地鐵深基坑的的施工的基坑安全的設(shè)計(jì)研究

1、.wd地鐵深基坑施工的基坑平安研究 同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院博士學(xué)位論文軟土地區(qū)地鐵深基坑開挖施工的基坑本體平安評價(jià)研究姓名：王蓉申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：巖土工程指導(dǎo)教師：劉國彬;馬忠政20210701摘要摘要隨著上海城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的完善，地鐵車站基坑正向深、大、近、緊、難方向開展。為了確切掌握施工過程中基坑支護(hù)體系的受力規(guī)律和平安性狀，本文以上海某地鐵車站基坑支護(hù)體系變形為主要研究對象，利用動態(tài)變形動態(tài)控制的方法，基于對大量現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果的分析，著重研究和探討了軟土地區(qū)深基坑支護(hù)構(gòu)造地下連續(xù)墻內(nèi)力與變形、支撐內(nèi)力及立柱樁位移與內(nèi)力變化等相關(guān)問題。主要內(nèi)容包括以下幾方面：l、對地下連續(xù)墻的破壞模式

2、與破壞機(jī)理進(jìn)展了分析。對承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)下地下連續(xù)墻的極限彎矩進(jìn)展了推導(dǎo)，并進(jìn)一步給出了地鐵車站地下連續(xù)墻的極限彎矩簡化計(jì)算式，以方便工程估算。介紹了地下連續(xù)墻測斜位移的曲線擬合法，并推導(dǎo)了地下連續(xù)墻的抗彎剛度簡化公式，該公式簡單實(shí)用，易于在工程實(shí)踐中使用。對正常及異常測斜曲線的特點(diǎn)進(jìn)展了描述，并從累計(jì)變形(比)、變形速率的方面對測斜曲線所表征的地下連續(xù)墻的平安性狀進(jìn)展了探討，并對地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)參數(shù)對墻體變形的影響進(jìn)展了分析。給出地下連續(xù)培內(nèi)力與變形的平安評判指標(biāo)與評判方法。2、在分析基坑支撐構(gòu)造破壞機(jī)理的根底上，對施工過程中支撐軸力隨工況變化規(guī)律進(jìn)展分析研究并對上海各地鐵車

3、站基坑的最大支撐軸力進(jìn)展了統(tǒng)計(jì)。推導(dǎo)了單跨壓桿式鋼支撐的內(nèi)力計(jì)算公式，并給出由穩(wěn)定性控制的支撐極限軸力隨支撐長度變化的實(shí)用計(jì)算式。建立了立柱豎向位移引起雙跨壓桿式支撐構(gòu)造內(nèi)力變化的計(jì)算公式，利用構(gòu)造力學(xué)原理與極限彎矩理論對立柱豎向位移控制指標(biāo)進(jìn)展了界定，并對支撐構(gòu)造允許變形狀態(tài)下的內(nèi)力控制指標(biāo)進(jìn)展了核算。給出單跨壓桿式支撐及雙跨壓桿式支撐的平安評判指標(biāo)與評判方法。3、對基坑開挖坑底隆起帶動立柱隆起時(shí)，立柱樁的受力與位移模式進(jìn)展了初步分析，并給出了立柱樁位移、軸力與樁周摩阻力的計(jì)算方法。立柱的豎向位移是引發(fā)支撐系統(tǒng)破壞的主要因素之一。由支撐構(gòu)造允許變形狀態(tài)下的內(nèi)力控制指標(biāo)反算出立柱的容許隆起位移

4、。分析了基坑寬度、圍護(hù)墻插入比、下臥堅(jiān)硬土層深度、被動區(qū)土體強(qiáng)度、圍護(hù)墻側(cè)摩阻力、地面超載等因素對基坑抗隆起平安系數(shù)的影響。摘要4、結(jié)合某地鐵車站的具體情況確立了深基坑本體的平安評價(jià)指標(biāo)，運(yùn)用綜合集成風(fēng)險(xiǎn)評估方法構(gòu)建了基坑本體的平安評價(jià)模型 并根據(jù)實(shí)測結(jié)果對其平安等級進(jìn)展劃分并評價(jià)其平安狀態(tài)。關(guān)鍵詞：地鐵車站，基坑工程，支護(hù)體系，地下連續(xù)墻，支撐構(gòu)造，立柱樁，平安性評判，綜合集成風(fēng)險(xiǎn)評估一一ABS認(rèn)CTABSTRACTWiththedevelopmentofurbanrailtransitnetworkinShanghai，thede印excavationofmetrostationisbec

5、omingdeeper,larger,closer,mo塢andmoreadjacentanddifficultInordertopositivelyunderstandthestresslawandthesafetycharacterofsupportingsystemindeepexcavationunderconstructionInthisdissertation,throughgatheringandanalyzingagreatlotoffielddataandconstructiondocument,andregardingthedeformationofsupportingsy

6、stemofcertainmetrostation麗tlldetailrecordofworkconditionasmainresearchobjects，thechangesofinternalforceofthediaphragmwall，internalforceofbracedstructureanddisplacementandinternalforceofuprightcohmmindeepexcavationinsoftclayal'caa托researchedanddiscussed011thebasisofagreatlotoffielddataofthest

7、ationinShanghaiMetroLinesandthelogosof“dynamicdeformationanddynamiccontrol"Prilna巧contentincludesseveralpartsasfollows：1n圮ultimatebearingmomentofdiaphragmwallisdeducedintwoultimatestatusofbearingcapacityandregularservice，andthesimplifiedequationsofultimatemomentofdiaphragmwallinMetrostation

8、sareacquiredfurthertofacilitateengineeringestimationn艟curvefittingmethodofdeviationalsurveyofdiaphragmwallisintroduced,andthesimplifiedformulaofbendingrigidityofdiaphragmwallisdeducedthatissimply,practical，andeasytobeusedinpracticalengineeringBydescribingthecharacteristicofnormalanddeviantdeviationa

9、lsurveycurves,thesafetycharacterofdiaphragmwallindicatedbydeviationalsurveycurveisdiscussedonthefacetsofcumulativedeformation(ratio)anddeformationspeedrate,andtheinfluenceofdesignparametersofdiaphragmwalltodeformationisanalyzed2Onthebasisoftheanalysisofthefailuremechanismofbracedstructure，thechangem

10、entlawofstrutforceandthemaximalstrutforceofseveralmetrostationsisanalyzed1f1艟computingformulaoftheinternalforceofthebracedstructureundertheverticaldisplacementofuprightcolumnisestablished，thecontrolindexoftheverticaldisplacementofuprightcolumnisdefmedbymakinguseoftheprincipleofstructuralmechanicsand

11、theultimatebendngmomenttheory,andthecontrolindexoftheinternalforceisaccountedundertheallowabledeformationofbracedstructuren圮internalforceformulaofsteelstrut、耐mthestyleofsinglespanandpressurebarisdeduced，thepracticalformulaofultimatestrutforcewiththechangementofstrutTnABSTRACTlengthisacquiredonthecon

