新型接頭超深地下連續(xù)墻施工過(guò)程分析及工程應(yīng)用研究.pdf

1、新型“Ⅱ”型接頭地下連續(xù)墻是在南京河西復(fù)雜地質(zhì)的基坑工程中提出的，主要應(yīng)用于地質(zhì)條件復(fù)雜且超深連續(xù)墻工程中，作“兩墻合一”地下連續(xù)墻使用。由于在質(zhì)量控制、施工效益等方面的諸多優(yōu)點(diǎn)，新型“Ⅱ”型接頭地下連續(xù)墻已經(jīng)在多個(gè)基坑工程中得到應(yīng)用。在“Ⅱ”型接頭地下連續(xù)墻的工程中，最被關(guān)注的是施工過(guò)程中地下連續(xù)墻施工質(zhì)量、接頭力學(xué)性能、開(kāi)挖槽段穩(wěn)定性能、地下連續(xù)墻受力變形特性等問(wèn)題，目前在該方面的理論研究嚴(yán)重滯后于工程實(shí)踐。鑒于此，依賴于軟土地區(qū)的

2、工程實(shí)踐，結(jié)合理論研究、原位試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、數(shù)值分析等手段全面研究“Ⅱ”型接頭地下連續(xù)墻施工全過(guò)程中接頭及槽段施工質(zhì)量、接頭受力、槽段穩(wěn)定、軟土地區(qū)深基坑地下連續(xù)墻最大側(cè)向變形計(jì)算方法、深基坑開(kāi)挖中滲流作用對(duì)基坑變形影響及“Ⅱ”型接頭嵌巖地下連續(xù)墻滲漏等情況，為“Ⅱ”型接頭地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)和施工提供參考。主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　1.對(duì)“Ⅱ”型接頭垂直度及槽段成槽質(zhì)量（深層水平位移、地面沉降）進(jìn)行了超聲波監(jiān)測(cè)，并對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)

3、果進(jìn)行了分析。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明“Ⅱ”型接頭垂直度偏差均小于0.17％，滿足設(shè)計(jì)要求;槽段槽寬及槽壁的垂直度偏差均滿足設(shè)計(jì)要求，槽段剖面的成槽質(zhì)量合格。對(duì)地下連續(xù)墻試驗(yàn)墻段施工過(guò)程引起的深層土體水平位移及地面沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果表明:槽段的開(kāi)挖階段土體深層水平位移最大值(8.63mm)小于設(shè)計(jì)值，滿足設(shè)計(jì)要求，土體深層水平位移變化速率除了深度6m以上的幾個(gè)測(cè)點(diǎn)外基本都小于警戒值變化速率1mm/d。在監(jiān)測(cè)結(jié)果分析的基礎(chǔ)上給出了“Ⅱ”型接頭地下

4、連續(xù)墻施工方法施工期間易遇到困難的解決方式;最后通過(guò)與其它地下連續(xù)墻主要施工方法的比較對(duì)該方法進(jìn)行了4項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)估。
　　2.對(duì)“Ⅱ”型接頭在地下連續(xù)墻槽段施工過(guò)程中的力學(xué)性能進(jìn)行分析，通過(guò)運(yùn)用極限平衡理論及公式推導(dǎo)，提出了“Ⅱ”型地下連續(xù)墻接頭的內(nèi)力及變形計(jì)算公式。結(jié)合背景工程，建立了分析“Ⅱ”型地下連續(xù)墻接頭施工過(guò)程的三維有限元模型，通過(guò)有限單元法計(jì)算的理論值與公式計(jì)算的計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比，表明計(jì)算值具有一定的可靠度，可為該類(lèi)新型

5、接頭施工過(guò)程中受力的變形控制提供理論計(jì)算依據(jù);通過(guò)對(duì)接頭上端兩種約束形式進(jìn)行計(jì)算，發(fā)現(xiàn)上端兩種不同的約束形式對(duì)接頭的力學(xué)性能影響較小，但是相比于上端鉸接連接形式，采用上端剛接約束時(shí)接頭內(nèi)力分布更趨均勻，材料利用率更高。
　　3.通過(guò)Coulom楔體力平衡理論對(duì)泥漿護(hù)壁地下連續(xù)墻開(kāi)挖槽段的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，并給出了二維、三維模型的穩(wěn)定安全系數(shù)和臨界破壞角的解析計(jì)算公式。公式考慮了地表面傾斜角度、槽段長(zhǎng)度、槽段深度、泥漿深度、臨時(shí)荷載

6、、有效粘聚應(yīng)力及地下水平面深度等參數(shù)對(duì)槽段穩(wěn)定的影響，公式的正確性通過(guò)Rankin主動(dòng)土壓力理論得到驗(yàn)證。運(yùn)用推出的理論計(jì)算公式分別對(duì)地表面傾斜角度、槽段長(zhǎng)度、有效粘聚應(yīng)力及地下水平面深度等參數(shù)對(duì)穩(wěn)定安全系數(shù)和臨界破壞角的影響進(jìn)行了分析。
　　4.采用有限單元法，研究主要參數(shù)對(duì)軟土地區(qū)地下連續(xù)墻最大側(cè)向變形的影響。針對(duì)基坑開(kāi)挖深度H、基坑開(kāi)挖寬度B、單位寬度地下連續(xù)墻系統(tǒng)剛度S、支撐結(jié)構(gòu)的軸向剛度sa乏黏土歸一化的不排水抗剪強(qiáng)度s

7、u/σ'v（su為不排水抗剪強(qiáng)度，σ'v為有效垂直應(yīng)力）等5個(gè)參數(shù)進(jìn)行分析研究，根據(jù)研究的結(jié)果，通過(guò)回歸分析，給出地下連續(xù)墻最大側(cè)向變形的簡(jiǎn)易計(jì)算方法。利用得到的計(jì)算方法，計(jì)算實(shí)際工程中基坑案例的地下連續(xù)墻最大側(cè)向變形，與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了計(jì)算方法的準(zhǔn)確性，可為以后預(yù)估軟土地區(qū)地下連續(xù)墻最大側(cè)向變形及檢查設(shè)計(jì)提供參考。
　　5.結(jié)合南京某基坑工程實(shí)際案例，建立考慮滲流影響基坑開(kāi)挖三維有限元模型，通過(guò)與實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比驗(yàn)證

8、其正確性。運(yùn)用考慮滲流影響的基準(zhǔn)模型對(duì)不同施工階段、地下連續(xù)墻深度及土體參數(shù)（滲透系數(shù)、孔隙比及回彈系數(shù)）等對(duì)基坑變形特性的影響進(jìn)行研究，給出各參數(shù)變化下基坑側(cè)向位移、坑外土體沉降位移和基坑底部隆起位移變化曲線，并對(duì)工程中防止或減小滲流的工程措施進(jìn)行有限元分析，具體分析地下連續(xù)墻嵌入基巖不透水層及基坑外設(shè)置回灌井兩種措施進(jìn)對(duì)基坑變形的影響。
　　6.對(duì)南京地區(qū)實(shí)際工程中“Ⅱ”型接頭地下連續(xù)墻滲漏監(jiān)測(cè)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)合工程中滲漏監(jiān)測(cè)