高大钊：深基坑工程讲座(一).ppt

深基坑工程 同济大学 高大钊 内 容 深基坑工程领域的进展 深基坑工程的内涵和技术要求 深基坑围护结构的类型 基坑工程的失效模式与案例 深基坑工程方案设计 在我国，深基坑工程是最近20多年中迅速发展起来的一个领域。 以前的几十年中，由于建筑物的高度不高，基础的埋置深度很浅，很少用地下室，基坑的开挖一般仅作为施工单位的施工措施，最多用钢板桩解决问题，没有专门的设计，也并没有引起工程界太多的关注。 20多年来，由于高层建筑、地下空间的发展，深基坑工程的规模之大、深度之深，成为岩土工程中事故最为频繁，给岩土工程界提出了许多技术难题。 因此也是岩土工程中发展最为活跃的领域之一，成为岩土工程的技术热点和难点。 通过20多年的工程实践，在深基坑工程领域中，取得了很大的进展，主要表现为下面几个方面： 1. 设计思想的更新 2. 施工技术的发展 3. 设计方法的进步 4. 管理制度的建立 5. 标准化工作的开展 设计思想的更新 1.深基坑工程的设计是一个相对独立的设计项目或设计阶段； 2.深基坑工程设计包括方案设计和施工图设计两个阶段，方案设计阶段的工作是决定性的环节。基坑工程设计的条件很大程度上取决于施工，基坑工程设计与施工组织设计的关系异常密切，在方案设计时必须统一考虑； 3.深基坑工程设计不仅要满足地下室施工空间和安全的要求，而更重要的是必须满足保护环境的要求； 4.深基坑工程设计应满足强度和变形两种极限状态，在许多情况下，由于环境条件的限制，满足变形控制的要求比满足强度和稳定性的要求更为严格，基坑工程的成败经常取决于变形控制。 5.地下水是控制基坑工程性状的重要条件，水压力占作用于围护结构侧向压力的重要部分，地下水的动水压力和渗透破坏常常是基坑工程失效的主要原因，地下水影响是基坑工程设计中不确定性最大、控制最困难的问题。 施工技术的进步 1. 逆作法施工 逆作法是地上和地下同时施工的方法，又称为逆筑法。逆作法利用先施工的地下连续墙和中间支承柱承受荷载，从地面逐层下挖并从上到下地完成地下室的梁板、楼面工程，利用上一层的楼板结构作为下一层开挖时的支撑，逐层交替开挖与浇筑楼板结构；与此同时，逐层向上建造上部结构，使地面上和地下可同时进行施工。因此，可以缩短工期，降低造价，是一种合理的建筑方法，具有明显的经济效益。 2.冻结技术在基坑工程中的应用 利用人工制冷技术，使土层中的水结冰将天然土变成冻土以增加其强度和稳定性，冻结加固均匀完整，形成一道冻土墙，不仅可以承受水土压力和基坑开挖过程中的各种施工荷载，而且可作为一道防水性很好的止水帷幕，发挥围护结构的作用，在冻土墙的保护下进行地下结构的施工。冻结法施工在采矿工程中已经得到了广泛的应用，进行了大量的试验研究，积累了丰富的经验。但用于深基坑工程则是近几年的发展。 3. 新型设备的引进和新的施工方法的开发应用 新型设备的引进与新的施工方法的开发应用开拓了深基坑工程围护结构对更深的开挖深度的适应能力。 三轴搅拌机的引进使SMW工法可以适用于10m以上的开挖深度。 国内最深的基坑的开挖深度目前已经达到50m。 设计方法的进步 1. ???? 符合两墙合一使用要求的设计方法 “两墙合一”是指围护结构同时作为地下主体结构一部分，即围护结构墙与地下室外墙合一。“两墙合一”是充分发挥地下连续墙承载作用的一种设计思路，具有很大的经济意义，是地下连续墙作为围护结构的发展方向，正在一些重要的工程中采用。采取两墙合一设计的基坑工程，在设计方法上不同于一般的围护结构设计，对于承载、防渗、结构连接都提出了非常高的要求，推动了基坑工程围护结构设计方法的发展。 2. 深基坑工程数值计算方法的发展 作用于柔性结构上的土压力实际上是结构与土共同作用的响应，采用有限元方法在原理上可以解决这类问题的计算，在实现中还有各种困难需要进一步去解决，20多年来深基坑工程的数值解计算方法得到了长足的进步。 3. ?计算软件及商业化开发研究 深基坑工程的设计计算的内容和要求日益提高，已经必须依靠计算机才能实现深基坑工程设计的计算工作要求。于是，计算程序的开发研究有了很大的发展，形成了一些商业化的计算软件。 但计算软件只能作为一种工具和手段，garbage in to，garbage out. 正确的方法应当是计算加工程判断。不能盲目地依赖计算软件。 管理制度的建立 许多主要的城市都先后建立了不同形式的机构，规定了深基坑工程的设计方案必须经过评审，这一制度的建立为深基坑工程走向健康的发展提供了制度的保证。 标准化工作的开展 20年来，在总结工程经验的基础上，许多城市编制了地方的