地下连续墙侧向变形影响因素分析

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地下连续墙质量问题分析与解决措施

地下连续墙质量问题分析与解决措施

地下连续墙质量问题分析与解决措施摘要:随着我国城市地下空间开发成为主要的发展方向,地下连续墙被广泛应用。

与此同时,施工质量和墙体质量存在的问题却一直困扰着施工人员。

鉴于此,本文结合相关工程实例,重点研究了针对不同问题应该采取相应的措施,可为今后提高地下连续墙施工质量提供一定的参考。

关键词:地下连续墙;问题分析;解决措施一、工程概况在某市东北郊热电厂翻车机室基础施工中,由于主体结构开挖深度大(18m),设计时采用了地下连续墙作为基坑围护结构。

地下连续墙厚度为800mm,深度为34m。

根据翻车机室的布置形式,在槽段的划分过程中,存在多幅“L”形及“T”形异性槽段,而异形槽段是地下连续墙施工中的薄弱环节,其施工质量好坏直接影响到整个翻车机室地下连续墙围护结构的质量。

本文就该工程地下连续墙常见的几种质量问题进行并提出解决措施。

二、地下连续墙局部渗水处理(1)、产生的原因1、局部刚度差地下连续墙渗水多发生在连续墙槽段之间的连接处,由于连接处有施工逢等原因,造成刚度薄弱,且抗渗能力差。

尽管有时对连接处结构形式、施工工艺进行了多次的改进,仍然会出现渗水现象2、连接不牢地下连续墙施工是在泥浆中进行,要把先施工的槽段接头处的土体和泥浆清干净,使后浇的混凝土墒体能和它很好的连接。

但由于施工中存在对先浇混凝土墙体和后浇混凝土墙体接触面清刷的不干净,泥浆护壁效果不佳造成渗水。

3、钢筋笼起吊变形、散架对于地连墙来说,由于墙体厚、深度大,钢筋笼的体积和质量也较大,有的重达几十吨。

因此,整体吊装对起吊设备要求很高。

施工现场从安全角度考虑,通常会分节制作并采用电焊或接驳器对接。

但无论整体吊装还是分节吊装后在对接,钢筋笼的整体刚度及起吊的方式,均是需重点考虑的问题。

否则会造成钢筋笼起吊变形甚至散架。

4、土体坍塌在地下连续墙施工过程中由于土体坍塌等因素的影响,可能会使混凝土中夹有较大的泥块等,造成槽段的连接处有贯通槽壁的缝隙,产生局部的渗水漏水现象。

地下连续墙开挖与支护中的变形监测及分析报告

地下连续墙开挖与支护中的变形监测及分析报告

地下连续墙开挖与支护中的变形监测及分析报告一、引言在地下工程中,连续墙的开挖与支护是一个至关重要的环节。

为了确保工程的安全与稳定,必须采取适当的变形监测与分析手段来评估施工过程中的变形情况。

本报告旨在对地下连续墙开挖与支护中的变形进行全面监测与分析,为工程建设提供科学依据。

二、监测目的连续墙开挖与支护过程中的变形监测旨在:1. 评估连续墙开挖对周边土体和周围建筑物的影响;2. 检测支护结构的变形情况,以及其对施工过程的影响;3. 提供实时数据,及时预警并采取相应的措施。

三、监测方法在本次工程中,我们采用了以下监测方法:1. 基准测量:在开工前,通过精密水准仪和全站仪对周边建筑物的基准点进行测量,以获知变形情况;2. 沉降监测:通过埋设沉降观测点并测量其相对变形,以评估支护结构对地面沉降的影响;3. 壁体轴力监测:采用测力计等设备,实时监测连续墙的内部受力情况;4. 监测孔测斜:通过设置监测孔,利用测斜仪测量墙体的倾斜变形情况。

四、监测结果与分析通过实时监测,我们获得了以下数据:1. 沉降监测结果表明,在连续墙开挖与支护过程中,地表沉降总量为Xmm,沉降趋势逐渐趋于稳定;2. 壁体轴力监测显示,墙体受力均匀,内部应力分布合理;3. 监测孔测斜数据表明,连续墙整体倾斜情况较小,不会对施工造成较大影响。

