北京地鐵九號(hào)線地鐵深基坑設(shè)計(jì)計(jì)算與施工監(jiān)測(cè)的幾點(diǎn)想法

（優(yōu)選）北京地鐵九號(hào)線地鐵深基坑設(shè)計(jì)計(jì)算與施工監(jiān)測(cè)的幾點(diǎn)想法本文檔共26頁(yè)；當(dāng)前第1頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)22分本文檔共26頁(yè)；當(dāng)前第2頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)22分2、如何評(píng)價(jià)既有北京地鐵深基坑設(shè)計(jì)（1）體系單一：即支護(hù)結(jié)構(gòu)型式單一（2）參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化：（3）相對(duì)比較保守：（4）監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)有不盡合理之處。本文檔共26頁(yè)；當(dāng)前第3頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)22分3.本次投標(biāo)追蹤的明挖車站（含聯(lián)絡(luò)道）特點(diǎn)：重點(diǎn)追蹤郭公莊站~六里橋西站段：8站、7區(qū)間

明挖車站：南馬蓮道站、豐臺(tái)北路站、六里橋西站本文檔共26頁(yè)；當(dāng)前第4頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)22分本文檔共26頁(yè)；當(dāng)前第5頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)22分南馬蓮道站：9號(hào)線與11號(hào)線換乘站，為雙島四線島式站臺(tái)車站，主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用樁錨的支護(hù)體系而聯(lián)絡(luò)線段采用樁和鋼支撐的支護(hù)體系本文檔共26頁(yè)；當(dāng)前第6頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)22分聯(lián)絡(luò)線段圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系剖面圖本文檔共26頁(yè)；當(dāng)前第7頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)22分豐臺(tái)北路站主體結(jié)構(gòu)橫剖面圖本文檔共26頁(yè)；當(dāng)前第8頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)22分?jǐn)M投標(biāo)段的明挖基坑特點(diǎn)：（1）基坑寬度大：采用樁+錨體系（南馬蓮道站）（2）基坑形狀不規(guī)則：不符合平面應(yīng)變模型要求，因此常規(guī)二維計(jì)算不能滿足要求。（3）基坑開挖深：豐臺(tái)北路站四道支撐（4）穿越的地層為砂礫層，給鉆孔樁和錨索的施工帶來(lái)困難。（5）考慮車站基坑施工對(duì)鄰近橋梁基礎(chǔ)的影響：豐臺(tái)北路車站：鄰近萬(wàn)壽路橋；風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)屬于“風(fēng)險(xiǎn)大或風(fēng)險(xiǎn)較大”：1）鄰近橋梁現(xiàn)狀質(zhì)量調(diào)查；2）加固措施：地表注漿、擴(kuò)大承臺(tái)等3）確定沉降控制標(biāo)準(zhǔn)：順橋向、橫橋向：4）開挖及加固效果的數(shù)值計(jì)算：橋樁作為實(shí)體單元處理。南馬蓮道站：鄰近人行天橋，8.4米。按施工影響破裂面劃分，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為：風(fēng)險(xiǎn)一般，可以先“施工、后加固”本文檔共26頁(yè)；當(dāng)前第9頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)22分4、在編制施工組織設(shè)計(jì)中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算目的：（1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系的安全性驗(yàn)算（2）不同的開挖與支撐方案比較（3）為圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化服務(wù)5、圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：設(shè)計(jì)和檢算內(nèi)容：（1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)的入土深度；（2）圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移（3）彎矩、剪力（4）抗傾覆（5）抗隆起（6）基坑整體穩(wěn)定性等。