12、trolofstability3Totheconditionofupliftofpitbottomdrivingupliftofuprightcolumninexcavation,themodeofforceanddisplacementisinitiallyanalyzed，andthecomputingmethodsofdisplacement,axialforceofuprightcolumnandfrictionresistancearounduprightcolumnareacquired1f11everticaldisplacementofuprightcolumnisthemai

13、nfactorofthefailureofbracedsystem硒eallowableupliftdisplacementofuprightcoltmmisbackanalyzedbythecontrolindexofinternalforceintheconditionofallowabledeformationofracedstruc turen圮influenceofwidthoffoundationpit，insertionratioofdiaphragmwall，depthofdown-layingstiffsoillayer,soilstrengthofpassivedistri

14、ct,shaft；frictionresistanceofenclosurewall，overchargeongroundandetc，tothesafetycoefficientoffound靠onpitsagainstbasalheavefailureisanalyzed4Accordingtothephysicalcircumstanceofcertainmetrostation，thesafetyevaluationindexofexcavationontologyisestablished，andthesafetyevaluationmodelisestablishedbyusmgt

15、hegeneralintegrationriskassessmentmethodTheproposedmodelisthenappliedtoapracticalprojectandthesafetylevelisdistinguishedandthesafetyconditionisevaluatedKeyWords：Metrostation,excavationengineering，supportingsystem,failuremechanics，diaphragmwall，bracedstructure，uprightcolumn，syntheticintegrationriskas

16、sessment一一學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本人完全了解同濟(jì)大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意如下各項(xiàng)內(nèi)容：按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，并采用影印、縮印、掃描、數(shù)字化或其它手段保存論文；學(xué)校有權(quán)提供目錄檢索以及提供本學(xué)位論文全文或者局部的閱覽效勞；學(xué)校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定向國家有關(guān)部門或者機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版；在不以贏利為目的的前提下，學(xué)?？梢赃m當(dāng)復(fù)制論文的局部或全部內(nèi)容用于學(xué)術(shù)活動。學(xué)位論文作者簽名：形孝如解7月7日經(jīng)指導(dǎo)教師同意，本學(xué)位論文屬于保密，在年解密后適用本授權(quán)書。指導(dǎo)教師簽名：學(xué)位論文作者簽名：年月日年月日同濟(jì)大學(xué)學(xué)

17、位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，進(jìn)展研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含任何他人創(chuàng)作的、已公開發(fā)表或者沒有公開發(fā)表的作品的內(nèi)容。對本論文所涉及的研究工作做出奉獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明的法律責(zé)任由本人承當(dāng)。E9獸月形r氰年簽略掃第1章引言11研究背景與意義111基坑工程現(xiàn)狀第1章引言隨著我國經(jīng)濟(jì)建立的高速開展，為了更充分地利用土地，一方面，高層、超高層建筑不斷增加，另一方面，人們也越來越多地利用地下空間，建立大規(guī)模的市政工程如地下停車場、大型地鐵車站、地下變電站、地下商場、地下民

18、防工事等。無論是高層建筑深根底的施工，還是地下空間的利用，都需要進(jìn)展大規(guī)模的地下開挖，這就牽涉到大量的深基坑工程問題llJ。地鐵車站基坑是深基坑工程的一個(gè)主要形式。中國城市軌道交通建立，目前正處于前所未有的建立頂峰之中，北京、上海、廣州、深圳、南京、天津、杭州等城市都陸續(xù)展開了大規(guī)模的軌 道交通建立。上海作為中國經(jīng)濟(jì)開展的龍頭，經(jīng)濟(jì)的持續(xù)開展和城市化水平的不斷提高，將使2021年上海主城內(nèi)的人口出行總量到達(dá)3700萬人次日，依靠常規(guī)的地面交通體系，無法滿足如此巨大的城市交通出行，必須依靠大容量的快速軌道交通系統(tǒng)。按照上海市軌道交通的總體規(guī)劃21，遠(yuǎn)期上海軌道交通網(wǎng)將由17條線路(市域快速線4條

19、、市區(qū)地鐵線8條、市區(qū)輕軌線5條)組成，總長約為810km，共設(shè)車站430座。截至2021年上海世博會之前，將新建包括既有線在內(nèi)的13條快速軌道交通工程，全線設(shè)333座車站，平均時(shí)速35-40公里，平均站距12公里。建成后每天可接納近800萬人次，占全市客流總量的35,-40：上海中心城區(qū)市民出行將實(shí)現(xiàn)“500米以內(nèi)有地鐵，中心城區(qū)的任意點(diǎn)之間45分鐘互通，外環(huán)線以外30分鐘抵達(dá)中心城區(qū)的“5，4，3的交通戰(zhàn)略目標(biāo)，從而使上海的軌道交通跨入國內(nèi)領(lǐng)先、世界先進(jìn)展列，如圖11所示。按照這個(gè)規(guī)劃，近幾年內(nèi)，上海市每年將有近100個(gè)車站基坑和近100公里盾構(gòu)區(qū)間同時(shí)旅工，這種超常開展的建立規(guī)模在世界上

20、可謂史無前例。由于上海軌道交通網(wǎng)的不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)中的換乘節(jié)點(diǎn)越來越多，地鐵工程施工深度越來越深，根據(jù)對上海市在建和擬建的95個(gè)地鐵車站基坑進(jìn)展的統(tǒng)計(jì)*I口q言結(jié)果來看，車站標(biāo)準(zhǔn)段深度超過15米的占92，超過20米的一葉31，端頭井超過15米的甚壘到達(dá)了100，超過20米的占35¨J。雖然超過20米的基坑所占比例到達(dá)了31這些基坑也必定成為關(guān)注的焦點(diǎn)而投入了大量的人力、物力和財(cái)力，而占據(jù)總量69的開挖深度在20米以下的基坑往往被無視，在施工中由于施丁工期及施工人員平安意識缺乏等原因使得開挖深度在1520米的基坑成為平安隱患。趙錫宏、楊國祥等(1997)指r“當(dāng)開挖深度接近20米時(shí)，各測

21、點(diǎn)的實(shí)測水平位移均出現(xiàn)位移速率突然增大的現(xiàn)象，說明此時(shí)基坑內(nèi)外的土面高等所形成的加載的作用，使基坑周圍土體產(chǎn)生較大的塑性區(qū)，引起基坑變形的加速進(jìn)展，但是目前對20米以F基坑的研究比擬零碎，這使得我們對開挖深度超過20米基坑的研究存在定的困難。圖1I上海城市軌道交通近期規(guī)劃日112目前深基坑開挖中存在的平安問題基坑工程由于其技術(shù)復(fù)雜、涉段范圍廠、影響因素多、事故頻繁，在士木I程中最具挑戰(zhàn)性。又由于基坑支護(hù)工程造價(jià)高，丌工數(shù)量多，成為各承包商爭奪的重點(diǎn)，同時(shí)也是業(yè)主降低程造價(jià)、確保F程質(zhì)量的重點(diǎn)。當(dāng)前城市基坑工程朝著“深、大、近、緊、難、險(xiǎn)的方向開展，此外還具有以下特點(diǎn)：第1章引言(1)臨時(shí)性：一

