损坏。

5. 移民工程问题:在进行岩土工程勘察与地基设计时,可能会遇到需要进行移民的情况,这可能会涉及到环境影响评价和社会稳定等问题。

处理此类问题的措施包括与相关部门和当地居民进行沟通和协商,以寻找最佳解决方案。

6. 自然灾害问题:在岩土工程勘察与地基设计中,可能遇到一些自然灾害问题,如地震、泥石流等。

处理这些问题的措施是根据当地的地质条件和历史灾害数据,采取相应的设计措施,以提高建筑物的抗震和防灾能力。

岩土工程勘察与地基设计中可能会遇到一些问题,但通过采取适当的处理措施和技术手段,可以解决这些问题,确保建筑物的安全性和可靠性。

边坡支护工程设计常见的岩土工程勘察问题

边坡支护工程设计常见的岩土工程勘察问题

边坡支护工程设计常见的岩土工程勘察问题发布时间:2022-11-21T08:58:54.704Z 来源:《建筑实践》2022年第7月第14期作者:吴英华[导读] 随着时代的进步,国民经济发展水平日益提高吴英华黑龙江省林业设计研究院 150080摘要:随着时代的进步,国民经济发展水平日益提高,人们对居住环境的要求越来越高,提倡对边坡安全和建筑周边环境治理提出严格的质量要求。

当前,随着城市化进程的加快,城市基础设施和摩天大楼项目日益增多,传统的研究方法显然不适合当前建筑行业的发展需求。

在此基础上,主要讨论了边坡支护工程设计中遇到的常见岩土勘察问题。

关键词:边坡支护工程设计地基勘察前言近年来,边坡支护引起了各领域的广泛关注。

在立柱设计的风格和方法上,越来越多的研究人员正在与大自然的恩惠相融合,通过增加植被、保护水土,实现有效的立柱结构创新,从根本上解决一系列问题,岩土测量难度大,在执行各种任务的过程中,熟练掌握测量方法,有效识别测量过程中可能出现的问题和风险。

同时,岩土勘测基础设施也不断完善,提高勘测效率和勘测质量。

1边坡支护工程技术类型 1.1锚杆支撑边坡锚杆支护技术的核心是土墙支护,土墙支护在土木工程和建筑施工中发挥着重要作用。

这种土墙以水泥为主要材料,其作用远远超出浅基坑,发挥着更积极的作用。

在实际施工过程中,当基坑深度小于6m时,使用土墙支撑会产生相当大的建筑效果,墙体的强力支撑会大大提高边坡的稳定性和安全性。

1.2土钉支护钉钉是边坡支护中最稳定的支护方式,使用后可以大大提高边坡结构的稳定性。

但在实际使用中,使用土钉支架注意很多技术要求,对环境的要求非常高。

因此,施工前根据实际地面情况选择确定土钉支护技术。

土钉在特殊土坡工程施工中也能取得良好的效果,但应仅在坡深小于12m的地区使用,效果最佳。

1.3挡土墙支撑使用挡土墙支架前,相关施工人员应做好充分准备。

施工队伍要全面了解施工现场信息,掌握地质资料勘测、施工参数测量等信息,根据勘测信息进行边坡支护工作的布置。

设计边坡支护工程常见的岩土工程勘察问题分析

设计边坡支护工程常见的岩土工程勘察问题分析

设计边坡支护工程常见的岩土工程勘察问题分析伴随我国市场经济的腾飞,工程建设技术也随之日新月异。

岩土工程勘察工作作为岩土工程的重要基础,岩土工程勘察也在经验与理论的探索下受到重视,目前我国的岩石工程开发出现了变革,不同类型的工程都有其对应的勘察方式,优秀的勘察技术可以为边坡支护的设计、后续施工带来保障。

关键词:设计边坡支护;岩土工程;勘察前言受限于复杂地形地质和工程规模形式的不同,目前在工程施工中经常会采用边坡支护技术。

既能达到美观又能确保边坡不受侵蚀损害,作为工程施工安全牢固的重要一环,对于边坡支护技术的重要性,施工单位应有高度的认知性和重视性。

在正确选择边坡支护形式,采用合理施工工艺的前提下,管理人员正确使用机械和技术,加大边坡支护技术应用的广泛性。

还应该及时总结经验,注重加大对人员的培训,以确保边坡的整体稳定性和牢固性。

1.工程施工中边坡支护方式及技术形式1.1地下连续墙的支护形式地下连续墙既先用挖槽机械在地下挖出设计要求的沟槽,确认是否绑扎钢筋后对沟槽进行混凝土浇筑或泥浆喷涂,形成连续连续墙结构的结构,确保周围土体的牢固性和稳定性。

