中南勘察設(shè)計(jì)院有限公司 劉佑祥
第一部分:基坑工程的概念設(shè)計(jì) 一、巖土材料的特性所決定的 ■ 巖土體結(jié)構(gòu)的不確定性
■ 巖土體結(jié)構(gòu)的不確定性
●自然沉積和固結(jié)而成,不能人為控制,決定了巖土體結(jié)構(gòu)的變異性、不確定性、隨機(jī)性、人類認(rèn)知的信息不對(duì)稱性和不完整性等;
●巖和土都是不連續(xù)體;巖土由多相組成,三相間不同的比例關(guān)系及其相互作用,使巖土形成了極其復(fù)雜與多變 的物理力學(xué)性質(zhì);
●巖土的變異性、不連續(xù)性和多相性構(gòu)成了巖土的強(qiáng)度、變 形和滲透三大工程問題(在土力學(xué)中相應(yīng)的是滲透固結(jié)理論、摩爾-庫倫強(qiáng)度理論和達(dá)西定律),從而引發(fā)相應(yīng)的 地質(zhì)災(zāi)害和工程事故;
●巖土體沒有明確的構(gòu)件截面和結(jié)點(diǎn),不同于結(jié)構(gòu)工程;
●巖土體的破壞有時(shí)取決于某一段巖土體的平均強(qiáng)度,但有時(shí)又取決于某一薄弱區(qū)段如軟弱土層或軟弱結(jié)構(gòu)面;
●計(jì)算假定、計(jì)算模型、計(jì)算參數(shù)與實(shí)際的巖土性狀存在差異。
■ 巖土參數(shù)的不確定性
● 混凝土和鋼材的材質(zhì)可控且相對(duì)均勻,變異性小。但巖土體不同,不僅性能指標(biāo)變異性大,即便同一種土或巖石,其性能指標(biāo)也會(huì)隨所處位置和深度不同而變化 。
● 巖土體在取樣、運(yùn)輸、試驗(yàn)操作等各個(gè)環(huán)節(jié)的擾動(dòng)以及試樣脫離原來的圍壓環(huán)境后后的應(yīng)力釋放導(dǎo)致的實(shí)際性狀的改變;
● 強(qiáng)調(diào)原位測試技術(shù),且必須有一定數(shù)量的原位測試指標(biāo)與室內(nèi)試驗(yàn)相結(jié)合;
■ 孔隙水壓力的不確定性
●地下水的壓力既有靜水壓力,又有滲透力,且多數(shù)情況下無法取得很真實(shí)的信息。是動(dòng)態(tài)變化的;
●孔隙水壓力的增長和消散,關(guān)系到土體的穩(wěn)定性和表觀沉降和隆起;
●非飽和土的孔隙水壓力可產(chǎn)生負(fù)壓,形成基質(zhì)吸力,但基質(zhì)吸力會(huì)隨土中含水量的增加而降低,直至消失。所以基質(zhì)吸力的發(fā)揮是有條件的。
●土體產(chǎn)生變形可能是力的作用,也可能是含水量和溫度的變化而引起。
■ 計(jì)算模式模型的不確定性
●巖土工程理論發(fā)展到今天,應(yīng)該說取得了長足的進(jìn)步。但各種巖土的本構(gòu)模型仍存在這樣和那樣的缺陷,每種本構(gòu)模型有其適用性和假定計(jì)算條件;
●由于土工計(jì)算參數(shù)的不確定性,加之計(jì)算模型本身的局限性,往往需要根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和工程實(shí)測資料對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)系數(shù)修正。
●巖土工程設(shè)計(jì)應(yīng)特別注意計(jì)算模式、計(jì)算參數(shù)和安全系數(shù)的匹配。
■ 巖土工程預(yù)測的不確定性
● 在巖土工程中,其地基或巖土環(huán)境幾乎不可能完全探知,邊界條件和荷載過程也有很大的影響,因而巖土工程問題具有很強(qiáng)的不確定性。非此非彼、亦此亦彼的情況,一因多果、一果多因的情況都可能發(fā)生。
二、概念設(shè)計(jì)的原則 n 基坑工程風(fēng)險(xiǎn)性、綜合性和實(shí)踐性很強(qiáng)。巖土工程師要加強(qiáng)多學(xué)科 的理論學(xué)習(xí)研究和實(shí)際案例分析。應(yīng)具備基本的巖土力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、施工技術(shù)的知識(shí)和概念。 n 概念設(shè)計(jì)要“從大處著眼”,要有系統(tǒng)和整體的概念,抓住對(duì)工程安全有重大影響的重難點(diǎn)和關(guān)鍵問題進(jìn)行深入透徹的分析研究,從總體上和本質(zhì)上把握基坑設(shè)計(jì)的基本要點(diǎn)和計(jì)算方法。 n 不能離開實(shí)際工程的特點(diǎn)來談概念設(shè)計(jì),要 “吃透兩頭”,一頭是工程實(shí)際功能要求(包括環(huán)境保護(hù)功能、土方開挖、主體地下室施工等方面),一頭是巖土工程和水文地質(zhì)條件。 n 杜絕“數(shù)字游戲”。只知道“規(guī)范+計(jì)算”,不了解規(guī)范制定的技術(shù)背景、計(jì)算模式和適用條件。
n 概念設(shè)計(jì)要“從大處著眼”,要有系統(tǒng)和整體的概念,抓住對(duì)工程安全有重大影響的重難點(diǎn)和關(guān)鍵問題進(jìn)行深入透徹的分析研究,從總體上和本質(zhì)上把握基坑設(shè)計(jì)的基本要點(diǎn)和計(jì)算方法。 n 不能離開實(shí)際工程的特點(diǎn)來談概念設(shè)計(jì),要 “吃透兩頭”,一頭是工程實(shí)際功能要求(包括環(huán)境保護(hù)功能、土方開挖、主體地下室施工等方面),一頭是巖土工程和水文地質(zhì)條件。 n 杜絕“數(shù)字游戲”。只知道“規(guī)范+計(jì)算”,不了解規(guī)范制定的技術(shù)背景、計(jì)算模式和適用條件。
n 杜絕“數(shù)字游戲”。只知道“規(guī)范+計(jì)算”,不了解規(guī)范制定的技術(shù)背景、計(jì)算模式和適用條件。
u 計(jì)算條件的模糊性和信息的不完全性,單純力學(xué)計(jì)算不能解決所有的實(shí)際問題;
u 離開設(shè)計(jì)計(jì)算軟件不行,但只依靠計(jì)算軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)也不行?;庸こ痰脑S多分析方法都是來自工程經(jīng)驗(yàn)的積累和案例分析,而不是來自精確的理論推導(dǎo)。
