陽邏某大橋南錨技術交流_ppt

1、工程地質、水文地質復雜，距長江大堤僅150m，設計施工均存在一定風險，必須制定可靠的預案措施確保安全；國內首次采用厚1.5m、深60m、內徑70m圓形地下連續(xù)墻作為圍護結構，國內無類似的工程參照；長江防汛要求高，對錨碇的結構設計，封水、防水設計提出更高的要求；1.5m厚地下連續(xù)墻施工技術復雜，要確保圓形完整連續(xù)的按期完成，必須借助先進設備和工藝；工期緊，10月上旬開始成槽，為了確保長江大堤的安全渡汛，至基礎底板完成僅有7個月時間；工序多，技術復雜，質量要求高，對施工組織和施工控制要求極高。特點和難點地下連續(xù)墻施工技術研究自凝灰漿擋水帷幕施工技術超深基坑開挖施工技術信息化施工控制管理技術混凝土施

2、工技術從以下幾點分別介紹：地下連續(xù)墻施工技術地連墻為內徑70m，厚1.5m的圓形結構地連墻總深度54.560.5m地連墻劃分為25個期槽和25個期槽設計嵌巖標準：當強風化巖層厚度大于5m時，地連墻入弱風化巖1m當強風化巖層厚度為05m時，地連墻入弱風化巖1.5m當無強風化巖時，入弱風化巖2.5m地連墻開挖建基面以下入土深度不小于10m 墻體深 厚度大 嵌入弱風化巖 封水要求高 工期緊抓斗開孔期槽副孔施工期槽鋼筋籠下設期槽主孔施工 抓斗開孔 期槽主孔施工開孔 期槽副孔施工開孔 期槽鋼筋籠下設 期槽混凝土澆筑 期槽銑削施工 期槽鋼筋籠下設 期槽混凝土澆筑 施工流程純銑法：用于槽孔10m以下覆蓋層及

3、全風化、強風化和強度較低弱風化巖層 鑿銑法：用于槽孔底部難以銑削的的堅硬基巖銑削至堅硬基巖、難以繼續(xù)提出銑削頭下入重鑿向上提升重鑿、向下自由放落使其沖砸破碎巖石提出重鑿下入銑削頭銑削至再次不進尺達到終孔深度“銑接法”接頭連接技術接縫處理方法：期槽清孔換漿前，采用鋼絲刷分段 自上而下刷洗期槽端頭混凝土壁， 直至鋼絲刷基本不帶泥屑，孔底淤積 不再增加為止。泥漿池（總容量2500m3）泥漿輸送系統(tǒng)泥漿凈化系統(tǒng)泥漿凈化系統(tǒng)工作狀態(tài)鋼筋籠采用1臺150t汽車吊和1臺100t履帶吊抬吊主吊采用4點吊，副吊采用6點吊鋼筋籠對接采用冷擠壓套筒連接 泥漿質量 成槽精度 混凝土澆筑質量 鋼筋制作與吊裝質量 槽段接

4、縫質量 為確保地連墻成槽質量，本工程全部采用了膨潤土泥漿進行護壁。護壁泥漿配比在泥漿配比試驗初步確定下來，后在主體工程先期幾個槽段施工中根據使用情況又進行了優(yōu)化，見下表： 膨潤土品名材 料 用 量(kg/ m3漿液)水膨潤土CMCNa2CO3其它外加劑鈣土(級)1000608000.62.54適量 新制泥漿在膨化池充分膨化后，抽入送漿池供使用。施工中新制泥漿、槽孔內造孔護壁泥漿及澆筑前槽孔內泥漿質量按后表要求進行控制，效果較好。在施工中制定了嚴格的泥漿指標檢測程序，一般情況下泥漿指標均優(yōu)于控制標準，特別是清孔過程中，通過置換部分新漿或添加CMC調漿，泥漿粘度一般控制在35s左右，含砂率控制在1

5、%左右。所有50個槽段未出現(xiàn)因護壁泥漿質量不好而塌孔的現(xiàn)象。性 質試驗方法新制泥漿循環(huán)再生泥漿砼澆筑前槽內泥漿密度(g/m3)1.051.151.15泥漿比重秤馬氏粘度(s)3060305040馬氏漏斗失水量(mL/30min)2040不要求1009型失水量儀泥皮厚(mm)1.53不要求PH值10.59.5129.512試紙含砂量(%)不要求不要求21004型含砂量測定儀檢測頻次2次/d2次/d1次/槽階 段泥漿性能指標控制標準液壓銑操作控制系統(tǒng)地連墻槽孔檢測設備 混凝土性能是地連墻混凝土澆筑質量的控制性因素。本工程鋼筋籠較密，槽段較寬，對混凝土對原材料及各種性能要求高，除應具備一般水下混凝土

