逆作法和狹長基坑工程的若干問題研究.pdf

1、隨著城市化水平快速提高，地上可利用空間逐漸趨于飽和，地下空間的開發(fā)利用對基坑開挖支護(hù)技術(shù)提出了新的要求。逆作法深大基坑的變形計(jì)算、軟黏土強(qiáng)度各向異性對坑底抗隆起穩(wěn)定性的影響和狹長線形基坑的土壓力取值及抗隆起穩(wěn)定分析等問題都是伴隨著地下空間綜合開發(fā)而產(chǎn)生的新課題。本文針對上述問題通過數(shù)值、解析和模型試驗(yàn)方法分別進(jìn)行了研究，主要工作和結(jié)論如下:
　　1、通過有限元建模分析逆作法深大基坑盆邊不同留土尺寸及坑底工程樁條件下的基坑水平變形，

2、擬合得到考慮留土頂寬、高度、坡率及工程樁作用影響的杭州地區(qū)典型土體等效m參數(shù)取值計(jì)算公式，提出可以考慮逆作法基坑盆邊留土與坑底工程樁影響的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)三維分析方法。研究結(jié)果表明，逆作法基坑盆邊預(yù)留土堤和坑底密集的工程樁都能減小地下連續(xù)墻的變形，基坑地表沉降及坑底隆起量;工程樁樁間距S/D大于10時(shí)，可不考慮工程樁的作用。
　　2、天然黏土表現(xiàn)出明顯的強(qiáng)度各向異性，在軟黏土地區(qū)中的基坑抗隆起分析時(shí)有必要考慮土體各向異性的影響。采用基

3、于空心圓柱儀(HCA)杭州原狀軟黏土試驗(yàn)結(jié)果的土體強(qiáng)度各向異性不排水強(qiáng)度公式，針對樁墻式支護(hù)基坑繞下道支撐的圓弧滑動抗隆起穩(wěn)定模式，推導(dǎo)得到坑底抗隆起穩(wěn)定分析公式。結(jié)果表明:不考慮土體強(qiáng)度各向異性的軟黏土基坑抗隆起分析和基于傳統(tǒng)Casagrande各向異性公式的抗隆起分析都將高估杭州軟黏土基坑的抗隆起穩(wěn)定性。
　　3、針對地鐵車站、地下綜合管廊等狹長線性基坑，研制室內(nèi)土壓力試驗(yàn)?zāi)Ｐ脱b置，開展不同填土寬度、墻土摩擦角以及砂土密實(shí)度下

4、剛性擋墻相對平動模式模型試驗(yàn)，采用土壓力盒(SPT)量測移動擋墻從靜止?fàn)顟B(tài)到被動極限狀態(tài)過程中水平土壓力，利用顆粒圖像測速技術(shù)(PIV)研究墻后土體滑裂面發(fā)展規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明土體寬度、墻土摩擦角及砂土密實(shí)度對擋墻上的土壓力有顯著影響，有限土體寬度下，土體寬度越窄，墻土摩擦角越大，砂土越密實(shí)，擋墻上極限狀態(tài)水平被動土壓力值越大，土壓力合力作用點(diǎn)向墻底移動;密砂條件下，土壓力達(dá)到峰值后呈快速衰減趨勢;對比臨近既有擋墻或基巖面的剛性擋墻上的

5、土壓力，相對平動剛性擋墻的土壓力更易達(dá)到被動極限狀態(tài)。
　　4、采用有限元軟件Plaxis建模分析不同開挖寬度的基坑，得到了基坑隆起破壞潛在滑裂面，依據(jù)滑裂面分布規(guī)律提出了考慮基坑寬度影響的抗隆起穩(wěn)定分析模式。通過算例，分析了淤泥質(zhì)黏土和砂性土地基中基坑寬度、支擋墻嵌入深度對基坑坑底抗隆起穩(wěn)定安全系數(shù)的影響。結(jié)果表明:其他幾何參數(shù)相同條件下，基坑寬度越小，坑底抗隆起穩(wěn)定安全系數(shù)越大;粉砂土基坑抗隆起穩(wěn)定的寬度效應(yīng)較淤泥質(zhì)黏土基坑更