22、般情況下基坑支護(hù)構(gòu)造是臨時(shí) 性工程，與永久性構(gòu)造比照平安儲藏要求小些，業(yè)主想盡量節(jié)省投資，造成平安系數(shù)降低，容易發(fā)生事故。(2)區(qū)域性，深基坑工程區(qū)域性強(qiáng)，如黃土地基、砂土地基、巖石地基和軟粘土地基等工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件不同的地層中，基坑工程差異性很大即使是同一城市不同區(qū)域也有差異。各地地質(zhì)條件不同，必須因地制宜，外地經(jīng)歷只能作為參考，甚至當(dāng)?shù)亟?jīng)歷也不能簡單照搬。(3)多學(xué)科性，基坑工程是巖土工程、構(gòu)造工程以及施工技術(shù)互相穿插的學(xué)科，涉及土力學(xué)、根底工程、構(gòu)造力學(xué)和原位測試技術(shù)等多學(xué)科知識，是一門復(fù)雜因素交互影響的系統(tǒng)工程，又是理論上尚待開展的綜合技術(shù)學(xué)科，對技術(shù)人員的要求很高。(4)復(fù)雜性

23、，基坑支護(hù)工程涉及的因素眾多，土與水是基坑工程設(shè)計(jì)和施工的兩個(gè)關(guān)鍵問題，但巖土性質(zhì)千變?nèi)f化，地質(zhì)埋藏條件和水文地質(zhì)條件的復(fù)雜性、不均勻性，往往造成勘察所得的數(shù)據(jù)離散性很大，難以代表土層的總體情況，并且準(zhǔn)確度較低，給基坑支護(hù)工程的設(shè)計(jì)和施工增加了難度。水土壓力的取值目前也主要依據(jù)各地經(jīng)歷，沒有成熟的理論。(5)施工周期長，從開場做圍護(hù)構(gòu)造到開挖到完成地面以下的全部隱蔽工程，常需經(jīng)歷屢次降雨、周邊堆載、振動、施工不當(dāng)?shù)仍S多不利條件，增加了很多平安隱患，平安度的隨機(jī)性較大。(6)事故多發(fā)性，如今基坑的規(guī)模越來越大，基坑的開挖深度越來越深，基坑場地緊湊，周邊環(huán)境復(fù)雜敏感。由于深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工者素質(zhì)

24、參差不齊原因，在深基坑工程施工中經(jīng)常會由于多種原因而產(chǎn)生各種工程事故，據(jù)調(diào)查1995年前上海市基坑發(fā)生事故率占20左右，造成重大經(jīng)濟(jì)損失和負(fù)面的社會影響。對于以上海地區(qū)為代表的軟土高水位地區(qū)，基坑工程除了具備以上特點(diǎn)以外，還有其特殊性：(1)由于軟土的流變特性，基坑開挖過程中存在明顯的時(shí)空效應(yīng)，基坑圍護(hù)墻體變形與坑底暴露時(shí)間和每段開挖寬度有密切的聯(lián)系。(2)在軟土地區(qū)，基坑開挖過程中對周圍環(huán)境的影響也存在時(shí)空效應(yīng)特點(diǎn)，即移變化與基坑開挖時(shí)間和挖土寬度有密切的聯(lián)系。(3)在軟土高水位條件下開挖基坑，由于土質(zhì)軟弱、水壓力高，很容易產(chǎn)生土體滑移、基坑失穩(wěn)、樁體變位、坑底隆起、支擋構(gòu)造嚴(yán)重漏水、流土以

25、致破第10qj損等病害，對周邊建筑物、地下構(gòu)筑物及管線的平安造成很大威脅。隨者城市現(xiàn)代化建立的小斷開展，各類地F工程越來越多，諸如地鐵車站和區(qū)間隧道、越江隧道、地F車庫、地F商場、地下街道、地下倉庫、地下民防工事等。這些工程的共同特點(diǎn)是需要進(jìn)展大規(guī)模的開挖，這就牽涉到大 量的深基坑工程問題，主要的手段是明挖施工.。在上海地鐵l號線的成功示范效應(yīng)帶動r，從上個(gè)世紀(jì)的九1年代開場，中國各大型城市陸續(xù)開場了地鐵的規(guī)劃建立。隨著地鐵車站基坑開挖深度和規(guī)模的增大，基坑工程施工的難度更加突出。近些年來由于技術(shù)、繹濟(jì)原因及管理幣善，在地鐵車站施工過程中出現(xiàn)了小少事故，輕那么造成鄰近建筑物肝裂、傾斜，道路沉陷

26、、開裂，地下管線錯(cuò)似，重那么造成鄰近建筑物倒塌和人員傷亡，不但延誤了工期，而且產(chǎn)生丁不良的社會影響。罔l2基坑支護(hù)體系破壞示意圖因此，如何對基坑平安進(jìn)展正確的評估，對潛在的施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)展預(yù)報(bào)警，盡可能的堿小施二中的事故發(fā)生率，已經(jīng)成為r一個(gè)亟待解決的課題。南卜深基坑的復(fù)雜受力特性以及軟土工程性質(zhì)的復(fù)雜性，致使現(xiàn)有指導(dǎo)支護(hù)構(gòu)造設(shè)計(jì)的理論還不夠成熟，也就是說理論滯后于實(shí)踐，再加上設(shè)計(jì)和施I等原因，F(xiàn)故仍有發(fā)生。n前現(xiàn)有的地鐵車站一般都jl進(jìn)展支護(hù)體系的變形測量，對于支護(hù)體系的內(nèi)力現(xiàn)場實(shí)測較少，為了得到更加符合支護(hù)構(gòu)造實(shí)際I作狀態(tài)的內(nèi)力計(jì)算結(jié)果，以便JE確認(rèn)識基坑支護(hù)構(gòu)造的真實(shí)受力情況，岡此非常有必噩

27、通過系統(tǒng)研究施工過程巾作用于立護(hù)體系自身內(nèi)力的動態(tài)變化情況從而確定支護(hù)體系的安傘狀態(tài)。第1章引言113本文的研究意義本文基于現(xiàn)有理論框架，對基坑地下連續(xù)墻極限狀態(tài)下的內(nèi)力反分析提出合理的計(jì)算方法；對施工過程中基坑支撐軸力隨工況變化規(guī)律及立柱隆起對支撐產(chǎn)生的附加內(nèi)力進(jìn)展分析研究；對立柱樁的受力模式進(jìn)展了探討，初步建立了立柱樁內(nèi)力與位移的計(jì)算方法；結(jié)合專家打分法與層次分析法，采用綜合集成風(fēng)險(xiǎn)評估方法對基坑支護(hù)體系的平安等級進(jìn)展劃分并評價(jià)其平安狀態(tài)。本文的研究成果可以為現(xiàn)有的基坑支護(hù)構(gòu)造平安等級劃分提供理論依據(jù)，并可以為基坑支護(hù)構(gòu)造的設(shè)計(jì)和分析方法提供參考依據(jù)，使支護(hù)構(gòu)造的力學(xué)模型更加準(zhǔn)確，受力更加