6、的基本性能外，在混凝土配合比設計時充分考慮了混凝土的和易性和流動性，混凝土坍落度控制在2022cm，擴散度在3540cm，坍落度保持在15cm以上時間不少于1.5小時。經對50個槽段逐個進行超聲波檢測，所有槽段砼無缺陷，質量良好。地連墻工程于2003年10月8日開工，歷時80天，于2003年12月27日全部結束，比預計工期提前10天。自凝灰漿擋水帷幕施工 自凝灰漿（又稱自硬泥漿，Self hardening muds），是用膨潤土、水泥、水和緩凝劑等按一定比例制成的漿體，它是介于普通泥漿和水泥漿之間的一種水基漿體，具有較為特殊的物理力學性質。一方面它像泥漿，是一種具有觸變性能的膠體懸浮液，可以

7、起到固著孔壁和懸浮鉆鉆屑等作用，另一方面，它又向水泥漿一樣，可以自行硬（固）化成為防滲墻體并且具有足夠的強度和抗?jié)B性能。由于其不含骨料（砂、石），彈模大大低于其它墻體材料，可適應較大變形而不開裂從而達到較好的防滲效果。由于其具有較大的優(yōu)點，該技術已在世界很多國家得到廣泛應用和發(fā)展。 自凝灰漿防滲墻設計墻厚0.8m，帷幕與圓形地下連續(xù)墻的間距為10m，在平面上呈圓形結構，直徑93.0m，墻頂高程22.0m，墻底進入強風化巖石0.51.0m。墻體平均深度52.0m，自凝灰漿防滲帷幕總量約為15870m2。帷幕在平面上共劃分為128個槽段，分、期槽，、期槽段間搭接40cm，由于采用設備抓斗寬度不同，

8、槽段寬度分兩種，其中150段槽寬為2.5m，51128段槽寬為2.8m。 自凝灰漿防滲墻墻體作為柔性結構設計，墻體材料的設計指標如下：抗壓強度：R28= 0.20.3MPa；墻體滲透系數(shù)：ki10-6cm/s；墻體允許破壞比降：J25。帷幕施工平面圖 帷幕施工立面圖生產性試驗 如此超深自凝灰漿防滲墻在國內尚無先例，在國外也罕見，其對施工設備、施工工藝及漿體性能均提出很高要求，因本工程的特殊性，基坑必須在汛期前實現(xiàn)封底，為做到萬無一失，驗證漿液性能、預定工藝的可行性及工效，在大規(guī)模施工前，首先進行生產性試驗，以驗證自凝灰漿在本工程實施的可行性，同時為大規(guī)模施工積累施工參數(shù)，以便進一步對工藝進行優(yōu)

9、化。主要試驗項目漿液配比性能及對本施工的適應性選用的液壓抓斗對本工程地層超深自凝灰漿帷幕的適應性和工效墻體不同深度的強度及墻體的抗?jié)B性能1234抓斗施工全過程施工方法 帷幕施工采用抓斗單抓成槽法，即抓斗每一抓為一個槽孔。 自凝灰漿防滲墻分兩期施工，根據施工設備的不同，BH-12型抓斗的成槽長度為2.5m，、期槽孔間搭接長度為0.4m；HS-843-HD型抓斗的成槽長度為2.8m，、期槽孔間搭接長度為0.4m。 施工順序：先開挖期槽，待一期槽內的自凝灰漿達到35天齡期后，再開挖其間期槽。 施工質量控制槽孔開挖質量 槽孔寬度：槽孔寬度不小于80cm。檢查方法是通過測量抓斗的斗體厚度來保證槽孔寬度，

10、要求斗體厚度不小于78cm，并且不大于80.1cm。 槽孔深度：以現(xiàn)場取樣，確定終孔深度，要求嵌入強風化基巖不小于0.5m。檢查方法，根據槽孔內的抓取物，判斷槽孔是否進入到基巖內。具體操作方法：在抓取出基巖物后，立即測量孔深，在此基礎上繼續(xù)開挖0.5m深，這樣能確保帷幕進入基巖0.5m。 槽孔的孔位偏差：開孔的孔位偏差不應大于5cm。檢查方法，采用直尺或鋼卷尺，直接測量抓斗的中心與槽孔孔口的中心位置的偏差值，最大不超過5cm。 砂 礫 石細 砂泥 巖 槽孔垂直度：槽孔雙向偏斜不得大于0.6%。檢查方法，槽孔垂直度檢查采用重錘法。根據其在槽孔口的偏差值，計算其孔斜率。由于漿液初凝時間與施工時間是

