冻胀对基坑支护的影响研究
25页1、作者:江湖笑笑生目 录1绪论11.1选题背景11.2国内外研究现状11.3 课题实施的意义与必要性22课题研究的目标和内容32.1 课题实施的主要研发目标32.2课题研究与开发的主要内容32.2.1 项目研究目标32.2.2 项目研究内容43课题研究的方法和步骤43.1土的粒径对冻胀的影响研究43.2土的矿物成分、级配密度对冻胀的影响43.3水分对土冻胀性的影响研究43.4冻结条件对土冻胀性的影响53.5土体冻结对基坑支护的影响53.6 影响土体冻胀的因素53.6.1 土的粒径对冻胀的影响53.6.2 土的矿物成分、级配密度对冻胀的影响63.6.3 水分对土冻胀性的影响63.6.4 冻结条件对土冻胀性的影响63.7 土体冻胀对基坑支护影响的工程实例63.7.1 工程概况63.7.2 地质情况73.7.3 基坑支护设计方案简述73.7.4 内力及变形监测情况及分析73.8 预防及应急措施103.8.1 预防措施103.8.2应急措施103.9基坑避免冻胀的防护措施113.9.1排水措施113.9.2保温隔水113.9.3结构措施123.9.4应急措施124课题研究的意义与过程134.1
2、土体冻胀对基坑支护影响研究的意义134.2研究的主要过程135深基坑支护体系冻胀变形及控制三维数值分析155.1 土体冻胀的机理分析与水平冻胀力的分布155.1.1 土体冻胀的机理分析155.1.2 水平冻胀力的分布155.2基坑模型的建立165.2.1工程概况165.2.2模型的建立175.3计算分析185.3.1动态开挖过程的模拟185.3.2保温措施下基坑越冬模拟206总结与展望226.1经济、社会效益226.2课题成果应用前景分析221绪论1.1选题背景在我国北方地区,随着土地资源的不断减少,建筑工程不断向地下要空间。超深,超大工程越来越多,造成在基坑内施工周期变长,基坑支护工程经常面临冬季低温的考验。以往大家对冬季土体冻胀对基坑支护工程的影响重视程度不够,在基坑支护工程设计时,冻胀力往往未考虑在土压力计算中,若相应防冻胀措施跟不上,就会给基坑越冬留下安全隐患。在北方地区基坑工程多数为跨年度越冬工程,因此基坑支护结构的锚固土体,易受冻融作用破坏,冻融前后土体的物理、力学性质变化造成深基坑边坡的失稳,导致基坑工程事故频发。冬季由于大气温度为负温,基坑坑壁的土体会产生冻胀现象。在基
3、坑施工过程中往往由于基坑渗水如地下管线的跑冒滴漏,使部分地段土体的含水量增加,产生的冻胀更加严重,在支护结构中产生较大的冻胀力,增大了支护结构的内力,同时使支护结构产生水平位移;随着气温的升高,冻土开始融化,而支护结构水平位移继续增加,支护桩和土体产生脱空现象,同时桩锚支护结构中锚索的锚头会因为土体冻胀发生较大位移,导致锚索的预应力损失甚至拉断引起支护结构的破坏。在基坑外侧的土体,由于冻渗的作用产生融沉现象。冻胀现象的发生,是由于土体中液态和气态水分在低温条件下转变为固态。引起体积增大(其膨胀率约为9%)同时土在冻结过程中,非冻结区的水分会向冻结区迁移,使冻结土层的含水量显著增加,这就造成某些土层在冻结后常产生很大的冻胀量。冻胀会产生较大的水平冻胀力,在冻胀力和约束力的共同作用下,基坑支护结构和土体发生变形,当变形达到基坑支护结构的极限值时,基坑支护结构破坏。土层滑移,造成基坑坍塌。1.2国内外研究现状目前国内有一些冬季条件下基坑工程技术研究的文献,但本课题冻胀对基坑支护施工影响技术进行研究,具有较强的针对性与实际运用价值。我公司在北方严寒地区施工过程中,充分重视寒冷环境对冻胀对基坑支
4、护工程质量的影响,对冻胀引起的基坑支护质量安全问题,开展了大量调查,已积累了一定资料。我国许多地方有较长的寒冷季节,由于受工期制约,许多工程的冬季施工是不可避免的。开展严寒气候下冻胀对基坑支护工程施工技术研究,为当今工程施工及质量控制方面提供一些借鉴或思路,以期解决或减少冻胀对基坑支护施工技术造成的质量隐患,保证工程质量。1.3 课题实施的意义与必要性通过对严寒气候条件下冻胀对基坑支护工程施工技术的深入研究,从理论上对各种影响因素进行分类,可以明确严寒气候条件下冻胀对基坑支护工程问安全题产生的机理,从而对基坑支护在严寒气候条件下施工提供充分的理论依据。通过本课题的实施,可以明确严寒气候条件下基坑支护结构设计、基坑支护施工技术、基坑稳定位移监测等多项施工技术,为今后的基坑支护提供在严寒气候条件下施工技术的理论支持。由于基坑支护工程的安全质量相当重要,在基坑支护工程严寒条件下施工中必须边坡稳定监测,确定边坡变形规律。大量的工程实践证明,基坑支护稳定监测具有极其重要的地位,能有效预测和防止基坑坍塌事故的发生,验证施工时支护方案的有效性。同时变形监测数据为基坑支护工程严寒气候条件下施工提供数据
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