n “難求計(jì)算精確,但求判斷正確”,應(yīng)根據(jù)計(jì)算成果和工程經(jīng)驗(yàn)作出合理的設(shè)計(jì)決策。
u 定性判斷和定量計(jì)算相結(jié)合,理論與工程經(jīng)驗(yàn)并重,綜合判斷;
u 強(qiáng)調(diào)現(xiàn)場實(shí)時(shí)監(jiān)測、信息化施工和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。
n 設(shè)置多道防線,確?;庸こ毯椭苓叚h(huán)境安全可控。
u 三個(gè)方面:穩(wěn)定(包括滲流穩(wěn)定)、強(qiáng)度和變形控制。
u 內(nèi)支撐桿件布置及截面、樁身配筋及嵌固深度、錨桿長度、水泥土擋墻等。
第二部分:基坑工程設(shè)計(jì)的若干技術(shù)問題一、關(guān)于基坑工程勘察及成果應(yīng)用
1.對(duì)于土質(zhì)基坑特別是軟土的勘察工作應(yīng)采用原位測試手段;對(duì)于軟土及粉土夾層或黏性土與粉土、粉砂交互層土應(yīng)采用靜力觸探試驗(yàn)查明其空間分布厚度和土性特征。
u 強(qiáng)調(diào)對(duì)于軟土及交互層采用原位測試的必要性和重要性。
u 由于淺部土層特別是軟土及交互層復(fù)雜多變,且往往是基坑工程研究的主要對(duì)象。因此是對(duì)于軟土、粉土夾層或黏性土與粉土、粉砂交互層應(yīng)側(cè)重采用靜力觸探試驗(yàn)。
2.對(duì)于巖質(zhì)和土巖組合的基坑工程應(yīng)重點(diǎn)查明有無軟弱結(jié)構(gòu)面,進(jìn)行現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查和測繪。有條件時(shí)可進(jìn)行現(xiàn)場原位剪切試驗(yàn),或采集包含結(jié)構(gòu)面的試樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)。
u 巖土結(jié)合地層應(yīng)特別注意巖土分界處軟弱結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)和強(qiáng)度、以及地下水賦存情況、查明是順層坡還是逆層坡。必要時(shí)應(yīng)作抗滑設(shè)計(jì)和驗(yàn)算;多數(shù)情況下,巖層的產(chǎn)狀和軟弱結(jié)構(gòu)面的組合性狀是巖質(zhì)基坑或邊坡的安全穩(wěn)定性和失穩(wěn)方式的決定性因素。
u 對(duì)巖質(zhì)基坑或邊坡對(duì)強(qiáng)風(fēng)化軟質(zhì)巖和破碎巖可取等效內(nèi)摩擦角。
u 對(duì)于中、微風(fēng)化的中硬巖或硬質(zhì)巖,則應(yīng)宏觀和微觀兩方面仔細(xì)分析其巖層軟弱結(jié)構(gòu)面。地質(zhì)構(gòu)造、節(jié)理、裂隙、巖層產(chǎn)狀、傾角、破碎帶軟弱夾層等。
3.關(guān)于地質(zhì)剖面細(xì)化分層:勘察報(bào)告應(yīng)對(duì)自地面至坑底以下2倍基坑深度范圍內(nèi)的土層進(jìn)行合理劃分,綜合指標(biāo)(如承載力)差別大于30%時(shí)應(yīng)單獨(dú)分層;水平方向有趨勢性變化時(shí)可分區(qū)段劃分亞層。
u 目前本地區(qū)勘察報(bào)告相當(dāng)普遍的特點(diǎn)是對(duì)淺部土層分層較粗,對(duì)基坑設(shè)計(jì)施工和工程造價(jià)影響很大。巖土體的破壞和基坑失穩(wěn)有時(shí)取決于某一薄弱區(qū)段如軟弱土層或軟弱結(jié)構(gòu)面。很多基坑工程失事,多與沒有合理的細(xì)化分層有關(guān)。
4.抗剪強(qiáng)度指標(biāo):對(duì)黏性土和粉土可采用直接快剪試驗(yàn)或自重壓力下預(yù)固結(jié)的三軸不固結(jié)不排水剪試驗(yàn)(UU),提供總應(yīng)力c、指標(biāo)。
u 現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)和其他地方標(biāo)準(zhǔn)均采用固結(jié)快剪(Ccq、cq)或三軸固結(jié)不排水剪(Ccu、cu )指標(biāo)(國標(biāo)中對(duì)于淤泥及淤泥質(zhì)等欠固結(jié)土采用有效自重壓力下預(yù)固結(jié)的三軸快剪UU,這點(diǎn)與湖北省標(biāo)一致)。
u 湖北省目前剪力試驗(yàn)一般采用直剪快剪,本地區(qū)多年的經(jīng)驗(yàn)基本上是基于直剪快剪數(shù)據(jù)建立起來的。所以湖北省基坑工程設(shè)計(jì)仍采用直剪快剪指標(biāo)。
u 對(duì)于軟土,未經(jīng)預(yù)固結(jié)的三軸uu試驗(yàn)結(jié)果往往偏低,偏于保守,因此需要強(qiáng)調(diào)在試驗(yàn)前應(yīng)對(duì)試樣進(jìn)行自重應(yīng)力下的固結(jié)。
u 目前年我院正對(duì)科研項(xiàng)目《基坑工程軟土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的優(yōu)化選取及其應(yīng)用研究》,本課題希望通過一定的樣本數(shù)的現(xiàn)場原位測試與室內(nèi)試驗(yàn)(直快、固快、三軸UU、CU)的對(duì)比分析,提出符合實(shí)際工程性狀的軟土抗剪強(qiáng)度指標(biāo);其次,對(duì)軟土深基坑的實(shí)測土壓力與采用不同試驗(yàn)方法的計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比研究分析,來回答采用何種抗剪強(qiáng)度指標(biāo)與計(jì)算模式、安全系數(shù)的匹配及其對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響。
5.對(duì)于黏性土與粉土、粉砂交互層土的c、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)建議值可按三者的比例綜合取值,同時(shí)提供三者中的最小值;
