基坑工程讲座-王渭明

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1、基坑工程讲座王渭明教授、博士、博士生导师山东科技大学岩土工程研究所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基坑工程是一个风险性工程，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、土与结构共同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。主要内容深基坑工程特点和发展概况深基坑工程主要支护形式及应用范围深基坑工程设计注意事项深基坑工程的事故分析深基坑工程安全施工的保证措施工程实例介绍一、深基坑工程特点和发展

2、概况1.1基坑工程的特点基坑围护体系是临时结构，安全储备小，具有较大的风险性基坑工程具有很强的区域性土压力特点（与支护形式和位移有关）基坑工程是系统工程基坑工程具有较强的时空效应基坑工程的环境效应突出1.2基坑工程发展概况20世纪80年代前，基坑一般不超过4m，采用放坡开挖。80年代，随高层建筑开发，一般开挖深度8m。90年代以后，随大型市政地下设施、地下商场、地铁车站兴建，基坑深度大于10m。介绍几个国内重点城市的深基坑概况北京国家大剧院工程基坑深度达34m。上海地铁4号线事故修复基坑达40m深杭州

3、近几年随杭州地铁等重大工程的兴建，很多基坑深度达20m。注：此表为1999年李大勇参加的杭州建委基金项目发表在《建筑技术》2000年第2期山东主要集中在济南、青岛、烟台和威海等。支护形式：以土钉墙和桩锚式为主。二、深基坑工程主要支护形式及应用范围常用的基坑围护结构型式：放坡开挖及简易围护结构悬臂式围护结构重力式围护结构内撑式围护结构拉锚式围护结构土钉墙围护结构其它型式围护结构注：此表为1999年李大勇参加的杭州建委基金项目，发表在《建筑技术》杂志2000年第2期。悬臂式围护结构悬臂式围护结构——将钢筋

4、混凝土排桩墙、钢板桩、地下连续墙等围护结构埋入基坑底面以下足够深度，基坑内不设内支撑或锚杆，靠围护结构足够的埋深及抗弯能力来维持整体稳定及结构自身安全。适于在土质较好，开挖深度不大的基坑工程中应用。重力式围护结构重力式围护结构——采用深层搅拌法、旋喷法等形成水泥土桩墙，水泥土桩与其包围的天然土形成重力式挡墙，以支挡周围土体，维护基坑边坡稳定。因水泥土桩抗拉强度低，受荷载后变形较大，所以适于在较浅的基坑工程中应用。内撑式围护结构内撑式围护结构——由围护结构体系及内撑体系组成，围护结构体系一般为钢筋混凝土

5、排桩或地下连续墙，内撑体系采用现浇钢筋混凝土杆件、钢管或型钢等。因内撑体系刚度好，变形小，可用于各类土层的基坑工程中。拉锚式围护结构拉锚式围护结构——由围护结构体系及锚固体系组成，围护结构体系为钢筋混凝土排桩或地下连续墙，锚固体系可分为锚杆式和地面拉锚式两种，锚杆式按基坑开挖深度不同，可设单层或多层锚杆，地面拉锚式则需要足够场地设置锚桩或其它锚固体。由于锚杆式围护结构需地基土具备足够的摩阻力，除软粘土地基外，在一般砂土、粘性土地基中均可采用。土钉墙围护结构土钉墙围护结构——它由被加固土、设置于原位土体

6、中的土钉（螺纹钢筋、型钢等）及附着于坡面厚度约80～100mm的配筋喷射混凝土面板组成，形成类似重力式墙的挡土墙。其它形式围护结构SMW（劲性水泥土搅拌桩挡墙）围护结构冻结法基坑土钉墙－喷射混凝土人工挖孔桩支护结构钢管支撑挖掘机钢管支撑挖掘机钢筋混凝土和钢管支撑钢筋混凝土和钢管支撑钢筋混凝土支撑上海地铁主题公园车站基坑钢筋混凝土支撑三、深基坑工程设计注意事项基坑工程设计前准备工作应细致周边环境资料应详尽如临近建筑物的基础形式、埋深；地下管线的埋设年代、走向、材质和接口形式；人防设施；周边道路等。工程地

7、质勘察和水文地质勘察应详尽工程地质勘察多采用原位试验和室内试验相结合的方法岩土强度指标确定要准确评价暗浜、溶洞、古井、地下障碍物对基坑工程的影响水文地质勘察地下水类型、埋藏条件、施工过程中地下水条件变化对基坑工程和相邻建筑物的影响预估流土、流砂、管涌等可能性基坑工程设计过程中的注意事项注意区域性和当地施工条件注意工程类比法注意多方案比较，应当注重风险性评估不要过分依赖设计软件注意从结构强度控制到变形控制的转变四、深基坑工程的事故分析近20年的深基坑工程实践表明：深基坑的工程事故占20％～30％！深基坑

8、的破坏形式支护体系破坏渗流破坏降水引起的周围环境的影响土方开挖不当（包括爆破因素）引起的破坏，坑内土体失稳施工监测引起的问题基坑岩体破坏主要原因分析设计失误问题施工失误问题信息化反馈及贯彻问题预警机制问题抢险措施不及时或不当部分事故实例青岛黄岛某基坑边坡局部坍塌2006-7北京地铁十号线基坑坍塌（2005.12）原因：水管老化渗水降雨引起滑坡南京地铁二号线茶亭站基坑内土体滑坡破坏2007-5-28五、深基坑工程安全施工的保证措施设计方面施工方面监测方面监