在浇筑过程中可通过添加一定量的软土剂和水泥浆以增加水泥性能,形成的水泥柱状或挡墙状连续墙特性更佳。

此方法形成的连续墙应满足设计对承载力和排水等技术要求,在具有牢固质量和耐久度的前提下,还应该满足高适应性、高抗扰动、防渗性和低震动量的特性,以满足边坡支护所需的稳定耐用和结构要求。

这就加大了施工的难度和技术要求,也在一定程度上增加了工程的造价,正因于此,地下连续墙更适用于大型工程项目,例如城市的地标性建筑和超高层建筑地下防护,在矿井工程和城市的地铁项目上也广泛应用。

1.2土钉墙式支护形式作为边坡支护的常见措施,土钉墙式支护形式应用广泛。

该方法的顺序如下,第一,根据设计边坡的大小和倾斜度来计算混凝土的厚度,然后一定量的混凝土喷射到边坡上形成一定厚度的细石混凝土面。

第二,根据混凝土的特性等待混凝土凝结硬化,将垫板铺设到斜面上。

设计边坡支护工程常见的岩土工程勘察问题分析

设计边坡支护工程常见的岩土工程勘察问题分析

设计边坡支护工程常见的岩土工程勘察问题分析摘要:随着施工技术的飞速发展,建筑物的功能要求也随之提高,但是基坑开挖的质量也是施工的重中之重,因此,边坡支护的技术就非常重要。

基于此,施工单位应当对施工现场有一个细致的了解及把控,然后再在这一基础上去制定边坡防护施工方案,使得施工建设项目的安全得到有效的保障。

所以,应充分重视边坡支护工程设计,不断完善岩土工程勘察工作,针对实际勘察中存在的问题,制订针对性较强的措施,为边坡支护工程施工质量提供有力保障。

关键词:设计;边坡支护;岩土工程;勘察;问题引言边坡支护方案是否科学、合理给整个边坡工程施工、运营安全带来直接影响。

若岩土工程勘察、边坡设计方案出现结合不佳的情况,极易导致边坡工程事故的产生。

边坡支护方案通常都需要结合岩土工程勘察提供的参数等信息进行设计,所以,为了使边坡支护工程设计科学合理以及提供安全与经济的有力保障,应充分保障岩土工程勘察中所得数据的真实性、准确性,有效解决实际勘察中存在的问题。

