基坑支护工程（本科）毕业论文设计.doc

1 绪 论 1.1 基坑支护的发展 改革开放以来，我国高层建筑发展迅速，目前，我国高层建筑的发展趋势和特点是曾数的增多，高度的增高，并积极参与国际高层建筑的竞争。迄今为止，我国已建高层建筑高度超过100m的超高层建筑已经超过200栋，高度超过200m的超高层建筑已经达到20多栋。随着高层建筑的发展，伴随出现了深基础，基坑的深度主要取决于地下室层数，一般一层地下室的基坑深度大致为（4~6）m，二层地下室的深度为（8~9）m，三层地下室的基坑深度为（11~12）m，四层地下室的基础深度为（14~18）m，目前国内高层建筑最深的地下室基坑为六层，深度26.2 m。 深基坑的支护工程，采用何种支护方案除了与基坑深度有直接关系外，更主要的是根据地层土质的好坏来采用不同的支护方案。基坑支护工程包含挡土、支护、防水、降水、挖土等许多紧密联系的环节，如其中某一环节失效，将会导致整个工程的失败。根据基坑工程事故的统计分析，基坑事故发生率较高，竟占基坑总数的四分之一，而这些工程事故主要表现为支护结构产生较大位移，支护结构破坏，基坑塌方及大面积滑坡，基坑周围道路的开裂和塌陷，与基坑相邻的地下设施（管线、电缆）变为以至于破坏，临近的建筑物开裂甚至倒塌，给国家经济和人民生命财产造成不同程度的损失。所以，确保基坑的安全与经济合理是当前一项主要地研究课题。由于深基坑开挖与支护技术涉及工程地质、水文、场地环境、支护设计方案、计算参数以及施工操作等许多方面，其中的一些问题还尚在探讨之中，许多设计计算方法也仅建立在经验或半经验之上，使深基坑工程的设计与施工处于不定状态。一方面，由于工程失误造成的深基坑支护结构失效频繁，损失严重：另一方面，由于过分地强调安全，稳妥，以至于不考虑支护结构是一种临时结构，而按永久性结构进行设计，因此，造成的浪费也是惊人的。 为了节省土地，充分利用地下空间，高层建筑本身要求有一定的埋置深度，高层建筑的停车场，设备间，储藏室等也都设在地下，从而使基坑深度增加，工程量增大，工程造价提高，因此，深基坑工程已经成为控制工程进度，质量，经济的重要组成部分。据统计，深基础工程的造价一般为整栋高层建筑总造价的20%~30%，深基坑支护结构的费用约占工程总造价的10%左右。 随着各国城市加快建设，地上土地资源已极有限甚至没有余地，所以空间资源开发的潜力主要靠挖掘地下空间。因此，一些专家预言：二十一世纪将是人类开发利用地下空间的新世纪，虽然问题较多，但潜力很大，很值得进行研究与改进。 1.2 基坑支护工程的内容及原则 1.2.1 基坑支护工程的内容一般包括 1) 岩土工程勘查与工程调查。确定岩土参数与地下水参数，测量临近建筑物，周围地下埋设物（管道、电缆、光缆等），城市道路等工程设施的工作现状并对承受地层位移的限值作出分析。 2) 支护结构设计。包括挡土围护（如连续墙、柱列式灌注桩挡墙），支撑体系（如内支撑，锚杆）以及土体加固等支护结构的设计必须与基坑的施工方案紧密结合，需要考虑的主要依据有：当经验土体和地下水状况，四周环境安全所允许的地层变形限值，可提供的施工设施与施工场地，工期以及造价等。 3) 基坑开挖与支护的施工，包括土方工程，工程降水和工程的施工组织设计与实施。 4) 土层位移测量与周边工程的保护。地层位移既取决于土体和支护结构的性能与地下水的变化，也取决于施工工序和施工过程。如预测的变形超过允许值，应修改支护结构设计与施工方案，必要时对周边的重要工程设施采取专门的保护或者加固措施。 5) 施工现场量测与监控。根据监测的数据和信息，必要时进行反馈设计，采用信息化来指导下以步的施工。 1.2.2 基坑支护的极限状态 根据中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）的规定，基坑支护结构应采用以分项系数表示的极限状态设计表达式进行设计。 基坑支护结构极限状态可分为下列两类： 1) 承载能力极限状态 这种极限状态，对应于支护结构达到最大承载能力或土体失稳过大变形导致支护结构或基坑周边环境破坏。 2) 正常使用极限状态 这种极限状态，对应于支护结构的变形已妨碍地下结构施工或影响基坑周边环境的正常使用功能。 基坑支护结构均应进行承载能力极限状态的计算，对于安全等级为一级及对支护结构变形有限定的二级建筑基坑侧壁，尚应对基坑周边环境及支护结构变形进行验算。 1.2.3 基坑支护结构的安全等级 建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）规定，基坑侧壁的安全等级分为三级，不同等级采用相对应的重要性系数γo。 基坑侧壁的安全等级及重要性系数如表1-1所示。 表1-1 基坑侧壁安全等级及重要性系数 安全等级 破 坏 后 果 一级 支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基