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德國大使公寓深基坑監測

時間:2009-10-27 16:45來源:監測人 作者:翔云 點擊:
巖土工程是指修建在巖體土體中以及其為依托的工程,例如隧道、地下洞室、邊坡、采礦場、壩基、橋梁道路基礎、建筑物基礎等。 一般來說,設計巖土工程前都必須進行工程地質水文地質調查,物理力學參數的測定。由于絕大多數巖土體在形成過程中經歷過造巖運動、構造運動
  
3.6.3開挖對樁體的影響
眾所周知,基坑支護樁上所受的外載主要來自于土壓力和地下水壓力(當降水不完全時),對土壓力的計算在各類規范中已經有詳細的論述,但是這些土壓力理論計算模型都是來自于自然邊坡,而建筑基坑邊坡是由人工在短時間內人為形成的邊坡,土體由于突然開挖而形成的卸載,實際上也是對支護系統作用的一種約束反力,在某些時候,這種突加的約束反力對支護系統的影響甚至比自然土壓力還要大,圖14表明1#監測孔在土體開挖后3~4天內邊坡變形的過程,開挖后立即進行監測,邊坡有一個較大的變形,這個變形在今后的幾天內并不是繼續發展,而是在突然的大變形之后,象彈簧一樣向回收縮,收縮恢復到一定程度,再在土壓力作用下向坑內發展,這種彈性恢復變形的解釋為:土體突然開挖,樁體受到一個與土體壓力和開挖方式有關的應力解除影響,在約束反力和自然土壓力共同作用下產生變形,由于樁體本身的彈性性質和約束反力隨時間逐漸消失的影響,樁體上所受壓力僅剩下自然土壓力,所以樁體有一個反抗變形的恢復過程,這就導致邊坡向坑外有一個收縮,這個恢復變形不可能使樁體恢復到開挖前狀態,剩下的不可恢復變形則稱之為樁體或邊坡的穩定變形,而開挖瞬間產生的最大變形稱之為歷史最大變形。正是由于這種原因,我們將樁體或邊坡的變形定義為上述兩種,通常邊坡變形的警戒值,指的是樁體或邊坡的穩定變形,但驗算配筋時考慮最大彎矩應該考慮到樁體的歷史最大變形,因為也許這種不穩定的歷史最大變形導致的彎矩會造成樁體破壞。
3.6.4樁體彎矩、剪力和土壓力的計算
    為了利用測斜儀對樁體變形監測位移數據的利用,本文根據實測數據,給出一套由測量數據計算樁體彎矩、剪力和土體在樁體上主動土壓力的方法。
3.6.4.1 計算原理
下面的計算是以材料力學梁的彎曲理論為基礎的。所以假設護坡樁為一個一端固定的懸臂梁,其滿足梁變形理論中的所有條件。則樁中的內力-彎矩(M)、剪力(Q)、外載-主動土壓力(q)與樁體的變形(位移)成以下關系:

 

如果存在n個位移監測值:
u1u2u3……un            (7)
則我們將(4)(5)(6) 三式用中心差分式離散為:


上式中E為樁體的彈性模量,可根據樁體的混凝土強度等級由《混凝土結構設計規范》(GBJ 10-89)中的表2.1.5查出,I為樁體的慣性矩,對樁體有

其中d為樁體直徑。h為測量點間距,通常為0.5m
將(8)用矩陣表達為:
[ K ] {u} = { C }                11

其中:
 
 

 


解(11),得到{C},從而得到各測點彎矩,再由(9)、(10)得到樁體測點上的剪力和主動土壓力,這些數值將對該工程的設計計算進行大致的驗證,并為今后工程設計積累設計經驗。
3.6.4.2 2#監測孔的計算
本次監測是在與樁體鄰近的土體中建立的測斜孔,所以所測數據是隨樁體變形的土體的變形,由于測斜管與樁體材料上的差異,所以測斜管的變形大于樁體的變形,下面對所測數據的分析不完全表明樁體的內力和壓力,實際樁體內力(彎矩、剪力、主動土壓力)比分析的要小。
    由(11)求得2#監測孔鄰近樁體的彎矩、剪力和主動土壓力如表所示, 由于這里的數據是根據土體中變形計算所得,所以并不能完全反映樁體中的實際情況,實際樁體中的彎矩、剪力和土壓力應該小于計算數值。
 
 
                
         
2#孔位移測量值分析結果
抗彎模量EI= .1781280E+03 MN*M2
深度(M)
彎矩值(MN*M)
剪力
MN
壓力
MN/M
-1.000
1.0331
 
 
-1.500
.2209
1.055
.000
-2.000
-.0214
.021
-2.280
-2.500
.1995
.192
-1.853
-3.000
-.2138
.071
2.537
-3.500
.1283
.456
-3.021
-4.000
.2423
.513
.912
-4.500
-.3848
.143
2.964
-5.000
.0998
.392
-4.446
-5.500
.0071
.178
2.309
-6.000
-.0784
.292
-.028
-6.500
.2993
.071
-1.853
-7.000
-.1496
.449
3.306
-7.500
-.1496
.520
-1.796
-8.000
.3705
.043
-2.081
-8.500
-.1924
.278
4.332
-9.000
.0926
.470
-3.392
-9.500
.2779
.057
.399
-10.000
.0356
.221
1.710
-10.500
.0570
.050
-1.055
-11.000
-.0143
.121
.371
-11.500
-.0641
.029
-.086
-12.000
.0143
.036
-.513
-12.500
-.0285
.021
.485
-13.000
.0356
.071
-.428
-13.500
-.0998
.128
.798
-14.000
-.0926
.107
-.570
-14.500
.0071
.007
-.371
-15.000
-.0998
.029
.827
-15.500
.0356
.029
-.969
-16.000
-.0713
 
 
 
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