深基坑工程T講義102916

深基坑工程同濟(jì)大學(xué)高大釗2007年10月內(nèi)容深基坑工程在我國的發(fā)展逆作法與凍結(jié)法的應(yīng)用基坑工程的失效模式與案例深基坑工程方案設(shè)計(jì)在我國，深基坑工程是最近20多年中迅速發(fā)展起來的一個(gè)領(lǐng)域。以前的幾十年中，由于建筑物的高度不高，基礎(chǔ)的埋置深度很淺，很少用地下室，基坑的開挖一般僅作為施工單位的施工措施，最多用鋼板樁解決問題，沒有專門的設(shè)計(jì)，也并沒有引起工程界太多的關(guān)注。20多年來，由于高層建筑、地下空間的發(fā)展，深基坑工程的規(guī)模之大、深度之深，成為巖土工程中事故最為頻繁的領(lǐng)域，給巖土工程界提出了許多技術(shù)難題。因此也是巖土工程中發(fā)展最為活躍的領(lǐng)域之一，成為巖土工程的技術(shù)熱點(diǎn)和難點(diǎn)。通過20多年的工程實(shí)踐，在深基坑工程領(lǐng)域中，取得了很大的進(jìn)展，主要表現(xiàn)為下面幾個(gè)方面：1.設(shè)計(jì)思想的更新2.施工技術(shù)的發(fā)展3.設(shè)計(jì)方法的進(jìn)步4.管理制度的建立5.標(biāo)準(zhǔn)化工作的開展深基坑工程領(lǐng)域的進(jìn)展設(shè)計(jì)思想的更新1.深基坑工程的設(shè)計(jì)是一個(gè)相對獨(dú)立的設(shè)計(jì)項(xiàng)目或設(shè)計(jì)階段；2.深基坑工程設(shè)計(jì)包括方案設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)兩個(gè)階段，方案設(shè)計(jì)階段的工作是決定性的環(huán)節(jié)?；庸こ淘O(shè)計(jì)的條件很大程度上取決于施工，基坑工程設(shè)計(jì)與施工組織設(shè)計(jì)的關(guān)系異常密切，在方案設(shè)計(jì)時(shí)必須統(tǒng)一考慮；3.深基坑工程設(shè)計(jì)不僅要滿足地下室施工空間和安全的要求，而更重要的是必須滿足保護(hù)環(huán)境的要求；4.深基坑工程設(shè)計(jì)應(yīng)滿足強(qiáng)度和變形兩種極限狀態(tài)，在許多情況下，由于環(huán)境條件的限制，滿足變形控制的要求比滿足強(qiáng)度和穩(wěn)定性的要求更為嚴(yán)格，基坑工程的成敗經(jīng)常取決于變形控制。5.地下水是控制基坑工程性狀的重要條件，水壓力占作用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向壓力的重要部分，地下水的動(dòng)水壓力和滲透破壞常常是基坑工程失效的主要原因，地下水影響是基坑工程設(shè)計(jì)中不確定性最大、控制最困難的問題。施工技術(shù)的進(jìn)步這里講的是綜合性的施工技術(shù)，施工技術(shù)的進(jìn)步帶動(dòng)設(shè)計(jì)、檢測等方法的進(jìn)步。逆作法凍結(jié)法SMW工法設(shè)計(jì)方法的進(jìn)步1.

符合兩墻合一使用要求的設(shè)計(jì)方法“兩墻合一”是指圍護(hù)結(jié)構(gòu)同時(shí)作為地下主體結(jié)構(gòu)一部分，即圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻與地下室外墻合一?！皟蓧弦弧笔浅浞职l(fā)揮地下連續(xù)墻承載作用的一種設(shè)計(jì)思路，具有很大的經(jīng)濟(jì)意義，是地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向，正在一些重要的工程中采用。采取兩墻合一設(shè)計(jì)的基坑工程，在設(shè)計(jì)方法上不同于一般的圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對于承載、防滲、結(jié)構(gòu)連接都提出了非常高的要求，推動(dòng)了基坑工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的發(fā)展。2.深深基基坑工工程數(shù)數(shù)值計(jì)計(jì)算方方法的的發(fā)展展作用于于柔性性結(jié)構(gòu)構(gòu)上的的土壓壓力實(shí)實(shí)際上上是結(jié)結(jié)構(gòu)與與土共共同作作用的的響應(yīng)應(yīng)，采采用有有限元元方法法在原原理上上可以以解決決這類類問題題的計(jì)計(jì)算，，在實(shí)實(shí)現(xiàn)中中還有有各種種困難難需要要進(jìn)一一步去去解決決，20多多年來來深基基坑工工程的的數(shù)值值解計(jì)計(jì)算方方法得得到了了長足足的進(jìn)進(jìn)步。。3.計(jì)算軟軟件及及商業(yè)業(yè)化開開發(fā)研研究深基坑坑工程程的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算的的內(nèi)容容和要要求日日益提提高，，已經(jīng)經(jīng)必須須依靠靠計(jì)算算機(jī)才才能實(shí)實(shí)現(xiàn)深深基坑坑工程程設(shè)計(jì)計(jì)的計(jì)計(jì)算工工作要要求。。于是是，計(jì)計(jì)算程程序的的開發(fā)發(fā)研究究有了了很大大的發(fā)發(fā)展，，形成成了一一些商商業(yè)化化的計(jì)計(jì)算軟軟件。。但計(jì)算算軟件件只能能作為為一種種工具具和手手段，，garbageinto，garbageout.正確的的方法法應(yīng)當(dāng)當(dāng)是計(jì)計(jì)算加加工程程判斷斷。不不能盲盲目地地依賴賴計(jì)算算軟件件。上海力力學(xué)學(xué)學(xué)會(huì)舉舉行的的一次次深深基坑坑工程程計(jì)算算軟件件考核核開挖深深度為為15m的3層層地下下室基基坑采用1000mm厚的地地下連連續(xù)墻墻三道鋼鋼筋混混凝土土支撐撐支撐的的尺寸寸、位位置平平面布布置都都統(tǒng)一一規(guī)定定土層的的設(shè)計(jì)計(jì)參數(shù)數(shù)和地地面荷荷載也也都統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)規(guī)定管理制制度的的建立立許多主主要的的城市市都先先后建建立了了不同同形式式的機(jī)機(jī)構(gòu)，，規(guī)定定了深深基坑坑工程程的設(shè)設(shè)計(jì)方方案必必須經(jīng)經(jīng)過評評審，，這一一制度度的建建立為為深基基坑工工程走走向健健康的的發(fā)展展提供供了制制度的的保證證。標(biāo)準(zhǔn)化化工作作的開開展20年年來，，在總總結(jié)工工程經(jīng)經(jīng)驗(yàn)的的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，，許多多城市市編制制了地地方的的深基基坑工工程技技術(shù)規(guī)規(guī)范，，二本本全國國性的的深基基坑工工程技技術(shù)的的行業(yè)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，初初步確確立了了我國國深基基坑工工程的的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化體體系，，給深深基坑坑工程程的設(shè)設(shè)計(jì)和和施工工有章章可循循，有有法可可依。。逆作法法與凍凍結(jié)法法的應(yīng)應(yīng)用深基坑坑工程程的逆逆作法法逆作法法是地地上和和地下下同時(shí)時(shí)施工工的方方法，，又稱稱為逆逆筑法法。逆逆作法法利用用先施施工的的地下下連續(xù)續(xù)墻和和中間間支承承柱承承受荷荷載，，從地地面逐逐層下下挖并并從上上到下下地完完成地地下室室的梁梁板、、樓面面工程程，利利用上上一層層的樓樓板結(jié)結(jié)構(gòu)作作為下下一層層開挖挖時(shí)的的支撐撐，逐逐層交交替開開挖與與澆筑筑樓板板結(jié)構(gòu)構(gòu)；與與此同同時(shí)，，逐層層向上上建造造上部部結(jié)構(gòu)構(gòu)，使使地面面上和和地下下可同同時(shí)進(jìn)進(jìn)行施施工。。因此此，可可以縮縮短工工期，，降低低造價(jià)價(jià)，是是一種種合理理的建建筑方方法，，具有有明顯顯的經(jīng)經(jīng)濟(jì)效效益。。1935年年日本本首次次提出出逆作作法施施工的的概念念，經(jīng)經(jīng)歷了了60余年年的研研究與與工程程實(shí)踐踐，目目前已已應(yīng)用用于高高層建建筑的的多層層地下下室、、大型型地下下商場場、地地下車車庫、、地鐵鐵、隧隧道和和大型型變電電站及及污水水處理理池等等構(gòu)筑筑物。。