u 原來規(guī)定對(duì)交互層取黏性土、粉土、粉砂三者中的最小值,主要是考慮順層剪切時(shí)將沿著最薄弱面發(fā)生。因此現(xiàn)行規(guī)程提出要求提供三者的綜合值,同時(shí)提供最小值。
u 支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)區(qū)分不同的計(jì)算項(xiàng)目有選擇地取值:計(jì)算順層剪切滑移時(shí)取小值,計(jì)算土壓力、水平抗力和變形時(shí)取綜合值。
6.關(guān)于抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的綜合意見
n 比較一致的看法是采用什么樣的強(qiáng)度參數(shù)應(yīng)與計(jì)算模式、安全系數(shù)配套。
n 從理論上講,采用有效應(yīng)力指標(biāo)按水土分算更符合有效應(yīng)力原 理,但限于試驗(yàn)手段和工程費(fèi)用問題,本地區(qū)很多工程沒有進(jìn)行三軸試驗(yàn),提供的多為總應(yīng)力指標(biāo),且剪力試驗(yàn)基本都是直剪快剪。所以按照我們所采用的各種計(jì)算模式和方法,認(rèn)為采用一般情況下采用水土合算、抗剪指標(biāo)采用直接快剪或自重應(yīng)力下預(yù)固結(jié)的三軸不排水剪是合理的。
n 近幾年的工程實(shí)踐表明,當(dāng)支護(hù)樁、墻底部仍為飽和軟弱黏性土?xí)r,由于深部土層試樣取出地面后擾動(dòng)過大,一般直剪試驗(yàn)結(jié)果往往嚴(yán)重偏低,從而大大增加樁(墻)的嵌固深度。此時(shí),對(duì)受開挖卸荷影響不大的深部正常固結(jié)土可采用在原位應(yīng)力下預(yù)固結(jié)后的剪切試驗(yàn)c、φ值進(jìn)行計(jì)算,以消除土樣擾動(dòng)和圍壓解除后的部分影響。有可靠經(jīng)驗(yàn)時(shí)也可采用固結(jié)快剪ccu、cu值予以適當(dāng)折減。
n 由于本地區(qū)勘察報(bào)告一般只提供直接快剪試驗(yàn)指標(biāo),很少提供Ccu、cu或Ccq、cq以及c’、’,這也給與其他地方和國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析帶來了一定的難度。今后是否過渡到水土分算以及強(qiáng)度指標(biāo)是否與國標(biāo)接軌、分項(xiàng)系數(shù)如何調(diào)整等,還有待于試驗(yàn)方法完善和工程經(jīng)驗(yàn)的積累。另外作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力實(shí)測應(yīng)列入今后基坑監(jiān)測的一項(xiàng)重要內(nèi)容,以此作為完善計(jì)算方法的依據(jù)。
二、關(guān)于土壓力計(jì)算
1.作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力,應(yīng)根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向變形條件分別按靜止、主動(dòng)、被動(dòng)土壓力進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)可以采用土與結(jié)構(gòu)共同作用的方法和合理的數(shù)值計(jì)算方法計(jì)算土壓力。
u 合理確定土壓力的計(jì)算狀態(tài)。分別取靜止土壓力、主動(dòng)土壓力極限值、被動(dòng)土壓力極限值和主動(dòng)土壓力提高值、被動(dòng)土壓力降低值。側(cè)向支護(hù)結(jié)構(gòu)變形位移大小、形態(tài)和方向與土壓力的性質(zhì)和大小密切相關(guān)。
u 湖北省的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算一般采用桿件有限元,為平面計(jì)算方法。因此有條件時(shí)應(yīng)逐步探索采用土與結(jié)構(gòu)共同作用的非線性平面或空間有限元的數(shù)值計(jì)算方法等。
u 現(xiàn)代土力學(xué)中的數(shù)值模擬計(jì)算方法。采用比較符合實(shí)際土體的應(yīng)力-應(yīng)變-強(qiáng)度(有時(shí)還包括時(shí)間)關(guān)系的本構(gòu)模型可以將變形計(jì)算和穩(wěn)定分析統(tǒng)一起來。采用彈性抗力法或其他采用土與結(jié)構(gòu)共同作用的二維和三維有限元法進(jìn)行數(shù)值模擬,可以給出支護(hù)結(jié)構(gòu)所受到的土壓力、結(jié)構(gòu)內(nèi)力以及變形,便于設(shè)計(jì)決策。
u 開展本構(gòu)模型研究可以從兩個(gè)方向努力:
一是建立用于解決實(shí)際工程問題的實(shí)用模型,它應(yīng)能反映某地區(qū)巖土、某類巖土工程問題的主要性狀,可以獲得工程建設(shè)所需計(jì)算精度的分析結(jié)果; 二是建立能反映某些巖土體應(yīng)力應(yīng)變特性的理論模型:包括彈性模型、彈塑性模型、粘彈性模型、粘彈塑性模型、損傷模型以及結(jié)構(gòu)性模型等,是建立工程實(shí)用模型的基礎(chǔ):
u 巖土力學(xué)數(shù)值模擬中常用的力學(xué)參數(shù)主要分為兩大類:變形參 數(shù)和強(qiáng)度參數(shù)。
u 模型參數(shù)測定和選用;
本構(gòu)模型的驗(yàn)證。
在武漢乃至湖北省對(duì)這方面的工作研究得很少,希望廣大工程技術(shù)人員多做研究和實(shí)證工作。
u 信息化施工方法。根據(jù)原位測試和現(xiàn)場監(jiān)測得到 施工過程中的各種信息進(jìn)行反分析,根據(jù)反分析結(jié)果修政設(shè)計(jì)、指導(dǎo)施工。
三、關(guān)于基坑變形控制標(biāo)準(zhǔn) 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)水平變形控制標(biāo)準(zhǔn)表 

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)水平變形控制標(biāo)準(zhǔn)表
