【正文】 水對(duì)巖土體上產(chǎn)生的潤(rùn)滑作用反映在力學(xué)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(dǎo)致巖土體自身的工程性質(zhì)的劣化,這種情況的出現(xiàn)又可能進(jìn)一步導(dǎo)致巖土工程項(xiàng)目的失敗,造成嚴(yán)重的后果。地下水作為地質(zhì)環(huán)境內(nèi)最活躍的成分,對(duì)巖土體的力學(xué)性質(zhì)的影響不可忽視?！? 基坑工程內(nèi)容深基坑設(shè)計(jì)主要步驟：（1）對(duì)基坑周邊的支護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案的分析和對(duì)比，以及確定最佳方案；（2）測(cè)定并計(jì)算基坑周邊支護(hù)體系的強(qiáng)度，以及變形的可能性分析；（3）反復(fù)計(jì)算并驗(yàn)算基坑的內(nèi)部和外部土壤的穩(wěn)定程度；（4）基坑的維護(hù)墻的抗?jié)B性能檢測(cè)；（5）明確深基坑降水的要求，并設(shè)計(jì)出降水方案；（6）確定深基坑動(dòng)工時(shí)的挖土、運(yùn)輸土塊的主要方法；（7）查閱資料明確當(dāng)?shù)卣?guī)定的環(huán)境保護(hù)措施，盡量減少對(duì)周邊環(huán)境的破壞；（8）做好施工時(shí)的監(jiān)測(cè)工作。所以說，周圍建筑物是基坑開挖所需要考慮的一個(gè)重要因素。這種沉降位移也同護(hù)坡的變形有關(guān)，一旦護(hù)坡發(fā)生變形，在深基坑的附近就會(huì)發(fā)現(xiàn)沉降位移。但是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)步和科技的發(fā)展，這些問題一定會(huì)迎刃而解?；庸こ淘诎l(fā)生事故前或多或少都有預(yù)兆，因?yàn)榛庸こ讨ёo(hù)結(jié)構(gòu)的破壞要經(jīng)歷一個(gè)由量變到質(zhì)變的過程，通過信息化施工可以不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，經(jīng)過處理后與預(yù)測(cè)結(jié)果比較，通過反分析推求較符合實(shí)際的土質(zhì)參數(shù)，并利用所推求的土質(zhì)參數(shù)再次預(yù)測(cè)下一施工階段圍護(hù)結(jié)構(gòu)及土體的性狀，又采集下一施工階段的相應(yīng)信息。所以，在很多失敗的深基坑工程中，有很多是因?yàn)榛邮┕ぶ械叵滤慕蹬潘疀]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(diǎn)、噴射井點(diǎn)和深井井點(diǎn)降水等。土壓力大小及分布規(guī)律的研究是一項(xiàng)極為復(fù)雜的課題，它與支護(hù)結(jié)構(gòu)的形式、剛度、土的性狀、地下水狀況等因素有關(guān)，現(xiàn)有庫(kù)侖和朗肯理論均存在一定的局限性。 設(shè)計(jì)階段存在的問題① 基坑工程結(jié)構(gòu)選型不合理 分析眾多深基坑支護(hù)工程事故發(fā)生的原因，其中最主要的還是基坑工程結(jié)構(gòu)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(hù)工程的設(shè)計(jì)與施工,既要保證整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)在施工過程中的安全,又要控制結(jié)構(gòu)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(shè)施等) 的安全。深基坑工程含有很高的技術(shù)含量，有的深基坑的技術(shù)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(yīng)?；庸こ讨饕ㄖёo(hù)體系設(shè)計(jì)和土方開挖兩部分。土體，特別是軟粘土，具有較強(qiáng)的蠕變性，作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力隨時(shí)間變化?；庸こ滩粌H需要巖土工程知識(shí)，也需要結(jié)構(gòu)工程知識(shí)，需要土力學(xué)理論、測(cè)試技術(shù)、計(jì)算技術(shù)及施工機(jī)械、施工技術(shù)的綜合。有時(shí)保護(hù)相鄰建（構(gòu)）筑物和市政設(shè)施的安全是基坑工程設(shè)計(jì)與施工的關(guān)鍵。同一城市不同區(qū)域也有差異?；庸こ淌┕み^程中應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并應(yīng)有應(yīng)急措施。 本次設(shè)計(jì)擬采用排樁支護(hù)的降水支護(hù)形式及高壓旋噴樁做止水帷幕對(duì)淮安新天利大廈進(jìn)行研究分析。隨著我國(guó)建設(shè)的發(fā)展，基坑支護(hù)技術(shù)有了較大的提高，出現(xiàn)了很多基坑支護(hù)型式。 