土木工程基坑支護(hù)畢業(yè)設(shè)計(jì)解析

1、土木工程基坑支護(hù)畢業(yè)設(shè)計(jì)解析 摘要：基坑支護(hù)設(shè)計(jì)涉及理論知識(shí)范圍廣，經(jīng)驗(yàn)性強(qiáng)；作為畢業(yè)設(shè)計(jì)選題時(shí)，設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)側(cè)重于概念和方案設(shè)計(jì)。由于學(xué)生缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，本文從方案選擇、設(shè)計(jì)計(jì)算、圖紙繪制三個(gè)大方面進(jìn)行詳細(xì)剖析，解決了畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)施過(guò)程中的難點(diǎn)和重點(diǎn)，為教師進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)提供幫助。 關(guān)鍵詞：土木工程；畢業(yè)設(shè)計(jì)；基坑支護(hù)；方案選擇 畢業(yè)設(shè)計(jì)是實(shí)踐性教學(xué)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論、知識(shí)和技能解決實(shí)際問(wèn)題的能力?；又ёo(hù)設(shè)計(jì)是土木工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要選題之一，從理論知識(shí)上涉及巖土和結(jié)構(gòu)有關(guān)的多個(gè)學(xué)科1，能很好地鍛煉學(xué)生靈活運(yùn)用大學(xué)期間所學(xué)的大部分專業(yè)理論知識(shí)。作為畢業(yè)設(shè)計(jì)，基

2、坑支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)側(cè)重于概念和方案設(shè)計(jì)，而不是施工圖設(shè)計(jì)。接下來(lái)，筆者將根據(jù)多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及論文指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)，就設(shè)計(jì)中需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題一一解析。 一、支護(hù)方案的選擇 支護(hù)方案的選擇是基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的首要任務(wù)和核心內(nèi)容。基坑是一門區(qū)域性、個(gè)異性、經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)問(wèn)2，支護(hù)方案千變?nèi)f化，與基坑深度、場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件、基坑周邊環(huán)境、主體地下結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)形式、基坑平面形狀及尺寸、施工的可行性及便利性等諸多因素有關(guān)。表1列出目前常見(jiàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)所有形式和使用條件3。根據(jù)基坑的實(shí)際情況，可在基坑不同部位采用不同的支護(hù)形式，也可采用上、下部不同結(jié)構(gòu)類型組合的形式。因此，支護(hù)方案的選擇靈活性很大。學(xué)生在依據(jù)表1

3、進(jìn)行方案選擇時(shí)，重點(diǎn)把握以下幾點(diǎn)：1.深刻理解所設(shè)計(jì)基坑的原始條件，如：根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)施工圖分析基坑深度和規(guī)模等；根據(jù)勘察報(bào)告分析場(chǎng)地的土質(zhì)條件和地下水情況；現(xiàn)場(chǎng)踏勘并結(jié)合總平面圖、地形圖及勘察報(bào)告、地下管線圖等資料綜合分析基坑周邊環(huán)境條件，并將上述基本信息一一列出。其中，對(duì)土質(zhì)條件和地下水條件分析時(shí)重點(diǎn)應(yīng)根據(jù)土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)等理論課程進(jìn)行初步的、定性的判斷?；庸こ讨?，江浙滬地區(qū)土質(zhì)條件和地下水條件可歸為幾個(gè)大類：一是軟土類，軟土呈流塑狀，含水量大，但主要為結(jié)合水，降水困難，一般需真空井定點(diǎn)進(jìn)行降水；二是可塑類至硬塑類粘性土，含水量較小，一般采用明排水即可，不需要采用井點(diǎn)降水；三是粉土、砂土類，

4、通常含水量較大，排水條件較好，需要進(jìn)行井點(diǎn)降水；四是巖石類，主要為基巖裂隙水，因巖土條件較好，無(wú)需進(jìn)行降水，其支護(hù)結(jié)構(gòu)受施工難度影響，優(yōu)先采用土釘或放坡進(jìn)行支護(hù)。一般來(lái)說(shuō)，土與水是同時(shí)存在的，因此支護(hù)方案和地下水處理方案是同時(shí)考慮的，且二者相互影響。以常州紡儀廠項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目設(shè)2層地下室，基坑挖深9.29.7m。上部17m土層為硬塑粘性土，以下為富含承壓水的砂性土和粉土，含水量大，透水性好，且具承壓性。類似基坑的常規(guī)支護(hù)和地下水處理方案為排樁+內(nèi)支撐（或錨桿）支護(hù)、截水帷幕+坑內(nèi)管井疏干降水；但實(shí)際方案選擇時(shí)，結(jié)合當(dāng)?shù)靥赜械牡刭|(zhì)條件，采用放坡土釘墻支護(hù)及敞開(kāi)式管井降水方案，大大節(jié)約了支護(hù)工程