11、關聯(lián)的，孔斜后糾偏占用時間過多會影響成墻質量，同時也影響工期，這就要求在施工過程中加大檢測頻率，本工程每進尺2m檢測一次，有效地保證了成槽精度。 自凝灰漿原漿質量在槽孔口取樣，每槽二組，測定其密度、粘度。其標準為：密度1.17g/cm3， 粘度40s。自凝灰漿墻體材料取樣檢測與檢查 成槽結束后，從槽孔內上、中、下三部位各取一組灰漿，然后將所取灰漿混合后裝模成型并進行養(yǎng)護和室內強度檢驗。 試件成型數(shù)量、抗壓強度：每槽 2組；滲透系數(shù)、破壞比降：每個試驗部位1組，共取2組；彈性模量：每個試驗部位1組，共取2組。 試樣的抗壓強度試驗按照取樣的總數(shù)的50%，分別進行齡期14d和28d的強度試驗。滲透系

12、數(shù)、破壞比降和彈性模量試驗進行齡期28d的強度試驗。外圍擋水帷幕檢查孔注水試驗成果表 孔號注水段次孔深（m）試段長度 L（m）鉆孔直徑 D（m）孔內水頭高度S（m）延續(xù)時間 （時：分）總吸水量 Q（cm3）單位吸水量 Q（cm3/s）滲透系數(shù) K（cm/s）起止耗時DJ18110.0010.000.0915.006:007:001:0017100 4.7509.19E-06220.0020.000.09111.0014:4015:401:0025300 7.0283.44E-06330.0030.000.09111.0015:4016:401:0036500 10.1393.51E-06440

13、.0040.000.09111.0021:0022:001:0040100 11.1393.01E-06550.0050.000.09111.001:452:451:0048000 13.3332.97E-06DJ71110.0010.000.0915.0010:3311:331:0015624 4.3408.70E-06220.0020.000.09111.0017:3718:371:0065300 18.1398.88E-06330.0030.000.09111.0010:4011:401:0093600 26.0009.00E-06440.0040.000.09111.0015:3016

14、:301:0013215 3.6719.91E-07551.5011.500.09111.0018:0019:001:0011350 3.1532.47E-06 試樣試驗結果表明，14天齡期的平均抗壓強度為0.21MPa，28天齡期平均抗壓強度超過設計的0.3 MPa?？?jié)B系數(shù)k平均為5.610-7cm/s，符合設計要求的抗?jié)B系數(shù)k小于i10-6cm/s，允許滲透比降J都大于40，滿足設計J大于25的要求 。帷幕壓水試驗成果表明，帷幕墻體的滲透系數(shù)k均在10-6級，滿足設計要求。墻體力學性能試驗研究 為系統(tǒng)的研究自凝灰漿材料的強度、抗?jié)B及耐久性，試驗在現(xiàn)場按不同槽段、不同澆筑部位分別取樣制模、

15、養(yǎng)護一定時間后，委托長科院實驗室試驗。其中，自凝灰漿三軸壓縮試驗按A、B兩槽段的上、中、下不同部位以及齡期28、60、90天，分別取樣，共計8組。自凝灰漿滲透變形試驗僅選取A槽孔中部，按28、60、90、120、180天齡期進行，共8組16個試件。自凝灰漿耐久性試驗3組。為分析自凝灰漿材料隨土層含水率減少的強度變化規(guī)律，選取B槽試件進行了相關的試驗研究。此外，根據數(shù)值分析需要，進行了1組地基土的原狀三軸壓縮試驗。 三軸排水剪切試驗：三軸排水剪切試驗在應變式三軸儀上進行。試樣分別在100kPa、200kPa、400kPa、600kPa周圍壓力下固結排水，待試樣固結穩(wěn)定后進行慢速剪切。在不同圍壓下

16、試驗前、后的質量及尺寸變化表明:隨圍壓的增大，試樣失水量增大，說明剪切完成以后試樣的含水量與圍壓關系密切，剪切過程中試樣排水量大。不同齡期、不同部位的初始模量與圍壓的關系 在不同圍壓下初始模量隨取樣部位由上至下有所增長，但增長趨勢并不顯著，兩槽相同部位的初始模量相差不大，說明兩槽內的自凝灰漿較為均勻；但隨著圍壓的增大，初始模量呈明顯增大的趨勢，說明圍壓是影響材料模量的主要因素。槽號抗壓強度(Mpa)R7/R28R14/R28R7R14R28410.0770.2030.38430.1670.3030.55450.1700.2900.59470.1530.2470.62930.1970.2900.