u 以絕對(duì)值而不用相對(duì)值控制的規(guī)定不變。
u 對(duì)基坑重要性等級(jí)為一級(jí)作出調(diào)整?;幼冃慰刂浦笜?biāo)對(duì)基坑工程的造價(jià)影響很大,這種有所區(qū)別的規(guī)定更符合經(jīng)濟(jì)合理的要求。
u 對(duì)二級(jí)基坑變形控制由原來的100mm改為80mm。
u 確定基坑變形控制標(biāo)準(zhǔn)時(shí)尚應(yīng)結(jié)合保護(hù)對(duì)象的具體要求。
u 三級(jí)基坑變形不作限制,但支護(hù)結(jié)構(gòu)不能應(yīng)因變形過大而不能發(fā) 揮正常使用功能。
u 合理確定變形控制值。這直接涉及到工程投資、環(huán)境影響控制問題。
四、關(guān)于被動(dòng)區(qū)留土計(jì)算
1.坑中坑的計(jì)算深度:當(dāng)基坑內(nèi)的坑中坑與坡腳的距離小于2m時(shí),以坑中坑底標(biāo)高為計(jì)算深度;
u 對(duì)坑中坑的計(jì)算深度問題作進(jìn)一步明確的規(guī)定,即當(dāng)坑中坑距離 坡腳≥2m方可考慮,<2m均按坑中坑的深度計(jì)算基坑開挖深度(原規(guī)定為1m)。
u 當(dāng)坡腳留土為淤泥和淤泥質(zhì)等流塑狀態(tài)的軟土?xí)r(流變?nèi)渥冃?yīng)),不應(yīng)計(jì)入其留土作用。
2.被動(dòng)區(qū)留土示意圖:
采用被動(dòng)區(qū)留土?xí)r支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)采用以下方法近似計(jì)算: 1.考慮留土的抗力作用,調(diào)整其 m(或 kh)值; 2.考慮留土的平衡作用,扣減部分主動(dòng)土壓力。
u 基坑工程被動(dòng)區(qū)留土(或反壓土)相當(dāng)于減小基坑的開挖深度。 在正常的工程實(shí)踐中,采用被動(dòng)區(qū)留土反壓,怎樣預(yù)估基坑的變形?支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力怎樣計(jì)算?有必要在理論和實(shí)踐上予以回答。
u 被動(dòng)區(qū)留土情況下的土壓力和變形計(jì)算是用經(jīng)典理論難以解決的問題?,F(xiàn)提出坑底被動(dòng)區(qū)留土?xí)r支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形可采用以下兩種方法近似計(jì)算:
1.考慮留土的抗力作用,調(diào)整kh法??捎糜?FONT face=Calibri>m 法計(jì)算;
2.平衡土壓力法。
u 在基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中,采用被動(dòng)區(qū)留土在武漢地區(qū)成功案例很多。 從基坑的水平位移的觀測資料來分析:采用被動(dòng)區(qū)留土加懸臂樁支護(hù)方案,基坑的水平位移比純懸壁樁支護(hù)的水平位移小30-40%,比樁錨支護(hù)的水平位移大25-35%。
u 設(shè)計(jì)施工時(shí)應(yīng)考慮問題:
1.采用被動(dòng)區(qū)留土設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)于工程規(guī)模較大、工期緊的情況、
采用內(nèi)支撐支護(hù)難度大時(shí),利用被動(dòng)區(qū)留土的支護(hù)方案(中心島施工法)可大幅度 的節(jié)約支護(hù)造價(jià),縮短施工工期; 2.被動(dòng)區(qū)留土可產(chǎn)生負(fù)孔隙水壓力,非飽和土可產(chǎn)生基質(zhì)吸力,有利于邊坡的穩(wěn)定。但應(yīng)加快施工進(jìn)度,注重時(shí)空效應(yīng); 3.充分考慮留置土坡自身的穩(wěn)定性; 4.被動(dòng)區(qū)留土的土方開挖應(yīng)采用分段開挖、分段施工的方式,并結(jié)合利用已施工底板承臺(tái)設(shè)置豎向斜撐或利用已施工的地下室結(jié)構(gòu)樓板、框架梁設(shè)置臨時(shí)水平換撐等進(jìn)行施工。
五、關(guān)于雙排樁設(shè)計(jì)
u 雙排樁懸臂支護(hù)高度不宜超過12.0m。
u 結(jié)合內(nèi)支撐或錨桿時(shí),可提高支護(hù)高度。
u 在武漢軟土地區(qū)的三層地下室采取雙排樁+一道內(nèi)支撐已有成功的實(shí)例,其劣勢是工程造價(jià)較高,其優(yōu)勢是方便后期土方開挖和地下室主體結(jié)構(gòu)施工,對(duì)工期要求緊的項(xiàng)目比較適合。
1. 雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型:
u 設(shè)計(jì)方法總體上采用門式剛架結(jié)構(gòu)模型。將樁間土視為實(shí)體單元,采用彈性介質(zhì)或其它有經(jīng)驗(yàn)的土體本構(gòu)關(guān)系模型進(jìn)行模擬。因而能較好地考慮樁間土剪切剛度和剛體轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形的影響。
由我院主持開發(fā)的中勘之星系列軟件《雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算程序》已通過湖北省軟件測試中心的測評(píng),正進(jìn)行成果驗(yàn)收。該計(jì)算程序較好的解決了雙排樁的理論計(jì)算問題。
u 雙排樁門式剛架結(jié)構(gòu)是一種超靜定空間結(jié)構(gòu)。
u 前后排樁的聯(lián)系橫梁為剛性連接。
1.增加其側(cè)向抗水平力剛度;
2.協(xié)同變形和分配內(nèi)力的作用,前后排樁通過橫梁剛性連結(jié)時(shí),使樁身的正、負(fù)彎矩值接近,減小配筋,減少位移;
u 前后排樁的排距S=2.5~5.0d。
排距S大小和樁間土加固效果對(duì)雙排樁的空間性能發(fā)揮以及樁身內(nèi)力、變形影響較大。
u 雙排樁抗傾覆能力強(qiáng)主要是因?yàn)樗喈?dāng)于一個(gè)插入土體的剛 架,能夠依靠坑底面以下的樁前土的被動(dòng)土壓力和剛架插入土中的前樁抗壓、后樁抗拔所形成的力偶來共同抵抗傾覆力矩;