國際上上采用用逆作作法建建造的的地下下建筑筑：最最大的的是東東京八八重洲洲地下下街，，共３３層，，建筑筑面積積７萬萬m2；最深的的地下下街是是莫斯斯科切切爾坦坦沃住住宅小小區(qū)地地下街街，深深達(dá)70~100m;最高的的地下下綜合合體是是德國國慕尼尼黑卡卡爾斯斯廣場場綜合合體，，共６６層。。1994年年日本本新建建的高高層建建筑中中，地地下結(jié)結(jié)構(gòu)有有18.2%采采用逆逆作法法施工工。1965~1989年，，德國國慕尼尼黑地地鐵共共建57座座地鐵鐵車站站中，，20座采采用逆逆作法法施工工。我國在在最近近10余年年來，，在北北京、、上海海、遼遼寧、、深圳圳、廣廣州等等地推推廣了了逆作作法施施工技技術(shù)，，有60多多項(xiàng)工工程項(xiàng)項(xiàng)目的的地下下結(jié)構(gòu)構(gòu)采用用了逆逆作法法施工工。逆作法法施工工的基基本概概念圖圖示1.縮縮短短工程程施工工的總總工期期2.基坑變變形小小，相相鄰建建筑物物的沉沉降小小3.可可節(jié)節(jié)省地地下室室外墻墻及外外墻下下工程程樁費(fèi)費(fèi)用4.使使底底板設(shè)設(shè)計(jì)趨趨向合合理5.可可節(jié)節(jié)省支支撐費(fèi)費(fèi)用6.可可最最大限限度利利用紅紅線內(nèi)內(nèi)的地地下空空間逆作法法的特特點(diǎn)縮短工工程施施工的的總工工期帶多層層地下下室的的高層層建筑筑，如如采用用傳統(tǒng)統(tǒng)方法法施工工，其其總工工期為為地下下結(jié)構(gòu)構(gòu)的工工期加加地上上結(jié)構(gòu)構(gòu)的工工期，，再加加裝飾飾等所所占的的工期期。采用逆逆作法法施工工，一一般情情況下下只有有地下下一層層占絕絕對工工期，，其他他各層層地下下室可可與地地上結(jié)結(jié)構(gòu)同同時(shí)施施工，，不占占絕對對工期期，因因此可可以縮縮短工工程的的總工工期。。日本讀買新新聞社大樓樓，地上９９層，地下下６層，用用封閉式逆逆作法施工工，總工期期只用了２２２月，比比傳統(tǒng)施工工方法縮短短工期６個(gè)個(gè)月。法國巴黎拉拉弗埃特百百貨大樓，，６層地下下室，用逆逆作法施工工，工期縮縮短1/3。廣州新中國國大廈，地地上４３層層，地下５５層，平均均開挖深度度１９ｍ，，采用逆作作法施工，，工期縮短短１１個(gè)月月。工程名稱地下層數(shù)地上層數(shù)逆作工期節(jié)省造價(jià)逆作層數(shù)上海恒積大廈4225月11％4/4上海明天廣場3567月12％6/3上海京沙大廈2275月10％4/2杭州凱悅大酒店93基坑變形小小，相鄰建建筑物的沉沉降小采用逆作法法施工，是是利用逐層層澆筑的地地下室結(jié)構(gòu)構(gòu)作為圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)內(nèi)支撐。與與臨時(shí)支撐撐相比，地地下結(jié)構(gòu)的的剛度大得得多，所以以，圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)的變形形小得多，，相鄰建筑筑物的變形形也小得多多。同時(shí)，由于于中間支承承柱的存在在，底板增增加了支點(diǎn)點(diǎn)，澆筑后后的底板成成為多跨的的連續(xù)板結(jié)結(jié)構(gòu)，減少少了隆起。。工程名稱管線最大位移地下墻最大水平位移相鄰柱最大沉降差上海恒積大廈水平14.6mm豎直17.0mm33.0mm13.7mm上海明天廣場水平18.4mm豎直24.9mm19.0mm8.5mm上海京沙大廈水平23.5mm豎直16.5mm37.5mm7.0mm德意志聯(lián)邦邦銀行大樓樓用逆作法法施工；而而聯(lián)邦德國國國家銀行行總部大樓樓的深度相相同，用地地下連續(xù)墻墻加五層土土錨的傳統(tǒng)統(tǒng)方法施工工。兩者的的比較如下下：施工方法變形量（ｍｍ）連續(xù)墻的水平變形底板隆起鄰近建筑物沉降逆作法26~35184~20傳統(tǒng)方法20~606025~50逆作法有七七個(gè)“小””的特點(diǎn)墻前水平位位移小；墻后沉降小?。豢拥茁∑鹦⌒?；差異變形小小；樓板應(yīng)力小??；土壓力小；；墻體應(yīng)力小小?？晒?jié)省地下下室外墻及及外墻下工工程樁費(fèi)用用多層地下室室采用常規(guī)規(guī)的支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)，包括括錨桿與內(nèi)內(nèi)支撐，都都需要圍護(hù)護(hù)樁或圍護(hù)護(hù)墻，錨桿桿或內(nèi)支撐撐，花費(fèi)的的工程費(fèi)用用很可觀。。采用逆作法法施工，要要求圍護(hù)墻墻也能發(fā)揮揮永久性結(jié)結(jié)構(gòu)的承重重作用，材材料得到充充分的利用用，節(jié)省了了地下室外外墻與外墻墻下工程樁樁的費(fèi)用，，據(jù)分析可可以節(jié)省地地下室工程程造價(jià)的1/3左右右。使底板設(shè)計(jì)計(jì)趨向合理理鋼筋混凝土土底板要滿滿足抗浮要要求。用傳傳統(tǒng)方法施施工時(shí)，底底板的支點(diǎn)點(diǎn)少，跨度度大，上浮浮力產(chǎn)生的的彎矩大，，有時(shí)為了了滿足施工工時(shí)的抗浮浮要求，而而需要加大大底板的厚厚度，或增增強(qiáng)底板的的配筋。用逆作法施施工時(shí)，底底板的支點(diǎn)點(diǎn)增多，跨跨度小，彎彎矩比較小小，底板的的設(shè)計(jì)可以以更為合理理?？晒?jié)省支撐撐費(fèi)用深度大的多多層地下室室，用傳統(tǒng)統(tǒng)方法施工工時(shí)，為了了減少支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)的變變形，需要要設(shè)置強(qiáng)大大的內(nèi)支撐撐或錨桿，，消耗大量量的材料，，費(fèi)用相當(dāng)當(dāng)可觀。用逆作法施施工，利用用地下室的的梁板系統(tǒng)統(tǒng)來支撐圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)，，可以不設(shè)設(shè)置臨時(shí)的的支、錨體體系，節(jié)省省材料，不不需要拆撐撐，縮短工工期，避免免污染環(huán)境境。可最大限度度利用紅線線內(nèi)的地下下空間多層地下室室采用傳統(tǒng)統(tǒng)方法施工工時(shí)，在地地下室外墻墻與紅線之之間必須留留有支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)截面尺尺寸和施工工操作面所所必要的距距離，縮小小了地下室室的建筑面面積。采用逆作法法施工時(shí)，，在滿足室室外管線或或構(gòu)筑物布布置的前提提下，作為為地下室外外墻的地下下連續(xù)墻可可以緊靠建建筑紅線。。逆作法施工工的一些代代表性工程程上海寥創(chuàng)興興金融中心心上海仲盛商商業(yè)中心廣州新中國國大廈上海寥創(chuàng)興興金融中心心主樓37層層，裙房3層，5層層地下室，，基坑平均開開挖深度22.4m，地下室每層層面積4000m2。地下連續(xù)墻墻厚度1000mm，深度35m。地下連續(xù)墻墻與中柱樁樁之間，中中柱樁之間間的差異變變形不超過過20mm和1/400柱距，，使樓板不不致產(chǎn)生裂裂縫。墻體側(cè)斜孔孔的最大位位移20.01~34.59mm之間。地下連續(xù)墻墻頂?shù)乃狡轿灰坪芪⑽⑿《鴽]有有測到。地下連續(xù)墻墻頂?shù)呢Q向向位移6.1~15.4mm之間。地下連續(xù)墻墻后土體水水平位移18.84~21.65mm之間。支撐軸力和和樓板應(yīng)力力均控制在在設(shè)計(jì)允許許范圍以內(nèi)內(nèi)。支撐軸軸力86kN~392kN之間。樓板應(yīng)力2.01kN~5.41kN之間。中柱樁隆起起變形13.5mm~29.9mm之間。上海仲盛商商業(yè)中心地上五層，，地下三層層?；用娣e50000m2，開挖深度13.5m。中心島順作作，三級放放坡，周邊邊環(huán)板一層層逆作；地下連續(xù)墻墻兩墻合一一；基坑外側(cè)采采用卸土放放坡；廣州新中國國大廈地上13層層，地下5層，開挖挖深度19m，工程占地7343m2。地下連續(xù)墻墻厚度800mm，深度25m。布置了6個(gè)個(gè)深度為22ｍ的降降水井。采用逆作法法，工期比比順作法減減少11個(gè)個(gè)月。上海世博500kV地下變電站站上海世博500kV地下變電站站，開挖深度34m，基坑面積13000m2，地下結(jié)構(gòu)外外墻外壁直直徑130m。采用地下連連續(xù)墻兩墻墻合一，地地下連續(xù)墻墻厚度1200mm，結(jié)構(gòu)梁板代代替水平支支撐，環(huán)形形臨時(shí)支撐撐，逆作法法施工。上海市的逆逆作法工法法簡介(YJGF02-96)1.工法特特點(diǎn)2.工藝原理3.適用范范圍4.施工工工藝5.