五、变形分析基于以上监测数据,我们对连续墙开挖与支护过程中的变形进行了分析:1. 地表沉降情况稳定,说明支护结构的施工质量良好,地表沉降对周围建筑物的影响较小;2. 墙体轴力均匀,表明支护结构具备足够的抗力和刚度,能有效控制开挖过程中的变形;3. 连续墙整体倾斜情况较小,不会对施工造成严重影响。

六、结论与建议根据对地下连续墙开挖与支护中变形监测与分析的研究,得出以下结论与建议:1. 目前连续墙的开挖与支护工作进展顺利,变形情况可控;2. 需要继续加强对周边建筑物的监测,及时掌握地表变形情况;3. 在施工过程中,需加强对支护结构的巡查与维护,及时发现并处理潜在问题。

地下连续墙施工常见的质量问题原因分析及预防处理措施

地下连续墙施工常见的质量问题原因分析及预防处理措施

地下连续墙施工常见的质量问题原因分析及预防处理措施发布时间:2022-01-04T06:31:14.348Z 来源:《新型城镇化》2021年23期作者:吴鹏琴李进勇周杰[导读] 本文结合工作经验,针对地连墙施工过程中常见的质量问题进行了原因分析并提出了针对性处理预防处理措施。

中冶华亚建设集团有限公司摘要:本文结合工作经验,针对地连墙施工过程中常见的质量问题进行了原因分析并提出了针对性处理预防处理措施。

关键词:深大基坑地下连续墙复杂环境质量问题一、前言地下连续墙具有以下优点:(1)刚度大,抗渗性能好,可在砂卵石层和较软岩层中施工,地层适用范围广;(2)施工振动小,能贴近邻近建筑物及管线施工,环境适应强;(3)施工速度快,工期适应性强。

随着社会的发展,城市深大基坑基坑越来越多,地连墙由于其独特的优势在深大基坑中的应用也越来越广泛。

但由于其大多应用于基坑周边环境复杂项目,若是出现质量问题,后果将不堪设想,本文结合武汉市一些项目的施工经验,对地连墙施工中常见质量问题进行了总结分析,以期给类似工程提供经验。

二、地下连续墙施工常见质量问题原因分析及预防处理措施1、导墙施工导墙作为地下连续墙中必不可少的临时构造物,它能起到挡土、支撑、储蓄泥浆、防止泥浆漏失等作用。

导墙施工过程中常见的质量问题是导墙变形。

1.1产生原因(1)导墙侧壁土软弱坍塌。

(2)导墙周边施工荷载过大。

(3)导墙内侧未设支撑。

1.2预防处理措施导墙周围设排水沟避免地表水对侧壁土的不利影响,加大导墙深度;导墙混凝土强度未达到前应避免大型设备在附近作业;导墙建筑混凝土时两侧要对称进行,导墙模板应等混凝土强度达到设计值后方可拆除,拆模后在导墙内撑设置圆木支撑并用泥土及时回填;对变形严重的导墙应拆除,用在优质土回填夯实后重新施工。

2、成槽施工成槽施工过程中的主要问题是槽壁坍塌。

2.1产生原因(1)遇竖向层理发育的软弱土层或流砂土层。

(2)泥浆配制不合要求,质量不符合要求。

地下连续墙深基坑围护结构施工变形的分析研究

地下连续墙深基坑围护结构施工变形的分析研究

地下连续墙深基坑围护结构施工变形的分析研究作者:陈志华来源:《建筑与装饰》2020年第15期摘要当前,我国地铁车站深基坑施工一般以地下连续墙加内支撑的形式作为围护结构,围护结构在施工过程中的稳定性和安全性直接影响着车站是否可以进行正常施工,它决定了整个车站的建设周期和经济成本。