u 橫梁與樁頂?shù)匿摻铄^固長度應(yīng)滿足受拉鋼筋的錨固長度要求,橫梁與樁頂冠梁采用現(xiàn)澆鋼筋砼,且應(yīng)同時(shí)整澆,以確保其連接的整體性剛度。
u 通過在湖北地區(qū)近十年的推廣應(yīng)用,應(yīng)該說取得了較好的效果。在漢口I級(jí)階地的二層地下室開挖深度10m左右,如大智路的金地名郡全部采用雙排樁支護(hù)型式,其最終監(jiān)測結(jié)果基坑變形在20mm以內(nèi);其他采用局部雙排樁的項(xiàng)目其變形亦在10~20mm。
2.雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用
u 全部雙排樁
(1)在坑底土質(zhì)條件較好的情況下懸臂支護(hù)深度可達(dá)10~12m,變
形可控制在20-30mm左右。
(2)若坑底存在軟弱土層,應(yīng)配合被動(dòng)區(qū)加固。
(3)無內(nèi)支撐,施工方便,有利于縮短工期,但工程造價(jià)需要提高30~50%。
u 部分雙排樁
(1)用于減少部分內(nèi)支撐,如右圖減少中間的對(duì)頂撐,擴(kuò)大坑內(nèi)作業(yè)空間。
(2)工程造價(jià)介于全單排全雙排之間。
u 構(gòu)造要求
(1)前后排距宜為3~4倍樁徑。
(2)前后排之間的樁間土應(yīng)進(jìn)行加固,有利于控制變形,并兼有隔滲作用 。 (3)前后排樁縱向可為一對(duì)一,有時(shí)也可前二后一。 (4)處理好前后樁與頂部橫梁的聯(lián)結(jié)。按框架頂層端節(jié)點(diǎn)的有關(guān)要求設(shè)計(jì)。
六、 關(guān)于內(nèi)支撐設(shè)計(jì)
1.內(nèi)支撐設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題,包括兩個(gè)大的方面:
u 平面設(shè)計(jì):
(1)仔細(xì)分析力的傳遞路徑,滿足支撐桿件的平面內(nèi)外穩(wěn)定性 和截面承載力要求(一般不能出現(xiàn)拉桿);方便土方開挖 和地下室結(jié)構(gòu)施工等。
(2)基坑平面中凸出的陽角應(yīng)對(duì)其至少在兩個(gè)方向加設(shè)支撐約束,并注意支撐力傳遞途徑的可靠性。
(3)工程實(shí)際中,經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)支撐體系縱橫向(對(duì)頂撐)或相鄰兩個(gè)方向(角撐)土壓力和變形不盡相等,如果不是幾何不變體系,容易發(fā)生整體失穩(wěn)。因此應(yīng)采用有較多冗余約束的超靜定結(jié)構(gòu)體系,以保證其足夠的穩(wěn)定性。應(yīng)設(shè)置必要的斜桿。該斜桿在理論計(jì)算上可能是零桿,但它能增加支撐體系的整體穩(wěn)定性,防止主撐桿件的剪切破壞和增加局部抗壓屈的承載能力。
(4)對(duì)于基坑平面幾何形狀不規(guī)則、支撐體系復(fù)雜、傳力不直接的支撐設(shè)計(jì),應(yīng)根據(jù)整體穩(wěn)定性要求及結(jié)構(gòu)力學(xué)的基本概念予以適當(dāng)加強(qiáng)。
u 豎向設(shè)計(jì):
(1)滿足支護(hù)樁(墻)的變形和內(nèi)力要求以及拆撐換撐的受力要 求;支撐豎向間距滿足土方反鏟作業(yè) 及車輛運(yùn)輸要求(豎向 凈間距不得小于3.0m);立柱設(shè)計(jì)。
(2)基坑陽角處存在軟土?xí)r,宜采取在主動(dòng)區(qū)局部加固(減少主動(dòng)土壓力)或被動(dòng)區(qū)局部加固(增加被動(dòng)抗力)的措施,以控制陽角處的基坑變形和增強(qiáng)基坑穩(wěn)定性。
2.內(nèi)支撐計(jì)算方面的問題
u 內(nèi)支撐支護(hù)體系本質(zhì)上是空間結(jié)構(gòu)問題。但三維空間計(jì)算十分復(fù)雜,不僅涉及到結(jié)構(gòu)問題,還涉及土的本構(gòu)模型如何建立,土與結(jié)構(gòu)協(xié)同作用等問題,普遍推行現(xiàn)在還難以實(shí)施。
u 現(xiàn)在主要采用“彈性抗力法”的方法:其主導(dǎo)思想是將支護(hù)結(jié)構(gòu)(支護(hù)樁或連續(xù)墻)與內(nèi)支撐分離開考慮。
u “彈性抗力法”把空間問題轉(zhuǎn)化為平面問題解決,簡化了計(jì)算。 應(yīng)用“彈性抗力法”時(shí)注意的關(guān)鍵問題:
(1)“約束點(diǎn)”的設(shè)置??偟脑瓌t是約束點(diǎn)的設(shè)置應(yīng)保證約束點(diǎn)處的不平衡力和附加彎矩愈少越好,同時(shí)通過結(jié)構(gòu)體系的概念設(shè)計(jì)和工程經(jīng)驗(yàn)加以合理的判斷,確保支撐體系的承載能力和整體穩(wěn)定性。
(2)“支撐剛度系數(shù)”的確定。
復(fù)雜時(shí)可根據(jù)支護(hù)體系的整體模型得到平均的支撐剛度KB,按下式 計(jì)算: 即沿內(nèi)支撐周邊冠梁或圍檁施加單位荷載力后,將周邊節(jié)點(diǎn)法向位移平均值取倒數(shù)求“支撐剛度”的方法。
u 現(xiàn)有天漢基坑軟件在基坑形狀不規(guī)則或荷載不對(duì)稱的情況 下,由于約束不當(dāng),往往得出不正常的結(jié)果。對(duì)局部內(nèi)支撐(即至少有一面開口的內(nèi)支撐)在進(jìn)行平面剛架有限元的計(jì)算中,往往選取約束點(diǎn)較難或無法進(jìn)行合理的約束。
u 考慮支護(hù)樁排(墻 )縱向約束條件下的內(nèi)支撐平面計(jì)算的基本原理是:在內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)體系中,冠梁與支護(hù)樁墻為剛性連接,冠梁受到樁墻的約束,整個(gè)內(nèi)支撐系統(tǒng)出現(xiàn)大幅度漂移的情況在實(shí)際工程中是不可能發(fā)生的?;谝陨蠈?shí)際性狀,將冠梁與每根支護(hù)樁連接部位均作為一個(gè)約束點(diǎn),提出考慮排樁(墻)縱向約束條件下的內(nèi)支撐平面剛架有限元的計(jì)算模型(不同于人為的設(shè)置某幾個(gè)固定約束點(diǎn),不影響支撐體系的內(nèi)力分布),即考慮排樁縱向約束剛度對(duì)內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)體系的實(shí)際貢獻(xiàn)。
