【正文】 水對巖土體上產(chǎn)生的潤滑作用反映在力學上,就是使巖土體的摩擦角減小。 巖土體在水的作用下常常導致巖土體自身的工程性質的劣化,這種情況的出現(xiàn)又可能進一步導致巖土工程項目的失敗,造成嚴重的后果。地下水作為地質環(huán)境內最活躍的成分,對巖土體的力學性質的影響不可忽視?！? 基坑工程內容深基坑設計主要步驟：（1）對基坑周邊的支護系統(tǒng)的設計方案的分析和對比，以及確定最佳方案；（2）測定并計算基坑周邊支護體系的強度，以及變形的可能性分析；（3）反復計算并驗算基坑的內部和外部土壤的穩(wěn)定程度；（4）基坑的維護墻的抗?jié)B性能檢測；（5）明確深基坑降水的要求，并設計出降水方案；（6）確定深基坑動工時的挖土、運輸土塊的主要方法；（7）查閱資料明確當?shù)卣?guī)定的環(huán)境保護措施，盡量減少對周邊環(huán)境的破壞；（8）做好施工時的監(jiān)測工作。所以說，周圍建筑物是基坑開挖所需要考慮的一個重要因素。這種沉降位移也同護坡的變形有關，一旦護坡發(fā)生變形，在深基坑的附近就會發(fā)現(xiàn)沉降位移。但是隨著計算機技術進步和科技的發(fā)展，這些問題一定會迎刃而解。基坑工程在發(fā)生事故前或多或少都有預兆，因為基坑工程支護結構的破壞要經(jīng)歷一個由量變到質變的過程，通過信息化施工可以不斷優(yōu)化設計方案，經(jīng)過處理后與預測結果比較，通過反分析推求較符合實際的土質參數(shù)，并利用所推求的土質參數(shù)再次預測下一施工階段圍護結構及土體的性狀，又采集下一施工階段的相應信息。所以，在很多失敗的深基坑工程中，有很多是因為基坑施工中地下水的降排水沒有處理好，排水主要解決上部土層的滯水和降雨積水的疏排，降水包括采用輕型井點、噴射井點和深井井點降水等。土壓力大小及分布規(guī)律的研究是一項極為復雜的課題，它與支護結構的形式、剛度、土的性狀、地下水狀況等因素有關，現(xiàn)有庫侖和朗肯理論均存在一定的局限性。 設計階段存在的問題① 基坑工程結構選型不合理 分析眾多深基坑支護工程事故發(fā)生的原因，其中最主要的還是基坑工程結構選型不合理，考慮的因素不夠全面。4 基坑工程存在的問題基坑支護工程的設計與施工,既要保證整個支護結構在施工過程中的安全,又要控制結構和周圍土體的變形，以保證周圍環(huán)境(相鄰建筑物和地下公共設施等) 的安全。深基坑工程含有很高的技術含量，有的深基坑的技術難度甚至高于其上部的主要建筑物。 ⑦ 基坑工程具有環(huán)境效應。基坑工程主要包括支護體系設計和土方開挖兩部分。土體，特別是軟粘土，具有較強的蠕變性，作用在支護結構上的土壓力隨時間變化?；庸こ滩粌H需要巖土工程知識，也需要結構工程知識，需要土力學理論、測試技術、計算技術及施工機械、施工技術的綜合。有時保護相鄰建（構）筑物和市政設施的安全是基坑工程設計與施工的關鍵。同一城市不同區(qū)域也有差異。基坑工程施工過程中應進行監(jiān)測，并應有應急措施。 本次設計擬采用排樁支護的降水支護形式及高壓旋噴樁做止水帷幕對淮安新天利大廈進行研究分析。隨著我國建設的發(fā)展，基坑支護技術有了較大的提高，出現(xiàn)了很多基坑支護型式。 淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 88 頁 共 88 頁引言近年來全國各地高層建筑深基坑支護工程發(fā)展很快，可利用建筑土地越來越緊缺，特別是在繁華鬧市區(qū)，土地的批租費和拆遷費很高，使得建筑業(yè)主從利潤角度考慮不得不盡可能充分利用地上和地下空間，即在有限的地皮上增加建筑總高度和地下室層數(shù)，從而使基礎埋深大大增加。