28、合理，設(shè)計(jì)更加優(yōu)化。在基坑施工過程中，如果能依據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測值，正確方便地評判出當(dāng)前基坑的平安等級，然后根據(jù)這些評判結(jié)果，采取相應(yīng)的工程措施，指導(dǎo)施工，減少工程失效概率，確保工程平安、順利的進(jìn)展，有較大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。12本課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述121基坑變形研究基坑工程的設(shè)計(jì)除要保證基坑本身和圍護(hù)構(gòu)造的穩(wěn)定平安外，還必須了解支護(hù)構(gòu)造和坑后土體的變形情況，這樣才能正確評估施工過程對周圍環(huán)境可能造成的影響，采取相應(yīng)的措施，確保開挖施工的順利進(jìn)展，從現(xiàn)在上海地鐵基坑工程設(shè)計(jì)的原那么來看，出于 對周圍環(huán)境影響的控制，變形控制是其設(shè)計(jì)的主要原那么。N毯殛囊索10、進(jìn)蜉“o20離墻體距離開挖深度0l020

29、3040，一，一，一一5一第1章引言圖13墻后地表沉降分區(qū)(Peck，1969)國內(nèi)外學(xué)者很早就開場了基坑變形性狀方面的研究，Peck(1969)在第九屆國際土力學(xué)與根底工程會議的報(bào)告上，根據(jù)美國芝加哥、挪威奧斯陸等地的現(xiàn)場地表觀測資料，提出對不同土層分析墻后地表沉降和沉降范圍的經(jīng)歷關(guān)系曲線以及相應(yīng)的經(jīng)歷估算方法。如圖13所示，該曲線較全面地反映了土的工程性質(zhì)、場地條件和施工質(zhì)量對地表沉降的綜合影響【51。圖14實(shí)測抗隆起平安系數(shù)與歸一化最大墻體位移關(guān)系(Mana&Clough,1981)Mana(1981)通過對幾個(gè)粘性土中開挖工程現(xiàn)場觀測資料的分析發(fā)現(xiàn)，在普通的旅工條件下，

30、墻體最大側(cè)向位移D麟與基坑的抗隆起平安系數(shù)存在著某種確定的關(guān)系。Maria和Clough(1981)據(jù)此結(jié)合有限元計(jì)算對工程經(jīng)歷進(jìn)展了簡化，提出了穩(wěn)定平安系數(shù)法，用于估算圍護(hù)構(gòu)造和墻后地面的最大位移值。其具體性狀如圖14所示16l。Sugimoto(1986)通過對84個(gè)基坑最大地表沉降與離開墻體的距離的統(tǒng)計(jì)分析提出了一種計(jì)算墻后最大地表沉降的經(jīng)歷方法。在最大沉降與被建議的系數(shù)的關(guān)系通過基坑的地質(zhì)條件來確赳7】。Thomas(1981)通過對大量實(shí)測數(shù)據(jù)和模型試驗(yàn)結(jié)果的比擬，得出墻體位移與地表沉降的變化規(guī)律，即墻體位移與地面沉降之比的極限值對于支撐式基坑約為06，而對于懸臂式基坑那么為16【引

31、。一6一第1章引言ay嘲拍fb噼-0，圖15最大側(cè)向變形、系統(tǒng)剛度及抗隆起平安系數(shù)關(guān)系(Clough，1990)Clough&ORourke(1990)對在軟至中軟粘土中的基坑。給出了最大側(cè)向變形與系統(tǒng)剛度及基坑抗隆起平安系數(shù)三者之間的關(guān)系圖表，如圖15所示，圖表主要被分為兩個(gè)區(qū)域，一個(gè)是對采用板樁支護(hù)的基坑，另一個(gè)對采用地下墻支護(hù)的基坑。在一樣的抗隆起平安系數(shù)的條件下，使用板樁支護(hù)的側(cè)向變形要比采用地下墻支護(hù)的大。當(dāng)基坑抗隆起平安系數(shù)低于15時(shí)，最大側(cè)向變形增加得非?？爝?。Hashash(1992)通過采用MIT-E3模型對在Boston的隧道工程和臺灣的快速交通線中軟粘土深

32、基坑工程開挖性狀的預(yù)測，到達(dá)了對基坑周圍的建筑設(shè)施的保護(hù)。圖16給出了其最大側(cè)向變形數(shù)值分析結(jié)果的總結(jié)，認(rèn)為最大側(cè)向變形可以被總結(jié)成開挖深度和支撐間距的函數(shù)【101圖16最大側(cè)向變形、開挖深度及支撐間距關(guān)系(Hasl蛐，1992)，O5O5抽¨m1a11i蓋I，t量疊_la薯事ilrl暑I(lǐng)量5第1章引言0u(1993)通過臺北的10個(gè)基坑工程變形的實(shí)測數(shù) 據(jù)，統(tǒng)計(jì)了地表沉降與墻體變形的關(guān)系，指出最大墻體變形與最大地表沉降的比值處于O51O之間并將地表沉降范圍分為主要沉降區(qū)和次要沉降斟111在國內(nèi)，侯學(xué)淵(1989)用以非線性的Biot固結(jié)理論為根底的有限元和無限元耦合計(jì)算方法，結(jié)合假

33、設(shè)干工程實(shí)測資料，在Peck估算隧道上方地表沉降經(jīng)歷公式的根底上，假定地表沉降曲線與支護(hù)側(cè)移線形狀相似，將墻體變形分為三角形和拋物線形兩種模式，并分別給出了估算地表沉降的經(jīng)歷公式，并在上海及其它軟土地區(qū)得到廣泛的應(yīng)用1121。另外，曾國熙(1988)、應(yīng)宏偉(1997)等通過比擬支撐剛度、擋墻剛度、開挖形狀和土的力學(xué)性質(zhì)等對土體沉降的影響，得出了一些關(guān)于基坑形狀、固結(jié)等具體因素對土體沉降影響的結(jié)論【131。李亞(1999)u4】對地層補(bǔ)償法進(jìn)展了修正，得出軟粘土簡單位移場表達(dá)式為：甌軍萬，=廠+y)；引入收縮系數(shù)口，給出了位移場曲線局部的土體位移場的具體表達(dá)式。122基坑支護(hù)體系內(nèi)力分析研究現(xiàn)

34、狀支護(hù)開挖計(jì)算方法的最早提出者是Terzaghi(1943)和Peck(1943)等人，他們早在上世紀(jì)40年代就提出了預(yù)估挖方穩(wěn)定程度和支撐荷載大小的總應(yīng)力法。這一理論原理一直沿用至今，期間經(jīng)過了許多改良與修改。我國70年代以前的基坑都比擬淺，從80年代中期我國逐漸步入深基坑的設(shè)計(jì)與施工領(lǐng)域。進(jìn)入90年代后，為了標(biāo)準(zhǔn)深基坑工程的設(shè)計(jì)和施工，上海市、武漢市、廣東省、深圳市等地區(qū)陸續(xù)編制了深基坑設(shè)計(jì)與施工的地方性法規(guī)，1997年冶金部制定了?建筑基坑工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?(YB925897)J，1999年國家建立部制定公布了國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程?(JGJl2099)t161。1基坑支護(hù)構(gòu)造計(jì)