1岩土工程勘察在岩土工程勘察中,一定要联系实际情况,科学选用适合的勘察方法,要对勘察内容、深度、项目等级,以及规模与难度等方面做出综合分析。

在最后阶段,岩土工程勘察工作主要涉及到的内容有地质调查、物理勘探以及钻探和原位测试等。

在实际工作中,一般都是围绕钻探原位测试取样实验组织勘察。

若遇到比较特殊的地形,会引用到地质测绘,以及物理探测等技术,以此为岩土工程勘察的整体性提供有力保障。

边坡形式主要涉及到人工与自然边坡这两种,是在一定条件下,岩土内部形成的一种状态,一般都会涉及到坡顶、坡面,以及坡底三个部分。

若坡面高度较大,通常都会影响到其稳定性。

所以,在进行岩土工程勘察时,其工作人员一定要对岩土内部结构做出全面分析。

然后,结合所得数据来对其高度做出合理设计。

在边坡支护工程中开展岩土工程勘察工作的主要目的是为了确保其技术成果可以为施工设计提供有力参考,基于勘探所得数据来为之后的工程设计、施工的顺利开展提供有力支持。

岩土工程中的深基坑支护设计问题及对策

岩土工程中的深基坑支护设计问题及对策

岩土工程中的深基坑支护设计问题及对策深基坑施工是岩土工程中的一项重要工作。

深基坑施工需要在大面积、深度和复杂地质条件下进行,同时要考虑深基坑支撑结构的设计和施工安全等问题。

深基坑支护设计是深挖工程中的重要工作之一。

对于岩土工程师而言,深基坑支护设计是一个非常复杂的问题。

本文将从深基坑支护设计的问题和对策两个方面来分析深基坑支护设计的重要性和实现方法。

1、坑外地基影响深基坑支护设计必须考虑周围土层和基础的影响。

坑外地基的影响将直接影响深基坑支撑结构的稳定性和承载能力。

特别是在软土地区,如果不考虑周围土层和基础的影响,会导致基坑变形过大,地面沉降,甚至引起地面塌陷等风险。

2、承载力的限制深基坑的支撑结构不仅要能够承受内部水平和垂直荷载的作用,还要能够承受来自周围土层和基础的作用。

在地下水位较高地带,水压会增加垂直荷载,这需要结构具有足够的强度和承载力来抵抗。

3、斜坡稳定性深基坑支撑结构的设计和运用在一定程度上会影响到斜坡的稳定性。

基坑内的挖土会引起周围土体的自然移动,如不加控制就很容易导致边坡塌方,这会引起生命财产的损失。

1、适当加强支撑结构深基坑支撑结构应在保证坑内稳定的情况下,考虑应力和变形。

在深基坑施工中应根据实际情况和要求,合理选择支撑结构的类型及规格,对地下工程进行必要的加强和改进,以保证工程的稳定。

2、加强环境监测在深基坑支护设计中,应该建立完善的环境监测体系,及时掌握变形、应力、水压和地质状况等信息,避免土体滑动、塌方等灾害。

3、科学地选择施工技术深基坑施工技术具有很高的风险,一定要科学地选择施工技术,确保施工质量和工程安全。

在对软弱地层进行施工时,应走桩、钻孔桩等方式控制侧壁失稳和支撑塌陷。

总之,深基坑支护设计的问题与对策的成功执行是深挖工程可靠实施的保证之一。

为确保深基坑的支撑结构稳定和工程安全,应在设计初期就充分考虑这些问题,并在施工过程中逐步进行调整和改进,最终保证深基坑支撑设计的可靠性和安全性。

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深基坑、高边坡工程中的土力学问题超深基坑工程在我国的出现,既显示了我国岩土工程的成就和发展水平,也对我国岩土工程界提出了挑战,许多工程成功的经验值得我们去总结,不少事故的教训也值得我们去记取。

在实用技术不断取得进展的同时,希望基本理论的研究也能同步发展。

从1980年代以来的30年间我国的深基坑工程的发展,大体上经历了三个阶段。

最初的十年间,基坑工程开始在当时的一线城市出现,但基坑的开挖深度很少超过10m。

那时采用的围护结构大多是水泥土搅拌桩重力式结构或排桩加止水帷幕。

止水帷幕大多采用水泥土搅拌桩,也有用旋喷桩的。

当时地下连续墙已开始使用,但用得并不多,逆作法刚开始试验使用。

那时发生了一些工程事故,深基坑工程引起了社会的广泛注意,岩土工程界人士开始研究基坑工程的数值计算方法和计算程序,施工监测也开始引起人们的重视。

但当时还没有技术标准,一些城市和企业编制了有关基坑开挖的一些技术指南。

在第二个十年间,在更多的一线城市和一些发展比较快的二线城市出现深基坑工程, 开始出现超深、超大的深基坑工程,基坑面积达到2~3万平方米,深度达到20m左右。

我国的深基坑工程技术水平和管理水平有了明显的提高。

总结了前十余年的工程经验教训,陆续出台了几本基坑工程的技术标准,包括全国的标准和一些地方的标准,同时也出现了商品化的基坑工程设计计算软件。

设计方法和施工技术有了较大的发展,地下连续墙得到了广泛的应用。

SMW工法开始用于工程,两墙合一的设计方法刚开始使用,逆作法施工得到了推广应用,有些城市,如上海和广州已编制了逆作法的工法。

在第三个十年间,我国的深基坑工程技术出现了明显的飞跃。

在更多的城市中,大规模地兴建高层建筑和地下铁道,地下工程向更深部发展空间,出现了更深、更大的深基坑工程,基坑面积如天津市117大厦达9.6万平方米,上海虹桥综合交通枢纽达到35万平方米。

开挖深度如苏州东方之门22m,上海世博变电站34m,上海董家渡修复基坑41m,润杨大桥南锚碇29m,北锚碇50m。

深基坑工程施工与相邻环境的相互影响更趋严峻,在一些城市里又出现了新一波的深基坑工程事故。

出现了一些新的施工设备与工法,从国外引进了新的设备,发展形成了超深水泥土搅拌桩工艺,成桩深度可达50~60m,可适用于标准贯入锤击数达到100的砂土层,卵石层。

例如CSM工法—铣削深层搅拌技术,形成矩形槽段改良土体,其施工深度可达50m,可用于粉砂、砂层、砂砾石层等,可以切削强度35MPa以内的岩石或混凝土。

TRD工法将链锯型切割刀具插入地基,掘削至墙体设计深度可达60m,可适用于贯入击数100以内的土层及q u≤5MPa的软岩中施工。

基坑工程的技术标准进行了新一轮的修订,也推出了与之相关的一些配套的专门的标准。

超深基坑工程技术的发展,对土力学的研究提出了一些有待研究和解决的问题。

超深基坑工程的施工明显地改变了土体的应力条件,而且应力变化的路径也不同于加载条件。

在一般工程条件下,在土体中产生了沿加载路径的应力变化,而在基坑开挖时,土体中的应力是沿着卸载路径变化的。

如何结合超深基坑工程的实践,研究卸载应力路径对设计、计算和土工试验的影响是一个值得重视的研究方向。

例如,《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011对于抗隆起稳定性的验算公式,所用的是由十字板试验测定的总强度,这个原位测试的总强度反映了土层在原位应力条件下的不排水强度。

