深基坑支护结构设计及计算（土钉墙排桩地连墙）.ppt

2.7 利用模型试验确定基坑的受力变形规律 2.7.1 试验原理 以离心机旋转时产生的离心加速度模拟重力加速度，使计算模型的应力状态达到实际土层的应力状态。 2.7.2 实 例 上海自然博物馆基坑 模型率：140 基坑模型 支护结构水平位移 外 坑 内 坑 3. 施工监测及信息化施工 3.1 基坑监测原理及方法 3.1.1 监测目的 （1）保证基坑安全和施工质量，并指导施工。 （2）保证周围环境的安全。 （3）积累数据和资料，为以后的工程服务。 3.1.2 监测内容 （见下页） 3.1.3 监测原则 （1）监测数据真实，可靠。 （2）监测结果即使整理，反馈。 （3）监测工作尽量不影响正常施工。 支护结构 桩（墙）顶部水平、竖向位移 桩（墙）身水平位移 立柱竖向位移 桩、墙 内撑、锚索 土钉 立柱 位移 内力 基 坑 土 体 地下水位 坑（坡）顶水平及竖向位移 土压力 坑底隆起 孔隙水压力 管线变形 建筑：沉降、倾斜、水平位移、开裂 周围环境 坑外土体 地表沉降 深层沉降及水平位移 地表裂缝 基坑监测 基坑施工监测内容 序号 监测项目 基坑级别 一级 二级 三级 1 围护墙（边坡）顶部水平位移 应测 应测 应测 2 围护墙（边坡）顶部竖向位移 应测 应测 应测 3 深层水平位移 应测 应测 宜测 4 立柱竖向位移 应测 宜测 可测 5 围护墙内力 宜测 可测 可测 6 支撑内力 应测 宜测 可测 7 立柱内力 可测 可测 可测 8 锚杆内力 应测 宜测 可测 9 土钉内力 宜测 可测 可测 10 坑底隆起（回弹） 宜测 可测 可测 11 围护墙侧向土压力 宜测 可测 可测 12 孔隙水压力 宜测 可测 可测 13 地下水位 应测 应测 应测 14 土体分层竖向位移 宜测 可测 可测 15 周边地层竖向位移 应测 应测 宜测 16 周边建筑竖向位移 应测 应测 应测 17 周边建筑倾斜 应测 宜测 可测 18 周边建筑水平位移 应测 宜测 可测 19 周边建筑、地表的裂缝 应测 应测 应测 20 周边管线变形 应测 应测 应测 建筑基坑工程监测技术规范（GB 50497-2009）监测项目 3.1.5 监测仪器、元件及方法 （1） 桩（墙）顶、坡顶水位移 仪器：全站仪。 3.1.4 测点布置、监测频率 （2） 沉降、坑底隆起 仪器：高精度水准仪。 水平位移量测结果 沉降量测结果 （3） 桩（墙）身水平位移 元件：测斜管。仪器：测斜仪。 原理 测斜仪 水平位移 导轮距离 倾 斜角变化 测斜管 （4）钢筋应力 元件：钢筋计。仪器：振弦式测频仪。 振弦式钢筋计 振弦式元件的测试原理 钢筋应力 标定系数 初始振动频率 当前振动频率 （振弦式压力盒、轴力计、索力计、孔隙水压计等的工作原理均与此相似。） 由钢筋应力整理得到的桩身弯矩分布 （5） 支撑内力 元件：轴力计、索力计。仪器：振弦式测频仪。 轴力计 索力计 （6）土压力 元件：压力传感器。 仪器：振弦式测频仪。 6. 孔隙水压力 7. 地下水位 元件：孔隙水压计。 元件：水位管。 仪器：水位计。 仪器：振弦式测频仪。 压力盒 孔隙水压计 水位计 3.2 监测结果的反馈及信息化施工 3.2. 1 报警值及报警 （1）报警值由监测项目的累计变化量和变化速率共同控制。 （2）报警值根据土质特征、设计结果及本地经验等因素确定。 3.2. 2 信息化施工 3.2.3 利用桩（墙）水平位移的反演其所受荷载 1. 原理 （1）桩身水平位移的组成 （2）桩身水平位移的表达式 （3）由最小二乘法确定土压力、支撑轴力等 m为测点个数，u 为实测水平位移值。 （m>n，为矛盾方程） 应用最小二乘法，令 取最小值 得到 包括土压力、支撑轴力等待求量 求解后得到支护桩（墙）的土压力、支撑轴力等。 2. 算例 基坑 位移量测结果 荷载反演结果 4 总结及展望 1. 基坑的规模更大，周围的环境更为复杂，对计算、设计、施工等提出更高的要求。 2. 基坑的设计由强度设计转为变形控制，在设计、施工过程中充分、合理地考虑时空效应。 4. 有限元等数值方法是基坑计算分析最合理、有效的手段，可计算分析大型、复杂基坑工程的受力变形、基坑施工对周围环境影响、时空效应等其他方法无法解决的问题。但在力学模式、土的计算模型及材料参数等方面，尚有一些问题没有很好地得到解决。 3. 合理选择支护形式，对设计参数（如桩长、桩径、桩距、支撑位置、内撑或锚索预应力值的大小）进行优化设计。 6. 目前基坑的信息化施工尚有差距。今后现场量测的信息化、自动化水平会得到很大提高。另外，反演分析也会