u 我院現(xiàn)在正進(jìn)行中勘之星系列軟件《考慮排樁縱向約束下的內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算程序》研究與開發(fā)。希望能解決現(xiàn)有天漢軟件由于約束設(shè)置不當(dāng)或無法約束方面的不足。
u 在大型復(fù)雜的基坑工程設(shè)計(jì)計(jì)算與分析中考慮土與支護(hù)結(jié)構(gòu)協(xié)同作用的三維空間有限元數(shù)值模擬是一種發(fā)展趨勢。
實(shí)例:中海國際大廈位于武漢市青山區(qū),擬建工程基坑開挖深度為22.0m,最大開挖深度25m,基坑開挖面積約為11000㎡。支護(hù)結(jié)構(gòu)采用落地式地下連續(xù)墻(兩墻合一)+三道大直徑的圓環(huán)內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)體系。在該工程支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析中采用邁達(dá)斯MIDAS-GTS大型有限元軟件進(jìn)行了三維數(shù)值模擬計(jì)算與分析。
中南勘察設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)實(shí)例:中海國際大廈地下連續(xù)墻、支撐桿件、圍檁梁和立柱模型
中南勘察設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)實(shí)例:基坑開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后周邊土體位移12~22.0mm
中南勘察設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)實(shí)例:基坑開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后支護(hù)結(jié)構(gòu)變形18~25.0mm
n 某一道支撐桿件的軸向支撐力設(shè)計(jì)值的計(jì)算式:
hhkt'1.35 NN
ξ——內(nèi)力分布不均勻及溫度影響分項(xiàng)系數(shù);
當(dāng)支撐長度大于20m時(shí)可取1. 10~1.20,支撐兩端主動(dòng)區(qū)土質(zhì)好時(shí)取高值,反之取低值;
當(dāng)支撐長度小于20m的支撐可取1.00;
當(dāng)支撐體系不規(guī)則、受力復(fù)雜時(shí)可取1.20。
u 溫度變化對(duì)支撐桿件的內(nèi)力有明顯的影響?,F(xiàn)行規(guī)程考慮到支撐桿件內(nèi)力不均勻和溫度的雙重影響,在計(jì)算內(nèi)力時(shí)引入了分項(xiàng)系數(shù)ξ,實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)具體情況在1.1~1.2范圍內(nèi)取值:
基坑側(cè)壁主動(dòng)區(qū)為硬塑土層,對(duì)基坑的側(cè)移約束力較大,溫度升高時(shí),支撐桿件線膨脹受到兩側(cè)較強(qiáng)的約束,內(nèi)力增長亦大;當(dāng)基坑平面形狀不規(guī)則,支撐桿件平面布置復(fù)雜時(shí),為確保支撐體系的安全,分項(xiàng)系數(shù)ξ應(yīng)取大值。
u 合理確定分項(xiàng)系數(shù)ξ。實(shí)測溫度變化對(duì)應(yīng)力影響較大,建議對(duì)內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留有足夠的安全儲(chǔ)備。否則支撐桿件一旦發(fā)生失穩(wěn)和破壞,后果不堪設(shè)想。
n 內(nèi)支撐換撐逆工況的設(shè)計(jì)原則??衫玫叵率医Y(jié)構(gòu)樓板、框架梁作為反力支撐點(diǎn),采用鋼筋混凝土板帶或鋼筋混凝土梁、型鋼、型鋼與混凝土組合等構(gòu)件與支護(hù)樁(墻)間形成可靠換撐。
n 逆工況換撐是一個(gè)基坑設(shè)計(jì)和施工不可或缺的重要環(huán)節(jié)。必須做到先撐后挖,同時(shí)也必須做到先換撐后再拆撐,按設(shè)計(jì)工況分層換撐、分層拆撐。換撐設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)對(duì)樓板缺失部位、地下車道樓板標(biāo)高不一致的部位、后澆帶部位另外專門設(shè)置水平傳力構(gòu)件。
七、關(guān)于支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合及逆作法
u 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合的設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)人員具備相應(yīng)的結(jié)構(gòu)計(jì)算和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),需要巖土工程師與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師的密切配合。
u 支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合包括三種類型:
墻體相結(jié)合
水平構(gòu)件相結(jié)合
豎向構(gòu)件相結(jié)合
u 支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)可采用下列結(jié)合形式和施工方法:
1.地下室結(jié)構(gòu)外墻與地下連續(xù)墻體相結(jié)合:即地下連續(xù)墻“兩墻合一”,水平支撐采用臨時(shí)水平內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)體系;施工方法采用順作法。這是目前武漢地區(qū)常用的設(shè)計(jì)施工方法。
