【摘 要】
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随着我国经济建设的迅猛发展,各个城市兴建了大量的高层或超高层建筑物、市政设施、地下构筑物等等。在这些构筑物中,深基坑工程占了极大的比例,已愈来愈成为优选的施工方法。这
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随着我国经济建设的迅猛发展,各个城市兴建了大量的高层或超高层建筑物、市政设施、地下构筑物等等。在这些构筑物中,深基坑工程占了极大的比例,已愈来愈成为优选的施工方法。这些高层建筑物和大型地下工程的建设,大大促进了我国深基坑工程设计及施工技术的进步,基坑开挖的深度也逐渐增加。由于基础深度越来越大,地下基坑的开挖深度已由一层发展到两层或三层甚至更深。由于基坑在开挖施工中易产生基坑突涌、坑底隆起、管涌或流砂等破坏。因此,当基坑开挖深度过深或承压水头过高,基坑的抗突涌稳定性得不到满足时,则应采取一定的措施防止基坑失稳。但是,如何准确判断承压水基坑抗突涌稳定?这是一个值得深入研究的课题,目前对于承压水基坑突涌稳定性的判断分析方法,不论是现行的基坑工程规范,还是一般的教科书和工程设计施工手册里均采用经典的压力平衡理论,该理论只考虑了承压含水层顶不透水层土体自重力引起的抗力,忽略了不透水层土体的抗剪强度,其计算结果过于保守。
本文首先介绍了在基坑开挖的过程中可能发生的岩土工程问题,并分析了其发生的原因和解决方法,其中着重比较了基坑突涌稳定性验算的几种方法,如经典的压力平衡法、均质连续构件分析法、均质弹性板法及统计预测法等。在逐个分析了各种方法的理论特点之后指出了其中存在的不足。
通过对基坑的受力分析,指出了影响基坑稳定性计算中不可忽略的因素,既土体的抗剪强度(内聚力和内摩擦力)。根据受力分析,推导出考虑土体强度的基坑突涌验算公式。最后以武汉市拦江大道地下通道基坑工程为例,通过考虑了土体抗剪强度的基坑突涌验算方式与传统基坑突涌稳定性计算方式的对比,在达到分享系数要求的同时,可以得出降水的幅度以及降水井数都发生了较为明显的变化。然后指出了基坑降水对周围环境的影响(本文中主要指的是地面沉降),在比较两种突涌验算方式得到的降水方案后,我们进一步可以得到由于基坑降水而引起的地面沉降之间的差异。
因此,在基坑突涌稳定性验算中考虑土体的抗剪强度既可以保证基坑工程施工的安全,减少因降水而造成的环境问题又节约了一部分工程费用,所以本研究有着重要的实际意义和理论价值。
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