岩土工程的可靠度研究

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1、工程实践中的岩土工程安全度问题（岩土工程师继续教育讲座）(下)同济大学高大钊三.在工程施工和运营过程中，安全度的实现岩土工程设计提供了工程必需的安全度控制，使工程的安全度符合技术和经济的要求，满足设计规范的有关技术规定。但设计所控制的安全度能否真正实现，关键还在施工和使用过程中，特别的施工阶段，更是实现安全度控制的关键。通常的工程事故，源于设计阶段安全度控制不足的案例也有，但比较少；较多的事故案例是施工阶段没有能实现设计所期望的安全度。在施工阶段安全度的实现设计时对工程安全度的控制，仅仅是在设计计算的层面进行，设计的结果反映了工程师对安全控制的期望和措施，但能否实现，完全取

2、决于施工和运营阶段能否严格按照设计所依据的工况进行施工和运营期间的使用。如果不能按照设计要求施工和运营，那么设计对工程安全度的控制就会落空。施工阶段对工程安全度的实现是关键性的，许多工程事故产生的原因，特别是重大事故产生的原因，大多在施工阶段。施工阶段实现设计的安全度控制，必须按照设计计算的工况施工。从设计人员来说，计算的控制工况要考虑到施工的要求和方便施工，但一旦设计确定了方案，施工方面只能按照设计计算的工况去实施，违背了这一原则，或早或晚总要出事故，特别是重大事故。设计时，设计人员应充分考虑施工条件，根据工艺和施工方法的要求，方案尽可能方便施工，为施工创造条件，而施工人员

3、应充分尊重设计人员的意图，严格按照设计图纸实施。特别在基坑工程中，设计的要求和施工的的方便之间经常存在矛盾，如何处理好设计与施工的关系，需要双方的努力。考虑方便施工的设计案例三围檩二支撑的钢筋混凝土内支撑体系化解内支撑与施工干扰的方案主体结构：建筑面积213,376m2；基坑尺寸：基坑面积13万m2，开挖深度12.5m，局部14.25m；支撑尺寸：两道钢筋混凝土内支撑，第2道支撑与两道围檩连接；比较造价：与3道支撑方案相比，节省造价803万元；挖土速度：16万土方，用88天完成，平均每天2500m3，最高每天4500m3，与3道支撑方案相比缩短挖土工期5个月。支撑竖向布置方案

4、既要满足围护结构变形和强度的要求，间距不能太大；但必须便于机械化施工，为了满足汽车在支撑上通行的净空要求，需要加大支撑竖向间距。将一道支撑支承在两道围檩上，既加大支撑的竖向间距，又不改变围护结构的计算支点间距，本例是一个创造，改变了支撑布置的固有格局。岩土工程一般是隐蔽工程，工程质量的控制更需要施工单位的岩土工程师加强责任感，提高技术水平，不要犯低级的错误。从我国近年来重大工程事故发生的频率、后果的严重性和事故的原因来看，值得我们总结经验教训，以杜绝重大事故。施工中工程安全度的失控原因，从现象上看，是偷工减料，赶进度，但从技术上看却是技术人员缺乏最起码的安全度控制的知识，缺乏

5、实现设计安全度的意识。在事故频发的深基坑工程领域中，存在着超挖－不按设计验算的工况挖土和及时支撑、该加固被动区的不加固、挖出的土乱弃土以及违背先地下、后地上施工的原则。这些一直都是基坑工程施工中的顽症，是许多重大工程事故的主要原因。设计是根据各个工况分别进行计算，然后按照包络图的轴力、弯矩、剪力设计围护结构和支撑。一旦超挖，围护结构所承受的内力就远远超过设计计算的数值，安全度就急剧降低。什么是设计工况？工况1工况2工况3工况4工况5工况6不按照设计工况施工的案例前面介绍的这个深基坑工程的事故中，由于设计表达式两边不匹配，设计安全度的不足已经使基坑的围护结构处于病态工作，而施工

6、的超挖更使这个深基坑工程雪上加霜，一场重大工程事故终于不可避免地发生了。从下面的照片中可以看出超挖的严重程度，如此严重的超挖，不出事故才怪呢？从这个断面来看，设计考虑了坑底注浆以加强被动区的抗力，但施工时却没有按照设计要求去做，没有在被动区注浆，被动抗力不足，设计时赖以维持围护结构平衡的被动抗力缺失了。与超挖一样，设计时考虑了的坑底加固部位的抗力，但实际没有加固，被动抗力不复存在，于是本来可以稳定的围护结构失去了支承条件，围护结构就不可避免地倾覆了。从安全度的构成来看，超挖是从加大设计表达式中的作用项来降低安全度，而坑底加固的缺失，降低了被动区的抗力，降低了设计表达式中的抗力

7、来降低安全度。如果在同一个基坑中，既不加固被动区而又超挖，在设计表达式两边，抗力降低而作用又增大，安全度就急剧降低。许多工程事故有惊人的相似之处，在10年前、20年前发生过的事故，现在还在一再发生，这不得不使人感到没有真正发挥“前车之鉴”的作用。在工程技术人员中进行工程事故的剖析教育是何等重要。最近一次重大的基坑事故，究其主要原因，仍不外乎超挖和没有坑底加固这两项顽症。这是一个四道支撑的深基坑，开挖深度为16m，由于施工超挖，第四道支撑没有及时支撑。经反算，由于没有第四道支撑的作用，致使第三道支撑的轴力