《城市地下空间建设新技术》第2章PPT文件格式下载.ppt
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工程构件连接精度控制难度较工程构件连接精度控制难度较大;
大;
层板混凝土的表观质量控制难层板混凝土的表观质量控制难度较大等等。
度较大等等。
u基坑时空基坑时空效应与变效应与变形控制形控制软土地区软土地区由于开挖由于开挖和降水使和降水使得空间受得空间受力状态发力状态发生改变生改变科学地制定考虑时空效应的开挖和支科学地制定考虑时空效应的开挖和支撑的施工设计方案撑的施工设计方案2.1概述2.1概述本章针对天津站交通枢纽工程后广场工本章针对天津站交通枢纽工程后广场工程,结合该工程课题研究组的研究成果,介程,结合该工程课题研究组的研究成果,介绍一些城市超深基坑地下工程设计与施工关绍一些城市超深基坑地下工程设计与施工关键技术。
键技术。
u主要存在以下主要存在以下问题(11)基于一维压缩试验以及常规三基于一维压缩试验以及常规三轴试验基础建立的计算参数属于轴试验基础建立的计算参数属于简单情况下的加荷问题简单情况下的加荷问题深基础、地下隧道、深基坑均深基础、地下隧道、深基坑均涉及土的开挖卸荷问题涉及土的开挖卸荷问题采用加荷条件且不考虑应力路采用加荷条件且不考虑应力路径的土体参数进行深基坑的分析径的土体参数进行深基坑的分析设计设计不严格不严格。
(22)超深基坑开挖工程超深基坑开挖工程卸荷幅度很大,卸荷幅度很大,土体处于严重超固结状态土体处于严重超固结状态基坑施工时降水与开挖交替进行,基坑施工时降水与开挖交替进行,有效应力的增减导致土体加荷与卸有效应力的增减导致土体加荷与卸荷的反复荷的反复沿用加荷状态下的土的强度指标沿用加荷状态下的土的强度指标有可能导致设计有可能导致设计安全度安全度不足。
不足。
2.2技术介绍2.2.1超深基坑开挖中的土力学问题u考虑加、卸荷条件的土体特性考虑加、卸荷条件的土体特性单调卸荷条件单调卸荷条件卸荷应力路径卸荷应力路径UUUU表示竖向卸荷,水平向卸荷;
表示竖向卸荷,水平向卸荷;
等号右边的数字表示竖向加、等号右边的数字表示竖向加、卸荷应力与水平向加、卸荷应力卸荷应力与水平向加、卸荷应力的比值。
的比值。
UU=0UU=0和和UU=UU=分别代表了主动区分别代表了主动区和被动区两种极端情况下的和被动区两种极端情况下的应力应力路径路径。
2.2技术介绍2.2.1超深基坑开挖中的土力学问题u考虑加、卸荷条件的土体特性考虑加、卸荷条件的土体特性考虑开挖、降水交替施工过程考虑开挖、降水交替施工过程考虑开挖降水作用比仅考虑开挖时土体总的回弹值小。
考虑开挖降水作用比仅考虑开挖时土体总的回弹值小。
降水后土体的强度显著提高,相同应力水平下,土体呈现较小的降水后土体的强度显著提高,相同应力水平下,土体呈现较小的应变和变形量。
应变和变形量。
降水对土的压密作用使得土体强度峰值高于仅考虑开挖作用土体降水对土的压密作用使得土体强度峰值高于仅考虑开挖作用土体的强度峰值。
的强度峰值。
经历降水开挖路径与仅经历开挖路径的土体相比明显呈现超固结经历降水开挖路径与仅经历开挖路径的土体相比明显呈现超固结土的性质。
土的性质。
2.2技术介绍2.2.1超深基坑开挖中的土力学问题u考虑土体应力路径下的强度指标选取考虑土体应力路径下的强度指标选取采用不同的试验方法,可得出截然不同的土体抗剪强度参数。
采用不同的试验方法,可得出截然不同的土体抗剪强度参数。