17、68490.2470.3630.68460.2130.3430.62980.1470.2830.52440.2130.5100.42平均值0.0770.1880.3290.380.57抗壓強度試驗在YE60型壓力機上進行，試樣采用777cm方形試件，按照一定的養(yǎng)護齡期，進行材料的抗壓強度試驗。 由以上可見，自凝灰漿作為一種柔性材料，具有強度和抗?jié)B性能后期增長率高的特點，特別是摻加粉煤灰的灰漿，由于粉煤灰潛在的活性在后期的作用更加明顯，所以國外常用90d齡期的指標作為控制指標。本次試驗的結果也證實了這一點，所以建議根據工程的情況，可選用較長齡期，比如說60d或90d的指標來進行設計和質量控制。這

18、樣做的好處，可進一步優(yōu)化配比，減少膠凝材料用量，提高漿體施工性能，降低工程成本。不同失水程度下的抗壓強度試驗成果為了模擬自凝灰漿在天然失水狀態(tài)下的強度變化規(guī)律，選取B槽齡期為100天的試樣埋在初始飽和的土壤中，按泥漿風干齡期為3天、7天、22天、28天、41天、60天等6個不同含水量狀態(tài)，對試樣進行抗壓強度試驗。 風干齡期試樣上部泥漿含水率試樣下部泥漿含水率密度g/cm3強度MPa%0天(齡期100天)1.380.2423天30.331.21.360.1997天29.930.21.290.22022天30.226.91.300.23528天26.425.71.340.20841天10.99.6

19、1.310.27260天17.115.21.180.398 試驗表明：盡管泥漿平均含水量由30%逐漸降低到16%，自凝灰漿密度也由1.38g/cm3降低到1.18g/cm3，但其抗壓強度并未減小，相反，卻呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢。說明自凝灰漿材料在一定含水量范圍內強度并不隨含水量減小而變小，只要自凝灰漿材料在天然土層的保護下，其強度仍隨齡期增長而增大。 自凝灰漿防滲墻滲透特性試驗 滲透試樣共計8組16件。試樣長度為4550mm，其中，直徑70mm試樣10件，直徑104mm試樣6件，分別用于滲透試驗和破壞比降試驗。 封樣采用了糠醛環(huán)氧樹脂，根據試驗齡期要求，試樣在靜水中浸泡養(yǎng)護28180天。 滲透變形

20、試驗按照土工試驗規(guī)程(SL237-1999)進行。 試驗表明：28天后，自凝灰漿材料滲透系數(shù)不隨齡期變化，其滲透系數(shù)均在i10-6i10-7cm/s范圍，材料齡期對滲透系數(shù)影響不大。28天齡期的自凝灰漿材料破壞比降已超過100，齡期對破壞比降也沒有顯著影響。天數(shù)滲透系數(shù)(cm/s)破壞比降286.010-71002.510-7100601.010-61006.210-7100903.510-71002510-61.210-61808.810-73.210-6自凝灰漿材料耐久性試驗 對自凝灰漿用作防滲材料而言，耐久性主要體現(xiàn)在材料的防滲和抗溶蝕性能上。自凝灰漿材料耐久

21、性試驗采用滲透式溶蝕試驗方法，將滲透系數(shù)作為判別材料溶蝕程度的指標，以材料中CaO的溶出量（滲出量滲液濃度）多少作為評定材料耐久性的主要依據。試驗采用常水頭滲透試驗法，將達到齡期的試件置于滲透儀內，用配制的密封材料進行密封，接通壓力水源進行試驗。為比較地下水水質對材料的影響，選用了不同水質的水對材料試件進行滲透試驗。 累計時間滲出液濃度溶出量溶出率日均溶出率年溶出率滲透系數(shù)(d)CaO(mg/l)CaO(mg)CaO(%)CaO(%)CaO(%)(cm/s)187.85267.060.070.070225.617.510-66103.95279.110.070.01224.401.310-61

22、3118.59266.830.070.00541.947.910-721142.02285.460.070.00361.296.210-7供水為去離子水的試驗成果累計時間滲出液濃度溶出量溶出率日均溶出率年溶出率滲透系數(shù)(d)CaO(mg/l)CaO(mg)CaO(%)CaO(%)CaO(%)(cm/s)621.41354.230.0930.01555.666.810-61328.86650.220.7170.01314.808.010-62020.03227.940.0600.00301.094.010-62716.8420.210.0050.00020.074.210-73413.9112.

