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基坑支护技术及基坑设计计算说明,基坑监测​的重要性不言而喻

作者:点击:285 发布时间:2022-01-17

       早期基坑支护只是地下工程施工的临时辅助措施,随着基坑开挖规模和深 度的增加,基坑工程越来越复杂,岩土工程勘察设计、设计、施工、检测监测、周边环境保护、地下水控制、土方开挖等一系列技术内容。

      基坑支护技术是一种从实践中发展起来的技术,也是一门非常实用的学科。理论上,土力学的强度、稳定性、变形和地下水渗流理论仍然对基坑的稳定性、支撑结构的内力和变形计算具有重要的指导意义,但不能完全满足基坑工程的要求。

       由于基坑支护技术还涉及土壤和结构的共同作用、基坑时空效应和结构计算,随着施工工艺、开挖位置和顺序、支撑和开挖时间、结构系统和外部荷载的变化,每个施工条件的数据都可能影响支护结构的稳定性和安 全性。

       虽然岩土工程领域的学者和研究人员在土壤工程性质、土壤压力计算、支撑结构内力计算、基坑变形特性分析、基坑稳定性分析、地下水渗流分析、有限元计算领域等方面进行了大量研究,但由于岩土和地下水结构、岩土参数、应力和孔隙水压力、加载及其分布、土壤结构模型、计算理论和方法等不确定因素,理论研究仍不能准确得出更符合实际情况的结果,基坑工程的理论研究仍落后于实践。因此,基坑监测的重要性不言而喻,基于监测数据的基坑工程风险管理和安 全评价也成为新的研究热点。目前,基坑支护方案的选择和设计决策采用理论导向、经验判断可和重视。

支护基坑设计计算。

       支护基坑设计计算包括水压和土压计算、基坑稳定性计算、基坑变形计算、地下水控制计算等。水、土壤压力和基坑稳定性分析采用土壤力学中的经典理论,结合工程经验进行计算。支撑结构的内力分析是基坑工程设计的重要组成部分。初步计算理论是基于挡土墙设计理论的静平衡法、等值梁法、塑性铰链法等古典方法。由于基坑支撑结构不同于一般挡土墙的应力机制,根据上述方法的计算结果在大多数情况下大于内力测量结果,无法计算支撑结构的变形,因此有山肩帮助男性法、弹性法、弹性塑性法的分析方法。古典的方法和分析方法在理论上自己的局限性,难以满足复杂基坑工程的设计要求,现在很少使用。目前,平面垂直弹性基础梁法和平面连续介质有限元法是工程中常用的平面分析方法;对于空间效应明显、平面形状不规则的基坑,平面方法不能反映所有支撑结构的应力和变形。

       因此,利用三维分析的空间弹性基板法和三维连续介质有限元法在一些深基坑中得到了实际应用和成功。

基坑变形主要包括围墙变形、坑底隆起变形和坑外表面沉降。支撑结构内力计算的分析方法和数值分析方法理论上可以解决围护墙的变形。然而,测量结果和理论计算结果往往存在差异。因此,在目前的基坑变形主要采用理论计算和测量经验相结合的方法进行估算。

       目前,济大学启明星基坑软件、北京理正软件设计研究院深基坑支护结构计算软件、P KPM基础施工软件等各类商业软件均可完成基坑支护设计计算。一些研究人员利用大型有限元计算软件(如∶ABAQUS、ANSYS等)研究基坑的三维形状,并在个别特深基坑中得到了很好的应用。


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