因此,对于地下连续墙在深基坑开挖过程中的变形与安全的研究是十分必要的。

本文围绕广州地铁3号线同和站深基坑地下连续墙变形与基坑安全进行分析探讨。

关键词地铁车站;深基坑;地下连续墙变形控制由于地铁交通的便利,地铁建设行业在最近几年里获得了较好的发展,地铁车站工程的安全问题也引起了社会各个层面的广泛关注。

从基础施工的安全角度来看,就会发现深基坑这一环节在地铁车站施工安全中是十分重要的,而地下连续墙在深基坑工程之中又是主要围护结构,地下连续墙的变形程度和变形规律能否掌握直接影响到了整个地铁车站的最终施工安全。

1 工程概况广州地铁三号线同和站位于广州大道北,沿广州大道北呈南北走向,站位所处的广州大道北段现状为路宽40米的8车道城市主干道,道路两侧建筑物较多。

车站有效站台中心里程为YCK-5-173.000,车站起点里程YCK-5-106.000,车站终点里程YCK-5-553.100,车站外包全长449.1米,其中存车线及折返线长284.2米,标准段宽度19.5米。

本站位场地南低北高,地面高程为31.6~39.6m,基坑开挖深度南段较浅北段较深,南段深约18m,北段深约25m,2 深基坑地下连续墙施工方案围护结构为厚800mm地下连续墙,桩嵌固深度为进入基坑底面花岗岩残积土、全风化层不小于6.5m,采用三至五道内支撑。

第一道支撑采用钢筋砼其余各道支撑采用钢管支撑φ600。

施工顺序如下:①围护桩施工完成后,开挖第一层土方至第一道混凝土支撑底,然后施工桩顶冠梁及第一道混凝土支撑,等冠梁、第一道混凝土支撑混凝土强度达到设计强度且基坑预降水20天后,进行混凝土支撑以下土方开挖。

基坑地连墙在开挖过程中的变形趋势

基坑地连墙在开挖过程中的变形趋势

基坑地连墙在开挖过程中的变形趋势摘要:基坑开挖是一个卸载的过程,具有竖直方向与水平方向卸载,同时还有应力应变路径问题,土体的弹性模量、压缩模量也在变化。

在局部卸载过程中,由于存在主动土压力,墙内外的土压力差值在增加,会造成地下连续墙产生向坑内的侧向变形。

随着开挖深度增加,地下连续墙变形量在增加、变形位置也在变化。

关键词:基坑地连墙;开挖;变形趋势;随着地下空间的综合开发,基坑的规模越来越大,基坑开挖宽度和深度不断突破以往记录。

深基坑的研究已经较多,而对随基坑开挖宽度增加带来的影响研究的较少。

定性的粗略来讲,基坑开挖宽度越大,对周边环境的影响也随之增加,然而是否存在一个临界宽度,使基坑宽度的增加对周边环境的影响范围不再增加,此临界值的影响因素有哪些。

一、工程概况该深基坑工程最大开挖深度为17.97m,开挖宽度含工作面为30m,基坑平面形状为规则的长方形。

二、基坑地连墙在开挖过程中的变形趋势1.测点布置。

施工之前在地下连续墙钢筋笼上埋设带导槽优质测斜管,测点布设于基坑四周,沿基坑长边各布设2个监测点,基坑短边中点各布设1个监测点,设于中点。

主要是在墙底附近侧移较监测结果明显偏大,这是由于实测值是在假定墙底侧移情况下得出的结果,但实际情况中墙底会向坑内产生一定量的侧移。

另外,由于没有考虑地下水、天气及施工机械荷载的影响,也使得监测结果存在一定的偏差。

2.基坑宽度的影响分析。

数值计算中对基坑开挖引起的地表变形、连续墙变形及坑底变形进行了研究,本文中仅讨论开挖宽度对基坑开挖引起的坑底变形的影响。

由不同基坑开挖宽度的坑底隆起变形的计算结果可以看出:1)基坑开挖时,坑底发生隆起,当基坑开挖宽度较小时,由于基坑两侧连续墙的存在,基坑底部的隆起相当于在两连续墙间,存在一个类似土拱,使得基坑中央隆起值最大,基坑周边受到连续墙的约束,隆起值小于基坑中央;2)当基坑开挖宽度较小时,随着基坑开挖宽度的增加,两侧连续墙对坑底隆起的限制作用越来越弱,坑底隆起值增加,当基坑开挖宽度小于50m时,随基坑开挖宽度增加,坑底隆起值增加,但增加幅度逐渐减小;3)开挖宽度继续增加,地表变形和连续墙变形均有收敛的趋势,因而坑底隆起土体总体积的增加也趋于收敛,但由于隆起范围增加,因此坑底隆起值减小;4)当基坑宽度继续增加时,随基坑宽度增加,坑底隆起值减小但基坑两侧之间的相互影响明显减小,可忽略不计,因此基坑中心的隆起值会小于基坑边缘的隆起。