建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范规定:
规定:
对于饱和黏性土应采用在土的有效对于饱和黏性土应采用在土的有效自重应力下预固结的三轴不固结不自重应力下预固结的三轴不固结不排水试验确定抗剪强度指标。
排水试验确定抗剪强度指标。
岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范中则没有明中则没有明确采用何种参数,但规定土的抗剪确采用何种参数,但规定土的抗剪强度试验方法应与基坑工程设计要强度试验方法应与基坑工程设计要求一致,符合设计采用的标准。
求一致,符合设计采用的标准。
建设部行业标准建设部行业标准建筑基坑支护技建筑基坑支护技术规程术规程采用三轴固结不排水试验采用三轴固结不排水试验强度指标,且当地有可靠经验时允强度指标,且当地有可靠经验时允许采用直剪试验强度指标。
许采用直剪试验强度指标。
冶金部行业标准中规定,采用水土分冶金部行业标准中规定,采用水土分算时应选取有效应力强度指标,也可算时应选取有效应力强度指标,也可采用三轴固结不排水试验强度指标;
采用三轴固结不排水试验强度指标;
采用水土合算时应选取三轴固结不排采用水土合算时应选取三轴固结不排水试验强度指标,并应乘以水试验强度指标,并应乘以0.70.7的折的折减系数。
减系数。
上海市工程建设标准上海市工程建设标准地基基础设地基基础设计规范计规范规定:
当采用水土分算时,规定:
当采用水土分算时,取三轴固结不排水试验或直剪固快取三轴固结不排水试验或直剪固快试验的峰值;
当采用水土合算时,试验的峰值;
当采用水土合算时,取直剪固快试验的峰值。
取直剪固快试验的峰值。
2.2技术介绍2.2.1超深基坑开挖中的土力学问题u考虑土体应力路径下的强度指标选取考虑土体应力路径下的强度指标选取基坑工程设计时,土的抗剪强度的试验方法基坑工程设计时,土的抗剪强度的试验方法不宜采用直剪试验不宜采用直剪试验。
在在计算主动区土压力计算主动区土压力时采用时采用固结不排水试验固结不排水试验强度指标是比较合强度指标是比较合理的。
理的。
被动区土体的强度指标被动区土体的强度指标一般也采用一般也采用固结不排水剪固结不排水剪强度指标。
强度指标。
对于对于砂土和碎石土砂土和碎石土,计算支挡结构物上的主、被动土压力时应,计算支挡结构物上的主、被动土压力时应当使用土的当使用土的有效应力强度有效应力强度指标。
指标。
对于对于饱和黏性土饱和黏性土,在计算和分析中一般使用,在计算和分析中一般使用总应力强度指标总应力强度指标,如固结不排水如固结不排水(CU)和不固结不排水和不固结不排水(UU)试验的强度指标等。
试验的强度指标等。
2.2技术介绍2.2.1超深基坑开挖中的土力学问题基坑降水工程基坑降水工程基坑降水工程基坑降水工程需要达到目的需要达到目的需要达到目的需要达到目的11)疏干基坑内)疏干基坑内储水,创造干式储水,创造干式开挖作业条件;
开挖作业条件;
22)降低坑底承压)降低坑底承压含水层水头,防含水层水头,防止突涌发生,避止突涌发生,避免渗流破坏;
免渗流破坏;
33)控制降水引起)控制降水引起的地面沉降,避免的地面沉降,避免较大差异沉降;
较大差异沉降;
44)控制降水对)控制降水对坑内梁、柱等围坑内梁、柱等围护、支护结构体护、支护结构体的影响。
的影响。