23、380.0030.00010.033.110-74211.719.370.0020.00010.022.510-7供水為酸性水的試驗成果累計時間滲出液濃度溶出量溶出率日均溶出率年溶出率滲透系數(shù)(d)CaO(mg/l)CaO(mg)CaO(%)CaO(%)CaO(%)(cm/s)46.0417.960.00470.001180.431.810-61244.1798.500.02590.002160.796.910-71986.3897.180.02550.001340.494.010-726102.568.680.01800.000690.252.410-73365.8836.890.00970

24、.000290.112.010-7427.323.590.00090.000020.011.510-7496.592.640.00070.000010.011.410-7供水為環(huán)境水的試驗成果試驗表明：自凝灰漿材料在不同水質條件下的溶蝕趨勢有較大區(qū)別，酸性水溶蝕趨勢最大，純水、環(huán)境水溶蝕性相對較小。自凝灰漿材料在一定時間的滲透溶蝕以后，其滲透系數(shù)基本沒有增大趨勢，滲透系數(shù)保持在10-610-7cm/s范圍，滿足防滲要求，由此說明材料的抗溶蝕性能和抗?jié)B透性能均較好。自凝灰漿防滲墻應力變形數(shù)值分析 計算采用軸對稱模型，沿徑向取250m，深度取至高程60m，基坑底標高20m，基坑外標高21.5m。共

25、剖分四邊形有限元單元708個，結點686個。 開挖前網格模型 開挖后網格模型 計算工況 計算模擬的施工工況為：開挖前防滲墻外水位高程為17.8m，地連墻與防滲墻之間水位高程為14.6m ，基坑內水位高程為5m；模擬基坑開挖過程為每層3m，當基坑開挖至高程5m以后，隨開挖過程，基坑內水位也隨之降至相應水位（開挖階段15個工況）。當開挖至高程20m時基坑開挖結束，隨之開始抽取地連墻與防滲墻之間的地下水（抽水試驗階段3個工況，見圖） 施工狀況基坑內地下水位地連墻與防滲墻之間地下水位防滲墻外地下水位基坑內高程開挖結束22.7m14.6m17.8m-20m抽水22.7m8.2m17.8m-20m抽水22

26、.7m1.4m17.8m-20m抽水22.7m11.0m17.8m-20m（開挖結束） （抽水） （抽水） （抽水） 不同工況下地下連續(xù)墻變形圖 （開挖結束） （抽水） （抽水） （抽水） 不同工況下自凝灰漿防滲墻變形圖 基坑綜合防滲技術在超深超大基坑土方開挖中干施工環(huán)境尤為重要。要干施工環(huán)境，可靠的防滲與降、排水措施是關鍵。基坑的嚴重滲漏勢必引起周圍土體的位移和沉降，對長江大堤將產生難以估量的后果。若基坑的防滲措施不到位，在坑外強大水頭壓力下突涌和大范圍涌砂現(xiàn)象，若處理不及時或處理不當對基坑帶來的后果將是毀滅性的。 超深基坑開挖 基坑開挖前，在坑內進行了抽水試驗，以驗證基坑的封水效果，將坑內

27、水位抽至設計最大水頭標高-18m，抽水試驗表明，在設計最大水頭作用下，基坑的日滲水量不足200m3，遠小于設計允許滲水量900m3，表明基坑封水效果良好。在開挖前進行如此規(guī)模的抽水試驗突破了國內基坑施工的先例。抽水試驗基坑開挖步驟示意圖南錨碇基坑開挖順序圖1、粘土層開挖及第一道內襯施工2、第一、二層土方采用自卸車直 接開入基坑裝土3、履帶吊配抓斗垂直取土1231、履帶吊配料斗垂直取土2、開挖暴露出的地連墻墻面3、墻面泥皮清理并連接接駁器1231、內襯鋼筋綁扎2、內襯模板安裝3、拆模后的內襯1231、防離析導管23、內襯混凝土澆筑123基坑封底基坑信息化施工控制管理技術 由于支護結構力學機理的復

28、雜性以及外界條件的多樣性，特別是南錨如此地質情況復雜的超大超深圓形基坑，不確定因素多，基坑設計施工風險較大。在基坑開挖過程中采取嚴密的監(jiān)控措施尤為重要，通過在地連墻、內襯和基坑內外土體內埋設相應的監(jiān)測元件，隨時掌握圍護墻和內襯的位移、變形和受力情況以及基坑內外土體的變化情況，發(fā)現(xiàn)問題及時反饋、及時分析，以便及時采取相應措施，確?；娱_挖和基坑結構的安全，同時為今后類似工程的設計施工的進一步優(yōu)化和研究積累數(shù)據。 信息化施工控制的目的信息化施工的任務根據南錨基坑工程的結構及環(huán)境特點，形成滿足基坑施工、設計和科研廣泛要求的信息采集網絡，并進行觀測形成科學完善的信息化施工流程成立專門的信息化施工小組，