支護是基坑工程的重要組成部分，其功能是用來維持地基土的平衡，使基坑四周邊坡保持穩(wěn)定，保證基坑開挖及工程施工過程中的安全和基坑四周相鄰建（構）筑物及地下管線、道路的安全，不因土體變形、沉陷、位移，坍塌而造成危害。第一部分：深基坑定義及其在建筑工程上的作用與地位1 深基坑的定義（1） 開挖深度超過5m（含5m）的基坑（槽）的土方開挖、支護、降水工程。在施工過程中一旦出現(xiàn)險情，需要及時搶救?；庸こ痰闹ёo體系設計與施工和土方開挖都要因地制宜，根據(jù)本地情況進行，外地的經(jīng)驗可以借鑒，但不能簡單搬用。這就決定了基坑工程具有很強的個性。 ⑤ 基坑工程具有較強的時空效應。蠕變將使土體強度降低，土坡穩(wěn)定性變小。土方開挖的施工組織是否合理將對支護體系是否成功具有重要作用。基坑開挖勢必引起周圍地基地下水位的變化和應力場的改變，導致周圍地基土體的變形，對周圍建（構）筑物和地下管線產(chǎn)生影響，嚴重的將危及其正常使用或安全。基礎工程在設計與施工中，占有極為重要的地位，它對結構物的安全使用和工程造價有很大的影響。因此，如何確保基坑工程的安全可靠、經(jīng)濟合理、實用可行是當前現(xiàn)代化城市建設中一個非常重要和迫切的問題?；又ёo及撐錨方法較多，為達到同一目的，可以有多種方法，而每一種方法都有其獨特的優(yōu)點，有的速度快,有的投資少，有的噪音小等。 施工階段存在的問題 深基坑工程數(shù)量、規(guī)模、分布急劇增加，導致深基坑施工技術以及在施工過程中現(xiàn)場監(jiān)測技術等還有待盡快提高，而且施工管理不力，施工資質限制不嚴，所以在施工中暴露出來許多問題值得注意。降低地下水位可能引起地面沉降，將對環(huán)境造成不良影響，尤以深井降水影響最大，會造成基坑周圍地表和建筑物沉降增大。如此反復循環(huán)，不斷采集信息，不斷修改設計并指導施工，通過施工信息反饋設計，使設計及施工逐漸逼近實際從而排除險情，實現(xiàn)最佳工程。5 基坑工程對建筑物的影響基坑開挖后，土體平衡破壞，兩側土體有向基坑垮塌的傾向。當基坑發(fā)生位移的時候，嚴重的話還會產(chǎn)生地下的承壓水受壓力而向上噴涌的現(xiàn)象產(chǎn)生，由此更會使得基坑土體開裂。深基坑在開挖的時候，地下建筑物等會對其產(chǎn)生一定的影響，比如說地下管道等， 同時這些地下建筑物以及基坑鄰近建筑物也會受到深基坑的影響。7 地下水對基坑穩(wěn)定性的影響 地下水是一種重要的地質營力,它與巖土體的相互作用,一方面改變著巖土體的物理、化學和力學性質,另一方面也改變著地下水自身的物理、力學性質以及化學成分。主要體現(xiàn)在三個方面:1) 地下水通過物理、化學作用改變巖土體的結構,從而改變巖土體的c、φ值的大小。這種效應幾乎都與地下水有關系,可以統(tǒng)稱巖土體的水破壞效應。 軟化和泥化作用:地下水對巖土體的軟化和泥化作用主要表現(xiàn)在對土體和巖體結構面中充填物隨含水量的變化,發(fā)生由固態(tài)直至液態(tài)的弱化效應。土在浸潤前是非飽和的,盡管已經(jīng)經(jīng)過漫長時間的沉積并在施工中不斷碾壓,仍然不能很密實。 基坑支護結構設計應根據(jù)表21選用相應的側壁安全等級及重要性系數(shù)。當場地周圍有地表水匯流、排瀉或地下水管滲漏時，應對基坑采取保護措施。 