質(zhì)量標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)6.機(jī)械設(shè)設(shè)備7.施工安安全8.工程實(shí)實(shí)例及效益益分析工法特點(diǎn)利用柱下樁樁和地下連連續(xù)墻作為為逆作法施施工期間承承受地上、、地下結(jié)構(gòu)構(gòu)荷載和施施工荷載的的構(gòu)件，利利用地下室室樓板作為為基坑施工工的支撐。。首層樓板結(jié)結(jié)構(gòu)完成以以后，在樓樓板下挖土土，采用土土模承重法法澆筑下一一層樓板。。循環(huán)采用上上述方法繼繼續(xù)施工。。工藝原理先沿建筑物物周圍施工工地下墻，，在建筑物物內(nèi)部按柱柱網(wǎng)軸線施施工柱下支支承樁。然后進(jìn)行地地下首層施施工，完成成后同時(shí)施施工地下、、地上結(jié)構(gòu)構(gòu)。待大底板完完成后，再再進(jìn)行復(fù)合合柱、復(fù)合合墻大施工工。施工工藝（（要點(diǎn)）按設(shè)計(jì)圖紙紙要求，埋埋設(shè)地下結(jié)結(jié)構(gòu)相關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn)的鋼板板及連接鋼鋼筋；暴露露節(jié)點(diǎn)后按按設(shè)計(jì)要求求清理、焊焊接。結(jié)構(gòu)沉降差差控制，對對地下連續(xù)續(xù)墻底部和和柱下樁對對底部進(jìn)行行注漿；根據(jù)靜載荷荷試驗(yàn)曲線線，計(jì)算各各工況對沉沉降，得出出在極限沉沉降差范圍圍內(nèi)的上部部結(jié)構(gòu)可能能施工的層層數(shù)；進(jìn)行沉降觀觀測，擬合合荷載～沉沉降關(guān)系，，預(yù)測施工工過程中的的沉降差，，控制施工工。凍結(jié)法施工工利用人工制制冷技術(shù)，，使土層中中的水結(jié)冰冰將天然土土變成凍土土以增加其其強(qiáng)度和穩(wěn)穩(wěn)定性，凍凍結(jié)加固均均勻完整，，形成一道道凍土墻，，不僅可以以承受水土土壓力和基基坑開挖過過程中的各各種施工荷荷載，而且且可作為一一道防水性性很好的止止水帷幕，，發(fā)揮圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)的作作用，在凍凍土墻的保保護(hù)下進(jìn)行行地下結(jié)構(gòu)構(gòu)的施工。。凍結(jié)法施施工在采礦礦工程中已已經(jīng)得到了了廣泛的應(yīng)應(yīng)用，進(jìn)行行了大量的的試驗(yàn)研究究，積累了了豐富的經(jīng)經(jīng)驗(yàn)。但用用于深基坑坑工程則是是近幾年的的發(fā)展。人工凍結(jié)法法的應(yīng)用開開始于19世紀(jì)。1883年年，德國阿阿爾里德煤煤礦井筒施施工中首次次應(yīng)用凍結(jié)結(jié)法并獲得得成功。1886年年，瑞典24ｍ長的的人行隧道道建設(shè)工程程中，首先先將凍結(jié)法法應(yīng)用于城城市土木工工程。100多年來，人人工凍結(jié)法法在各種工工程建設(shè)中中得到了應(yīng)應(yīng)用，解決決了許多困困難的施工工問題。德國多塞道道夫中心火火車站附近近，擴(kuò)展的的地鐵要經(jīng)經(jīng)過居民建建筑和鬧市市街道，隧隧道頂部離離建筑物基基礎(chǔ)只有很很小頂距離離，在三段段40m長的隧道施施工中成功功地采用了了人工凍結(jié)結(jié)法。日本名古屋屋建造地下下輸電隧道道時(shí)，在兩兩個(gè)隧道地地連接處，，成功地應(yīng)應(yīng)用了人工工凍結(jié)法技技術(shù)。70年代，，北京地鐵鐵建設(shè)時(shí)首首次采用人人工凍結(jié)法法，凍結(jié)段段長90m，深度28m。1975年，沈陽地地鐵２號井井采用凍結(jié)結(jié)法施工，，井筒直接接7m，凍結(jié)深度51m。1992年、1998年上海海地鐵施工工中成功采采用凍結(jié)法法施工技術(shù)術(shù)，現(xiàn)在已已經(jīng)成為成成熟段施工工方法，用用以區(qū)間隧隧道的修筑筑旁通道。。1997年年北京復(fù)八八線采用凍凍結(jié)法加固固隧道頂部部土層。凍結(jié)技術(shù)術(shù)用于基基坑工程程的可行行性取決決于設(shè)計(jì)計(jì)要求、、現(xiàn)場及及工程項(xiàng)項(xiàng)目的限限制條件件。其中中，地質(zhì)質(zhì)條件和和水文條條件是評評價(jià)凍結(jié)結(jié)法可行行性的兩兩個(gè)重要要因素。。當(dāng)?shù)叵孪滤魉偎傩∮?.5m/d時(shí)采用凍凍結(jié)法是是可行而而且是經(jīng)經(jīng)濟(jì)的；；水質(zhì)、、水溫是是決定凍凍結(jié)法費(fèi)費(fèi)用的重重要因素素，對于于含鹽量量高的土土，凍結(jié)結(jié)成本會(huì)會(huì)提高。。凍脹可可能引起起地層移移動(dòng)，但但并非人人們想象象的那么么大，這這在上海海和北京京的地鐵鐵應(yīng)用凍凍結(jié)法施施工中已已有證實(shí)實(shí)，可以以通過速速凍和泄泄壓等方方法減少少凍脹量量。潤楊大橋橋南錨碇碇潤楊大橋橋南汊橋橋采用跨跨徑1490m雙塔單跨跨雙鉸鋼鋼箱梁懸懸索橋。。２根6.8××105kN的拉力通通過錨碇碇及重力力嵌巖基基礎(chǔ)傳至至地基。?；鶐r為風(fēng)風(fēng)化花崗崗巖，全全風(fēng)化層層和強(qiáng)風(fēng)風(fēng)化層分分布不均均勻，場場地地下下水位1.8~2.2m，區(qū)域賦存存第四系系孔隙微微承壓及及基巖裂裂隙微承承壓兩大大含水層層組。南錨碇凍凍結(jié)排樁樁圍護(hù)體體系是以以含水地地層凍結(jié)結(jié)形成的的凍結(jié)帷帷幕為基基坑的封封水結(jié)構(gòu)構(gòu)，以排排樁及內(nèi)內(nèi)支撐體體系為抵抵抗水土土壓力的的承力結(jié)結(jié)構(gòu)，形形成了新新的圍護(hù)護(hù)技術(shù)，，較好地地解決了了基坑圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的嵌巖巖及封水水問題。。錨碇的平平面尺寸寸70.5×52.5m，基坑開挖挖到基巖巖，深度度29m，采用鉆孔孔排樁擋擋土，1.3m厚的凍土土薄壁隔隔水，““排樁凍凍結(jié)法””。排樁直徑徑1.5m，中心距1.7m，樁長35m，嵌巖6m。凍結(jié)帷幕幕布置在在外側(cè)，，采用單單排凍結(jié)結(jié)孔凍結(jié)結(jié)封水，，與排樁樁插花布布置，凍凍結(jié)孔深深40m，凍結(jié)帷幕幕入巖11m。先澆排樁樁結(jié)構(gòu)，，再在外外側(cè)凍土土。為了了降低凍凍脹力對對排樁結(jié)結(jié)構(gòu)的不不利影響響，在凍凍結(jié)帷幕幕外設(shè)置置288個(gè)直徑徑25cm的卸壓孔孔。開挖挖過程中中，實(shí)測測凍脹力力0.0907MPa衰減到0.0576MPa。從0°～－4°凍脹力增增加到幅幅度最大大，低于于－4°以后變化化很小。。北京復(fù)八八線地鐵鐵區(qū)間隧道道施工時(shí)時(shí)，拱頂頂遇到飽飽和含水水的粉細(xì)細(xì)砂層，，此段隧隧道地處處格貿(mào)立立交橋下下，又有有多條地地下管線線，為了了確保地地下管線線和地面面交通的的安全運(yùn)運(yùn)行，采采用隧道道內(nèi)水平平凍結(jié)法法施工，，水平距距離45m。設(shè)計(jì)凍結(jié)結(jié)壁厚1.2m，平均溫度度-10°C，凍結(jié)粉細(xì)細(xì)砂持久久抗壓強(qiáng)強(qiáng)度6MPa，抗彎強(qiáng)度度2.5MPa。基坑工程程的失效效模式與與案例深基坑工工程的技技術(shù)要求求與類型型失效的若若干案例例地下連續(xù)續(xù)墻的垮垮塌拱圈圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)的的垮塌引水渠道道基坑開開挖邊坡坡失穩(wěn)土釘墻的的垮塌基坑工程程的失效效模式深基坑工工程的技技術(shù)要求求深基坑工工程是指包括括基坑開開挖、降降水和支支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)、、施工與與監(jiān)測在在內(nèi)的總總稱。支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)則由包括括具有擋擋土、止止水功能能的圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)和維持圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)平衡的的支、錨體體系兩部分組組成；支支、錨體體系是指指內(nèi)支撐體體系或錨錨桿體系系，內(nèi)支撐體體系由支撐、、圍檁和和立柱等等構(gòu)件組組成，錨桿體系系則由錨桿桿、腰粱粱和臺(tái)座座等組成成。