29、現(xiàn)場設監(jiān)測小組和科研分析小組根據現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據資料，實施錨碇基坑施工變形位移、結構受力變化、對環(huán)境影響綜合分析和預測，將分析和預測結果與警戒值作出比較和控制決策，及時調整設計、施工參數(shù)，達到指導施工、控制有效和確保安全的目的信息化施工控制流程地下連續(xù)墻監(jiān)測（變形、應力、溫度）內襯系統(tǒng)監(jiān)測（變形、應力）土工監(jiān)測（土壓力）水工監(jiān)測（水位、孔隙水壓力）坑外環(huán)境監(jiān)測（變形、沉降）大堤專項監(jiān)測（變形、沉降、滲壓）施工監(jiān)測內容序號監(jiān)測項目測點數(shù)量備注1地連墻側向位移監(jiān)測1356點4主孔、4輔孔、4備孔2地連墻應力監(jiān)測176點3帽梁垂直、水平位移監(jiān)測16點4內襯應力監(jiān)測56點5地連墻溫度監(jiān)測72點6基坑外側水

30、位監(jiān)測8點7基坑外側孔隙水壓力監(jiān)測32點8基坑外側土壓力監(jiān)測72點9基坑外側土體沉降、位移監(jiān)測40點10坑外土體及帷幕深層側向變形監(jiān)測360點11長江大堤變形監(jiān)測39點12長江大堤滲流場監(jiān)測21點階段設計值實側值階段設計值實側值第1層內襯澆完2.81/10.57.3/2第8層內襯澆完28.9/23.7519.7/32第2層內襯澆完6.0/10.57.7/6第9層內襯澆完33.1/21.522.8/32第3層內襯澆完8.74/12.758.1/6第10層內襯澆完37.6/28.7524.6/32第4層內襯澆完11.9/12.758.9/6第11層內襯澆完42/3629.2/32第5層內襯澆完15

31、.7/16.59.4/6第12層內襯澆完43.4/3629.7/32第6層內襯澆完20/18.758.9/6第13層內襯澆完44.7/3631.1/32第7層內襯澆完24.6/2112.9/32注：累計位移最大值/深度位置南錨碇基坑實測變形、位置與設計值對照表基坑最大變形設計值與實測值變化曲線圖圓形基坑三維變形示意 采用三維的圖象顯示技術，可以將地連墻的變形放大顯示出來。采用開挖33m深度時的變形數(shù)據進行顯示，變形放大100倍?？梢灾庇^感受到監(jiān)測時刻當前的墻體變形情況?？梢钥闯?，墻體呈現(xiàn)一種類似“蛇形”的變形，即上部帽梁部分基本不動，往下P01、P02測孔處向坑內變形，P03、P04測孔處向坑

32、外變形，底部基巖部位由于嵌巖作用整圈地連墻體的變形很小。這表明圓形基坑的變形模式與矩形基坑有很大的區(qū)別，它是一個整體的變形，各幅墻的變形不是獨立發(fā)展的，能影響到其它墻體的變形并相互調整。而矩形基坑各邊的變形就相對獨立得多，各邊的變形也大體是中間向坑內鼓肚的。監(jiān)測結果表明：坑外土壓力與基坑變形情況密切相關，而孔隙水壓力與水力聯(lián)系十分敏感。在本工程圍護結構總體變形較小的情況下，坑內土體卸載并未引起主動區(qū)土壓力的大幅變化；在側向土壓力的作用下，圍護墻體應力也遠遠小于警戒值，未對周邊土體和長江大堤產生較大的影響。從監(jiān)測數(shù)據分析結果來看，圍護結構在整個開挖階段未經歷較大考驗，圍護體也未出現(xiàn)產生不利后果的

33、受力狀態(tài)。所以，在施工中坑外降水預案未啟用。但自凝灰漿內外側6米水頭差卻同樣為有效地控制墻體變形發(fā)揮了重要作用。監(jiān)測結果表明，基坑變形具有明顯的“時空效應”?？s短基坑開挖時間，特別是縮短內襯澆筑時間可大大減小基坑變形。本工程實施中采用了分區(qū)開挖、分區(qū)澆筑等一系列手段，實現(xiàn)了內襯合攏后一天即進行開挖，每層土體開挖和支撐澆筑控制在7天左右，從而有效地控制了基坑變形。BP人工神經網絡方法在本基坑變形預測中的應用 對近年來我國各地陸續(xù)發(fā)生的多起基坑工程事故的分析可見，這些事故都與監(jiān)測不力或險情預報不準確、不及時有關。因此，與深大基坑工程現(xiàn)場監(jiān)測相互配套的施工變形預測與控制將愈顯迫切和重要。通過對監(jiān)測數(shù)