3 地下水控制驗算： 1) 抗?jié)B透穩(wěn)定性驗算； 2) 基坑底突涌穩(wěn)定性驗算； 3) 根據(jù)支護結構設計要求進行地下水位控制計算。 在建筑地基詳細勘察階段，對需要支護的工程宜按下列要求進行勘察工作： 勘察范圍應根據(jù)開挖深度及場地的巖土工程條件確定，并宜在開挖邊界外按開挖深度的1～2倍范圍內布置勘探點，當開挖邊界外無法布置勘探點時，應通過調查取得相應資料。 基坑周邊環(huán)境勘查應包括以下內容： 1 查明影響范圍內建(構)筑物的結構類型、層數(shù)、基礎類型、埋深、基礎荷載大小及上部結構現(xiàn)狀； 2 查明基坑周邊的各類地下設施，包括上、下水、電纜、煤氣、污水、雨水、熱力等管線或管道的分布和性狀； 3 查明場地周圍和鄰近地區(qū)地表水匯流、排瀉情況，地下水管滲漏情況以及對基坑開挖的影響程度； 4 查明基坑四周道路的距離及車輛載重情況。 水泥土擋墻體系，依靠其本身的自重和剛度保護坑壁，一般不設支撐，特殊情況下經(jīng)采取措施后亦可局部加設支撐。懸臂結構所受土壓力分布是開挖深度的一次函數(shù)，其剪力是深度的二次函數(shù)，彎矩是深度的三次函數(shù)，水平位移是深度的五次函數(shù)。（3）拉錨式圍護結構拉錨式圍護結構由圍護結構體系和錨固體系兩部分組成，圍護結構體系常采用鋼筋混凝土排樁墻和地下連續(xù)墻兩種。由于軟粘土地基不能提供錨桿較大的錨固力，所以很少使用。 圖22土釘墻示意圖（5）內撐式圍護結構內撐式圍護由圍護體系和內撐體系兩部分組成，圍護結構體系常采用鋼筋混凝土樁排樁墻和地下連續(xù)墻型式。內撐式圍護結構適用范圍廣，可適用于各種土層和基坑深度。為此可采取中間加墩、起拱等措施以限制過大的位移；其次是厚度較大，只有在紅線位置和周圍環(huán)境允許時才能采用，而且在水泥土攪拌樁施工時要注意防止影響周圍環(huán)境。打人地下后頂部近地面處設一道拉錨或支撐。鋼板樁的優(yōu)點是材料質量可靠，在軟土地區(qū)打設方便，施工速度快而且簡便；有一定的擋水能力，可多次重復使用；一般費用較低。地下連續(xù)墻用作圍護墻有下述優(yōu)點：① 施工時振動少、噪聲低，可減少對周圍環(huán)境的影響，能緊鄰建筑物和地下管線施；② 地下連續(xù)墻剛度大、整體性好、變形相對較小，可用于深基坑；③ 地下連續(xù)墻為連續(xù)整體結構，施工時處理好接頭部怔，能有較好的抗?jié)B止水作用；地下連續(xù)墻有如下的缺點：如單獨用作圍護堵成本較高；施工時需泥漿護壁，泥漿要妥善處理，否則影響環(huán)境。經(jīng)分析采用單排鉆孔灌注樁作為圍護體系，關于支撐體系，如果采用內支撐的話，則工程量太大，極不經(jīng)濟，同時，如果支撐拆除考慮在內的話，工期過長，且拆除過程中難以保持原力系的平衡。 傳統(tǒng)常規(guī)設計方法中，使用經(jīng)典的土壓力理論，計算土壓力和水壓力，然后使用理論力學、材料力學中的一些力和力矩平衡的知識，即可得到內力的解，完成深基坑支護的設計任務。 經(jīng)典土壓力理論在基坑支護中的運用 經(jīng)典的郎肯土壓力理論和庫侖土壓力理論已經(jīng)廣泛地應用于支護結構的土壓力計算中。庫侖土壓力理論是對墻后的土楔體整體處于極限平衡狀態(tài)而求出總土壓力，再算出土壓力分布線。上層土壓力計算中常會出現(xiàn)負值，在設計時可略去不計。如板樁或樁板式（工字鋼和橫列板）支撐基坑的開挖，是一種柔性結構，因而允許有限的變形，在開挖到一定的深度時，常在頂部進行第一道支撐，此時板的移動不大，繼續(xù)開挖后，由于主動土壓力逐漸增大，而上部已有支撐，所以只能在下部移動，而到基底時，其位移值為最大。