對深基坑坑工程的的技術(shù)要要求包括括：一深基基坑工程程的功能能要求1.擋擋土土功能2.止止水水功能3.作作為為地下結(jié)結(jié)構(gòu)外墻墻的使用用功能二環(huán)境境保護(hù)與與處理相相鄰關(guān)系系的要求求1.控控制制圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)位移移和坑底底隆起對對環(huán)境的的影響2.控控制制降低地地下水位位對環(huán)境境的影響響3.控控制制土錨對對相鄰場場地的影影響深基坑圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的類型型按功能劃劃分按圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)剛度度劃分按圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)保持持穩(wěn)定方方式劃分分按圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)的施施工工藝藝與材料料劃分按功能劃劃分按圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)功能能劃分為為臨時(shí)性結(jié)結(jié)構(gòu)和兼有永永久性結(jié)結(jié)構(gòu)功能能（兩墻合一一）兩類。。臨時(shí)性圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的功能能比較單單一，設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)只只要滿足足施工圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的擋土土、止水水和環(huán)境境保護(hù)的的要求；；永久性結(jié)結(jié)構(gòu)除了了滿足上上述施工工圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)的要要求外，，還應(yīng)滿滿足作為為永久性性結(jié)構(gòu)的的許多要要求，例例如傳力力、協(xié)調(diào)調(diào)變形、、防滲等等要求。。同時(shí)還還要處理理與地下下室梁、、板、柱柱的連接接構(gòu)造，，對圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)的的變形也也有更嚴(yán)嚴(yán)格的要要求。按圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)剛度度劃分按圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)材料料本身的的傳力特特性可以以分為剛剛性結(jié)構(gòu)構(gòu)和柔性性結(jié)構(gòu)兩兩類。剛性結(jié)構(gòu)構(gòu)圍護(hù)體材材料的抗抗拉強(qiáng)度度很低，，一般不不考慮承承受彎矩矩，其變變形的特特點(diǎn)主要要是平移移和轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)，當(dāng)發(fā)發(fā)生撓曲曲變形時(shí)時(shí)很容易易出現(xiàn)開開裂；柔性結(jié)構(gòu)構(gòu)圍護(hù)體材材料能承承受較大大的彎矩矩和拉應(yīng)應(yīng)力，因因此可以以容許發(fā)發(fā)生較大大的撓曲曲而結(jié)構(gòu)構(gòu)不出現(xiàn)現(xiàn)裂縫。。按圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)保持持穩(wěn)定方方式劃分分自立式圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)可以不依依靠支撐撐或錨桿桿的傳力力作用而而保持其其平衡，，按照保保持穩(wěn)定定的機(jī)制制可以分分為重力力式和懸懸臂式兩兩類。重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)依靠自自身的重重力所形形成的穩(wěn)穩(wěn)定力矩矩和摩阻阻力來抵抵抗土壓壓力所引引起的傾傾覆和滑滑移；懸臂式則依靠插插入深度度范圍內(nèi)內(nèi)土的嵌嵌固作用用維持穩(wěn)穩(wěn)定。支錨式圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)則需要依依靠內(nèi)支支撐或土土錨才能能保持圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的穩(wěn)定定。主動(dòng)土壓力Ea被動(dòng)抗力Ep基底摩阻力H重力G重力式圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)主動(dòng)土壓力Ea被動(dòng)抗力Ep被動(dòng)抗力E′p懸臂式圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)拉錨土錨土錨或拉拉錨支撐立柱立柱樁圍護(hù)墻圍檁坑底加固內(nèi)支撐體體系按圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)施工工工藝與與材料劃劃分按圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)的施施工工藝藝與材料料劃分可可分為以以水泥穩(wěn)穩(wěn)定土為為材料的的水泥攪攪拌樁，，以鋼為為材料的的鋼板樁樁和以鋼鋼筋混凝凝土為材材料的鉆鉆孔灌注注樁、地地下連續(xù)續(xù)墻或鋼鋼筋混凝凝土板樁樁。圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的受力力性能與與材料密密切有關(guān)關(guān)。用水水泥攪拌拌樁做成成的壩體體是剛性性的、自自立式的的。用鋼鋼材或鋼鋼筋混凝凝土制成成的圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)是是柔性的的，一般般需要采采用支錨錨體系來來維持其其穩(wěn)定。。但鋼筋筋混凝土土地下連連續(xù)墻也也可以做做成如圖圖所示的的重力式式圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)；水水泥攪拌拌樁可以以加勁性性的型鋼鋼成為柔柔性的圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)（SMW工法），，也可以以用作柔柔性的排排樁式圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的止水水帷幕。。地下連續(xù)續(xù)墻的垮垮塌基坑面積積2600m2，周邊長度度260m，開挖深度度12.35m，采用600mm厚、24m深的地下下連續(xù)墻墻，設(shè)四四道支撐撐，第一一道鋼筋筋混凝土土支撐，，其余為為609mm的鋼管支支撐幾點(diǎn)教訓(xùn)訓(xùn)設(shè)計(jì)：荷荷載用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值，，抗力用用設(shè)計(jì)值值，設(shè)計(jì)計(jì)表達(dá)式式兩端不不匹配，，降低了了安全度度。鋼支支撐直接接支承在在與其斜斜交的地地下連續(xù)續(xù)墻上，，沒有用用圍檁，，更無平平衡剪力力垛。施工：未未按設(shè)計(jì)計(jì)圖紙的的要求施施工，包包括超挖挖、不及及時(shí)支撐撐，坑底底沒有加加固。監(jiān)測：沒沒有及時(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)險(xiǎn)情，沒沒有發(fā)出出警報(bào)。。管理：鄰鄰近工程程的負(fù)責(zé)責(zé)人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)問題，，向這個(gè)個(gè)項(xiàng)目的的經(jīng)理提提出忠告告，但項(xiàng)項(xiàng)目經(jīng)理理卻置若若罔聞，，沒有引引起警覺覺。事故故發(fā)生前前晚，已已發(fā)現(xiàn)預(yù)預(yù)兆，但但沒有及及時(shí)采取取工程措措施搶險(xiǎn)險(xiǎn)。