34、據進行適時處理與分析，并對下一時步的變形進行有根據的預測，可以指導后續(xù)基坑施工參數(shù)的選擇，進而做出反饋設計，必要時可以變化施工步序或使用工程應急預案措施。 由于巖土體是一個多相、非均質、各向異性的地質體，其固有性狀的復雜性以及施工過程中的種種不確定因素，使得基坑的實際變形很難應用傳統(tǒng)的數(shù)值方法計算得到，其變形量更表現(xiàn)出相當程度的隨機性，為設計和施工帶來很大的難度。 神經網絡可以拋棄土體的顯示本構關系，將其蘊含于各神經元的權值和閾值之中，突破了傳統(tǒng)巖土觀念的瓶頸，為基坑的變形預測提供了一個新的方法。 南錨碇基坑工程施工中，在系統(tǒng)進行施工監(jiān)測的基礎上，利用BP人工神經網絡方法，對該基坑工程開展施工

35、變形預測與控制研究，從現(xiàn)場監(jiān)測的時間序列數(shù)據中尋找出蘊含于其中的基坑變形規(guī)律，利用先期的觀測數(shù)據來預測其未來一個時段內隨基坑土體開挖的變形發(fā)展動態(tài)，利用施工過程中的監(jiān)測信息來預測可能引起的過量變形及由過量變形導致可能發(fā)生的失穩(wěn)和破壞以及對周近長江防洪大堤安全的影響；并進而反饋于原設計，及時調整基坑施工參數(shù)，合理有效地采取應急對策與工程預案措施。P02孔墻體變形 P03、P04孔墻體變形預測值與實測值比較曲線 第10次P02孔墻體變形曲線 第10次P03、P04孔墻體變形預測值與實測值動態(tài)施工智能反演分析在本工程的應用 有限元數(shù)值分析方法作為變形控制設計的主要計算方法，能適用于各種施工過程的模擬

36、分析，但由于土體參數(shù)難以確定，使得有限元的定量分析與實際不太一致。反分析法作為解決巖土工程介質本構模型及物性參數(shù)選求問題的有效方法，得到了迅速發(fā)展。目前的反分析大多采用較為傳統(tǒng)的優(yōu)化方法，如共軛梯度法、單純形法等，但實際應用中發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)優(yōu)化方法存在結果依賴于初值的選取、難以進行多參數(shù)優(yōu)化及優(yōu)化結果易陷入局部極值等缺點。 為了更有效地進行反分析研究，有必要尋求更好的優(yōu)化方法。近年來，計算智能科學的發(fā)展產生了一些新興的優(yōu)化方法，其中遺傳算法源于自然進化，在理論上具有全局最優(yōu)搜索的特點，已被引入巖土工程研究中。把遺傳算法引入巖土工程反分析研究是解決目前反分析缺點的一條有效途徑。由于位移信息便于量測，

37、通常采用位移反分析，即以位移量測信息的輸入為基礎，選擇確定的圍護結構和土體的力學模型及相應的邊界條件構成合適的目標函數(shù)，采用最優(yōu)化方法來反推待求的土體參數(shù)。從工程實用考慮，反分析不僅是為了確定所謂的“正確的計算參數(shù)”，其意義更在于把他們用于某種等同條件下的工程可靠性評價和預測。位移反分析的進化搜索大大提高了反分析的全局搜索性能，但由于它需要利用正分析來獲得目標函數(shù)值，因此搜索效率受到有限元模型計算時間的限制。由于一般遺傳算法的迭代需幾十次至上百次，若單次正分析的時間較長，則反分析的效率會很低。利用訓練好的神經網絡能夠替代有限元進行計算，將遺傳算法和神經網絡結合，既能利用神經網絡的非線性映射、網

38、絡推理和預測功能，又利用了遺傳算法的全局優(yōu)化特性，因此在巖土工程中的應用越來越多。用BP網絡代替有限元可大大提高計算效率，用遺傳算法代替常規(guī)的優(yōu)化算法，使反分析的結果與初值無關。在陽邏橋基坑施工中，深入分析了地連墻變形的各主要影響因素，并對圍護結構內力和地連墻變形進行了反演。通過二維有限元模擬圓形深基坑的動態(tài)施工過程，采用進化神經網絡學習獲得土體模量和變形之間的對應關系，由遺傳算法優(yōu)化反演土體等效彈性模量并對下步變形和內力進行預測，較好完成了開挖過程中的基坑安全穩(wěn)定性預測分析，對南錨基坑的安全施工起到了重要作用。 在反演之前，考慮到施工的進度（平均6天開挖一層）和反演的效率，建立了二維地層結構