2.2技术介绍2.2.2超深基坑降水设计与施工技术需要制定科学合理的基坑降水方案需要制定科学合理的基坑降水方案2.2技术介绍2.2.2超深基坑降水设计与施工技术科学合理的科学合理的基坑降水方案基坑降水方案疏干井设计疏干井设计减压井设计减压井设计地面沉降计算地面沉降计算所需所需资料资料l基本水文地质资料:
含水基本水文地质资料:
含水层厚度层厚度H;
含水层的渗透系数含水层的渗透系数K;
影响半径影响半径R;
含水层的补给条件;
地下水流动方向;
水力梯度;
等等等等l基坑工程平面位置以及周基坑工程平面位置以及周边环境资料边环境资料2.2技术介绍2.2.2超深基坑降水设计与施工技术基坑工程施工环基坑工程施工环境越来越复杂境越来越复杂基坑深度越来基坑深度越来越大越大环境保护要求环境保护要求越来越高越来越高深基坑降水工程中含水层之间的水力联系是一个非常重要的因素。
深基坑降水工程中含水层之间的水力联系是一个非常重要的因素。
水力联系较小,水力联系较小,潜水层疏干对承压含潜水层疏干对承压含水层几乎没有降压效果,需要对承压水层几乎没有降压效果,需要对承压含水层设置减压井降水,增加工程造含水层设置减压井降水,增加工程造价。
价。
水力联系较大,水力联系较大,当潜水层疏干后承压含当潜水层疏干后承压含水层水位已经满足抗突涌稳定验算要求,水层水位已经满足抗突涌稳定验算要求,不需要对承压含水层进行减压措施,不不需要对承压含水层进行减压措施,不需要设置止水帷幕。
需要设置止水帷幕。
2.2技术介绍2.2.2超深基坑降水设计与施工技术井流降水按照井流降水按照“分层降水、按需降水、动态调整分层降水、按需降水、动态调整”的原则。
的原则。
回灌井回灌井对地面沉降有很好的控制效果。
对地面沉降有很好的控制效果。
可先设置最上层水平支撑,然后开始进行坑内降水;
宜采用分层、宜采用分层、分段降水与分层、分段挖土的施工方法以减小降水引起的变形。
分段降水与分层、分段挖土的施工方法以减小降水引起的变形。
2.2技术介绍2.2.2超深基坑降水设计与施工技术u进行超深基坑承压含水层的降压设计应考虑进行超深基坑承压含水层的降压设计应考虑疏干对承压含水层疏干对承压含水层水头的影响水头的影响的有利作用。
的有利作用。
u分析降压对环境的影响(地面沉降)时,必须考虑分析降压对环境的影响(地面沉降)时,必须考虑疏干井疏干疏干井疏干降水运行降水运行对承压含水层的水头有对承压含水层的水头有显著降低显著降低作用带来的地面沉降。
作用带来的地面沉降。
u工程施工中可根据场地地下水分布特点、基坑开挖深度及承压工程施工中可根据场地地下水分布特点、基坑开挖深度及承压水控制要求,制定水控制要求,制定承压水的控制策略承压水的控制策略。
u可采用基坑分块开挖至设计坑底标高、分块打设基础的方案,可采用基坑分块开挖至设计坑底标高、分块打设基础的方案,减少基坑开挖到底后的减少基坑开挖到底后的突涌风险突涌风险。
2.2技术介绍2.2.3超深基坑工程地下连续墙施工技术地下连续墙是一种较为先进的地下工程地下连续墙是一种较为先进的地下工程结构形式和施工工艺。
结构形式和施工工艺。
在泥浆护壁的情况下,开挖一条狭长的在泥浆护壁的情况下,开挖一条狭长的深槽,在槽内放置钢筋笼,并浇灌水下混深槽,在槽内放置钢筋笼,并浇灌水下混凝土,筑成一段钢筋混凝土墙段。
将若干凝土,筑成一段钢筋混凝土墙段。
将若干墙段连接成整体形成一条连续的地下墙体。
墙段连接成整体形成一条连续的地下墙体。
地下连续
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