拱圈圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)的的垮塌拱圈逆作作法引水渠道道基坑開開挖邊坡坡失穩(wěn)4孔箱涵涵，單孔孔尺寸為為3.25m3.60m，，總長75m地面標(biāo)高高＋4.2~4.7m，設(shè)計(jì)基坑底面面標(biāo)高－5.33m，開挖深度近10m按三級放坡，，從上至下依依次為1:1.5、、1:2和1:3，變變坡處留1.0m寬的馬道二級輕型井點(diǎn)點(diǎn)降水采用水沖法施施工，泥漿沉沉淀池設(shè)置在在基坑頂部南南北兩側(cè)，距距基坑外緣12m～15m10m高的土坡滑動(dòng)動(dòng)滑坡發(fā)生在挖挖到基坑底面面，澆筑墊層層后，正在綁綁扎箱涵的鋼鋼筋時(shí)沒有進(jìn)行任何何的位移觀測測，因此沒有有發(fā)現(xiàn)滑坡的的預(yù)兆，突發(fā)發(fā)性的事故塌入基坑中的的土方5000立方米，泥面涌高6m第一級井點(diǎn)向向基坑中移動(dòng)動(dòng)13m事故分析1.10m的高差形成的的壓力差超過過了軟土的承承載能力；2.由于坡坡面非常平緩緩，滑動(dòng)的形形式是深層滑滑動(dòng)，以中點(diǎn)點(diǎn)圓的形式破破壞；3.卸載引引起負(fù)的孔隙隙水壓力，產(chǎn)產(chǎn)生強(qiáng)度較高高的假象，隨隨著負(fù)壓的消消散，土的抗抗剪強(qiáng)度降低低，滑坡并不不發(fā)生的開挖挖的同時(shí)，而而滯后一定的的時(shí)間；4.沒有進(jìn)進(jìn)行監(jiān)測的教教訓(xùn)。土釘墻的垮塌塌陽角處土釘墻墻的破壞鋼支撐圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)不同類型圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)接頭處處及深、淺坑坑之間支檔墻墻的失穩(wěn)基坑工程的失失效模式1.整體失穩(wěn)2.坑底隆起3.圍護(hù)結(jié)構(gòu)傾覆覆失穩(wěn)4.圍護(hù)結(jié)構(gòu)滑移移失穩(wěn)5.圍護(hù)結(jié)構(gòu)底部部地基承載力力失穩(wěn)6.“踢腳腳”失穩(wěn)7.止止水帷幕功能能失效和坑底底滲透變形破破壞8.圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)結(jié)構(gòu)性破壞9.支、、錨體系失穩(wěn)穩(wěn)破壞整體失穩(wěn)整體失穩(wěn)是指指在土體中形形成了滑動(dòng)面面，圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)連同基坑外外側(cè)及坑底的的土體一起喪喪失穩(wěn)定性，，一般的失穩(wěn)穩(wěn)形態(tài)是圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)的上部部向坑外傾倒倒，圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的底部向坑坑內(nèi)移動(dòng)，坑坑底土體隆起起，坑外地面面下陷?？拥茁∑鹂拥茁∑鹗侵钢缚拥淄馏w產(chǎn)產(chǎn)生向上的塑塑性變形?；娱_挖以后后，坑底向上上位移的原因因有兩種，一一是卸載引起起的回彈，其數(shù)值較小?。涣硪环N是是在開挖引起起的壓力差作作用下土體中中產(chǎn)生的塑性變形，這種變形如如果數(shù)量較大大，表示土體體中的塑流已已經(jīng)比較嚴(yán)重重，如果圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)支支撐能形成整整體性好的體體系，則塑流流僅引起坑外外地面下沉，，影響環(huán)境安安全；如果是是自立式結(jié)構(gòu)構(gòu)或節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度度差的支撐體體系，隆起可可能是整體失失穩(wěn)的前兆；；如果穩(wěn)定性性不能得到有有效的控制，，就會(huì)發(fā)生整整體性失穩(wěn)。。圍護(hù)結(jié)構(gòu)傾覆覆失穩(wěn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傾傾覆失穩(wěn)主要要發(fā)生在重力力式結(jié)構(gòu)或懸懸臂式圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)，重力式式結(jié)構(gòu)在坑外外主動(dòng)土壓力力的作用下，，圍護(hù)結(jié)構(gòu)繞繞其下部的某某點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的頂頂部向坑內(nèi)傾傾倒。抵抗傾覆失失穩(wěn)的力矩主主要由圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)自身的重重力形成，坑坑底的被動(dòng)抗抗力也是構(gòu)成成抵抗力矩的的因素。關(guān)于于轉(zhuǎn)動(dòng)中心的的位置有不同同的看法，傳傳統(tǒng)的方法是是將轉(zhuǎn)動(dòng)中心放在在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的的前趾，但也有認(rèn)為為繞前趾上面面或下面的某某一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)比比較合理，特特別的軟土地地區(qū)由于基底底土比較軟弱弱，在力矩作作用下前趾有下沉的的可能。圍護(hù)結(jié)構(gòu)滑移移失穩(wěn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的滑滑移失穩(wěn)亦主主要發(fā)生在重重力式結(jié)構(gòu)中中，在坑外主主動(dòng)土壓力的的作用下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)向坑坑內(nèi)平移。抵抗滑移的的阻力主要由由圍護(hù)體底面面的摩阻力以以及內(nèi)側(cè)的被被動(dòng)土壓力構(gòu)構(gòu)成。當(dāng)坑底底土軟弱或圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)底部部的地基土軟軟化時(shí)，墻體體發(fā)生滑移失失穩(wěn)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)底部部地基承載力力失穩(wěn)重力式圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)的底面壓壓力過大，地地基承載力不不足引起的失失穩(wěn)。由于在圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)的外側(cè)還還作用著土壓壓力，因此其其合力是傾斜斜的。在傾斜斜荷載作用下下，地基土發(fā)發(fā)生向坑內(nèi)的的擠出，圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不不均勻的沉降降，可能導(dǎo)致致部分圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)的開裂損損壞。“踢腳”失穩(wěn)穩(wěn)在單支撐的基基坑中，可能能發(fā)生撓支撐點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)上上部向坑外傾傾倒，圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)的下部向向上翻的失穩(wěn)穩(wěn)模式，故形形象地稱為““踢腳”失穩(wěn)穩(wěn)。在多支撐撐的圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)中一般不會(huì)會(huì)產(chǎn)生踢腳失失穩(wěn)，除非其其它支撐都已已失效，只有有一道支撐起起作用的情況況。止水帷幕功能能失效和坑底底滲透變形破破壞止水帷幕喪失失擋水功能，，產(chǎn)生滲漏、涌水、、流土或流砂砂。由于水土流流失使基坑外外地面下沉、、塌陷，導(dǎo)致致鄰近建筑物物的開裂和損損壞。引起圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)止水水帷幕功能失失效的主要原原因是施工因因素，其次是是設(shè)計(jì)因素和和材料的因素素。由于施工工質(zhì)量低劣，，止水帷幕有有空洞或裂縫縫，成為漏水水的通道是最最普遍的現(xiàn)象象；止水帷幕幕設(shè)計(jì)過短，，沒有全部切切斷透水層也也是漏水的可可能原因。由于止水帷幕幕失效產(chǎn)生過過大的水力坡坡降引起坑底底滲透變形破壞壞?？觾?nèi)采用排排水或降水措措施后，造成成了坑內(nèi)外的的水頭差，地地下水在水頭頭差的作用下下向坑內(nèi)滲流流，在滲流出出口處土的細(xì)細(xì)顆粒被帶出出，或土顆粒粒處于懸浮狀狀態(tài)涌出。