地下连续墙九大常见问题原因与防治措施方案

地下连续墙九大常见问题原因与防治措施方案
常见问题及原因:
①导壁损坏或变形
原因:
1、导向壁的强度和刚度不足。
2、地基已塌陷或被冲刷。
3、导墙侧面无支撑。
4、作用于导墙的施工荷载过大。
预防措施和治疗方法:
预防:按要求施工导墙,导墙钢筋应连接好;适当增加导向墙的深度,加固地质;围墙设置排水沟;在导向墙的侧面增加支撑;应用载荷分散设施,使受力均匀分布;
如果凹槽严重塌陷,则需要用更好的粘土填充凹槽并重新钻孔;局部塌陷可增加泥浆密度;如发现大面积塌方,用优质粘土(掺20%水泥)回填至塌方点以上1-2m。在沉积物被压实之后,进行凹槽形成。
③槽截面挠度(弯曲)
槽断面单向偏斜,垂直度超过规定值
原因:
1、插床柔性悬挂装置偏心,抓斗不水平放置。
2、槽内遇到硬土层。
2、锁管千斤顶拔出能力不够,或不同步,不能克服管子与土墙混凝土之间的摩擦阻力。
3、拔管时间没有把握好,混凝土终于凝固,摩擦阻力增大;在混凝土浇筑过程中,锁头管不经常上下移动。
4、锁管表面的耳槽盖漏水。
预防措施和治疗方法:
锁管的制造精度(垂直度)应小于1/1000,安装时必须垂直插入,偏差不大于50mm;提取装置的容量应大于摩擦阻力的1.5倍;锁管拔出时间要把握好,一般混凝土达到自立强度(3.5-4h),开始预拔,5-8h拔出管子,混凝土初凝后应上下移动,每10-15min一次;挂锁管槽盖时盖住月牙。
处理:对堵塞的管道进行敲击、摇晃、振动或吊运,或用长杆疏通管道混凝土;如无效,可在上层混凝土尚未凝固时,将管子取出,重新插入混凝土中,用空气吸泥机将导管内的泥浆排出,然后重新浇筑和捶打混凝土.
⑦接头管拔不出来
地下混凝土连续墙接缝处的锁管在混凝土浇筑后不能拔出。
原因:

地下连续墙施工最容易出问题的五个地方

地下连续墙施工最容易出问题的五个地方导言地下连续墙是地下工程和深基础施工中常用的技术,在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁,既可截水、防渗,又能承重。

由于地下连续墙施工是在泥浆中进行的,不直观,若施工操作不当将导致后期出现质量问题。

我们整理了地下连续墙的质量通病与防治措施,与您分享如下。

导墙质量通病:导墙变形、开裂、下沉等导致漏浆;墙体承载力不足;超方形成鼓包导致钢筋笼无法下放。

预防措施:(1)导墙应按条形基础进行设计,保持导墙表面平整高度一致,比地面略高5cm以避免泥浆流入槽内。

(2)钢筋绑扎时予以固定,确保位置准确不变形。

(3)基槽开挖时严格控制标高,并严格控制挖方量,严禁超挖欠挖。

(4)采用振冲、深层搅拌等方法加固导墙底部地基,并在端头井阴阳角拐弯处将导墙适当外延,确保槽断面空间充足。

槽壁质量通病:泥浆质量不合格,密度及浓度不满足要求,无法护壁;钻头钻进速度过快;地下水位过高浸泡槽壁,影响泥浆质量;槽壁上地表荷载过大等原因导致槽壁塌方。

预防措施:严格控制泥浆质量,定时抽查检测;钻进施工时不可一味图快,并加强方向控制,严禁碰触孔壁;及时调整液面标高,保持其高于地下水位,并设置高于地面的排水沟、集水井;槽段附近禁止重车通行或堆放大量物体。

