SMW围护深基坑逆筑施工技术研究与工程实践

摘要

SMW挡土墙主要是把水泥土的止水性能和芯材的高强度特性有效地组合成一种抗渗性好、刚度高、经济的围护结构，同其它围护型式相比，具有对周围地层影响小、施工噪音小、无振动、工期短等特点，被广泛应用于地下坝、地下处理场、地下建筑基坑围护、环境保护工程等许多领域，技术经济效益较为可观。　　南京地铁控制中心深基坑工程的正常开挖深度15.86m，最大开挖深度为19.45m，创目前国内SMW围护基坑开挖深度之最。该工程的周边环境复杂，对于如此深的基坑工程，我们开创性地采用了SMW逆筑施工技术，并有效控制基坑开挖施工对周围环境的影响。另外，还成功回收了所有的H型钢，创造了良好的经济效益和环境效益。　　课题以该深基坑工程为研究背景，在试验、理论计算的基础上，就逆筑基坑工程进行了设计和施工实践研究。　　首先，根据该深基坑工程周围苛刻的环境条件和不良的软土工程地质条件，进行了SMW的试验研究，在对单一H型钢和SMW工法的H型钢-水泥土复合材料构件的刚度和强度对比试验的基础上，研究了水泥土和H型钢的相互作用的机理，得到了该种复合材料构件相对于单-H型钢的刚度和强度增加规律，探讨了实际工程中H型钢的不同插入方式下计算SMW工法构件刚度和强度的方法；其次，进行了SMW围护结构的数值分析研究，完成了六种不同工况下SMW围护结构的应力与变形规律研究，为工程设计与施工提供了理论基础；最后，进行了SMW围护逆筑基坑的设计与工程实践研究，借助水平支撑悬吊技术、逆筑施工技术等，成功完成了地铁控制中心基坑工程的施工。

目录

文摘

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第一章 绪论

1.1.概述

1.2.SMW工法应用

1.3.国内外研究现状

1.3.1.水泥土强度特性研究

1.3.2.H型钢水泥土组合结构的试验研究

1.3.3.设计计算方法研究

1.4.SMW工法研究的几个热点问题

1.5.课题研究背景

1.6.主要研究内容

1.7.研究技术途径

1.8.课题研究意义

第二章 深基坑区域地质条件概述

2.1.工程地质

2.2.水文地质

2.3周围环境

2.4.地质条件、工程环境与施工方案的选择

第三章 型钢水泥土构件组合刚度试验研究

3.1.试验目的

3.2.试件编号

3.3.试验设计

3.3.1.等比模型试验

3.3.2.相似模型试件

3.4.试验的测量内容、方法与设备

3.4.1.测试内容

3.4.2.试验设备

3.5.型钢材料性能试验

3.6.测点布置

3.6.1.型钢材料性能试验测点布置

3.6.2.型钢水泥土性能试验测点布置

3.7.试验结果

3.7.1.水泥土材料试验结果

3.7.2.型钢材料试验结果

3.7.3.型钢水泥土复合构件试验结果

3.8.试验结果分析

3.8.1.SMW工法试件裂缝分布分析

3.8.2.SMW工法试验结果分析

第四章 南京地铁控制中心基坑围护应力变形有限元分析

4.1.前言

4.2.非线性有限元计算原理

4.2.1.平面问题的基本方程

4.2.2.有限元支配方程

4.2.3.开挖过程的荷载模拟

4.3.材料本构模型

4.3.1.支挡结构线弹性模型

4.3.2.土体非线形弹性E-μ模型

4.4.计算断面的选取、材料分区及计算参数的确定

4.5.有限元网格模型及荷载分级

4.5.1.有限元网格模型

4.5.2.主要假设

4.5.3.计算成果表示

4.5.4.SMW围护结构内力计算

第五章 SMW围护逆筑施工工程实践

5.1.SMW围护结构设计

5.1.1.水泥土的强度设计

5.1.2.水泥土搅拌桩的厚度与型钢密度设计

5.2.支撑体系的设计与施工

5.2.1.垂直支撑体系的设计与施工

5.2.2.水平支撑体系设计与施工

5.3.基坑施工监测

第六章结论

致谢

参考文献