這這種由滲透引引起的破壞因因破壞機(jī)理不不同而有不同同的名稱，如如管涌、流砂砂或流土。如如不及時(shí)制止止，由滲透變變形引起的坑坑外土體的位位移和陷落是是嚴(yán)重的。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)結(jié)構(gòu)性破壞圍護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)結(jié)構(gòu)性破壞是是指圍護(hù)體本本身發(fā)生開裂、折斷、、剪斷或壓屈屈，致使結(jié)構(gòu)失失去了承載能能力的破壞模模式。結(jié)構(gòu)性損壞的的原因可能是是方案性的錯(cuò)錯(cuò)誤，如支撐撐體系不當(dāng)或或圍護(hù)結(jié)構(gòu)不不閉合；也可可能是設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算時(shí)荷載估估計(jì)不足或結(jié)結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度度估計(jì)過高，，支撐或圍檁檁截面不足導(dǎo)導(dǎo)致破壞；此此外，結(jié)構(gòu)節(jié)節(jié)點(diǎn)處理不當(dāng)當(dāng)，也會(huì)因局局部失穩(wěn)而引引起整體破壞壞，特別在鋼鋼支撐體系中中，節(jié)點(diǎn)多，，加工與安裝裝質(zhì)量不易控控制。節(jié)點(diǎn)處處理包括支撐撐和墻體的連連接處，如不不設(shè)置圍檁或或連接強(qiáng)度不不夠。支、錨體系失失穩(wěn)破壞支錨體系的失失穩(wěn)破壞包括括兩種不同的的破壞模式。。錨桿的破壞壞主要表現(xiàn)為為錨桿的拔出、、斷裂或預(yù)應(yīng)應(yīng)力松弛，土錨的破壞壞大多是局部部的，群錨的的破壞實(shí)際上上是土體的失失穩(wěn)而并非是是錨桿的結(jié)構(gòu)構(gòu)性破壞；支支撐的失穩(wěn)很很可能是整體體性的，其形形態(tài)因體系不不同而不同，，支撐體系大大多是超靜定定的，局部的的破壞會(huì)造成成整體的失穩(wěn)穩(wěn)，尤其是鋼鋼支撐體系，，局部節(jié)點(diǎn)的的失效概率比比較大。深基坑工程方方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)與施施工圖設(shè)計(jì)深基坑工程設(shè)設(shè)計(jì)一般分為為總體方案設(shè)設(shè)計(jì)和施工圖圖設(shè)計(jì)兩個(gè)階階段，總體方方案設(shè)計(jì)的任任務(wù)是根據(jù)主主體工程的性性質(zhì)和對地下下室的使用要要求、場地工工程地質(zhì)和水水文地質(zhì)條件件、相鄰環(huán)境境對基坑施工工的制約程度度等因素，選選擇合適的圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)與支支撐體系、協(xié)協(xié)調(diào)基坑工程程與主體工程程的關(guān)系、控控制環(huán)境質(zhì)量量，為施工圖圖設(shè)計(jì)和基坑坑施工組織計(jì)計(jì)劃提供控制制性方案?；庸こ谭桨赴冈O(shè)計(jì)1）確定開挖方案案，包括地下下水的處理方方案；2）選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的類型；3）選用土層錨桿桿或內(nèi)支撐，，選擇支撐材材料；4）對土層錨桿或或內(nèi)支撐進(jìn)行行平面和豎向向布置，包括括圍檁和立柱柱的布置；5）進(jìn)行各項(xiàng)穩(wěn)定定驗(yàn)算和結(jié)構(gòu)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算以以確定圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)、支撐、、圍檁或錨桿桿的材料強(qiáng)度度和截面尺寸寸，確定是否否需要加固坑坑底；進(jìn)行降降水的控制性性計(jì)算；6）進(jìn)行變形驗(yàn)算算以檢驗(yàn)是否否滿足環(huán)境要要求；7）對施工方案提提出要求；8）進(jìn)行多方案的的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比比較，優(yōu)選方方案。基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)的依據(jù)深大基坑的設(shè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜綜合性的設(shè)計(jì)計(jì)工作，它與與上部結(jié)構(gòu)（（包括地下室室）設(shè)計(jì)、工工程地質(zhì)勘察察、地下室施施工方案以及及周圍的自然然環(huán)境、工程程環(huán)境和社會(huì)會(huì)環(huán)境都有密密切的關(guān)系，，因此，在基基坑工程設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)必須具備備下列幾個(gè)方方面的資料：：基坑工程設(shè)計(jì)計(jì)必需的資料料主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)圖紙工程勘察報(bào)告告環(huán)境調(diào)查資料料基坑周邊地區(qū)區(qū)建筑物情況況基坑周邊地區(qū)區(qū)市政設(shè)施情情況基坑周邊地區(qū)區(qū)道路情況基坑工程施工工條件方案設(shè)計(jì)討論論及案例開挖方案的選選擇選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的類型支錨體系的選選擇支撐的平面布布置支撐和錨桿的的豎向布置立柱的設(shè)置降水開挖方案選擇擇放坡開挖無支撐開挖挖重力式擋墻墻懸臂式擋墻墻錨固式擋墻墻有支撐的開開挖組合型的開開挖方案放坡開挖放坡開挖的的直接費(fèi)用用最少，而而且為主體體工程創(chuàng)造造了比較寬寬敞的施工工作業(yè)空間間，因而工工作面寬，，工期也比比較短，如如果場地條條件允許，，放坡開挖挖應(yīng)該是首首選的方案案。制約采采用放坡開開挖的因素素主要是周周圍場地和和開挖深度度的限制。。放坡需要要占用比較較大的場地地，在城市市或建成區(qū)區(qū)往往沒有有這個(gè)條件件。如整體穩(wěn)定定性允許，，可以采用用放坡開挖挖方案時(shí)。。但有時(shí)受受場地的限限制，只能能取用較陡陡的坡度；；如坡面的的穩(wěn)定性不不能得到保保證時(shí)，則則可采用噴噴錨支護(hù)或或土釘墻的的方案。噴噴錨支護(hù)和和土釘墻從從受力機(jī)理理上講不同同于無支撐撐的自立式式擋墻，而而是屬于坡坡面加固處處理的一種種方法，通通過加強(qiáng)土土體共同受受力的方式式來保持坡坡面的穩(wěn)定定性，屬于于自承支護(hù)護(hù)體系。如如果坑底土土質(zhì)比較差差，整體穩(wěn)穩(wěn)定性不足足，則噴錨錨支護(hù)和土土釘墻的方方案就不能能采用。無支撐開挖挖當(dāng)不能采用用放坡開挖挖方案時(shí)，，必須選用用圍護(hù)結(jié)構(gòu)以支承坑外外的土體。。在可能的的條件下應(yīng)應(yīng)盡可能采采用無支撐開挖挖的方案，因因?yàn)檫@種方方案能提供供比較開闊闊的坑內(nèi)施施工條件，，便于挖土土、運(yùn)土以以及地下室室的施工；；同時(shí)，也也比較經(jīng)濟(jì)濟(jì)。重力式擋墻墻重力式擋墻墻是依靠自自身的重力力維持其穩(wěn)穩(wěn)定的圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)，由由于可以采采用價(jià)格比比較低廉的的水泥土等等材料制作作，是一種種比較經(jīng)濟(jì)濟(jì)的方案。。在開挖深深度不大（（如軟土地地區(qū)不大于于6～7m），環(huán)境對位移移的要求可可允許有50mm左右的條件件下是首選方案，但重力式式擋墻的寬寬度比較大大，在地下下室外墻與與紅線之間間的距離過過小時(shí)就很很難放得下下寬度較大大的重力式式擋墻。懸臂式擋墻墻懸臂式擋墻墻是依靠自自身的剛度度和強(qiáng)度就就能維持其其穩(wěn)定的圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)，，由于圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)承受受比較大的的彎矩，需需要采用鋼鋼筋混凝土土材料。當(dāng)當(dāng)重力式擋擋墻因場地地寬度不夠夠而不能采采用時(shí)，懸懸臂式擋墻墻就能克服服這個(gè)缺點(diǎn)點(diǎn)，可以在在1.5～2m的狹窄范圍內(nèi)內(nèi)安置懸臂式擋墻墻。