基坑支護(hù)三維分析及計(jì)算資料

1、基坑支護(hù)三維分析及計(jì)算資料2l1.正確的設(shè)計(jì)理論是工程成功的基礎(chǔ)l2.l3.信息化施工是工程成功的保證l（1）監(jiān)測(cè)資料是信息化施工的依據(jù)l（2）預(yù)測(cè)分析是信息化施工的指導(dǎo)l（3）經(jīng)驗(yàn)與判斷是信息化施工的決策l4.l5.總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)(巖土工程 半理論半經(jīng)驗(yàn))3中國(guó)建筑科學(xué)研究院PKPM軟件所45l在二維分析中，支護(hù)體系被人為地拆成水平面分析（內(nèi)支撐）和豎直面分析（樁、墻），只能作到點(diǎn)上的位移協(xié)調(diào)；l基坑支護(hù)體系本質(zhì)上是一空間結(jié)構(gòu)，三維分析具備理論上的先進(jìn)性，可實(shí)現(xiàn)真正的位移協(xié)調(diào)； l得到更符合實(shí)際的內(nèi)力和位移計(jì)算結(jié)果，真正反映支護(hù)體系的空間效應(yīng)；l構(gòu)件計(jì)算更合理，可以節(jié)省工程造價(jià)。6l結(jié)構(gòu)：樁、

2、地下連續(xù)墻，鋼筋砼或鋼支撐梁，錨桿，鋼或砼支撐立柱形成的空間體系。l荷載：土、水壓力，地面附加荷載。l約束：被動(dòng)區(qū)土體。彈性支點(diǎn)法基本計(jì)算模型 計(jì)算簡(jiǎn)圖7l土壓力：粘性土由于透水性差，一般水土合算；而無(wú)粘性土由于透水性好，一般水土分算。合算與分算的差別演示見黑板。l附加荷載：無(wú)限寬度均布荷載按荷載大小*Kai傳遞（可以理解為增加等效的土層 ）；有限寬度局部荷載按應(yīng)力45度擴(kuò)散方法處理，但與上海規(guī)范、浙江規(guī)范、福建規(guī)范有差別。l三種水壓力：靜止水壓力，滲流水壓力1、滲流水壓力2(上海規(guī)范特有)，見黑板。qh08l無(wú)粘性土中水形成連續(xù)的分布，產(chǎn)生靜水壓力，加大了作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的側(cè)壓力。l改變土的

3、物理力學(xué)性質(zhì)，如邊坡浸水后，土的凝聚力C和內(nèi)摩擦角Fai值降低。l降水后導(dǎo)致土粒間有效應(yīng)力加大，土骨架壓縮量增加，引起周邊環(huán)境不均勻沉降。9l常用的有“m”法，“K”法，“C”法，本質(zhì)上是假定被動(dòng)區(qū)土體彈性約束的剛度曲線不同l l“m“法基床系數(shù)圖 “K”法基床系數(shù)圖 “C”法基床系數(shù)圖l C=mH C=K C=c*sqrt(H)l圖中H為從開挖面算起的深度。10l采用彈性支點(diǎn)法，即m法；l三維計(jì)算核心模塊已在PKPM的高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算中廣泛運(yùn)用并通過驗(yàn)證；l模擬支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)際施工過程的分步開挖和分步加撐和支撐拆除；l在下一步開挖中考慮上一步所加支點(diǎn)的已有變形，從而得到符合實(shí)際的支點(diǎn)力；l計(jì)算結(jié)

4、果可靠合理，前后處理完全圖形化。11l土壓力模型 朗肯土壓力 規(guī)程土壓力l土抗力模型 m法 k法l土的特殊性質(zhì)，如軟土的流變性1213l前處理 劃分節(jié)點(diǎn)和單元，計(jì)算單元上的荷載，歸并截面的幾何類型和材料類型，計(jì)算單元上的約束信息，形成PMSAP數(shù)據(jù)文件；l計(jì)算 調(diào)用PKPM成熟的三維計(jì)算模塊PMSAP； l后處理 形成各桿件的內(nèi)力、位移圖 樁、墻、鋼砼構(gòu)件的配筋計(jì)算等14lPKPM基坑支護(hù)軟件是真三維分析，三維分析模塊的正確性已經(jīng)被多項(xiàng)結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)所驗(yàn)證，而國(guó)內(nèi)其它主流軟件的三維分析是擬三維，6個(gè)空間位移中只計(jì)算出了Ux,Uy, ，不能反映內(nèi)支撐體系出平面外的穩(wěn)定問題，如下圖所示：z15lP