2.地下室水平梁板結(jié)構(gòu)構(gòu)件與水平支撐結(jié)構(gòu)局部結(jié)合(同時(shí)地下室結(jié)構(gòu)柱等豎向構(gòu)件與豎向支承結(jié)構(gòu)局部結(jié)合):基坑周邊豎向支護(hù)結(jié)構(gòu)采用排樁(或作臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)的地下連續(xù)墻,非“兩墻合一”),內(nèi)支撐水平支撐結(jié)構(gòu)利用地下室水平樓板和框架梁,采用逆作法施工。
3.地下室主體結(jié)構(gòu)與支護(hù)結(jié)構(gòu)全面結(jié)合:即“兩墻合一”地下連續(xù)墻+地下室水平結(jié)構(gòu)樓板代替臨時(shí)水平支撐+地下室結(jié)構(gòu)柱位置以格構(gòu)立柱替代,采用逆作法施工。 4.采用地下連續(xù)墻作為地下室結(jié)構(gòu)外墻時(shí),基坑開挖階段坑外土壓力采用主動(dòng)土壓力,永久使用階段坑外土壓力采用靜止土壓力; 5.支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合及逆作法的設(shè)計(jì)同樣包括平面設(shè) 計(jì)和豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。還包括很多節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)造設(shè)計(jì)以及逆作施工的技術(shù)措施。
八、關(guān)于水泥土擋墻設(shè)計(jì)
1.水泥土擋墻的構(gòu)造要求:
n 墻寬BQ應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況取墻高的HQ的0.6倍~0.9倍(土質(zhì)好取低值,反之取高值)。跨于主、被動(dòng)區(qū)之間的變截面水泥土擋墻尚應(yīng)滿足以下要求:
a)主動(dòng)區(qū)墻寬BQ1應(yīng)為坑底以上墻高HQ1的0.6倍~0.9倍(土質(zhì)好取低值,反之取高值),否則應(yīng)插筋加強(qiáng)(圖6.11.4-1 b);
b)被動(dòng)區(qū)墻寬BQ2不應(yīng)大于被動(dòng)區(qū)墻高HQ2的二分之一。
u 增加了變截面擋墻的設(shè)計(jì)方法,并對(duì)其構(gòu)造要求作出了規(guī)定:
BQ1 /HQ1(BQ /HQ)=0.6~0.9。 BQ2 /HQ2≤1/2(剛性破裂角要求)。
u 變截面擋墻一般坑底標(biāo)高處的截面是最不利截面。
變截面處抗壓、抗拉和抗剪驗(yàn)算。
u 變截面擋墻的主動(dòng)區(qū)應(yīng)采用實(shí)腹式。
u 施工質(zhì)量的控制?;邮Х€(wěn)多與施工質(zhì)量有關(guān)。
九、關(guān)于土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
u 土釘支護(hù)和復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行整體滑移穩(wěn)定性和坑底抗隆起驗(yàn)算,缺一不可。
u 土釘支護(hù)設(shè)計(jì)的構(gòu)造要求:
1.工程實(shí)踐中多次發(fā)現(xiàn)土釘(或錨桿)尾部地面拉裂的現(xiàn)象,說明邊坡土體隨土釘整體位移。對(duì)此,除保證土釘有足夠長度外,尚應(yīng)注意避免土釘尾部都處于同一豎直面上,而要在縱橫
兩個(gè)方向上長短交錯(cuò)。為限制土釘基坑的變形,可加大或部分加大中、上層土釘?shù)拈L度,也可設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨桿等措施;
2.70%以上的土釘長度不宜小于開挖深度的1.5倍;
3.最下一排土釘距離坡腳垂直高度不宜大于0.5m;
4.土釘超過3排時(shí),應(yīng)隔排設(shè)置型鋼加強(qiáng)圍檁;
5.復(fù)合土釘支護(hù)中的水泥土加固體宜設(shè)置在邊坡前緣,其上端應(yīng)超出坑底至少與一排土釘連結(jié);下端應(yīng)穿過軟弱土層進(jìn)入較好土層不宜少于1.0m。水泥土加固體寬度與坑底以下的長度之比不宜小于1∕6;
u 土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)常見破壞模式:
1.表層剝離,面板與錨桿脫離; 2.整體下滑平移,錨桿拔出; 3.水泥土加固體破壞,失去擋土作用; 4.表層土剝離,從面板下端溜出,面板脫空。
u 土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見誤區(qū):
1.土釘長度不滿足1.5H,最下一層錨桿距離底部的高度超過50cm;
2.土釘與豎向加固體沒有可靠連結(jié) ;
3.在一個(gè)坡面上只有一層土釘(一即坡面至少應(yīng)有兩排土釘);
4.土釘設(shè)計(jì)長度等長,尾部處于同一豎直面內(nèi)(應(yīng)長短交替,或逐步加大傾角);
5.調(diào)整土釘傾角時(shí),上層變陡,下層變緩,致使土釘尾部接近(應(yīng)調(diào)整傾角,使土釘尾部分開 );
6.設(shè)置有水泥土樁排,樁外又放坡,留下薄薄的三角形土體,樁、錨連結(jié)削弱(應(yīng)在樁體外垂直開挖,保證土釘與水泥土樁體密切);
7.不重視地下水、管道滲水及雨水的破壞性的作用。土釘支護(hù)的基坑中十有八九是水的問題導(dǎo)致失穩(wěn)。
u 采用土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的利弊
有利點(diǎn):
1.不占用坑內(nèi)施工空間;
2.成本較低;
3.可邊開挖邊施工,工期較快。
不利點(diǎn):
1.可靠性低于剛性樁(墻)支護(hù)結(jié)構(gòu),事故多發(fā);
2.土釘超過用地紅線,使用受到限制 。
十、關(guān)于被動(dòng)區(qū)土體加固設(shè)計(jì)
u 基坑被動(dòng)區(qū)土體加固是目前湖北地區(qū)在深厚軟土分布地帶比較常用的支護(hù)方式。
