基坑工程讲座

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1、一、什么是基坑工程？基坑工程是指建筑物或构筑物地下部分施工时，开挖基坑，进行施工降水和周边的围挡，同时要对基坑四周的建（构）筑物、道路和地下管线进行监测和维护，确保正常、安全施工的综合性工程，其内容包括勘测、设计、施工、环境监测和信息反馈等。基坑工程是地下建筑施工中内容丰富而易于变化的领域。工程界已越来越认识到建筑基坑工程是一项风险性工程，也是一门综合性很强的新型学科，它涉及工程地质、土力学、基础工程、结构力学、原位测试技术、施工技术、土与结构相互作用以及环境岩土工程等多门学科，是理论上尚待发展的综合技术学科。基坑工程大多是临时性工程，工程经费限制很紧，而影响基坑工程的因素

2、又多，例如地质条件、地下水情况、具体工程要求、天气变化的影响、施工顺序及管理、场地周围环境等。基坑工程的设计与施工，既要保证整个支护结构在施工过程中的安全，又要控制结构及其周围土体的变形，以保证周围环境（相邻建筑及地下公共设施等）的安全。基坑工程的内容大体有以下四个方面：Ø地下工程施工时的基坑开挖Ø施工降水Ø基坑防坍的围护，即支护工程Ø对四周已有的设施等相邻工程的安全进行监测和维护二、基坑工程有什么特点？Ø基坑工程是岩土工程、结构工程、施工技术等学科互相交叉的科学技术。它与岩土工程之外的学科联系远比地基基础学科中的其他课目要多，要紧密，是多种因素相互影响的系统工程，是理论上

3、尚待发展的综合性技术。Ø基坑工程的施工期往往很紧，出现问题后常不容许作较长时间的考虑。哪怕是许多理论上未解决的问题或未遇到过的问题，都需要立即拍板想出应付之道。Ø基坑工程的工作条件常有一大堆不利因素，如需经历多次降水或气候变化，施工场地狭小，不得不在基坑周边堆放建筑材料；施工机具的行走与振动对土的不利影响；基坑开挖或降水要影响周围的已有房屋、道路及地下设施，需要保护；城市对环境保护要求日高，有振动、噪声或排放污水的施工方法已越来越不能在市区采用；多个工种同时施工。Ø设计计算理论不够成熟，在土力学地基基础学科中对土压力的研究和支护结构在水平力作用下的受力分析，都属于比较薄弱的

4、课题，而基坑工程中这二个问题却是设计计算中的主要问题。Ø计算参数，特别是土的内摩擦角与粘聚力如何才能反映真实情况未能解决，而这都是很主要的参数，降雨与气候变化又不断影响土性参数的改变。Ø基坑是临时性工程，一般业主不愿投入较多资金，但一旦出现问题处理难度与造成的损失很可观。Ø由于上述一系列原因，基坑工程的安全度的随机性较大，事故的发生常很突然。Ø在高水位软土地区的深基坑很容易产生土体滑移，坑底隆起，支护结构变形、漏水流土，相邻建筑或地下设施变位等问题。总之，由于基坑工程的设计计算理论不够成熟、影响因素众多且多变，施工期紧迫不可能做细微深入的分析与研究等原因，使基坑工程事故迭起

5、，成为需要冒很大风险的工作。在深基坑工程中，设计是核心，监测是手段，施工是保证。基坑工程面对各种各样的地基土和复杂的环境条件进行施工作业，存在以下一些不确定因素；l外力的不确定性。作用在支护结构上的外力不是一成不变的，而是随着环境条件、施工方法和施工步骤等因素的变化而变化。l变形的不确定性。变形控制是支护结构设计的关键，但影响变形的因素很多，围护墙体的刚度、支撑（或锚杆）体系的布置和构件的截面特性、地基土的性质、地下水的变化、潜蚀和管涌以及施工质量等。l土性的不确定性。地基土的非均质性（成层）和地基土的特性不是常量，在基坑的不同部位、不同施工阶段土性是变化的，地基土对支护结

6、构的作用或提供的抗力也随之变化。l一些偶然因素变化所引起的不确定性。施工场地内土压力分布的意外变化、事先没有掌握的地下障碍物或地下管线的发现以及周围环境的改变等，这些事先未曾预料的因素均会影响基坑的正常施工和使用。目前，在基坑工程中发生事故的概率，往往高于主体工程。由于存在以上四大不确定因素，很难对基坑工程的设计与施工制订一套标准模式，或用一套严密的理论和计算方法，能够把握施工中可能发生的各种变化。只能采用理论计算与地区经验相结合的半经验、半理论的方法进行设计。因此，要求现场施工技术人员具有丰富的工程经验和高度的责任感，能及时处理由于各种意外变化所产生的不利情况，只有这样，

7、才能有效地防止或减少基坑工程事故的发生。三、基坑工程中需要的基本知识²岩土工程历史的简单回顾1773年，法国C.A.Coulomb建立后来由O.Mohr发展的摩尔-库仑强度理论1776年，Coulomb发表土压力理论1856年，法国达西建立了渗透理论---达西定律1857年，英国朗肯建立了土压力理论1885年，法国J.Boussinesq建立了集中力作用下的弹性应力解19世纪末，美国采用人工挖孔桩1899年，俄国提出了混凝土灌注桩技术1901年，美国提出了沉管灌注桩技术1906~1912年，太沙基下决心研究土的工程