基坑变形分析PPT教案

1、会计学1基坑变形分析基坑变形分析第1页/共59页第2页/共59页序号类型主要原因主要危害坑外地面沉降(1)支挡结构发生水平位移；(2)基坑降水使土层固结沉降；(3)桩、墙施工的钻孔、开槽；(4)坑边地面堆土、堆载、交通运输(5)由于降水或锚杆钻孔引起饱和砂土颗粒流失；(6)坑底流土；(7)坑底隆起；。(1)使相邻的建（构）筑物不均匀沉降；(2)使地面、路面和市政管线塌陷与开裂。坑外地面水平位移(1) 支挡结构发生水平位移；(2) 桩、墙施工的钻孔、开槽；(3) 坑边地面堆土、堆载、交通运输。对使相邻的建（构）筑物和市政管线与开裂与错位。第3页/共59页序号类型主要原因主要危害3坑底隆起 (1)

2、坑底地基土承载力不足；(2)地面超载大；(3)插入比过小，被动区支挡结构物向基坑前移（踢脚）；(4)坑底开挖减载土体回弹；(5)坑底下承压水的扬压力使坑底土层突涌；(6)基坑暴露时间长，产生过大的蠕变变形。(1)引起坑外土体的变形；(2)不利于主体工程地下部分的施工；(3)增加主体工程的工后沉降；(4)破坏内支撑结构(5)使预先施工的工程桩上浮。第4页/共59页序号类型主要原因主要危害4支挡结构侧向位移(1)支挡墙及锚杆（内支撑）变形； (2)超挖及支撑(锚固)不及时；(3)插入比小；(1)是坑外地面沉降和水平位移的主要原因；(2)增加了主体工程地下部分施工的困难；(3)使支挡结构物开裂和破坏

3、5支挡结构竖向位移(1)由于基坑开挖使土体回弹，引起向上位移； (2)由于孔底和槽底沉渣使桩、墙向下位移；(3)基坑降水、坑边堆载的负摩阻力。 (1)影响支护结构的稳定性；(2)影响周边土体变形。第5页/共59页 （a）弓形 （b）上正弯，下反弯（c）前倾型 （d）踢脚型 (a)主要表现在深厚软土层中，且当有支撑的围护墙埋入坑底以下深度不太大时最为常见，(b)当围护墙插入深度大，且采用内支撑时; (c)无支撑的悬臂挡墙结构；(d)基坑位于深厚淤泥中，且墙体插入深度不大时。第6页/共59页其中I区地表沉降最小，最大沉降小于1%H（H为最终的基坑开挖深度），适用于砂土和软-硬粘土。II区和III区

4、根据坑底以下软土的厚度及坑底抗隆起稳定系数而定，最大沉降可达1-3 %H。主要采用排桩和板桩等刚度较小的支护结构， Peck的统计数据第7页/共59页maxvv第8页/共59页PIZ:主要影响区第9页/共59页第10页/共59页第11页/共59页长条形基坑的变形性状第12页/共59页第13页/共59页第14页/共59页第15页/共59页第16页/共59页地连墙施工对周边土体位移的影响程度，主要与沟槽的宽度、深度及长度，以及泥浆护壁效果紧密相关。由于地连墙成槽施工引起的土体的位移占整个基坑开挖变形总量的比例很小，但是在一些工程中，地连墙成槽施工引发的沉降量却占总沉降量的40%50%。其水平位移及

5、沉降影响范围一般为1.52.0倍的槽深，最大的沉降值可达0.05%0.15%倍的槽深，最大水平位移一般小于0.07%倍的槽深。 第17页/共59页第18页/共59页第19页/共59页第20页/共59页第21页/共59页第22页/共59页挡墙最大侧移与支撑系统刚度关系曲线 第23页/共59页第24页/共59页0)(44awabppdzxdEI对于zH：对于zH：0)(044awashbppvkbdzxdEI第25页/共59页0)(044awashbppvkbdzxdEIzkhm1mzkh（m法）kh第26页/共59页32035xcrcrEIbvxHmkk2k2 . 01cmkh=2000N（kN

6、/m3） 第27页/共59页序号地基土类别预制桩、钢桩灌注桩m(MN/m4)桩顶水平位移（mm）m(MN/m4）桩顶水平位移（mm）1淤泥；淤泥质土；饱和湿陷性黄土24.5102.566122流塑（IL1）、软塑（0.750.9粉土；松散粉细砂；松散、稍密填土4.56.010614483可塑（0.25IL0.75）状粘性土；湿陷性黄土；e=0.750.9粉土；中密填土；稍密细砂6.010101435364硬塑（0IL0.25）、坚硬（IL0）粘性土；湿陷性黄土；e25%水泥掺量13%40006000第29页/共59页（a）标准型 （b）旋转型 （c）多折型 （d）悬臂型第30页/共59页第31