但是在超深基坑工程的坑底以下的土层,在开挖基坑土体卸荷以后由原来的正常压密状态,变为超压密状态。

但目前的一般工程解法都没有考虑土体压密状态变化对土的抗剪强度的影响。

基坑开挖以后,处于超压密状态土的不排水强度与正常压密状态的不排水强度存在如下的关系:m NCu OC u n p S p S = CS C C C C m −= 式中:n —超压密比; ocu p s—超压密土(即基坑开挖以后土所处的状态)的不排水强度与当前的固结压力之比; Ncu p s —正常压密土(即基坑开挖以前土所处的状态)的不排水强度与当前的固结压力之比;m—可用单向固结试验、K0固结试验和等向固结试验测定土的压缩指数C c和膨胀指数C s进行计算。

但关注这方面的研究比较少。

超深基坑工程的施工对土体强度变形特性和建筑物地基基础的性状产生了许多重要的影响,也值得关注和研究。

超深基坑工程的开挖、降水等施工过程,极大地改变了土体的原始应力条件和原始物理状态,在深基坑工程的勘察设计中,如何研究这些因素对土的抗剪强度和变形特性影响的规律性是一个研究的方向。

降水改变了土体的应力条件与水文条件,对土的强度和变形特性有什么样的影响也是值得研究的课题,可以采用原位测试的方法或降水前后取土试验的方法来研究。

例如,对上海软土,有些对比试验资料显示,降水可以使不排水强度提高35%。

抗剪强度试验的加载条件如何模拟超深基坑工程土体的应力变化条件,研究卸载应力路径条件下的三轴抗剪强度试验。

卸载应力路径的三轴试验对仪器有特殊的要求,由于常规三轴仪的轴向压力与周围压力是联动的,因此不能做这种试验,需要采用轴向压力与周围压力完全分开施加的特殊三轴仪做试验。

已有的研究表明,卸载应力路径试验的黏聚力和内摩擦角都比常规三轴试验的结果小,开挖的深度越深,减小的百分比越大。

超深基坑工程施工条件对地基基础性状所产生的影响也不容忽视。

开挖产生的负孔隙水压力对土体稳定性产生重要的影响,开挖产生的负孔隙水压力能提高土的抗剪强度,但这个强度增加量会随着负压的消散而消逝。

因此挖方边坡失稳最危险的时刻不在挖方结束时,而在负孔隙水压力消散的过程中,因强度减低。

安全度下降而发生破坏。

在负孔隙水压力消散以前,基坑处于破坏风险极高的状态。

曾经发生的一些基坑的重大事故用血的教训验证这个客观规律。

30多年来,由于高层建筑、地下空间的发展,深基坑工程的规模之大、深度之深,成为岩土工程中事故最为频繁的领域,给岩土工程界提出了许多技术难题。

因此也是岩土工程中发展最为活跃的领域之一,成为岩土工程的技术热点和难点。

总结深基坑工程的经验对工程质量的提高和工程经验的积累都具有重要的价值。

所谓技术难点是指1.土力学的强度、变形、渗透三大课题在基坑工程中全部都出现了;2.施工因素对工程质量和的影响既巨大而又具有非常的不确定性;3.土力学的各种破坏模式相互交叉,互为因果,设计计算模式具有很强的不清晰性。

所谓技术热点是指:1.事故的频率高,灾害的涉及面宽,对社会的影响非常大,引起政府和社会的高度关注;2. 工程费用占造价的比例非常高,业主对基坑工程的压价,方案不合理和安全度过低是高事故率的潜在因素;3.施工方过度追求高速度和低成本是高事故率的直接引发因素。