1）經(jīng)典土壓力理論計算的結果是極限值，而當維護結構處于正常的工作狀態(tài)時的接觸壓力并不是極限值。2）經(jīng)典土壓力理論只能計算剛性界面上的接觸壓力，而沒有考慮實際支護結構本身的變形，特別是柔性支護結構。以上對經(jīng)典土壓力問題的討論可以有助于更合理的確定土壓力。自由水又分為毛細水和重力水，后者有靜止水、滲流水等。對于支護結構上地下水位以下的土體，有“土水合算”和“土水分算”兩種方法。下面僅對土水合算法和土水分算法的基本思路作一闡述，以助于大家思考，以便尋求更合理更完善的土壓力計算方法。 根據(jù)朗肯土壓力理論，若作用在地下水位以上某深度Z處的主、被動土壓力由下式分別計算為= = 式中 、—單位面積主動土壓力、被動土壓力（kPa）； 、—主動、被動土壓力系數(shù)； —作用在離地面處的單位面積總鉛垂壓力：=（kPa）； q—基坑頂面上的均布荷載（即超載）（kPa）。 從上述計算中可以看出，土壓力按飽和重度計算，其對應的強度指標按總應力法求得，對于滲透性相對較差的粘性土，一般采用固結快剪或固結不排水強度指標。還考慮了孔隙水對土粒的浮力，即土粒排開同體積水的質量，其值為。從上述推導過程中可以看出，土水分算法是用有效重度計算，故其強度指標亦采用有效強度指標。全市熱量資源充裕，℃，無霜凍期為207－242天，可以滿足一年兩熟制的需要。地下有燃氣管線、通信光纜。粘土透水性、賦水性均較差，為相對隔水層；粉土的賦水性一般，透水性較好。表31基坑開挖深度表段落地面相對標高（m）坑底相對標高（m）基坑開挖深度（m）/101層：雜填土：雜色，稍濕，松散，以建筑垃圾為主，局表層約20㎝為水泥砼地坪，以下為粘性土混雜碎石塊，該層場區(qū)地表普遍分布。該層場區(qū)普遍分布連續(xù)，厚度不均。5層粉土：青灰色，濕中密，含少量云母碎屑，局部夾粉質粘土薄層，中下部混粉細砂顆粒，無光澤反應，搖震反應迅速，韌性及干強度低。）C(kPa)孔隙比e①雜填土、素填土②黏 土③粉 土11④黏 土33⑤黏 土202 設計依據(jù)及規(guī)范 設計依據(jù) （1） 江蘇省水文地質工程勘察院提供的《淮安新天利巖土工程勘察報告》（2） 該工程總平面圖、地形圖、地下室平面圖等相關結構圖紙。 2) 與鄰近建筑物、重要設施的距離在開往深度以內的基坑；基坑開挖深度小于7m，且周圍環(huán)境無特別要求的基坑屬于三級基坑?；又苓叚h(huán)境較為復雜，應重點保護南側及東側住宅樓。 參數(shù)的初選 根據(jù)勘察設計院提交的《巖土工程勘察報告》，并參考相關規(guī)范，擬取各層土體的物理力學參數(shù)，具體參數(shù)如表32所示； 計算時為了簡便相對標高取177。 土層水平荷載計算依據(jù)《建筑基坑支護技術規(guī)程》JGJ12099 主動土壓力系數(shù): 被動土壓力系數(shù): （1）支護結構水平荷載標準值按下列規(guī)定計算：1）對于碎石土及砂土：a) 當計算點深度位于地下水位以上時： b) 當計算點深度位于地下水位以下時： 式中 ——第層土的主動土壓力系數(shù)； ——作用于深度處的豎向應力標準值； ——三軸實驗確定的第層土固結不排水（快）剪粘聚力標準值； ——計算點深度； ——計算參數(shù)，當時，取，當時，取h； ——基坑外側水位深度； ——計算系數(shù)，當時，取1，當時，取零； ——水的重度。（5）第層土的土壓力合力按下式計算 式中 ——第層土土層頂部的水平荷載標準值；