5、KPM在圖形平臺(tái)和三維建模、顯示方面有自己的特點(diǎn)，既直觀形象，又全面方便，可以最大限度地節(jié)省用戶在三維分析方面的投資。16171819202122232425第 1道內(nèi)支撐彎矩剪力軸力位移圖26第 2道內(nèi)支撐彎矩剪力軸力位移圖27第 3道內(nèi)支撐彎矩剪力軸力位移圖28排樁和三道支撐梁的配筋圖293031地連墻最大內(nèi)力、水平位移圖32地連墻水平等效梁的內(nèi)力、位移圖33第 1道內(nèi)支撐彎矩剪力軸力位移圖34第 2道內(nèi)支撐彎矩剪力軸力位移圖35第 3道內(nèi)支撐彎矩剪力軸力位移圖36某槽段地下連續(xù)墻配筋圖示例3738 *中國(guó)建筑科學(xué)研究院PKPM軟件所394041424344454647484950式中Kp

6、c為樁墻的剛度，Ksa為內(nèi)支撐和錨桿的剛度， F為作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的外荷載。U為待求的支護(hù)結(jié)構(gòu)位移, U0為加支錨時(shí)，樁墻在支錨位置處的已有位移。51 5253545556l對(duì)沿周邊均勻配置縱向鋼筋的圓形截面和矩形截面的排樁和地下連續(xù)墻，其正截面受彎承載力按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。 l非均勻配筋的圓形截面鋼筋混凝土樁，按國(guó)家規(guī)程JGJ120-99的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行計(jì)算，如圖所示：575859606162636465l1)基坑施工前應(yīng)編制基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案，依據(jù)有關(guān)規(guī)定需要專家評(píng)審的，尚應(yīng)具有專家評(píng)審?fù)ㄟ^的書面意見。l2)基坑施工前應(yīng)組織有關(guān)單位進(jìn)行基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案技術(shù)交底，

7、明確各工序的技術(shù)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。l3)土方開挖應(yīng)按照設(shè)計(jì)工況分層、分段進(jìn)行，嚴(yán)禁超挖。發(fā)生異常情況時(shí)，應(yīng)立即停止挖土，并應(yīng)立即查清原因待采取相應(yīng)措施后，方可繼續(xù)開挖施工。開挖過程中，應(yīng)采取有效措施避免破壞和擾動(dòng)支護(hù)結(jié)構(gòu)、工程樁和槽底原狀土。當(dāng)采用機(jī)械開挖土方時(shí)，應(yīng)在基坑底預(yù)留150mm300mm厚的土層，由人工挖掘修整，以保持坑底土體原狀結(jié)構(gòu)。l4)基坑開挖完成后，應(yīng)及時(shí)清底驗(yàn)槽，澆注墊層封閉基坑，減少地基土暴露時(shí)間，防止暴曬或雨水浸泡而破壞地基土的原狀結(jié)構(gòu)。66l5)做好信息化施工。基坑開挖過程中，應(yīng)對(duì)基坑支結(jié)構(gòu)及周邊建（構(gòu)）筑物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，指導(dǎo)施工，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)通報(bào)

8、相關(guān)單位，以便采取措施，防止事故發(fā)生。l6)做好截排水工作?；又車孛鎽?yīng)采取硬化和截排水措施，防止雨水、生活用水等地面水流入坑內(nèi)；坑壁采取排水措施，有組織地疏導(dǎo)土層中的殘留水；基坑底的滲漏水應(yīng)及時(shí)排出，避免在基坑內(nèi)長(zhǎng)期積聚。放坡開挖時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)坡頂、坡面、坡腳采取保護(hù)措施。l7)基坑周邊嚴(yán)禁超載?；釉陂_挖和使用過程中，基坑周邊行車和堆載應(yīng)嚴(yán)格控制在設(shè)計(jì)荷載允許范圍內(nèi)，嚴(yán)禁超載。l8)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)完成后，應(yīng)及時(shí)對(duì)施工肥槽進(jìn)行回填，回填采用分層夯實(shí)，以滿足設(shè)計(jì)密實(shí)度的要求。67686970717273l1）土釘墻或復(fù)合土釘墻支護(hù)類型應(yīng)用范圍過大。由于現(xiàn)行的基坑支護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中沒有對(duì)復(fù)合土釘?shù)膽?yīng)用范圍進(jìn)行限制，應(yīng)用范圍越來(lái)越大，應(yīng)用的基坑越來(lái)越深。但事實(shí)證明，土釘墻或復(fù)合土釘墻支護(hù)應(yīng)用于基坑深度大、地下水豐富，并且在冬季施工時(shí)，常常發(fā)生事故。l2）面板的構(gòu)造不盡合理，存在安全隱患?，F(xiàn)行的基坑支護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中沒有規(guī)定土釘與面板的連接方式，現(xiàn)場(chǎng)常用的L型彎頭焊接做法，一些事故現(xiàn)場(chǎng)的照片證明，該種連接并不可靠，存在安全隱患，需要進(jìn)一步改進(jìn)。l 74l3）基坑監(jiān)測(cè)方案不細(xì)，針對(duì)性不強(qiáng)?；颖O(jiān)測(cè)方案是實(shí)現(xiàn)信息化施工