支护质量通病:墙背受土压力及水压力等荷载作用产生侧向变形;加设支撑不及时;预应力损失,致使设计工况与施工工况严重不符,导致地墙变形过大,增大了渗漏的可能。

防治措施:及时修补混凝土裂缝、蜂窝等问题,封堵连续墙漏水处;及时加设支撑,尽量缩短连续墙暴露时间;对预应力损失进行补张拉。

钢筋笼质量通病:槽壁凹凸不平或倾斜过大,钢筋笼尺寸偏差过大,钢筋笼刚度不足导致变形,使吊放钢筋笼困难。

浇筑混凝土时出现钢筋笼上浮;钢筋笼重量过轻;槽底沉渣过多。

预防措施:调整钻机导板箱垂直度,保持槽壁面平整垂直;严格控制钢筋笼外形尺寸,下放时保持垂直;焊接时实行对称施焊防止变形。

浇筑混凝土时须做好清槽,控制沉渣厚度;在导墙上设置锚固点以固定钢筋笼位置。

关于地铁车站地下连续墙支护基坑变形的探讨

关于地铁车站地下连续墙支护基坑变形的探讨摘要:地下连续墙是当前很多地铁车站进行深基坑施工所采用的支撑围护结构。

深基坑在开挖的过程中,地下连续墙会出现不同程度的变形,其变形的程度会对施工安全有一定影响。

基于此,本文将对地铁车站地下连续墙支护基坑变形进行分析和探究,希望为相关地铁车站施工提供一些帮助。

关键词:地铁车站;地下连续墙;支护基坑引言:城市化进程的加快推动了城市中各项基础设施的建设,地铁作为一种交通工具,有效地缓解了地上交通的压力,使得地铁建设工程得到快速发展。

地铁车站的基坑较深,要想降低其对附近环境的影响,应利用地下连续墙来对基坑进行围护,使基坑开挖的质量与安全得到保证。

一、工程概况(一)车站基坑设计某市地铁7号线呈东西方向,附近有很多绿化带与道路,外部为居民小区。

该车站总长373米,标准段的净宽为32米,站中心的顶板覆土为2.5m,标准段基坑在开挖时的深度为15米,是钢筋混凝土四跨三柱的地下两层双岛型车站。

该车站采用的基坑围护结构是地下连续墙,厚度包含60cm与80cm两类,地墙深度为28米,深入黏土土层。

该车站竖向设置了五道支撑,其中,第一道支撑为地墙顶圈梁和60cm*80cm混凝土支撑的相互结合,第二道支撑至第五道支撑是φ609钢的支撑。

车站里侧的五米范围内基底下方3.5米均使用高压旋喷进行加固,下翻梁的一些部位也使用高压旋喷进行加固。

(二)工程地质状况该车站场区是正常的沉积区,从上到下可以把土层分成七个大层、十二个亚层与一个夹层。

在这些土层中,①1层是近代人工进行堆填而成,①2层是河浜的淤泥,从②层到⑤层都是全新世(Q4)沉积层,从⑥层到⑦层都是更新世(Q3)沉积层,土层的分布大体均匀。

从水文上来看,该车站场地的地下水为潜水类,一般都是从地表径流与大气降水进行补给,水位呈现气象型的动态,而且地下水的埋深通常是3cm至15cm,年均5cm至7cm。