35、算研究現(xiàn)狀與土壓力理論的開展相適應(yīng)，支護(hù)構(gòu)造的計(jì)算理論是從古典的假定土壓力為，不考慮墻體變形和橫撐變形，逐漸開展到考慮墻體變形和橫撐變形，直至考慮土體與構(gòu)造的共同作用，土壓力隨墻體變化而變化。目前國內(nèi)外曾采用的支護(hù)構(gòu)造計(jì)算理論及方法見表11。一3一第l章引言表11支護(hù)構(gòu)造計(jì)算理論及方法匯總計(jì)算理論及方法假設(shè)條件方法名稱土壓力自由端法、彈性線法較古典的理論不考慮墻體變形等值粱法、l2分割法不考慮橫撐變形矩形荷載經(jīng)歷法、太沙基法等橫撐軸向力、墻體彎矩土壓力考慮培體變形山肩邦男彈塑性法不變化的方法張有齡法、m法不考慮橫撐變形橫撐軸向力、墻體彎矩土壓力考慮墻體變形日本的建筑根底構(gòu)造設(shè)計(jì)法規(guī))的彈可變化

36、的方法塑性法。有限單元法考慮橫撐變形土壓力隨墻體變位而變化共同變形理論考慮墻體變形森重龍馬法 考慮橫撐變形有限單元法(包括土體介質(zhì))考慮土體為非線性介質(zhì)考慮墻體變形考慮分部開挖的非線性非線性變形理論考慮橫撐變形有限單元法考慮施工分部開挖古典法由于其假設(shè)與實(shí)際差異較大，而難以應(yīng)用于實(shí)際工程設(shè)計(jì)；解析法不能有效地計(jì)入基坑開挖時(shí)擋土構(gòu)造及支撐軸力的變化過程，且用于多道支撐的深基坑擋土構(gòu)造分析時(shí)，內(nèi)力較實(shí)際誤差較大：隨著計(jì)算機(jī)的普及，有限元法開展很快，成為一種很有前途的基坑設(shè)計(jì)計(jì)算方法，但有限元法存在缺乏真實(shí)反響巖土體本構(gòu)關(guān)系的模型，以及計(jì)算參數(shù)難以準(zhǔn)確確定的缺點(diǎn)。孫鈞、'昃學(xué)淵(19

37、88)17J在：地下構(gòu)造?中詳細(xì)計(jì)算了地下連續(xù)墻作為擋土構(gòu)造時(shí)的靜力計(jì)算理論。汪炳鑒(1983)us】等對地下連續(xù)墻內(nèi)力提出較軟弱地層中采用塑性法的計(jì)算公式，并采取對支撐施加軸力以調(diào)整墻體內(nèi)力的計(jì)算方法。Timoshenko(1951)19建議用迭加法對各種邊界條件的矩形板進(jìn)展計(jì)算，認(rèn)為擋土墻可以視為三邊簡支、一邊自由的矩形板，利用三種邊界條件下解的迭加，和級數(shù)展開求解待定系數(shù)，給出了均布荷載和靜水壓力作用下的板的撓度計(jì)算方法。P0he“(1997)團(tuán)J對新加坡硬土地區(qū)兩個(gè)地下連續(xù)墻支護(hù)基坑進(jìn)展了監(jiān)測，從測斜數(shù)據(jù)對墻體彎矩進(jìn)展了反分析，結(jié)果說明墻體開裂會引起彎矩大幅下降，而墻體側(cè)移只有很小的增

38、長。該文還對不同墻體剛度、墻體埋置深度、支撐剛一9一第1章引言度等進(jìn)展了參數(shù)分析，發(fā)現(xiàn)在硬土中增大墻體剛度對減小墻體側(cè)移效果不明顯，而且墻體彎矩會大幅增長。硬土中墻體埋深增大對減小墻體側(cè)移和彎矩效果也不大。支撐剛度增大對減小墻體最大側(cè)移和彎矩效果也不明顯，但增加支撐的道數(shù)效果明顯馬石城等【2l】從土壓力和基床系數(shù)隨時(shí)間變化的研究出發(fā)，提出了一種分析流變性土體中開挖支護(hù)構(gòu)造內(nèi)力和變形隨時(shí)間變化的實(shí)用計(jì)算方法。楊小平等【22】視基坑開挖面為彈性半空間外表，應(yīng)用彈性半空間內(nèi)部水平荷載作用下的Mindlin解答，建立了基坑支護(hù)構(gòu)造側(cè)邊土體的水平應(yīng)力與水平位移之間的關(guān)系。薛惠敏等瞄】采用差分方程系數(shù)公式

39、建立差分方程計(jì)算支護(hù)構(gòu)造各截面的內(nèi)力和位移林國根124】通過對漳州市某污水處理廠污泥消化池基坑支護(hù)構(gòu)造的變形、內(nèi)力進(jìn)展現(xiàn)場測試，分析了基坑在施工過程中的變化規(guī)律及受力特性。王印昌【25】根據(jù)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的不同工作狀態(tài)，應(yīng)用全過程分析方法推導(dǎo)出了根據(jù)實(shí)測鋼筋計(jì)應(yīng)力分階段推算地下連續(xù)墻彎矩的合理計(jì)算方法。毛朝輝【26l針對自然樣條無法消除測斜誤差對曲率計(jì)算的影響，引入了基于最小能量法的樣條 光順處理；該法計(jì)算結(jié)果與實(shí)測結(jié)果更吻合，計(jì)算精度更好。史世雍【271考慮時(shí)空效應(yīng)的子構(gòu)造有限元方法進(jìn)展了深基坑分析，并對支護(hù)構(gòu)造內(nèi)力變形的各影響因素進(jìn)展敏感性分析，主要包括不同的支撐預(yù)加軸力、地下連續(xù)墻厚

40、度、深度、開挖寬度及立柱埋深等對地下連續(xù)墻內(nèi)力與變形的影響。2基坑支撐構(gòu)造研究現(xiàn)狀支撐體系的整體剛度是影響基坑穩(wěn)定性的重要因素之一。支撐體系的剛度主要是由三大因素決定，支撐自身的剛度、支撐的水平間距和豎向間距。Goldberg(1976)t28】通過研究指出減小支撐的水平間距和豎向間距可以大大增大支撐體系的剛度，并指出密排的水平支撐提供了和密排豎向支撐一樣重要的支撐剛度。支撐體系的剛度還受到支撐自身剛度的影響，而支撐自身剛度決定于支撐所用鋼的型號，支撐的截面面積，以及截面形狀等等。美國學(xué)者ORourke于1981年通過研究指出支撐的剛度還受到支撐與墻體的連接方式以及預(yù)應(yīng)力施加的大小，支撐彈性變