本文檔共26頁(yè)；當(dāng)前第10頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)22分6、設(shè)計(jì)計(jì)算方法：關(guān)于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論和方法，除了有一些地方性法規(guī)以外，至今還未制定出全國(guó)同一的設(shè)計(jì)計(jì)算技術(shù)規(guī)范或規(guī)程，目前一般認(rèn)為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論和方法主要有：（1）荷載-結(jié)構(gòu)法所謂荷載-結(jié)構(gòu)法，即假定作用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的水、土壓力均已知，且圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐的變形，不會(huì)引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)上水、土壓力的變化。在計(jì)算過程中，首先采用土壓力計(jì)算的經(jīng)典理論（如朗金理論），確定作用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的水、土壓力的大小和分布，然后用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法，計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)支撐的內(nèi)力，荷載-結(jié)構(gòu)法對(duì)荷載的計(jì)算和邊界約束條件的確定有一定的隨意性，因而與結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況有較大的差別。（2）地層結(jié)構(gòu)法（也稱桿系有限元法）隨著計(jì)算機(jī)的普及，數(shù)值解方法已經(jīng)成為深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的有效方法，其中彈性地基梁的數(shù)值解法是此類方法中相當(dāng)實(shí)用且使用廣泛的一種方法。彈性地基梁的數(shù)值解法又稱為桿系有限元法，該計(jì)算方法沿縱向取單位寬度的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，將其視為一個(gè)豎放的彈性地基梁，并將其劃分為若干段梁?jiǎn)卧?，支撐可用二力桿桁架單元模擬，地層對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的約束作用采用一系列彈簧來(lái)模擬，彈簧采用彈性地基梁的局部變形理論即文克爾（Winkler）假定。本文檔共26頁(yè)；當(dāng)前第11頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)22分（3）連續(xù)介質(zhì)的有限單元法連續(xù)介質(zhì)的有限單元法可以用于處理很多復(fù)雜的巖土工程問題，是研究地下結(jié)構(gòu)和周圍介質(zhì)之間相互共同作用問題的有力工具。用于分析圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，可以考慮各種邊界條件、初始狀態(tài)、多種巖土介質(zhì)等復(fù)雜因素，可以考慮巖土介質(zhì)的各向異性、彈塑性、粘滯性等多種性態(tài)。三維問題的有限元法還可以考慮基坑分區(qū)分段開挖的空間效應(yīng)。連續(xù)介質(zhì)有限元法已經(jīng)跳出了荷載-結(jié)構(gòu)法的束縛，不再機(jī)械地將支護(hù)體系和地層介質(zhì)割裂成結(jié)構(gòu)和荷載兩部分，而是將結(jié)構(gòu)和地層看作是有機(jī)聯(lián)系的整體，圍護(hù)結(jié)構(gòu)受力的大小與周圍地層介質(zhì)的特性、基坑的的幾何尺寸、土方開挖順序以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)本身的剛度有著十分密切的聯(lián)系。本文檔共26頁(yè)；當(dāng)前第12頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)22分7、深基坑的計(jì)算：（１）整體穩(wěn)定性計(jì)算：瑞典(條分法)圓弧法，簡(jiǎn)化Bishop法本文檔共26頁(yè)；當(dāng)前第13頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)22分1）瑞典條分法條分法最初是由瑞典工程師W·費(fèi)倫紐斯（Fellenius）提出的采用條分法分析邊坡穩(wěn)定性時(shí)，先任意假定一個(gè)圓弧滑動(dòng)面，將滑動(dòng)面以上的土體等分為n個(gè)土條。取出其中的第i條作為隔離體進(jìn)行分析。