侨福阳明上海项目基坑支护设计文献综述

 2022-10-24 10:10

文献综述(或调研报告):

深基坑工程是涉及到土力学、流变学、结构力学、钢筋混凝土结构等多门学科,是一项综合性的岩土工程问题。 主要涉及到土层性质、支护结构、支撑形式、地基处理、地下水防治以及环境影响等方面。目前研究的课题主要有:土压力理论、支护结构内力和变形的计算理论、基坑失稳破坏的机理等方面。目前由于深基坑的增多,支护技术发展很快,多采用钻孔灌注桩,地下连续墙,深层搅拌水泥土墙、加筋水泥土墙和土钉墙等,计算理论相比较于从前都有很大的改进。支撑方式有传统的钢柱(或者型钢) 和混凝土支撑, 亦有在坑外采用土锚拉固。 内部支撑形式也有多种,有对撑,角撑,桁架式边撑等。在地下连续墙用于深基坑支护的方面,还推广了“两墙合一”和逆作法施工技术,能有效的降低支护结构的费用和缩短工期。下面就几个主要方面进行简单的阐述。

1、土压力问题

在基坑支护设计中,土压力计算是设计的前提和条件,因此正确计算作用在支护结构上的土压力非常重要。从很早开始就有许多学者进行了研究,其中1773年的Coulomb 和 1857年的Rankine提出的土压力理论奠定了土压力计算的基础,Peck和Terzaghi根据作用于挡土墙上的土压力分布实测资料提出了一些关于土压力分布的建议。具体在基坑开挖过程中导致主、被动土压力发生变化的因素主要有开挖卸荷和开挖产生的位移。

2、设计计算理论

设计计算理论设计计算理论设计计算理论设计计算理论随着计算机技术的发展和计算手段的改进, 矩阵位移法、有限单元法等数值计算方法得到了长足的发展。地下工程的计算理论也从原先的荷载结构法向前迈了一大步,进入了“地层—结构法理论” 阶段。深基坑工程设计应包括支护结构设计和降水、隔渗设计以及施工工法与施工组织设计等。目前,对于悬臂桩支护结构、 桩—锚、 桩撑支护结构的内力分析方法大多采用类似Blum理论的古典方法。 由于该古典方法作了很大简化, 其计算结果与支护结构内力实测结果相比,在大部分情况下偏大。 弹性抗力法在理论上比古典方法较为成熟。它假定土压力己知且横撑轴力及挡土结构弯矩在下道支撑设置以后均不变化,考虑了挡土结构的变形,但未考虑支撑的变形。由于作用于支护结构上荷载确定及土体参数取值的困难而限制了弹性理论计算支护结构的发展。

3、深基坑变形研究

在城市改造和市政建设中,深基坑开挖引起得周围地基土沉降问题越来越受到人们得重视。由于沉降造成邻近建筑物及地下管道和电缆的破坏和影响带来的损失是很大的。工程中,对基坑变形控制的要求越来越严格。由此可见,对深基坑开挖引起的周围地基土的变形和沉降进行研究和预测是必要的。深基坑工程问题实质上归根结底就是稳定性和变形的问题。有支护基坑的稳定性主要取决于支护结构的合理性和可靠性,验算条件通常包括:(l) 整体稳定性分析(2) 围护结构的抗倾覆稳定性或踢脚稳定性(3) 基坑底部土体的抗隆起稳定性。传统的基坑计算均以稳定性为主,未研究解决在失稳之前的变形过程。但在当前的基坑工程中, 由于对周边环境的要求,基坑变形控制已成为重要的设计内容。变形控制设计包括变形预测分析、动态设计及变形控制技术三项基本内容:(1) 变形预测分析(2) 动态设计(3) 变形控制技术。

4、深基坑发展趋势

基坑向着大深度、大面积方向发展,周边环境更加复杂,深基坑开挖与支护的难度愈来愈大。因此,从工期和造价的角度看两墙合一的逆作法将是今后发展的主要方向。但逆作法施工受桩承载力的限制很大,采用逆作法时不能采用一柱一桩,而是一柱多桩,增加了成本和施工难度。如何提高单桩承载力,降低沉降,减少中柱桩(中间支承柱),达到一柱一桩,使上部结构施工速度可以放开限制,从而加快进度,缩短总工期,这将成为今后的研究方向。

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