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 88 頁(yè) 共 88 頁(yè)引言近年來全國(guó)各地高層建筑深基坑支護(hù)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(fèi)和拆遷費(fèi)很高，使得建筑業(yè)主從利潤(rùn)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(chǔ)埋深大大增加。支護(hù)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(gòu)）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(hù)、降水工程。在施工過程中一旦出現(xiàn)險(xiǎn)情，需要及時(shí)搶救。基坑工程的支護(hù)體系設(shè)計(jì)與施工和土方開挖都要因地制宜，根據(jù)本地情況進(jìn)行，外地的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，但不能簡(jiǎn)單搬用。這就決定了基坑工程具有很強(qiáng)的個(gè)性。 ⑤ 基坑工程具有較強(qiáng)的時(shí)空效應(yīng)。蠕變將使土體強(qiáng)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(duì)支護(hù)體系是否成功具有重要作用。基坑開挖勢(shì)必引起周圍地基地下水位的變化和應(yīng)力場(chǎng)的改變，導(dǎo)致周圍地基土體的變形，對(duì)周圍建（構(gòu)）筑物和地下管線產(chǎn)生影響，嚴(yán)重的將危及其正常使用或安全?；A(chǔ)工程在設(shè)計(jì)與施工中，占有極為重要的地位，它對(duì)結(jié)構(gòu)物的安全使用和工程造價(jià)有很大的影響。因此，如何確保基坑工程的安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、實(shí)用可行是當(dāng)前現(xiàn)代化城市建設(shè)中一個(gè)非常重要和迫切的問題?；又ёo(hù)及撐錨方法較多，為達(dá)到同一目的，可以有多種方法，而每一種方法都有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，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(dǎo)致深基坑施工技術(shù)以及在施工過程中現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)等還有待盡快提高，而且施工管理不力，施工資質(zhì)限制不嚴(yán)，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(duì)環(huán)境造成不良影響，尤以深井降水影響最大，會(huì)造成基坑周圍地表和建筑物沉降增大。如此反復(fù)循環(huán)，不斷采集信息，不斷修改設(shè)計(jì)并指導(dǎo)施工，通過施工信息反饋設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)及施工逐漸逼近實(shí)際從而排除險(xiǎn)情，實(shí)現(xiàn)最佳工程。5 基坑工程對(duì)建筑物的影響基坑開挖后，土體平衡破壞，兩側(cè)土體有向基坑垮塌的傾向。當(dāng)基坑發(fā)生位移的時(shí)候，嚴(yán)重的話還會(huì)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(huì)使得基坑土體開裂。深基坑在開挖的時(shí)候，地下建筑物等會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定的影響，比如說地下管道等， 同時(shí)這些地下建筑物以及基坑鄰近建筑物也會(huì)受到深基坑的影響。7 地下水對(duì)基坑穩(wěn)定性的影響 地下水是一種重要的地質(zhì)營(yíng)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(xué)和力學(xué)性質(zhì),另一方面也改變著地下水自身的物理、力學(xué)性質(zhì)以及化學(xué)成分。主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:1) 地下水通過物理、化學(xué)作用改變巖土體的結(jié)構(gòu),從而改變巖土體的c、φ值的大小。這種效應(yīng)幾乎都與地下水有關(guān)系,可以統(tǒng)稱巖土體的水破壞效應(yīng)。 軟化和泥化作用:地下水對(duì)巖土體的軟化和泥化作用主要表現(xiàn)在對(duì)土體和巖體結(jié)構(gòu)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(yīng)。土在浸潤(rùn)前是非飽和的,盡管已經(jīng)經(jīng)過漫長(zhǎng)時(shí)間的沉積并在施工中不斷碾壓,仍然不能很密實(shí)。 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)表21選用相應(yīng)的側(cè)壁安全等級(jí)及重要性系數(shù)。當(dāng)場(chǎng)地周圍有地表水匯流、排瀉或地下水管滲漏時(shí)，應(yīng)對(duì)基坑采取保護(hù)措施。 