39、有限元模型。針對本工程實際，圓形地連墻厚度較大，加之施加圓形內支撐，結構的變形一般不大，地連墻基本上處于彈性變形階段，因而采用彈性本構模型。在基坑施工過程分析中，為了較好模擬墻體與土體之間的變形不協(xié)調，采用了Goodman接觸面單元，地下連續(xù)墻以梁單元模擬，內襯以彈簧單元模擬。有限元計算模型參數(shù)的敏感度分析 由于基坑穩(wěn)定性的影響因素很多，需要根據各參數(shù)對穩(wěn)定性的影響大小，著重反演有重要影響的因素。在進行動態(tài)反演預測之前，對各層巖土體的力學參數(shù)（主要是彈性模量、泊松比）的不同取值進行了比較分析。土體模量的影響 隨著彈性模量的增大，地連墻的水平位移和彎矩值均減小，特別是地連墻的位移明顯減小，這三種

40、模量情況下的最大變形分別是72.1mm、40.4mm和21.8mm。 土體泊松比的影響 由圖中可知，在原始模量和比較模量兩種情況下，改變第三層土體的泊松比對地連墻的最大變形影響最大，而其它幾層的泊松比對最大變形的影響很?。煌瑫r，第三層土體的泊松比的改變對彎矩的影響最大，其它各層對彎矩的影響較小，因此反分析中應對第三層泊松比參數(shù)予以重點考慮。巖體模量的影響 巖模影響下地連墻位移對比（原模）巖模影響下地連墻位移對比（比模）巖模影響下地連墻彎矩對比（原模）巖模影響下地連墻彎矩對比（比模）結果分析表明，巖體模量的改變對地連墻嵌巖段的彎矩影響較大，對變形的影響不大。 不同開挖模式的影響 主要比較了先開挖

41、后支撐和先支撐后開挖方案對地連墻變形和彎矩的影響。在原始模量和比較模量兩種情況下，改變支撐方式獲得如下結果 。不同開挖方式地墻位移對比（原始模量） 不同開挖方式地墻位移對比（比較模量） 不同開挖方式地墻彎矩對比（原始模量） 不同開挖方式地墻彎矩對比（比較模量） 比較可以看出，先撐后挖和先挖后撐的變形分別達到9.12cm和1.59cm（對原始模量）、3.16cm和0.54cm（對比較模量（高值）。開挖方式的改變導致變形的變化很大，分別達到5.85倍和5.73倍。 同樣，開挖方式的改變對彎矩的影響也是相當大的。 綜合以上分析結果，表明施工方案（開挖和支撐的先后順序）對墻體位移的影響最大，其次基巖以

42、上各層土體的彈性模量和第3層土體（砂性土層）的泊松比對地連墻側向水平位移和彎矩有較大影響。根據工程實際情況，選取基巖以上各層土體的彈性模量進行反分析是合適的。 地連墻變形和內力預測 在反演得到土體的等效彈性模量后，對下步施工中的地連墻變形和內力進行預測。 從最大變形預測與實測值的比較來看，預測最大變形發(fā)生位置和大小相當接近，預測有較高的準確度。最大相對預測誤差為17.6%，但絕對誤差不大，為3mm；最小相對預測誤差為0.34%，其絕對誤差為0.1mm。平均相對誤差6.2%，說明預測的總體效果是相當好的。 混凝土施工技術底板超大體積混凝土 南錨碇基礎底板屬超大體積混凝土結構，厚6m，平面尺寸為3

43、317m2，混凝土標號為C30，混凝土體積約為2.0萬m3。由于基坑必須搶在5月中旬有可能來臨的洪水期前實現(xiàn)基坑封底，以確保基坑及長江大堤的安全，給底板混凝土施工僅留了不足20天時間，若按常規(guī)大體積混凝土分塊、分層、設置后澆帶、冷卻水循環(huán)方案已不能滿足時間要求。 通過多種方案比選及試驗，并經過溫控計算，最后通過充分利用底板周邊良好的約束條件，采用了未設后澆段的微膨脹混凝土施工技術，利用微膨脹混凝土產生的預壓應力補償大體積混凝土內部溫度應力和收縮應力產生的拉應力，從而有效地控制混凝土裂縫的產生。平面上一次澆筑，每次澆筑3米高，連續(xù)兩次澆筑1萬m3僅用不到8天時間。 C30混凝土自身體積變形（105）時 間3d7d14d21d28d60d90d180d3