但懸臂臂式擋墻的的位移比較大大，難以滿足足周邊環(huán)境境的嚴(yán)格要要求，同時(shí)時(shí)在開挖深深度較大時(shí)時(shí)墻身彎矩矩很大，因因此適用的的開挖深度度也不深；；使用條件件不當(dāng)時(shí)可可能產(chǎn)生圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)損損壞或嚴(yán)重重影響環(huán)境境的事故。。錨固式擋墻墻錨固式擋墻墻是依靠錨桿傳遞的的拉力來維持其穩(wěn)穩(wěn)定的圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)，對對于深基坑坑可以采用用多道錨桿桿來平衡土土壓力，因因而可以適適用于開挖挖得很深的的基坑。錨錨固式擋墻墻分為拉錨錨式和土層層錨桿式兩兩種，拉錨錨常用于鋼鋼板樁頂部部的錨固，，或作為輔輔助的錨固固措施；土土層錨桿要要求具有比比較好的地地質(zhì)條件，，同時(shí)還必必須有足夠夠開闊的場場地條件或或者容許錨錨桿可以伸伸入紅線以以外的土層層中。在軟軟土地區(qū)，，由于土層層缺乏足夠夠的錨固力力而很少采采用錨桿，，如將錨桿桿錨固在很很深的砂層層中，則錨錨桿的長度度很長，也也就不是一一個(gè)經(jīng)濟(jì)的的方案。有支撐的開開挖在不具備采采用土層錨錨桿條件的的場地，深深基坑只能能采取有支支撐開挖的的方案，但但是深基坑坑的平面尺尺寸一般都都比較大，，給支撐的的設(shè)置帶來來了困難；；由于支撐撐和挖土的的工序互相相交叉，形形成許多各各具特色的的支護(hù)開挖挖方案。分層開挖分分層支護(hù)法法這是最基本本的方法，，按照結(jié)構(gòu)構(gòu)受力分析析和便于施施工的原則則布置每道道支撐的位位置，在深深度方向分分層挖土與與支撐設(shè)置置交替施工工。挖第1層土土澆澆筑第第1道支撐撐挖挖第2層層土澆澆筑第第2道支撐撐挖挖第3層層土澆筑底板。。工況1工況2工況3工況4工況5工況6設(shè)計(jì)時(shí)要按按照上述工工況進(jìn)行分分別驗(yàn)算，，施工時(shí)要要嚴(yán)格按照照設(shè)計(jì)規(guī)定定的程序?qū)崒?shí)施，才能能保證圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)穩(wěn)定性和控控制變形。。在平面上上按設(shè)定的的挖土與設(shè)設(shè)置支撐流流程由一側(cè)側(cè)向另一側(cè)側(cè)推進(jìn)，也也可以由中中部向兩側(cè)側(cè)推進(jìn)，但但每一層作作業(yè)作為一一個(gè)工況考考慮進(jìn)行計(jì)計(jì)算，忽略略平面上流流程的時(shí)間間差對圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)受力力的影響。。中心島法對于平面面面積很大的的基坑，采采用分層開開挖、分層層支護(hù)的方方法在技術(shù)術(shù)和經(jīng)濟(jì)上上都不太合合理。由于于支撐的長長度很長，，為了增大大支撐剛度度，需要加加大支撐截截面和側(cè)向向支撐，使使支撐的造造價(jià)很高，，而且一層層平面的挖挖土量也很很大，前后后延續(xù)的時(shí)時(shí)間比較長長，這就需需要在平面面上加以劃劃分。中心島法是是平面劃分分的一種考考慮，它結(jié)結(jié)合將厚底底板分設(shè)后后澆帶的劃劃分，將平平面分成兩兩個(gè)部分，，中心部分分先施工，，此時(shí)先施施工的面積積比較小，，而且具有有放坡的余余地，可以以在坑內(nèi)按按照放坡辦辦法施工，，在中心部部分澆筑底底板以及地地下室的部部分結(jié)構(gòu)（（如核心筒筒、剪力墻墻或柱）以以后，再分分層開挖四四周的留土土，分層將將支撐連接接到已建成成的底板或或地下室的的構(gòu)件上去去。第一階段，，放坡，澆澆筑中間部部分地下室室第二階段，，對周圍部部分采用分分層開挖分分層支撐方方法施工底板地下室梁板支撐組合型的開開挖方案在方案設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)，可以以根據(jù)工程程的具體情情況將上述述幾種方法法加以組合合，以發(fā)揮揮各自的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)，形成成最經(jīng)濟(jì)合合理的方案案。可以在在立面上組組合，也可可以在平面面上組合。。立面組合主主要是指為為了減少圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)支支承的開挖挖深度，將將圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)頂面的標(biāo)標(biāo)高壓低后后形成上部部是放坡，，下部是支支錨的組合合斷面。圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂頂面標(biāo)高壓壓低以后，，可以減少少圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的工程量量，減少支支錨的數(shù)量量；上部的的處理方法法視標(biāo)高降降低的數(shù)量量和土質(zhì)條條件而定，，以保持上上部開挖面面的穩(wěn)定為為原則。如如降低1m左右，可以以不放坡，，采用磚砌砌擋墻保護(hù)護(hù)；如標(biāo)高高壓低較多多，則可采采取放坡的的辦法，也也可以采用用噴錨護(hù)坡坡的辦法。。立面組合合的方案可可以有效地地減少基坑坑工程的難難度，明顯顯降低造價(jià)價(jià)。立面組合平面組合是是指在基坑坑的幾個(gè)側(cè)側(cè)面采用不不同的方法法，根據(jù)各各個(gè)側(cè)面場場地寬余程程度的不同同，采取不不同的方法法。在場地地比較寬敞敞的部位盡盡可能采用用放坡的辦辦法，場地地能容納重重力式的地地方盡量采采用重力式式擋墻，在在實(shí)在放不不下重力式式擋墻的部部位才采用用排樁式。。這樣做的的目的是為為了節(jié)省造造價(jià)，但在在技術(shù)上帶帶來了一定定的困難，，主要是在在不同型式式的結(jié)構(gòu)連連接處需要要做好構(gòu)造造處理，這這些部位往往往是最薄薄弱的環(huán)節(jié)節(jié)，也是最最容易產(chǎn)生生事故的地地方。實(shí)例1組組合合型的開挖挖方案工程名稱：：上海海東方明珠珠廣播電視視塔地點(diǎn)：上上海浦東東基坑尺寸：：基底底面積2700m2，開挖深度12.5m，局部電梯井井部位深度度19.5m圍護(hù)結(jié)構(gòu)：：采用用二次開挖，，三級支護(hù)護(hù)，二級降降水的方案案。先在地面面設(shè)置第一一級輕型井井點(diǎn)，然后后將基坑大大開挖至－－5.3m，放坡1:1.5，土土坡采用用細(xì)石混凝凝土護(hù)坡，，在－5.3m基坑內(nèi)進(jìn)行行沉樁和打打設(shè)鋼板樁樁；沿坡腳腳布置第二二級輕型井井點(diǎn)，進(jìn)行行第二階段段挖土，按按先撐后挖挖原則設(shè)置置二道內(nèi)支支撐，完成成－12.5m的基坑開挖挖，最后對對深坑進(jìn)行行第三級支支護(hù)。支撐情況：：二道道鋼支撐實(shí)測結(jié)果：：邊坡坡水平位移移不大于50mm，鋼板樁上口口水平位移移不大于50mm，下部位移較較大，局部部達(dá)400mm，立柱最大上上拔量120mm比較造價(jià)：：費(fèi)用用為常規(guī)深深基坑施工工的三分之一挖土速度：：工期期為常規(guī)深深基坑施工工的三分之一方案評述：：對于場地周周圍環(huán)境要要求不高的的基坑工程程，在立面面上采取放放坡和鋼板板樁支護(hù)相相結(jié)合的方方案，將深深基坑轉(zhuǎn)化化為開挖深深度相對較較淺的基坑坑，技術(shù)難難度和工程程量都有降降低，從而而縮短了工工期，大幅幅度降低造造價(jià)，這個(gè)個(gè)方案的思思路是可取取的。平面分區(qū)方方案平面面分分區(qū)區(qū)開開挖挖的的目目的的是是為為了了總總體體上上滿滿足足工工期期要要求求或或者者為為了了分分期期投投資資的的目目的的。。平面面分分區(qū)區(qū)包包括括地地下下室室同同一一個(gè)個(gè)平平面面和和不不同同底底標(biāo)標(biāo)高高兩兩種種不不同同的的情情況況。。但分分區(qū)區(qū)開開挖挖必必須須設(shè)設(shè)置置區(qū)區(qū)域域之之間間的的分分隔隔圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，這這部部分分費(fèi)費(fèi)用用是是額額外外增增加加的的，，比比整整體體開開挖挖肯肯定定費(fèi)費(fèi)用用貴貴。。需需要要進(jìn)進(jìn)行行技技術(shù)術(shù)經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)比比較較才才能能確確定定。。