u 主要是加固寬度、加固厚度以及加固體c、、m值等設(shè)計(jì)參數(shù)的確定。
u 適用于為改善坑底軟弱土層的嵌固條件以加強(qiáng)對(duì)支護(hù)樁(墻)的變形控制而進(jìn)行的被動(dòng)區(qū)加固。加固體的寬度應(yīng)能覆蓋被動(dòng)區(qū)極限狀態(tài)的破裂面。其設(shè)計(jì)施工時(shí)應(yīng)符合下列要求:
1.被動(dòng)區(qū)加固寬度: b=(1.1~1.2)d;
彈性長樁的特征深度4/α的1.1~1.2倍。
2.被動(dòng)區(qū)加固厚度:緊貼支護(hù)樁(墻)一側(cè)加固土厚度h≮5m;坑內(nèi)方向一側(cè)加固土厚度h≮2.5m。
3.被動(dòng)區(qū)土體加固豎向布置形式可采用平板式或階梯式。當(dāng)采用階梯式時(shí),臺(tái)階應(yīng)平緩過渡,臺(tái)階高寬比不宜大于1:2;
4.應(yīng)采取可靠措施確保加固體與支護(hù)樁(墻)有效密貼;
5.被動(dòng)區(qū)加固施工宜在基坑開挖之前完成;
6.增加基坑被動(dòng)區(qū)土體豎向加固的高度范圍(坑底和坑底以上均加固),在開挖初期以及開挖過程中均可有效減小支護(hù)結(jié)構(gòu)的擾曲變形,改善結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布,減低支護(hù)樁(墻)的彎矩。因此當(dāng)環(huán)境條件嚴(yán)峻、變形控制要求嚴(yán)格以及支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力偏大時(shí),采取增加豎向加固體的高度范圍,對(duì)坑底和坑底以上土體進(jìn)行加固是一種有效的方法。具體的加固范圍尚應(yīng)通過計(jì)算確定。
7. 被動(dòng)區(qū)加固效果取決于施工質(zhì)量
十一、關(guān)于地下水控制設(shè)計(jì) 1.地下水控制按基坑隔滲帷幕插入深度、地層性質(zhì)、開挖深度和降水井的深度等因素形成的滲流規(guī)律劃分以下四種基坑降水類型進(jìn)行降水設(shè)計(jì):
第一類基坑降水——開放式降水;
第二類基坑降水——封閉式降水;
第三類基坑降水——減壓降水;
第四類基坑降水——半封閉降水。
原有計(jì)算方法已不適應(yīng)其要求,一般應(yīng)采用地下水滲流數(shù)值模擬計(jì)算方法。
u 我院正在作一些理論并結(jié)合實(shí)際工程的分析,分別采用有限元方法和有限差分方法,建立三維層狀非均質(zhì)各向異性穩(wěn)定流或非穩(wěn)定流的數(shù)值模型,模擬基坑降水過程中以及基坑降深達(dá)到設(shè)計(jì)要求后基坑內(nèi)區(qū)域及周邊區(qū)域滲流場的變化。主要想得到以下幾點(diǎn)規(guī)律:
(1)懸掛式隔滲帷幕設(shè)置深度(不同的設(shè)置深度比較)對(duì)基坑總涌水量的影響;
(2)懸掛式隔滲帷幕設(shè)置深度對(duì)坑外承壓水位降深的影響,當(dāng)然也包括對(duì)周邊環(huán)境的影響;
(3)通過工程降水實(shí)時(shí)監(jiān)測資料來驗(yàn)證理論模型的合理可靠性。
u 對(duì)于隔滲帷幕深度大于或接近降水井埋置深度的降水工程,地下水滲流由于受到隔滲帷幕的阻隔作用與一般開放式降水不同,因此可建立三維滲流模型通過數(shù)值模擬方法計(jì)算地下水的滲流場;三維滲流模型數(shù)值分析在本地區(qū)應(yīng)用較少,應(yīng)在工程實(shí)踐中不斷總結(jié)和完善。必要時(shí)可在坑內(nèi)外設(shè)置觀測井并進(jìn)行帷幕內(nèi)的群井抽水試驗(yàn),以定量檢驗(yàn)帷幕的阻水效果。
2.目前對(duì)地下水控制問題的一些看法和意見
u 對(duì)環(huán)境影響程度的兩種認(rèn)識(shí):
(1)在某種不利地質(zhì)條件下,比如分布有深厚淤泥和淤泥質(zhì)土,基坑降水對(duì)環(huán)境影響明顯,必須重視;
(2)如果單純降水引起的沉降,對(duì)建筑物影響不是很大,如果側(cè)壁滲漏,引起水土流失則影響嚴(yán)重。
u 關(guān)于側(cè)壁隔滲的重要性認(rèn)識(shí)比較統(tǒng)一:
(1)隔滲帷幕最好能封隔側(cè)壁至坑底以下的全部交互層;
(2)單排攪拌樁、高噴形成的隔滲帷幕不可靠,宜采用三軸攪拌樁套孔施工。
u 關(guān)于落底式隔滲帷幕的不同認(rèn)識(shí)
(1)在環(huán)境條件嚴(yán)峻保護(hù)要求高的情況下提倡采用全封閉的落底式隔滲帷幕;
(2)落底式隔滲帷幕施工質(zhì)量很難保證。設(shè)置落底式隔滲帷幕后,內(nèi)外水頭差加大,一旦帷幕滲漏,后果更為嚴(yán)重;
(3)希望于采用新的隔滲帷幕施工技術(shù),如TRD工法。武漢現(xiàn)在已有項(xiàng)目正在進(jìn)行施工,隔滲效果還有待檢驗(yàn)。
3.地下水滲流的數(shù)值模擬與計(jì)算分析
u 目前本地區(qū)深基坑的地下水控制多采用管井降水與隔滲帷幕相結(jié)合。降水管井有采用完整井也有非完整井,隔滲帷幕有懸掛式和落地式的。地下水的滲流計(jì)算應(yīng)與降水井的結(jié)構(gòu)、隔滲帷幕的類型和設(shè)置深度密切相關(guān),如何進(jìn)行多種邊界條件下的地下水滲流數(shù)值模擬對(duì)本地區(qū)來說仍是一個(gè)亟需解決的理論和實(shí)踐問題。
u 基坑工程設(shè)置隔滲帷幕其目的:一是防止坑壁流土流砂,二是減少基坑抽排水量同時(shí)減少坑外地下水位降深,兩者都是為了減少對(duì)周邊環(huán)境的影響。現(xiàn)在爭議比較大的是采用懸掛式隔滲帷幕半封閉降水:爭議之一是隔滲帷幕的設(shè)置深度,二是對(duì)環(huán)境的影響程度是否在可控范圍內(nèi)。這一方面從理論計(jì)算上要解決,另一方面要通過實(shí)際工程的應(yīng)用和實(shí)測資料的對(duì)比分析。所以降水與環(huán)境保護(hù)這個(gè)非常現(xiàn)實(shí)的問題越來越突顯出來,目前難以做到精確的計(jì)算和預(yù)測,希望廣大技術(shù)人員為此作出不懈努力。