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岩土研究院

基坑土压力观测目的和内容

311 2021-11-17 10:08:31

土压力是基坑支护结构周围的土体传递给挡土构筑物的压力。在基坑开挖之前,挡土构筑物两侧土体处于静止平衡状态。在基坊坑开挖过程中。由干基坊内一侧的土体被移去,挡土构筑物两侧土体原始的应力平衡和稳定状态被破坏了,由相对静止的状态转化为变形运动的状态。在挡土构筑物周围一定范围内产生应力重分布。在被支护十体一侧。由于挡土构筑的移动引起土体的松动而使土压力降低,而在基坑一侧的土体由于受挡土结构的挤压而使土压力升高。但是这种变化不会无休止地发展下去.当变形或应力超过了一定数值时,土体就产生结构性的破坏而使挡土结构坍塌。因此土压力的大小直接决定着挡土构筑物的稳定和安全。影响十压力的因素很多,如十体介质的物理力学性质及结构组成,附加荷载的数值,地下水位变化,挡土构筑物的类型,施工工艺和支护形式,挡土构筑物的刚度及位移,基坑挖土程序及工艺等等。这些影响因素给理论计算带来一定的困难,因此,仅用理论分析土压力大小及沿深度分布规律是无法准确地表达土压力的实际情况。而且土压力的分布在基坑开挖过程中是动态变化着,从挡土构筑物的安全.地基稳定性及经济合理性考虑,对于重要的基坑支护结构,要进行必要的现场原型观测。

基坑开挖工程经常是在地下水位以下土体中进行,地基土是多相介质的混合体。土体中的应力状态与地基士中的孔隙水压力和排水条件密切相关。静水压力不会使土体产生变形。当孔隙水渗流时,在孔隙水的流动方向上产生渗透力。当渗透力达到某一临界值时,土颗粒就处于失重状态。这就是所谓的"流十."现象。在基坑内采用不恰当的排水方法.会造成灾难性的事故。另一方面。 当饱和粘土被压缩时。由于粘性土的渗透性很小。因而孔隙间的水不能及时排出,而承受很大的压力,称为超静孔隙水压力。超静孔隙水压力的存在,降低了土体颗粒之间的有效压力。当超静孔隙水压力达到某一临界值时。同样会使土体失稳破坏。因此监测土体中孔隙水压力在施工过程中的变化情况,可以直观,快速地得到土体中孔隙水压力的状态和消散规律,作为基坑支护结构稳定性控制的依据。

通过现场土压力和孔隙水压力的原位观测可达到以下几条主要目的∶

(1)验证挡土构筑物各特征部位的侧压力理论分析值及沿深度的分布规律。

(2)监测土压力在基坑开挖过程中的变化规律。由观测到的土压力急剧变化,及时发现影响基坑稳定的因素,以采取相应的保证稳定的措施。

(3)积累各种条件下的土压力规律,为提高理论分析水平积累资料。

土压力和孔隙水压力现场原型观测设计原则,应符合荷载与挡土构筑物的相互作用关系,应反映各特征部位(拉锚或顶撑点,土层分界面,滑体破裂面底部,反弯点及最大变形点等等)以及挡土构筑物沿深度变化规律。

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