5、造價(jià)和施工工期4。因此，不同的地下水處理方案對(duì)支護(hù)方案的選擇影響很大。2.根據(jù)基坑的基本信息確定基坑工程的設(shè)計(jì)安全等級(jí)以及變形控制要求。3.采用優(yōu)選法確定支護(hù)方案：由于學(xué)生缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)主要依據(jù)前面“1.”、“2.”所述的條件，結(jié)合表1從大量備選方案中篩選出少量幾個(gè)較好的方案，利用優(yōu)化設(shè)計(jì)綜合評(píng)判法進(jìn)行方案的進(jìn)一步優(yōu)選，最終確定一個(gè)相對(duì)最優(yōu)的方案4。 二、支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及穩(wěn)定性計(jì)算 確定支護(hù)方案后，需要進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)的截面設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算。此時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的“規(guī)范”意識(shí)。實(shí)際項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工等各階段都是依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范或規(guī)程實(shí)施的。因此，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)應(yīng)讓學(xué)生去查閱相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)手冊(cè)，以

6、及工程所在地的政策文件，選擇對(duì)應(yīng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析參數(shù)和方法。如支擋式結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，規(guī)范規(guī)定不同的支護(hù)類型驗(yàn)算的側(cè)重點(diǎn)不同：懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)主要驗(yàn)算嵌固穩(wěn)定性、整體滑動(dòng)穩(wěn)定性，其嵌固深度一般由嵌固穩(wěn)定性決定；單支點(diǎn)支護(hù)結(jié)構(gòu)主要驗(yàn)算嵌固穩(wěn)定性、整體滑動(dòng)穩(wěn)定性、抗隆起穩(wěn)定性（坑底軟土?xí)r驗(yàn)算），其嵌固深度一般由三種穩(wěn)定性綜合決定；多支點(diǎn)支護(hù)結(jié)構(gòu)主要驗(yàn)算整體滑動(dòng)穩(wěn)定性、抗隆起穩(wěn)定性（坑底軟土?xí)r驗(yàn)算），其嵌固深度由上述兩種穩(wěn)定性綜合決定。再如荷載組合的綜合分項(xiàng)系數(shù)，建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（JGJ120-2012）規(guī)定為1.25，而南京地方規(guī)范規(guī)定采用1.356。 三、設(shè)計(jì)圖紙的繪制 通過(guò)設(shè)計(jì)圖紙的繪制，

7、可以考察學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)圖紙的表達(dá)理解能力以及運(yùn)用計(jì)算機(jī)繪圖軟件的能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)偏重于方案設(shè)計(jì)，圖紙以能夠全面準(zhǔn)確地反映所選擇支護(hù)方案為目標(biāo)。一般來(lái)說(shuō)，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)圖紙至少包含下面幾部分：支護(hù)設(shè)計(jì)總說(shuō)明、周邊環(huán)境信息圖、支護(hù)結(jié)構(gòu)平面布置圖、剖面圖、大樣圖、降水井平面布置圖、降水井剖面及大樣圖，可視具體情況增減或合并。 四、總結(jié) 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)涉及理論知識(shí)范圍廣、綜合性強(qiáng)、經(jīng)驗(yàn)性強(qiáng)，且需滿足現(xiàn)行規(guī)范和規(guī)程的要求。就學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)需要完成的內(nèi)容，本文從方案選擇、設(shè)計(jì)計(jì)算、圖紙繪制三個(gè)大方面進(jìn)行詳細(xì)剖析，解決了畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)施過(guò)程中的難點(diǎn)和重點(diǎn)，為教師進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)提供幫助。 參考文獻(xiàn)： 1周勇,郝哲,李永靖.基坑與邊坡工程M.北京:人民交通出版社股份有限公司,2017. 2康劍偉.關(guān)于基坑設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)思考J.低溫建筑技術(shù),2015,37(09):134-135. 3JGJ120-2012,建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程S. 4宮衛(wèi)民.深基坑支護(hù)方案優(yōu)選J.遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008,(S1):124-126. 5馬慶平.常州紡儀廠項(xiàng)目基坑支護(hù)方案選型分析J.山西建筑,2017