7. 土与挡土结构的接触压力挡土结构的设计,关键的问题是正确取用土与挡土结构物界面的接触压力,包括土压力、水压力和弹性抗力。

基坑或边坡工程的支护结构与土体之间的接触压力是验算稳定性和支护结构设计的重要依据。

接触压力的大小、分布和方向取决于土体和支护结构的相互作用,即取决于土体的抗剪强度、结构的刚度和结构的变形,取决于土体和支护结构的静力平衡条件和变形控制条件。

经典土压力理论只能计算刚性界面上的接触压力,经典土压力理论没有考虑挡墙本身的变形,即将挡墙作为完全刚性的,只考虑挡墙的平移或转动等刚性位移。

但在实际工程中,不论是排桩式还是地下连续墙等板式的围护结构都是柔性的,会产生比较大的变形,而且在支撑和锚杆的约束下,围护结构的变形非常复杂,目前也没有解析的方法可以计算柔性挡墙与土体的接触压力。

经典土压力理论是在平面应变条件下的解答,无论是库仑理论或者是朗肯理论,都是平面应变条件下的解答,没有考虑末端的影响。

而实际的工程条件总是有限长的,在长边方向的中部比较接近于平面条件,但在基坑的转角处则与平面问题假定相距甚远,存在末端的影响。

接触压力的大小与哪些因素有关?基坑或边坡工程的支护结构与土体之间的接触压力主要取决于土体的重力(包括由土体传递的界面荷载所产生的作用力)、土体的抗剪强度(在弹性阶段则为土体的抗力系数的大小)以及支护结构的刚度和粗糙程度(变形大小与方向)。

7.1被动土压力与土抗力之间有什么关系?对基坑围护结构来讲, 被动土压力与土抗力的关系,给人感觉两者似乎有某种联系,但讲不清楚,也一直没有弄清楚过。

感觉两者都是“被动”产生的,然后感觉被动土压力是发生一定的位移后“突然”产生的,与位移的发生之间没有渐变的过程,只要竖向应力及土的c,ϕ值确定后,其分布及大小就是个定值。

土抗力与位移之间有k、m、c等有几种关系,只要有位移就有土抗力,并且是渐变的。

可不可以理解为被动土压力是土抗力的上限值?期盼高老师及各位指导。

谢谢。

被动土压力和土抗力都是作用于挡土结构物被动侧的接触压力,但它们产生的条件不同,所处的状态不同,因此计算的方法也就不同。

当开挖基坑时,在围护结构的内侧卸载,墙就有向坑内产生位移的趋势,墙后的静止土压力逐步减小,逐步向主动土压力状态发展。

太沙基通过试验发现当水平位移与墙高之比达到1:1000数量级时墙后土压力就减小到最小的主动土压力值;莱姆和惠特曼在砂土的三轴试验中观察到水平应变达到0.005数量级时就完成了从静止状态到主动状态的发展过程。

一些国外的资料对于发挥土压力所需的位移值见表6.1.1-1。

从这些数据可以看出,产生被动土压力的位移比产生主动土压力的位移大几倍到几十倍。

因此,当挡土结构产生主动极限状态时,被动侧的土抗力还远没有到达被动极限状态,而是仍处在弹性抗力阶段。

因此,可以采用弹性抗力系数的方法进行计算,也可以采用对被动土压力打一个折扣作为被动抗力使用。

不同的计算情况采用不同的方法,比较明确规定的就如上海市工程建设规范《基坑工程技术规范》DG/TJ08-61-2010的表5.3.3中,对水泥土重力式围护墙和板式支护体系的悬臂式围护墙都规定采用被动土压力,而对板式支护体系的带支撑(锚杆)围护墙则规定采用地基土的弹性抗力,即所谓的弹性支点法。

采用弹性支点法求解时,是将接触压力和位移同时求解得到的。

发挥土压力所需的位移值表6.1.1-1图6.1.1-1给出了刚性墙接触压力与位移的关系。

当位移方向为背离土体时,接触压力处于主动状态,从静止状态发展到主动极限状态所经历的位移发展过程比较短;但当位移方向指向土体时,接触压力处于被动状态,从静止状态发展到被动极限状态所经历的位移发展过程比较长。

在静止状态时,土体处于弹性状态,摩尔应力圆为K0圆。

当被动侧的土体达到极限状态,并形成滑裂面时的接触压力称为被动土压力。

在达到极限状态以前,在整个过程中,接触压力随位移的增大而增大,其比例系数称为水平抗力系数或水平刚度系数。

图6.1.1-1刚性墙接触压力与位移的关系图6.1.1-1所显示的是接触压力定性的发展过程,至于这位网友提到的如何计算土抗力的问题,是一个土体与结构物相互作用的复杂过程,计算时作了简化,将土模拟为一个个弹簧,并假定弹簧的弹性系数k 不随时间而变化,在空间上,假定弹性系数随深度的变化规律不同,就可以得到不同的计算方法。

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