第⑤2层的灰色黏土是微承压水层,第⑦1层是第一承压的含水层,此承压水不会对基底产生危害。

地下连续墙侧向变形影响因素分析

Hans Journal of Civil Engineering 土木工程, 2018, 7(2), 124-131Published Online March 2018 in Hans. /journal/hjcehttps:///10.12677/hjce.2018.72016Analysis of Influencing Factors ofLateral Deformation of UndergroundContinuous WallJie Yuan, Xun Wu, Qiuwang Peng, Jianping ChenGuangzhou University, Guangzhou GuangdongReceived: Feb. 16th, 2018; accepted: Mar. 2nd, 2018; published: Mar. 9th, 2018AbstractABAQUS finite element software is used to analyze the effects of soil properties and surrounding soil overload on the lateral deformation of underground continuous wall. In the analysis we used single factor sensitive analysis, that is, other factors remain unchanged and only a single factor is changed for analysis. The results show that: 1) The change of the soil properties has a great influ-ence on the lateral deformation of the underground continuous wall. The change of the soil prop-erties above the substrate does not cause the lateral deformation of the wall to change; it mainly changes the size of the lateral displacement of the wall. 2) The surrounding load of the foundation pit has a great influence on the lateral deformation of the wall, especially for the underground continuous wall without supporting in the wall crown. The existence of overload makes the lateral displacement of the wall increase, and also changes the form of the lateral deformation of the wall.KeywordsUnderground Continuous Wall, Lateral Deformation, Finite Element地下连续墙侧向变形影响因素分析袁杰,吴勋,彭秋旺,陈建平广州大学,广东广州收稿日期:2018年2月16日;录用日期:2018年3月2日;发布日期:2018年3月9日摘要利用ABAQUS有限元软件分析土体性质、周边土体超载两个因素对地下连续墙侧向变形的影响。

地铁站基坑开挖地连墙墙体变形规律分析

地铁站基坑开挖地连墙墙体变形规律分析摘要:目前,我国的经济飞速发展,地铁行业的发展也有了很大的进步。

中国城市交通越来越拥挤,为了解决这个问题而大力开发地下资源,发展地下交通已经成为趋势。

我国很多大中城市都在修建或者准备修建地铁,在地铁修建过程中深基坑工程是一项复杂、安全性要求很高的工程。

对由于深基坑开挖而引起的围护结构变形进行数值模拟,对保证基坑施工安全有积极的意义。

虽然研究者对深基坑的变形规律进行了一定的研究,但深基坑工程的理论研究仍需加强,以便于指导实际工程。

关键词:地铁站;基坑开挖;地连墙墙体;变形规律分析引言深基坑工程的施工过程主要包括开挖土方、支护结构施工以及降排水处理等施工内容,而深基坑支护结构的安全稳定则是保证施工安全的重要基础,因此必须加强变形监测工作。

施工单位应在变形监测中积极应用信息化以及数字化的技术手段,加大在深基坑变形监测方面的研究力度,充分了解深基坑支护结构变形的基本机理。

同时监测人员还应不断总结实践经验,根据深基坑变形监测数据来分析其客观规律,以便准确掌握深基坑支护结构的受力变形情况,并为及时采取有效的防控措施提供数据参考,从而确保深基坑施工以及周边建筑的安全。

1概述地下连续墙是地铁车站基坑开挖的围护结构之一,同时兼顾主体结构的一部分,是保护基坑安全与维护周围建筑物稳定、隔离地下水的基本方法。

但是,在基坑开挖过程中,由于墙体两侧土压力和水压的变化,引起墙体水平发生变形,而较大墙体变形可能会导致基坑局部或整体性发生失稳。

所以,对墙体的位移变形、支撑轴力、地表沉降等研究是保护基坑安全的前提条件。

地基土体较软弱的地区进行高层建筑施工往往需要做很深的基础.而在深基坑开挖的过程中,部分坑内土体被挖除后,底部土体由于卸荷作用将发生回弹变形,基坑内部以及周围的土体应力将发生改变,从而导致围护结构和周围已有建(构)筑物受到影响。

深基坑开挖引起的地下连续墙的变形问题一直以来是工程师们关心的重点.到目前为止,深基坑开挖引起地下连续墙较大的侧向变形问题已经有许多学者进行了研究,并且有关地连墙侧向变形的理论也比较丰富。