3 地下水控制驗(yàn)算： 1) 抗?jié)B透穩(wěn)定性驗(yàn)算； 2) 基坑底突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算； 3) 根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行地下水位控制計(jì)算。 在建筑地基詳細(xì)勘察階段，對(duì)需要支護(hù)的工程宜按下列要求進(jìn)行勘察工作： 勘察范圍應(yīng)根據(jù)開挖深度及場(chǎng)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(nèi)布置勘探點(diǎn)，當(dāng)開挖邊界外無法布置勘探點(diǎn)時(shí)，應(yīng)通過調(diào)查取得相應(yīng)資料。 基坑周邊環(huán)境勘查應(yīng)包括以下內(nèi)容： 1 查明影響范圍內(nèi)建(構(gòu))筑物的結(jié)構(gòu)類型、層數(shù)、基礎(chǔ)類型、埋深、基礎(chǔ)荷載大小及上部結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀； 2 查明基坑周邊的各類地下設(shè)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(chǎng)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(duì)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(hù)坑壁，一般不設(shè)支撐，特殊情況下經(jīng)采取措施后亦可局部加設(shè)支撐。懸臂結(jié)構(gòu)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(hù)結(jié)構(gòu)拉錨式圍護(hù)結(jié)構(gòu)由圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系和錨固體系兩部分組成，圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(nèi)撐式圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)撐式圍護(hù)由圍護(hù)體系和內(nèi)撐體系兩部分組成，圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系常采用鋼筋混凝土樁排樁墻和地下連續(xù)墻型式。內(nèi)撐式圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(shí)才能采用，而且在水泥土攪拌樁施工時(shí)要注意防止影響周圍環(huán)境。打人地下后頂部近地面處設(shè)一道拉錨或支撐。鋼板樁的優(yōu)點(diǎn)是材料質(zhì)量可靠，在軟土地區(qū)打設(shè)方便，施工速度快而且簡(jiǎn)便；有一定的擋水能力，可多次重復(fù)使用；一般費(fèi)用較低。地下連續(xù)墻用作圍護(hù)墻有下述優(yōu)點(diǎn)：① 施工時(shí)振動(dòng)少、噪聲低，可減少對(duì)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(duì)較小，可用于深基坑；③ 地下連續(xù)墻為連續(xù)整體結(jié)構(gòu)，施工時(shí)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(diǎn)：如單獨(dú)用作圍護(hù)堵成本較高；施工時(shí)需泥漿護(hù)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(hù)體系，關(guān)于支撐體系，如果采用內(nèi)支撐的話，則工程量太大，極不經(jīng)濟(jì)，同時(shí)，如果支撐拆除考慮在內(nèi)的話，工期過長(zhǎng)，且拆除過程中難以保持原力系的平衡。 傳統(tǒng)常規(guī)設(shè)計(jì)方法中，使用經(jīng)典的土壓力理論，計(jì)算土壓力和水壓力，然后使用理論力學(xué)、材料力學(xué)中的一些力和力矩平衡的知識(shí)，即可得到內(nèi)力的解，完成深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)任務(wù)。 經(jīng)典土壓力理論在基坑支護(hù)中的運(yùn)用 經(jīng)典的郎肯土壓力理論和庫(kù)侖土壓力理論已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于支護(hù)結(jié)構(gòu)的土壓力計(jì)算中。庫(kù)侖土壓力理論是對(duì)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(jì)算中常會(huì)出現(xiàn)負(fù)值，在設(shè)計(jì)時(shí)可略去不計(jì)。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(jié)構(gòu)，因而允許有限的變形，在開挖到一定的深度時(shí)，常在頂部進(jìn)行第一道支撐，此時(shí)板的移動(dòng)不大，繼續(xù)開挖后，由于主動(dòng)土壓力逐漸增大，而上部已有支撐，所以只能在下部移動(dòng)，而到基底時(shí)，其位移值為最大。