金茂茂大大廈廈基基坑坑分分區(qū)區(qū)復(fù)復(fù)合合順順作作法法基坑坑開開挖挖面面積積20000m2，地下下三三層層，，基基坑坑開開挖挖至至-15.1m，，四道道支支撐撐。。為了了不不使使裙裙房房的的基基坑坑施施工工影影響響主主樓樓的的工工期期，，采采用用主主樓樓和和裙裙房房分分區(qū)區(qū)開開挖挖施施工工方方案案。。裙房房外外圍圍采采用用地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻，，兩兩墻墻合合一一。。主主樓樓與與裙裙房房之之間間用用鉆鉆孔孔灌灌注注樁樁分分隔隔，，準(zhǔn)準(zhǔn)備備后后期期拆拆除除，，打打通通地地下下室室。。主樓樓裙裙房房都都采采用用順順作作法法施施工工。。環(huán)球球金金融融中中心心基基坑坑分分區(qū)區(qū)順順逆逆作作基坑坑開開挖挖面面積積22500m2，地下下三三層層，，基基坑坑開開挖挖至至-18.45m，，四道道支支撐撐。。也采采用用主主樓樓和和裙裙房房分分區(qū)區(qū)開開挖挖施施工工方方案案。。裙房房外外圍圍采采用用地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻，，兩兩墻墻合合一一。。主主樓樓與與裙裙房房之之間間用用鉆鉆孔孔灌灌注注樁樁分分隔隔，，準(zhǔn)準(zhǔn)備備后后期期拆拆除除，，打打通通地地下下室室。。采用用主主樓樓順順作作，，裙裙房房逆逆作作的的方方法法施施工工，，可可以以節(jié)節(jié)省省支支撐撐。。選擇擇圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的類類型型確定定了了開開挖挖方方案案以以后后，，根根據(jù)據(jù)開開挖挖方方案案的的要要求求選選擇擇圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，從從總總體體來來說說，，圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)按按材材料料和和施施工工方方法法大大體體分分為為三三種種類類型型，，即即水泥泥土土攪攪拌拌樁樁、、排排樁樁式式圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻。選擇擇圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)時(shí)時(shí)應(yīng)應(yīng)考考慮慮開開挖挖深深度度、、地地質(zhì)質(zhì)條條件件、、地地下下水水條條件件、、施施工工條條件件和和工工程程要要求求等等因因素素綜綜合合確確定定。。SMW工法法在水泥泥攪攪拌拌樁樁體體內(nèi)內(nèi)加加勁勁性性型型鋼鋼，形形成成組組合合結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)墻墻體體，，這這種種在在日日本本已已成成熟熟應(yīng)應(yīng)用用的的方方法法稱稱為為SMW工法法，，它它組組合合了了型型鋼鋼受受力力水水泥泥土土止止水水的的各各自自優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，，截截面面比比較較小小，，適適應(yīng)應(yīng)性性強(qiáng)強(qiáng)。。在在我我國國推推廣廣使使用用的的主主要要障障礙礙是是型型鋼鋼造造價(jià)價(jià)高高，，一一些些單單位位致致力力于于研研究究將將型型鋼鋼在在工工后后拔拔出出的的技技術(shù)術(shù)，，已已取取得得進(jìn)進(jìn)展展。。實(shí)例例2型型鋼鋼-水水泥泥土土組組合合結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)（（SMW工法法））工程程名名稱稱：：上上海海申申海海大大廈廈地點(diǎn)點(diǎn)：：上上海海海海防防路路基坑坑尺尺寸寸：：基基底底邊邊長長30.65m××60.30m，，基坑坑面面積積1798m2，開挖挖深深度度6.3~7m圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)：：采采用用雙雙排排攪攪拌拌樁樁內(nèi)內(nèi)插插H型鋼鋼組組合合結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形式式。。H型鋼鋼選選用用45號號工工字字鋼鋼，，型型鋼鋼長長12m，，攪拌拌樁樁長長度度14m，，采用用直直徑徑為為700mm的雙雙軸軸攪攪拌拌鉆鉆機(jī)機(jī)施施工工。。H型鋼鋼按按間間隔隔布布置置，，間間距距為為1.0m?；涌禹旐敳坎吭O(shè)設(shè)置置鋼鋼筋筋混混凝凝土土圈圈梁梁，，圈圈梁梁寬寬1.2m，，高1.0m支撐撐情情況況：：二二道道直直徑徑為為580mm鋼支支撐撐，，圍圍檁檁采采用用槽槽鋼鋼復(fù)復(fù)貼貼鋼鋼板板。。第第一一道道支支撐撐軸軸線線標(biāo)標(biāo)高高-1.0m，，第二二道道支支撐撐軸軸線線標(biāo)標(biāo)高高-4.0m。。實(shí)測測結(jié)結(jié)果果：：對對撐撐部部位位的的墻墻體體最最大大位位移移10.88~13.70mm,支撐撐薄薄弱弱部部位位的的墻墻體體最最大大位位移移26.65mm，，鄰近近水水管管最最大大沉沉降降31.44mm,煤氣氣管管最最大大沉沉降降5.55mm方案案評評述述：：由型型鋼鋼和和水水泥泥攪攪拌拌樁樁組組合合而而成成的的圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)具有有抗抗彎彎能能力力，，又又能能止止水水，且且造造價(jià)價(jià)比比較較便便宜宜，，是是一一種種有有開開發(fā)發(fā)前前景景的的圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)型型式式。。由由于于我我國國經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)條條件件的的制制約約，，在在地地下下室室建建成成以以后后如如何何將將型型鋼鋼方方便便地地拔拔出出成成為為普普遍遍推推廣廣使使用用這這一一結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)型型式式的的關(guān)關(guān)鍵鍵技技術(shù)術(shù)，，近近年年來來這這方方面面的的研研究究已已有有一一定定的的進(jìn)進(jìn)展展。。另一個(gè)個(gè)技術(shù)術(shù)關(guān)鍵鍵是組組合式式圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算方方法，，特別別是對對于型型鋼和和水泥泥土在在受力力條件件下共共同作作用的的機(jī)理理，是是合理理設(shè)計(jì)計(jì)組合合結(jié)構(gòu)構(gòu)的基基礎(chǔ)，，這一一課題題也已已有進(jìn)進(jìn)展。。上述述方案案是一一項(xiàng)試試驗(yàn)性性工程程，位位于鬧鬧市中中心，，基坑坑與相相鄰建建筑物物及道道路的的距離離都很很近，，現(xiàn)工工程已已經(jīng)順順利完完成，，型鋼鋼也都都已拔拔出，，對相相鄰建建筑物物和城城市道道路沒沒有造造成損損害，，技術(shù)術(shù)指標(biāo)標(biāo)和經(jīng)經(jīng)濟(jì)指指標(biāo)都都達(dá)到到了預(yù)預(yù)期的的要求求。灌注樁樁加強(qiáng)強(qiáng)的攪攪拌樁樁墻體體在水泥泥攪拌拌樁墻墻體的的兩側(cè)側(cè)或一一側(cè)加加鉆孔孔灌注注樁，，形成成組合合斷面面以實(shí)實(shí)現(xiàn)對對深度度大于于7m的深基基坑采采用無無內(nèi)支支撐的的重力力式擋擋墻（（改良良的重重力式式擋墻墻）或或簡易易支撐撐的擋擋墻方方案。。開始始時(shí)，，在水水泥土土中加加筋作作為一一種技技術(shù)措措施采采用，，用廉廉價(jià)的的毛竹竹插入入水泥泥土中中。發(fā)發(fā)展至至采用用鉆孔孔灌注注樁加加筋已已經(jīng)不不是一一種技技術(shù)措措施，，而是是一種種組合合結(jié)構(gòu)構(gòu)，這這種方方案的的最大大優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是造造價(jià)便便宜。。但這這種復(fù)復(fù)合型型的結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)內(nèi)力計(jì)計(jì)算方方法尚尚需進(jìn)進(jìn)一步步研究究，鉆鉆孔灌灌注樁樁的布布置原原則也也需進(jìn)進(jìn)一步步明確確。實(shí)例3水水泥攪攪拌樁樁墻體體加鉆鉆孔灌灌注樁樁工程名名稱：：上上海海新亞亞湯臣臣大酒酒店地點(diǎn)：：上海海浦東東基坑尺尺寸