41、形量的影響。通過研究說明支撐第l章引言本身剛度對支撐體系整體剛度的影響不大，支撐的水平間距和豎向間距對支撐的整體剛度影響較大Clough和0Rourkc29j通過有限元分析得出支撐的自身剛度只占支撐體系整體剛度的20。支撐體系的剛度變化直接影響到基坑的變形和圍護(hù)構(gòu)造的穩(wěn)定性，研究分析不同因素對支撐體系剛度變化的影響程度有助于研究不同因素對整個(gè)基坑穩(wěn)定性的影響。在國內(nèi)這方面的研究，報(bào)道很少。在支撐的兩端施加預(yù)應(yīng)力可以有效改善圍護(hù)構(gòu)造的受力，減少基坑的變形。支撐兩端的預(yù)應(yīng)力可以減少支撐體系內(nèi)部的空隙，從而防止由于這些空隙而引起的圍護(hù)墻體的變形。支撐兩端的預(yù)應(yīng)力可以增加支撐體系的有效剛度，預(yù)應(yīng)力還可

42、以減少由于開挖而引起的剪切應(yīng)力。美國學(xué)者M(jìn)ana和Clough30l-于1981年用有限元分析了預(yù)應(yīng)力對支撐變形的影響，分析結(jié)果說明在支撐兩端施加預(yù)應(yīng)力可以減小圍護(hù)構(gòu)造的變形。同時(shí)，也應(yīng)該注意到預(yù)應(yīng)力施加的大小必須在一定的范圍之內(nèi)。如果預(yù)應(yīng)力施加太小達(dá)不到控制變形的效果，預(yù)應(yīng)力施加過大會破壞支撐與基坑之間的連接，不利于基坑穩(wěn)定。在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，預(yù)應(yīng)力的大小一般取為支撐設(shè)計(jì)軸力的50-70，這只是一個(gè)經(jīng)歷數(shù)值，不一定是最優(yōu)值。對于預(yù)應(yīng)力合理范圍的方面的研究，報(bào)道較少。Thoms(1981)plJ通過大量的實(shí)測數(shù)據(jù)和模型試驗(yàn)結(jié)果的比擬，得出墻體的位移和地表沉降的變化規(guī)律，認(rèn)為繪支撐系統(tǒng)施加預(yù)應(yīng)力可

43、以有效地控制圍護(hù)墻體變形；但是當(dāng)預(yù)加荷載增大到產(chǎn)生剛性支撐系統(tǒng)時(shí)，對于減小位移的效果越來越小， 同時(shí)很高的預(yù)加荷載會使支撐荷載超過設(shè)計(jì)值并引起墻體在支撐處產(chǎn)生很大的負(fù)彎矩。Addenbrooke(1994)瞰】基于位移控制準(zhǔn)那么提出了多道支撐體系的位移柔度指數(shù)，具有一樣位移柔度指數(shù)的支護(hù)具有一樣的最大墻體側(cè)移、墻后沉降和支撐總荷載。蔣洪勝【33J通過對采用時(shí)空效應(yīng)法施工的地鐵車站深基坑開挖全過程支撐軸力及相應(yīng)工況的跟蹤記錄，以及相應(yīng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)資料的全面分析，探討了圍護(hù)構(gòu)造支撐軸力變化規(guī)律，并且提出了考慮時(shí)空效應(yīng)的圍護(hù)構(gòu)造設(shè)計(jì)中在支撐軸力方面的一些建議。馮紫良瞰J根據(jù)薄壁桿件構(gòu)造理論，以桿系構(gòu)造

44、非線性有限單元法和子空間迭代法等數(shù)值方法為計(jì)算內(nèi)核對基坑工程中的鋼支撐系統(tǒng)的橫向承載能力進(jìn)展第l章引言了分析研究，對基坑支護(hù)工程的鋼支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工有一定的參考價(jià)值。胡蒙達(dá)13副針對地下工程基坑圍護(hù)常用的609鋼管，利用平面熱彈性力學(xué)的應(yīng)力解法一舢ry熱應(yīng)力函數(shù)，計(jì)算了溫度變化在鋼管中引起的溫度應(yīng)力鄭剛等p6J在采用彈性抗力法分析因溫差所引起基坑支護(hù)系統(tǒng)內(nèi)力變化研究成果的根底上，對采用一道水平支撐的支護(hù)系統(tǒng)，開展了一種考慮支撐一圍護(hù)樁一土相互作用的估算水平支撐溫度應(yīng)力的簡化分析法。有關(guān)基坑立柱豎向位移對支撐構(gòu)造的影響研究相對較少，其中呂鵬【37l運(yùn)用SAP2000分析了基坑內(nèi)支撐系統(tǒng)受立柱豎

45、向位移的影響情況。陳衛(wèi)星【33】結(jié)合工程實(shí)例對實(shí)測的立柱豎向位移與支撐軸力等進(jìn)展分析研究。123基坑的穩(wěn)定性研究基坑的穩(wěn)定問題是基坑工程中研究較早也是至關(guān)重要的問題?；悠桨惨ＷC其既不發(fā)生整體失穩(wěn)，又不至于產(chǎn)生局部失穩(wěn)，同時(shí)還必須讓坑底的回彈、隆起量不超過容許值。對基坑穩(wěn)定性問題的研究，大多從現(xiàn)場測試和理論分析入手，從分析方法上，可歸納為試驗(yàn)?zāi)M法、經(jīng)歷方程法以及數(shù)值分析方法。早在50年代，8jel"rUlll和Eide(1956)就給出了分析基坑基底隆起的方法39401o0011(1993)應(yīng)用有限元法，同時(shí)考慮擋墻插入深度、堅(jiān)硬土層距坑底的距離、擋墻剛度等多種因素對基坑

46、隆起穩(wěn)定性的影響，提出了一個(gè)預(yù)估多種支撐開挖基坑隆起穩(wěn)定性的方法【4l】。Maria和Clough(1981)根據(jù)工程經(jīng)歷認(rèn)為圍護(hù)墻的最大水平位移與基底的抗隆起平安系數(shù)存在一定的關(guān)系，在解得基坑抗隆起平安系數(shù)的根底上通過查圖求得最大墻體位移和開挖深度的比值，用以得到對最大墻體位移的預(yù)測值【42l。國內(nèi)上海地區(qū)根據(jù)地鐵一號線的建立經(jīng)歷，也統(tǒng)計(jì)了類似的關(guān)系【ll。汪炳鑒(1984)考慮了墻體、土體等的抗隆起作用和土體間摩阻力的卸載作用，推導(dǎo)了地下連續(xù)墻的抗 隆起穩(wěn)定性的計(jì)算公式，建議平安系數(shù)取15【431陳煌銘(1987)認(rèn)為：當(dāng)基坑開挖深度不大時(shí)，隆起較??；當(dāng)繼續(xù)開挖到某一深度時(shí)，墻體左右局部的