1）經(jīng)典土壓力理論計(jì)算的結(jié)果是極限值，而當(dāng)維護(hù)結(jié)構(gòu)處于正常的工作狀態(tài)時(shí)的接觸壓力并不是極限值。2）經(jīng)典土壓力理論只能計(jì)算剛性界面上的接觸壓力，而沒有考慮實(shí)際支護(hù)結(jié)構(gòu)本身的變形，特別是柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)。以上對(duì)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(xì)水和重力水，后者有靜止水、滲流水等。對(duì)于支護(hù)結(jié)構(gòu)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(duì)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(jì)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(dòng)土壓力由下式分別計(jì)算為= = 式中 、—單位面積主動(dòng)土壓力、被動(dòng)土壓力（kPa）； 、—主動(dòng)、被動(dòng)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(jì)算中可以看出，土壓力按飽和重度計(jì)算，其對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度指標(biāo)按總應(yīng)力法求得，對(duì)于滲透性相對(duì)較差的粘性土，一般采用固結(jié)快剪或固結(jié)不排水強(qiáng)度指標(biāo)。還考慮了孔隙水對(duì)土粒的浮力，即土粒排開同體積水的質(zhì)量，其值為。從上述推導(dǎo)過程中可以看出，土水分算法是用有效重度計(jì)算，故其強(qiáng)度指標(biāo)亦采用有效強(qiáng)度指標(biāo)。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?xì)夤芫€、通信光纜。粘土透水性、賦水性均較差，為相對(duì)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(duì)標(biāo)高（m）坑底相對(duì)標(biāo)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(chǎng)區(qū)地表普遍分布。該層場(chǎng)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(zhì)粘土薄層，中下部混粉細(xì)砂顆粒，無光澤反應(yīng)，搖震反應(yīng)迅速，韌性及干強(qiáng)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(shè)計(jì)依據(jù)及規(guī)范 設(shè)計(jì)依據(jù) （1） 江蘇省水文地質(zhì)工程勘察院提供的《淮安新天利巖土工程勘察報(bào)告》（2） 該工程總平面圖、地形圖、地下室平面圖等相關(guān)結(jié)構(gòu)圖紙。 2) 與鄰近建筑物、重要設(shè)施的距離在開往深度以內(nèi)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(jí)基坑?；又苓叚h(huán)境較為復(fù)雜，應(yīng)重點(diǎn)保護(hù)南側(cè)及東側(cè)住宅樓。 參數(shù)的初選 根據(jù)勘察設(shè)計(jì)院提交的《巖土工程勘察報(bào)告》，并參考相關(guān)規(guī)范，擬取各層土體的物理力學(xué)參數(shù)，具體參數(shù)如表32所示； 計(jì)算時(shí)為了簡(jiǎn)便相對(duì)標(biāo)高取177。 土層水平荷載計(jì)算依據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ12099 主動(dòng)土壓力系數(shù): 被動(dòng)土壓力系數(shù): （1）支護(hù)結(jié)構(gòu)水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下列規(guī)定計(jì)算：1）對(duì)于碎石土及砂土：a) 當(dāng)計(jì)算點(diǎn)深度位于地下水位以上時(shí)： b) 當(dāng)計(jì)算點(diǎn)深度位于地下水位以下時(shí)： 式中 ——第層土的主動(dòng)土壓力系數(shù)； ——作用于深度處的豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值； ——三軸實(shí)驗(yàn)確定的第層土固結(jié)不排水（快）剪粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值； ——計(jì)算點(diǎn)深度； ——計(jì)算參數(shù)，當(dāng)時(shí)，取，當(dāng)時(shí)，取h； ——基坑外側(cè)水位深度； ——計(jì)算系數(shù)，當(dāng)時(shí)，取1，當(dāng)時(shí)，取零； ——水的重度。（5）第層土的土壓力合力按下式計(jì)算 式中 ——第層土土層頂部的水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值；