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求助:桩锚支护设计失效原因说明

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cdddd 发表于 2021-8-10 09:57:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
实例:有一个基坑深度9.0-10.0m,土层主要为
(1)杂填土①1:色杂,以深灰色为主;松散;稍湿。由砼碎块、瓦砾等建筑垃圾及碎块、粘性土和少量卵石、碳渣混杂组成,各处物理力学性质存在差异,均匀性差。回填时间约1~3年。该层场地局部地段分布。
(2)素填土①2:褐灰、灰黄色;稍密;稍湿;以黏性土为主,含少量植物根茎。土质均匀性较差,堆积时间5~7年。该层场地均有分布,层厚0.60m~4.70m。
(3)粉质黏土②:黄褐色,局部黄灰色、灰黑色,主要为可塑状,局部呈硬塑。含铁锰质氧化物,夹少量钙质结核,夹灰白色条带高岭土,切面稍具光泽,无摇震反应,干强度中等,韧性中等,局部地段上部夹团块或薄层状黏土。失水干裂,遇水软化。该层场地均有分布,层厚3.20m~11.40m。
(4)粉土③:黄褐色;稍密~中密,以中密为主;湿。含铁锰质、氧化铁和少许云母碎片。该层在场地内大部分地段分布,层0.30m~6.20m。

(5)细砂
:褐灰、褐青色,湿~
饱和
,松散~稍密;以长石、石英为主,局部地段含少量黏性土、圆砾。分布于卵石层顶板,层厚0.60m~4.90m。(2)孔隙潜水:砂、卵石层为主要含水层,具有一定承压性,补给来源主要为大气降水及河流补给,水位变化受季节影响,年变化幅度在2.50m左右。勘察期间处于平水期~丰水期,实际量测钻孔稳定水位10.30m~14.00m,稳定水位标高325.57m~327.53m,平均水位326.64m。该层孔隙潜水埋藏较深,水量较为丰富。场地四周现均为待建空地,局部区域靠近农村居民房。基坑开挖深度范围内,场地上覆人工填土较松散~稍密,粉质粘土、粉土、细砂的抗剪强度均不高。本工程设1-2层地下室,基坑开挖深度约5.10m~9.20m,土体侧压力大,局部区域受放坡条件限制,基坑边坡处于不稳定状态。采用桩锚支护:桩间距2.2m,桩径1.2m,加一排普通锚索,图示是扩大头锚索,是这次加固方案措施。原设计是普通锚索。具体看附图。诡异的事情,是基本试验证明该方案采用基本试验满足设计要求,而且施工单位施工完毕进行验收试验,也满足验收要求。但是项目基坑施工以来基坑一直处于稳定状态,其中CD段已经开挖至基础设计标高,其余开挖深度约4m左右。据基坑变形监测单位(设计有限公司)第16期(2021714日)测量数据,基坑最大变形点为20号点(CD段),累计向基坑位移值为9.8mm,小于变形预警值。由于该地区连续暴雨,716日中午CD段基坑变形突然急剧增加(现场井中水位已经达到地面下4.0m左右),经设计提出,施工单位冒雨采取应急卸荷抢险处理,基坑最大变形达到46.42cm19号点第17期),处理后于18日开始稳定。大家讨论一下,这样变形是怎么产生的?与设计、施工有什么关系,如果追加费用,设计怎么避开责任?大家讨论一下?












