今天带来的是关于深基坑支挡结构设计与施工中常遇的两个问题:1.基坑围护体系的主要设计原则是什么?2.斜坡的应力特征?
1.问:基坑围护体系的主要设计原则是什么?
答:基坑围护体系设计要坚持安全、经济、方便施工的原则。
(1). 设计人员在掌握基坑工程要求(平面尺寸和深度)、场地工程地质和水文地质条件、场地周边环境条件等资料后,应对影响基坑工程围护体系安全的主要矛盾作出分析。确定影响围护体系安全的主要矛盾是土压力还是渗流。一般来说,地下水位较高的砂土地基中基坑工程渗流是主要矛盾,特别是有承压水时,矛盾更为突出。软粘土地基中基坑工程土压力是主要矛盾。在围护体系选型和设计中一定要注意处理好主要矛盾。
(2). 在基坑工程围护体系设计中,要重视围护体系失败或土方开挖造成周边地基变形对周边环境和工程施工造成的影响。当场地开阔、周边没有建筑物和市政设施时,基坑围护体系主要是本身的稳定,可以允许围护结构及周边地基发生较大的变形。这种情况可按围护体系稳定性要求进行设计。当基坑周边有建筑物和市政设施时,应对其重要性,对地基变形的适应能力进行分析,并提出基坑围护结构和地面沉降的允许值。在这种情况下,围护体系设计不仅要满足稳定性要求,还要满足变形要求,而且围护体系设计往往由变形控制。
(3). 作用在围护结构上的土压力值与围护结构变形有关,因此按变形控制设计和按稳定性控制设计作用在围护结构上的土压力是不同的,在围护体系设计中应予以重视。
2.问:斜坡的应力特征?
答:(1).无论什么样的天然应力场,斜坡面附近的主应力迹线均明显偏转,表现为越靠近坡面,最大应力越与之平行,而最小主应力与之近乎正交,向坡内逐渐恢复初始状态;
(2).由于应力分异结果,在坡面附近产生应力集中带,不同部位应力状态是不同的,在坡脚附近,最大主应力(表现为切向应力)显著提高,而最小主应力(表现为径向应力)显著降低,甚至可能为负值。由于应力差大,于是形成了最大剪应力增高带,最易发生剪切破坏,在坡肩附近,在一定条件下坡面的径向应力和坡顶的切向应力可转化为拉应力,形成张力带。当斜坡越陡则此带范围越大。因此,坡肩附近最易产生拉裂破坏;
(3).由于主应力偏转,坡体内的最大剪应力迹线也发生变化,由原来的直线变为凹向坡面的圆弧状;
(4).坡面处的径向应力实际为零,所以坡面处处于二向应力状态。