47、塑性區(qū)在根部接通，造成了底部完全處于塑性區(qū)中，隆起量顯著增加，再繼續(xù)下去，就有失穩(wěn)的趨勢，此時(shí)開挖深度與隆起量的關(guān)系近似于雙曲線關(guān)系ml。第1章引言夏明耀(1990)通過相似材料的模型試驗(yàn)，分別對開挖深度、地表超載和土的性質(zhì)指標(biāo)C，Q，丫等進(jìn)展單因素的試驗(yàn)研究，探討這些因素對隆起量的影響，在此根底上統(tǒng)計(jì)出計(jì)算基底隆起的經(jīng)歷公式削侯學(xué)淵(1991)曾把由于設(shè)計(jì)上的過錯(cuò)或施工上的不慎造成的基坑失穩(wěn)分為五種形式：支撐剛度缺乏造成的構(gòu)造失穩(wěn)、整體滑動失穩(wěn)、隆起過大造成的基坑失穩(wěn)、管涌失穩(wěn)和坑底承壓造成的失穩(wěn)4611471?；庸こ讨械姆€(wěn)定問題實(shí)際上就是強(qiáng)度問題。近年來也有不少學(xué)者針對開挖卸荷后土的強(qiáng)度

48、變化問題開展研究工作(Mayne，1980：張誠厚，1982；魏汝龍，1984；陳永福，1990，應(yīng)宏偉，1997)【鴿】【491【50】【51】【52l。一般來講，對于重力式支護(hù)構(gòu)造作穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，主要分析其整體滑動、傾覆及滑移穩(wěn)定性；而對于非重力式支護(hù)構(gòu)造，那么驗(yàn)算坑底的隆起穩(wěn)定性在實(shí)踐中，基坑整體失穩(wěn)的研究仍沿用土坡穩(wěn)定的那一套理論，基坑隆起穩(wěn)定那么引用地基承載力公式。124基坑支護(hù)體系平安綜合評價(jià)研究現(xiàn)狀國內(nèi)外學(xué)者在基坑支護(hù)體系平安性狀的分析及綜合評價(jià)方面都進(jìn)展了一定的研究，取得了一定的研究成果，與此同時(shí)，數(shù)學(xué)模型法、層次分析法、模糊綜合評判法以及模糊模式識別等方法也在工程平安評價(jià)中得

49、到了很好的應(yīng)用。龍小梅(2005)【53】根據(jù)目前平安評價(jià)技術(shù)結(jié)合基坑工程的特點(diǎn)，運(yùn)用系統(tǒng)平安工程中的故障樹分析法(簡稱FTA)，提出一種適合基坑工程的平安評價(jià)方法。吳靜(2002)|54J采用事故樹分析法對深基坑地下連續(xù)墻支護(hù)系統(tǒng)失敗形成機(jī)制進(jìn)展了探討，并通過可靠度控制來確定支護(hù)構(gòu)造變形預(yù)警指標(biāo)量值。張海濤等(2003)155在分析深基坑優(yōu)選影響因素的根底上，提出了方案評判的指標(biāo)體系，應(yīng)用模糊綜合評判理論建立了基坑支護(hù)體系的模糊優(yōu)選模型。廖瑛，夏海力(2004)瞪6】通過建立深基坑支護(hù)系統(tǒng)評價(jià)指標(biāo)體系并在確定其中各指標(biāo)因素權(quán)重的根底之上，運(yùn)用模糊綜合評判法將眾多的指標(biāo)因素合成為一個(gè)統(tǒng)一的評價(jià)

50、參數(shù)，用以評價(jià)深基坑支護(hù)系統(tǒng)方案的優(yōu)劣程度。劉春(2004)571提出了幾種主要評判因素，在建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的根底上，采用兩級模糊綜合評判研究深基坑的支護(hù)效果。呂培印(1999)p引綜合運(yùn)用系統(tǒng)工程、模糊數(shù)學(xué)理論，構(gòu)造了深 基坑支護(hù)體系的指標(biāo)體系分層遞階構(gòu)造圖；建立了深基坑支護(hù)體系的多層次模糊綜合評判模第l章引言型，并將該方法應(yīng)用于工程實(shí)際當(dāng)中張尚根等(2004)【59】針對深基坑支護(hù)方案的特點(diǎn)，應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)理論及最小二乘法準(zhǔn)那么構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)，建立了一種適用于深基坑支護(hù)方案綜合評價(jià)的模糊優(yōu)化理論模型。何錫興等(2006)唧】采用WBs與故障樹法進(jìn)展風(fēng)險(xiǎn)分析，建立風(fēng)險(xiǎn)清單，在此根底上采用模糊綜合評判

51、模型進(jìn)展風(fēng)險(xiǎn)評估，得出基坑施工風(fēng)險(xiǎn)等級。陳神龍等(2006)壚lJ針對地鐵車站工程施工影響因素的隨機(jī)性和模糊性特點(diǎn)，提出了風(fēng)險(xiǎn)評估的模糊綜合評判法，采用了層次分析法確定影響因素的權(quán)重。13本文主要研究內(nèi)容1、對地下連續(xù)墻的破壞模式與破壞機(jī)理進(jìn)展了分析。對承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)下地下連續(xù)墻的極限彎矩進(jìn)展了推導(dǎo)，并進(jìn)一步給出了地鐵車站地下連續(xù)墻的極限彎矩簡化計(jì)算式，以方便工程估算。介紹了地下連續(xù)墻測斜位移的曲線擬合法，并推導(dǎo)了地下連續(xù)墻的抗彎剛度簡化公式，該公式簡單實(shí)用，易于在工程實(shí)踐中使用。對正常及異常測斜曲線的特點(diǎn)進(jìn)展了描述，并從累計(jì)變形(比)、變形速率的方面對測斜曲線所表征的地下

52、連續(xù)墻的平安性狀進(jìn)展了探討，并對地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)參數(shù)對墻體變形的影響進(jìn)展了分析。給出地下連續(xù)墻內(nèi)力與變形的平安評判指標(biāo)與評判方法。2、在分析基坑支撐構(gòu)造破壞機(jī)理的根底上，對施工過程中支撐軸力隨工況變化規(guī)律進(jìn)展分析研究并對上海各地鐵車站基坑的最大支撐軸力進(jìn)展了統(tǒng)計(jì)。推導(dǎo)了單跨壓桿式鋼支撐的內(nèi)力計(jì)算公式，并給出由穩(wěn)定性控制的支撐極限軸力隨支撐長度變化的實(shí)用計(jì)算式。建立了立柱豎向位移引起雙跨壓桿式支撐構(gòu)造內(nèi)力變化的計(jì)算公式，利用構(gòu)造力學(xué)原理與極限彎矩理論對立柱豎向位移控制指標(biāo)進(jìn)展了界定，并對支撐構(gòu)造允許變形狀態(tài)下的內(nèi)力控制指標(biāo)進(jìn)展了核算。給出單跨壓桿式支撐及雙跨壓桿式支撐的平安評判指標(biāo)與評判方法。3、