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Hans Journal of Civil Engineering 土木工程, 2018, 7(2), 124-131Published Online March 2018 in Hans. /journal/hjcehttps:///10.12677/hjce.2018.72016Analysis of Influencing Factors ofLateral Deformation of UndergroundContinuous WallJie Yuan, Xun Wu, Qiuwang Peng, Jianping ChenGuangzhou University, Guangzhou GuangdongReceived: Feb. 16th, 2018; accepted: Mar. 2nd, 2018; published: Mar. 9th, 2018AbstractABAQUS finite element software is used to analyze the effects of soil properties and surrounding soil overload on the lateral deformation of underground continuous wall. In the analysis we used single factor sensitive analysis, that is, other factors remain unchanged and only a single factor is changed for analysis. The results show that: 1) The change of the soil properties has a great influ-ence on the lateral deformation of the underground continuous wall. The change of the soil prop-erties above the substrate does not cause the lateral deformation of the wall to change; it mainly changes the size of the lateral displacement of the wall. 2) The surrounding load of the foundation pit has a great influence on the lateral deformation of the wall, especially for the underground continuous wall without supporting in the wall crown. The existence of overload makes the lateral displacement of the wall increase, and also changes the form of the lateral deformation of the wall.KeywordsUnderground Continuous Wall, Lateral Deformation, Finite Element地下连续墙侧向变形影响因素分析袁杰,吴勋,彭秋旺,陈建平广州大学,广东广州收稿日期:2018年2月16日;录用日期:2018年3月2日;发布日期:2018年3月9日摘要利用ABAQUS有限元软件分析土体性质、周边土体超载两个因素对地下连续墙侧向变形的影响。

在分析袁杰等中我们采用单因素敏感分析法,即其他因素不变的情况下只改变单一因素进行分析。

分析结果显示:1) 土体性质的改变对地下连续墙侧向变形影响较大,基底以上土体性质的变化不会造成墙体侧向变形形式的改变,它主要是改变墙体侧向位移的大小。

2) 基坑周边超载对地连墙侧向变形影响很大,特别是对于墙顶无支撑的地下连续墙,超载的存在使得墙体侧向位移增加的同时,也改变了墙体的侧向变形形式。

关键词地下连续墙,侧向变形,有限元Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/1. 引言刘宗仁等[1]全面深入地阐述了基坑工程支护体系的设计、施工和监测等内容。

丛蔼森等[2]系统地介绍了地下连续墙的设计、施工方法及最新的科研成果。

俞建霖、龚晓南等[3]在深基坑工程中采用三维空间有限单元法,分析了空间效应在基坑开挖过程中对围护结构侧向变形、侧向土压力分布的影响,并将计算结果与二维平面问题的结果进行了比较,通过工程实例证明了三维分析在基坑工程中的合理性。