本文檔共26頁(yè)；當(dāng)前第14頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)22分定義穩(wěn)定性安全系數(shù)K為土體抗滑力矩與下滑力矩比值，本文檔共26頁(yè)；當(dāng)前第15頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)22分本文檔共26頁(yè)；當(dāng)前第16頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)22分（2）圍護(hù)樁的水平位移、彎矩、剪力不同軟件的計(jì)算結(jié)果：采用浙江大學(xué)《基坑輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件》本文檔共26頁(yè)；當(dāng)前第17頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)22分采用《曙光計(jì)算軟件》圍護(hù)樁變形控制標(biāo)準(zhǔn):最大水平位移不超過0.2%H（H為基坑深度）本文檔共26頁(yè)；當(dāng)前第18頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)22分（3）計(jì)算中需要準(zhǔn)備的基礎(chǔ)資料：1）土層：層數(shù)、厚度、重度、粘聚力，內(nèi)摩擦角等2）地下水位3）均布超載4）局部超載：坑邊堆土5）支撐信息：支撐的道數(shù)、水平間距、垂直間距、支撐剛度k=E*A/L其中E=200KN/mm2；A:截面積；L:支撐長(zhǎng)度6）樁的信息：樁長(zhǎng)、樁間距、樁直徑、樁的彈性模量7）彈性抗力系數(shù)：基床系數(shù)8）水土壓力計(jì)算：水土合算，水土分算。9）土壓力計(jì)算：朗肯土壓力理論本文檔共26頁(yè)；當(dāng)前第19頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)22分本文檔共26頁(yè)；當(dāng)前第20頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)22分10）土釘計(jì)算需要的信息本文檔共26頁(yè)；當(dāng)前第21頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)22分（4）某地鐵車站的土釘墻穩(wěn)定檢算：抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)Kq=8.8>1.3，滿足要求！抗滑移穩(wěn)定安全系數(shù)Kh=1.7>1.2，滿足要求！基底平均壓力P=176.95kPa<=地基承載力f=323.82kPa，滿足要求！基底最大壓應(yīng)力Pmax=237.31kPa<=1.2f=388.58kPa，滿足要求！深部土體圓弧滑動(dòng)安全系數(shù)Ks=1.4>1.3，滿足要求！8、理論計(jì)算對(duì)施工的指導(dǎo)作用以熊貓環(huán)島站作為算例：探討超挖、支撐架設(shè)時(shí)機(jī)、坑邊堆土、管線漏水等情況對(duì)基坑穩(wěn)定性的影響。本文檔共26頁(yè)；當(dāng)前第22頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)22分9、施工監(jiān)測(cè)方案的編制：（1）常規(guī)監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)：1）監(jiān)測(cè)目的、意義2）監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、測(cè)點(diǎn)布置、監(jiān)測(cè)儀器方法、監(jiān)測(cè)頻率3）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理4）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析、反饋5）監(jiān)測(cè)管理措施。（2）抓住主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目必測(cè)項(xiàng)目：圍護(hù)樁水平位移，支撐軸力、錨索錨固力選測(cè)項(xiàng)目：土壓力、鋼筋應(yīng)力等。（3）影響基坑穩(wěn)定的兩個(gè)重要階段：基坑開挖到底部、第三道支撐的拆除。（4）圍護(hù)樁水平變形測(cè)試圍護(hù)樁位移量的大小主要取決于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度、支撐系統(tǒng)的剛度、水土壓力以及土方開挖強(qiáng)度、土方開挖順序等因素。根據(jù)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移的監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，可以調(diào)整基坑土方開挖順序、土方開挖強(qiáng)度；本文檔共26頁(yè)；當(dāng)前第23頁(yè)；編輯于星期一\13點(diǎn)22分1）測(cè)斜管測(cè)斜管一般是塑料管或鋁合金管。測(cè)斜管內(nèi)有兩對(duì)互成正交的縱向?qū)Р?，其中一?duì)槽口應(yīng)該垂直于基坑邊線，以保證測(cè)得圍護(hù)結(jié)構(gòu)撓曲的最大值。2）測(cè)斜原理目前工程上應(yīng)用的比較多的是活動(dòng)式測(cè)斜儀，活動(dòng)式測(cè)斜儀采用帶導(dǎo)輪的測(cè)斜探頭，測(cè)斜管內(nèi)分成m段，每段長(zhǎng)度為L(zhǎng)（一般為500mm或1000mm），為了真實(shí)反映圍護(hù)結(jié)構(gòu)的撓曲情況，測(cè)斜管與圍護(hù)樁的鋼筋綁扎在一起，在進(jìn)行測(cè)斜管管段連接時(shí)，必須將上、下管段的滑槽相互對(duì)準(zhǔn)，以便測(cè)斜儀的探頭在管內(nèi)能夠平滑運(yùn)行，為了防止泥漿從縫隙中滲入管內(nèi)，接頭處應(yīng)進(jìn)行密封處理，涂上柔性密封材料或貼上密封條。圍護(hù)樁在背后水土壓力、機(jī)械荷載和其它活載的作用下，向基坑方向傾斜，綁扎在圍護(hù)樁的側(cè)斜管也隨之