7、页/共59页第32页/共59页墙体最大水平位移与开挖深度的关系研究学者土质及支护特点hmax/H（%）Goldberg et al.（1976）软黏土钢板桩1地连墙0.25砂土、砂砾土、硬黏土0.35Clough & ORourke（1990）软到中等硬度黏土0.2Ou et al.（1993）台北，黏土及砂土交替地层0.20.5Masuda（1993）日本，黏土，地连墙支护0.050.5Carder（1995）硬黏土支撑刚度高0.125支撑刚度中等0.2支撑刚度低0.4吴佩轸等（1997）地连墙（台北地区）0.070.2Wong et al.（1997）下卧良好土层开挖深度内软土层厚

8、度0.9He0.5开挖深度内软土层厚度0.6He50m1.5一般地基边长30m1.52.03050m2.02.550m2.5软弱地基边长30m2.53.53050m3.54.550m4.5Long（2001）开挖深度内软土层厚度0.6He，高FOS，开挖面位于硬土层，内支撑支护0.21悬臂墙0.36Yoo（2001）上覆硬黏土、残积土、砂土，下卧风化岩石、软岩、硬岩围护墙排桩0.15搅拌桩墙0.13灌注桩0.14地连墙0.05支撑内支撑0.13锚杆0.11第34页/共59页Wang et al.（2005） 软土300.13王建华等（2005）逆作法0.10.6(0.26)徐中华等（2007）

9、上海地区软土地连墙或排桩顺作法0.42逆作法0.25丁勇春等（2008）上海地区软土0.050.7徐中华等（2008）地连墙，顺作法0.11.0（0.42）徐中华等（2007）上海地区饱和软黏土逆作法，方形基坑0.10.6（0.25）逆作法，圆形基坑00.1（0.05）连续墙，灌注桩0.11.0（0.44）钢板桩0.33.5（1.50）SMW工法0.150.75（0.41）水泥土搅拌桩0.32.5（0.91）复合土钉0.20.9（0.55）第35页/共59页第36页/共59页=10KaH （mm)K修正系数，围护墙取K=0.3，柱列式支护结构取K=0.7，板桩墙取K=1.0，基坑开挖深度（m）

10、， a地层沉降值与基坑开挖深度的比值 第37页/共59页HSini1w)2/45tan(w0Hx第38页/共59页（i）分别计算初始阶段和最终开挖阶段的挡墙变形量，包括Ac1、Ac2、As，取Ac=max(Ac1、Ac2)；（ii）当As1.6Ac，沉降模式为凹槽型；当Ashm的情况；（iv）根据第（ii）步的曲线模式选择和第（iii）步计算得到的vm，确定相应的地表沉降曲线。第39页/共59页BSNSHF7 . 01ucusDSNSHFucus1墙体最大位移比hm/He与坑底抗隆起安全系数FS关系 (a)(b)第40页/共59页第41页/共59页hmaxpswhmaxMBDvmaxpswvm

11、axMBD若干项修正第42页/共59页wsDBpM（1）围护墙刚度和支撑横向间距，修正系数为（2）支撑刚度与间距，修正系数为（3）硬土层埋深，修正系数为（4）基坑宽度，修正系数为（5）支撑预加轴力，修正系数为（6）土体模量乘子，即模量与不排水抗剪强度之间的关系的修正系数为第43页/共59页第44页/共59页10log1isiiNiiiNiC hPPeP建筑地基基础设计规范（GB50007-2002） )(111iiiiniciccczzEps第45页/共59页54. 004. 05 . 0)(tan)1 . 0(53. 0)(5 .120167. 017.29cHDHqHH第46页/共59页nziii=1tiatrzhEh zi第i层土的卸荷量（kPa）； a开挖面积修正系数； t坑底暴露时间修正系数； rh残余应力影响深度（m） 考虑插入比的坑底回弹增量 r0.06120.19HhH坑底以下z深度处的回弹量第47页/共59页不同插入比下坑底回弹增量 (cm)t/H1.51.41.31.21.11.00.90.80.60.40.20.100.150.310.500.700.901.201.502.413.907.1911.88残余应力卸荷应力残余应力系数 200r2rr0.9501.0hhhhhhzi0i(1)第48页/共59页第49页/共59页第50页/共