53、對基坑開挖坑底隆起帶動立柱隆起時(shí)，立柱樁的受力與位移模式進(jìn)展了初步分析，并給出了立柱樁位移、軸力與樁周摩阻力的計(jì)算方法。立柱的豎向位移是引發(fā)支撐系統(tǒng)破壞的主要因素之一。由支撐構(gòu)造允許變形狀態(tài)下的內(nèi)力控制指標(biāo)反算出立柱的容許隆起位移。分析了基坑寬度、圍護(hù)墻插入比、下臥第1章引言堅(jiān)硬土層深度、被動區(qū)土體強(qiáng)度、圍護(hù)墻側(cè)摩阻力、地面超載等因素對基坑抗隆起平安系數(shù)的影響。4、結(jié)合某地鐵車站的具體情況確立了深基坑本體的平安評價(jià)指標(biāo)，運(yùn)用綜合集成風(fēng)險(xiǎn)評估方法構(gòu)建了基坑 本體的平安評價(jià)模型并根據(jù)實(shí)測結(jié)果對其平安等級進(jìn)展劃分并評價(jià)其平安狀態(tài)。14本課題主要創(chuàng)新點(diǎn)l、對深基坑支護(hù)體系的變形、內(nèi)力等平安控制指標(biāo)進(jìn)展

54、了全面比擬、分析、統(tǒng)一和界定，使對支護(hù)體系的平安控制做到“有據(jù)可依一；對相關(guān)變形指標(biāo)進(jìn)展比擬和分析，從而做到保護(hù)指標(biāo)間的統(tǒng)一和一致。2、分別計(jì)算了承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)下地下連續(xù)墻的極限彎矩，并給出了地鐵車站地下連續(xù)墻的極限彎矩簡化計(jì)算式。3、分別計(jì)算了單跨壓桿式支撐和雙跨壓桿式支撐的內(nèi)力，并對兩種支撐形式的平安評判指標(biāo)進(jìn)展了討論。“4、對立柱樁的內(nèi)力與位移進(jìn)展了分析計(jì)算。利用構(gòu)造力學(xué)原理與鋼筋混凝土極限彎矩理論對立柱豎向位移控制指標(biāo)進(jìn)展了修正和界定。5、確立了深基坑本體的平安評價(jià)指標(biāo)，引入綜合集成風(fēng)險(xiǎn)評估方法，結(jié)合專家打分與層次分析法構(gòu)建了基坑本體的平安評價(jià)模型，對基坑本體在開挖

55、施工過程中的實(shí)測變形監(jiān)測數(shù)據(jù)，對其平安等級進(jìn)展劃分及評價(jià)其平安狀態(tài)。第2章軟土深基坑地下連續(xù)墻平安性評判21概述第2章軟土深基坑地下連續(xù)墻平安性評判在軟土地區(qū)深基坑工程中，往往采用地下連續(xù)墻、SMW工法、鉆孔灌注樁結(jié)合內(nèi)支撐的圍護(hù)體系。在上海軟土地區(qū)，地鐵車站主體基坑普遍采用地下連續(xù)墻作為圍護(hù)墻。地下連續(xù)墻在整個(gè)基坑支護(hù)體系中屬于受彎構(gòu)件，受水土壓力、支撐反力和地面超載等一系列荷載的共同作用。本章從強(qiáng)度和穩(wěn)定性的角度出發(fā)，結(jié)合極限狀態(tài)、設(shè)計(jì)控制值等，對于地下連續(xù)墻的內(nèi)力和變形進(jìn)展了分析，并確定對地下連續(xù)墻平安狀態(tài)進(jìn)展評判的限值。22地下連續(xù)墻破壞模式、破壞機(jī)理與平安評判指標(biāo)221地下連續(xù)墻的破

56、壞模式基坑破壞前的圍護(hù)墻體的破壞可歸結(jié)為強(qiáng)度破壞(墻體折斷)與失穩(wěn)破壞(墻體傾覆、墻體踢腳)表21基坑破壞前圍護(hù)墻變形性狀變形性狀示意圖基坑破壞模式一f圍護(hù)構(gòu)造折斷墻體折斷圍護(hù)構(gòu)造滲漏第2章軟土深基坑地下連續(xù)墻平安性評判墻體傾覆廠圍護(hù)構(gòu)造內(nèi)傾破壞彥，r。一N踢腳破壞基坑系統(tǒng)失穩(wěn)墻體踢腳支護(hù)構(gòu)造整體失穩(wěn)坑底管涌破壞坑底隆起破壞222圍護(hù)墻體破壞機(jī)理(1)圍護(hù)構(gòu)造折斷由于施工搶進(jìn)度，超量挖土，支撐架設(shè)跟不上，使圍護(hù)墻缺少大量設(shè)計(jì)上必須的支撐，或者由于施工單位不按圖施工，抱幸運(yùn)心理，少加支撐，致使圍護(hù)墻應(yīng)力過大而折斷或支撐軸力過大而破壞或產(chǎn)生大變形。y一I，。，、一、·。，t了7，、，J，

57、、圖21圍護(hù)構(gòu)造折斷示意圖(2)圍護(hù)構(gòu)造滲漏在飽和含水地層，由于圍護(hù)墻的止水效果不好或止水構(gòu)造失效，致使大量的水夾帶砂粒涌入基坑，嚴(yán)重的水土流失會造成支護(hù)構(gòu)造失穩(wěn)和地面塌陷的嚴(yán)重事故，還可能在墻后形成洞穴后突然發(fā)生地面塌陷。第2章軟土深基坑地下連續(xù)墻平安性評判辮殘猬穴傅向地面坍一爿移動。黝-，JJl劾2z飛膨燃1黝圖22圍護(hù)構(gòu)造滲漏示意圖(3)圍護(hù)構(gòu)造內(nèi)傾破壞由于支撐設(shè)計(jì)強(qiáng)度不夠，或由于加支撐不及時(shí)，或由于坑內(nèi)滑坡，圍護(hù)墻自由面過大，使已加支撐軸力過大，或由于外力撞擊，或由于基坑外注漿、打樁、偏載造成不對稱變形，導(dǎo)致圍護(hù)墻四周向坑內(nèi)傾倒破壞，俗稱“包餃子一。一，、，、，、L，、r，v、，7，、I¨圖23深基坑工程事故分類圖(4)踢腳破壞由于支護(hù)體系設(shè)計(jì)剛度太小或圍護(hù)構(gòu)造插入深度不夠或坑底土質(zhì)差，周圍土體的壓縮模量又很低，被動土壓力小，造成支護(hù)構(gòu)造踢腳失穩(wěn)破壞。圖24踢腳破壞示意圖18-第2章軟土深基坑地下連續(xù)墻平安性評判(5)基坑系統(tǒng)失穩(wěn)由于支撐的設(shè)計(jì)強(qiáng)度不夠或者由于支撐架設(shè)偏心較大達(dá)不到設(shè)計(jì)要求而導(dǎo)致基坑失穩(wěn)；有時(shí)也伴隨著基坑的整體滑動破壞。C：，、r氣、itj例7、爺、。、l-乙·+、，7、I一、。：、oj圖25深基坑工程事故分類圖(6)支護(hù)構(gòu)造整體失穩(wěn)設(shè)計(jì)不合理，支護(hù)構(gòu)造底