捕获63.GIF
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东南西北人 发表于 2021-8-10 15:17:17 | 显示全部楼层
有图里右侧这个钻孔的标贯测试结果吗?各层岩土参数,这个影响很大,还是地质模型

10米基坑,就一层锚杆,难免变形大!
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东南西北人 发表于 2021-8-15 09:56:35 | 显示全部楼层
跟这个工程比较接近

基于phase2的基坑有限元分析案例
http://www.eswny.com/thread-327058-1-1.html
(出处: 东南西北人)
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zlz1999 发表于 2021-8-15 10:18:48 | 显示全部楼层
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东南西北人 发表于 2021-8-22 23:59:06 | 显示全部楼层
我把这个实例大概分析了一下。岩土参数根据一些经验值。没有考虑地下水。

(1)开挖一米深度,45度放坡,一般没啥不可,图中也显示安全系数大于1,接近1.5
Untitled.png
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东南西北人 发表于 2021-8-23 00:04:57 | 显示全部楼层
(2)施工支护桩10米,开挖至3米深度,支护系统,无支撑和锚杆,就是悬臂挡土结构
因开挖深度不深,桩很长,水平位移不大,最大小于8mm,
Untitled.png
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东南西北人 发表于 2021-8-23 00:08:40 | 显示全部楼层
(3) 安装锚杆于3米深度,并开挖至10米深度,水平位移如图

最大63mm!因此和我初判差不多,应该在6米左右加一层锚杆或支撑,即可有效控制变形

Untitled.png
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东南西北人 发表于 2021-8-23 00:21:34 | 显示全部楼层
下面这个图把基坑底、支护桩和地面的水平位移显示出来,最大50mm,沿支护桩系统鼓出

Untitled.png

垂直向,基坑底隆起近80mm,红色部分
Untitled1.png

点评

不错,正确。  发表于 2021-8-23 10:27
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 楼主| cdddd 发表于 2021-8-23 10:31:07 | 显示全部楼层
基于phase2的基坑有限元分析
https://wenku.baidu.com/view/061fc21e2f60ddccda38a089.html
Phase2是一个专门模拟地下岩体开挖工程的应力及应变得二维有限元软件,可用于模拟不稳固岩体上隧道开挖、地下发电站洞窟、露天采矿挖掘以及岩体或土壤上的斜坡等问题。与其它三维软件比较,具有建模简单、网格划分容易和后处理功能强大等特点,尤其在模拟地下洞室开挖有突出优势,可以模拟矿体的分布开采以及开采后对周围岩石及巷道工程的影响,从而优化开采顺序。
https://zhidao.baidu.com/question/1436071096891054579.html
阶段 phase
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东南西北人 发表于 2021-8-24 00:00:01 | 显示全部楼层
cdddd 发表于 2021-8-23 10:31
基于phase2的基坑有限元分析
https://wenku.baidu.com/view/061fc21e2f60ddccda38a089.html
Phase2是一个 ...

加拿大的Phase 2 or 现在最新版本 Rocsicense的RS2 于岩石

和荷兰的Plaxis于软土,是目前岩土最好的有限元分析软件。

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东南西北人 发表于 2021-8-24 15:23:30 | 显示全部楼层
话又说回来,数值模拟、软件计算给你一个方法验证你的判断,大的方向,对解释一些现象更形象,绝不是比专家判识更精确,有时审查需要这种东西

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abuhan 发表于 2021-8-25 16:15:54 | 显示全部楼层
怀疑,3000mm 长600mm 锚碇在粉质粘土里能提供多大的拉力?
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东南西北人 发表于 2021-8-26 08:22:29 | 显示全部楼层
abuhan 发表于 2021-8-25 16:15
怀疑,3000mm 长600mm 锚碇在粉质粘土里能提供多大的拉力?

应该可以的,第3层,不是软土,其次设计11米长。

锚杆的破坏模型主要是锚固体和周围土的胶结强度不够,破坏。

F=T*S=T*(3.1415*D*L)=15kPa*(3.14*0.15m*5m)=35kN

假设土的胶结强度T=15kPa, 钻孔直径D=150mm, 锚固段长度是50%锚杆长度L=5m

大概可以达到35kN数量级
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hwf222 发表于 2021-12-17 09:33:52 | 显示全部楼层
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abuhan 发表于 2023-4-3 15:30:09 | 显示全部楼层
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zlz1999 发表于 2023-12-27 08:47:08 | 显示全部楼层
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flyingegg 发表于 2024-2-12 03:36:11 | 显示全部楼层
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