高文华等[4]将三维有限元计算模型应用在基坑开挖过程中,模型考虑了基坑开挖引起的空间效应及地基流变引起的时间效应,能够计算在任意时刻及位置的变形。

熊春宝[5]等采用有限元软件ABAQUS对天津某软土深基坑工程进行了三维非线性有限元模拟分析。

通过数值分析结果与实际测量数据的比较,验证了有限元分析方法的精度,计算方法及结论,有益于今后对类似基坑工程进行更可靠的分析设计。

费康、张建伟等[6]系统地介绍了ABAQUS 软件用于岩土工程数值分析的功能和方法。

杜习磊等[7]将基坑、支护结构及基坑周围土体放在一个系统中进行研究,得到了一些对深基坑设计和施工有实际意义的结论。

李胤铎[8]等建立三维有限元模型对上海轨道交通杨浦线(M8)工程复兴路站基坑分步开挖,以及车站主体结构分步浇筑的整个施工过程进行分析,介绍了工程的相关情况。

黄传胜、张家生等[9]分析了不同的模型平面尺寸及计算深度对深基坑变形产生的尺寸效应,提出了确定有限元模型合理尺寸的方法。

张嘉、罗士梅等[10]探讨了钢筋混凝土排桩联合钢内支撑的基坑支护形式,对比分析基坑及相邻建筑物的受力状态和变形情况,验证了模型的建立和应用是合理和可靠的。

针对地下连续墙侧向变形问题,本文利用ABAQUS有限元软件分析土体性质、周边土体超载两个主要因素对地下连续墙侧向变形的影响。

在分析中采用单因素敏感分析法,即其他因素不变的情况下只改变单一因素,从而总结出该因素对地下连续墙侧向变形的影响规律。

2. 分析模型的建立在本文数值模拟分析中,为了减小其他无关因素对计算结果的影响,便于简单分析,因此对模型进行简化。

土体模型尺寸为200 m × 63 m × 50 m,基坑开挖宽度为20.5 m,开挖深度为17.5 m,与工程实例相同。

支护结构采用地下连续墙加内支撑,均为钢筋混凝土材料,混凝土强度等级为C30。

地下连续墙墙厚0.8 m,墙长35 m,取基坑开挖深度的2倍。

内支撑截面为矩形,截面尺寸取0.8 m × 1.0 m。

为了方便分析,将土体分为两层,分别为基坑开挖面以上土体及基坑开挖面以下土体,土层参数如表1所示。

对土体及支护结构进行网格划分,为了提高计算精度及计算速度,对连续墙及基坑周边土体网格进行加密处理。

土体及支护结构网格划分如图1和图2。

袁杰等Table 1.Soil parameters表1. 土层参数表土层重度(kN/m) 粘聚力(kPa) 内摩擦角(˚) 弹性模量(MPa) 泊松比第一层17.0 8 6 5 0.35第二层20.5 35 20 500 0.28Figure 1. Soil meshing图1. 土体网格划分Figure 2. Support structure meshing图2. 支护结构网格划分3. 土体性质对连续墙侧向变形的影响分析为了研究土体性质对地下连续墙侧向变形的影响,将模型中土体分为两部分进行研究,分别为基坑底面以上土体性质及基坑底面以下土体性质对连续墙侧向变形的影响。

连续墙在基底以上及以下具有不同的受力状态,即基底以上墙体主要受到侧向水土压力,其中土压力为主动土压力,基底以下墙体在基坑外部受到的土压力为主动土压力,在基坑内部受到的土压力为被动土压力。

影响土体强度的主要因素为粘聚力、内摩擦角、弹性模量、泊松比等,且该四种主要因素之间又有着密切联系。

因此通过改变这四个参数来改变土体性质,进而探讨连续墙的侧向变形规律。

3.1. 基底以上土体性质对连续墙侧向变形的影响分析将基本模型中的土体参数作为对照算例,然后另取三个算例进行分析计算,土体参数如表2所示。

同时,只改变基底以上土体参数,模型中其他条件保持不变,分析连续墙侧向变形规律。

经分析计算,四个算例对应的基坑开挖完成后连续墙侧向变形随墙体深度的变化曲线如图3所示。

四个算例对应的连续墙侧向位移最大值及其位置如表3所示。

通过图3及表3可知,基底以上土层性状越好,墙顶水平位移越小而且连续墙侧向变形越小,且这种效果很明显。

从图3可以看出,基底以上土体性质变化对连续墙变形形式影响不大,因首层土体开挖完成后连续墙处于悬臂受力状态,墙体有向基坑内部的侧向位移,随着开挖深度的增加,墙体向基坑内部的侧向位移也不断增大,且最大位移位置不断下移,四个算例中墙体最大侧向位移均出现在−10 m附袁杰等Table 2.Soil parameters表2. 土层参数表算例重度(kN/m) 粘聚力(kPa) 内摩擦角(˚) 弹性模量(MPa) 泊松比原算例17 8 6 5 0.35算例1 17.5 10 10 6 0.35算例2 18 12 15 10 0.32算例3 18.5 15 20 15 0.3Table 3.Maximum lateral displacement and position of continuous wall under different soil properties表3. 不同土体性质下连续墙最大侧向位移及位置算例最大位移值位置(m) 最大侧向位移(mm)原算例−9.5 11.74算例1 −9.5 10.59算例2 −10.5 7.64算例3 −10.5 5.95Figure 3. Lateral deformation curve of continuous wall underdifferent soil properties图3. 不同土体性质下连续墙侧向变形曲线近,墙体最大侧向位移由原算例的11.74 mm减小到算例3的5.95 mm,分别减小9.8%、27.8%和22.1%,变化十分明显,最大侧向位移出现位置约为基坑开挖面以上1/3深度处。

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