1、毕业论文文献综述土木工程利时大厦基坑围护设计1摘要随着城市建设的发展，高层建筑在经济和科技的有力保障下突飞猛进，在现代城市建设中所占据的比例越来越高。基坑围护建设占总投资的比例呈逐步上升趋势，因此基坑围护设计直接影响到工程投资及施工难易程度，好的设计往往能使工程工序及施工便利。而高层建筑的周边环境一般较为复杂，邻近在建和已建的多层、高层建筑众多，市政管线分布复杂，为保证高层主体结构的顺利进行，基坑围护是关键的一步，关系到整体工程的成败。关键词基坑；设计；围护；内力计算；现状；模型试验技术基坑围护是基坑工程中的一项内容，对于基坑的稳定与安全性能有着十分重要的影响，可以说基坑的稳定性与基坑围护设计
2、有着不可分割的关系，因此做好基坑围护是基坑工程的一项重大任务2。同时基坑围护本身也包含很多形式，悬臂式围护结构、重力式围护结构、拉锚式围护结构、土钉墙围护结构等，每种围护结构都有各自的优缺点，本课题围护结构形式采用土钉墙。本文将主要讲述关于基坑围护的研究历史和研究现状等内容，并比较国内基坑工程的一些不同点。基坑工程在国外称为“开挖工程”，这比称之为“基坑”更合适，因为为了设置建筑物的地下室需开挖基坑，这只是基坑开挖的一种类型。基坑开挖还包括为了埋设各种地下设施而必须进行的深层开挖。基坑工程问题在我国随着城市建设的迅猛发展而出现，并且曾造成人们困惑的一个技术热点和难点。城市中基坑工程常处于密集的
3、既有建筑物、道路桥梁、地下管线、地铁隧道或人防工程的近旁，虽属临时性工程，但其技术复杂性却远甚于永久性的基础结构或上部结构，稍有不慎，不仅将危及基坑本身安全，而且会殃及临近的建构筑物、道路桥梁和各种地下设施，造成巨大损失3。从另一方面讲，基坑工程设计需以开挖施工时的诸多技术参数为依据，但开挖施工过程中往往会引起支护结构内力和位移以及基坑内外土体变形发生种种意外变化，传统的设计方法难以事先设定或事后处理。有鉴于此，人们不断总结实践经验，针对深基坑工程，萌发了信息化设计和动态设计的新思想，结合施工监测、信息反馈、临界报警、应变（或应急）措施设计等一系列理论和技术，制定相应的设计标准、安全等级、计算
4、图式、计算方法等。土钉墙是由天然土体通过土钉就地加固并与喷射砼面板相结合，形成一个类似重力挡墙以此来抵抗墙后的土压力；从而保持开挖面的稳定。土钉墙是通过钻孔、插筋、注浆来设置的，一般称砂浆锚杆，也可以直接打入角钢、粗钢筋形成土钉。土钉墙的做法与矿山加固坑道用的喷锚网加固岩体的做法类似，故也称为喷锚网加固边坡。土钉墙围护结构对开挖深度十分敏感，容易产生较大的变形，有可能对相邻的建筑物产生不良的影响5。这种结构适用于土质较好，开挖深度较小的基坑。因此，在研究开挖过程中，必须保持周围土体的稳定性，满足地下施工有足够空间要求，保证基坑周围相邻的建筑物，构筑物的地下管线在地下结构施工期间不受损害，要充分
5、发挥基坑控制土体变形的作业，同时要求基坑有截水的能力，结合降水，排水等措施，将地下水位降到作业面以下。同时考虑基坑的安全性和经济性，优化工程。当前基坑工程的围护结构设计方法可谓种类繁多，众采纷纭，形成了多种设计方法并存的局面。但综观基坑工程实际，传统设计方法因具有理论上容易理解和接受、计算模型简单、计算方便快捷等特点，在工程实际广为工程设计人员所习用。实际运用中又多是采用一种经验估算，这里所谓经验估算就是按照以往的工程经验，结合土质的特性，选定挡土围护结构类型及入土深度，事先确定挡土结构上的土压力分布，然后根据极限平衡理论（如等值梁、静力平衡等方法）进行图解、数值解或查取已有表格来确定支护结构
6、的内力和变形7。这种传统设计理论和方法是当前基坑工程设计的主流。随着基坑工程日趋复杂化以及计算机的应用，许多岩土工作者又热衷于数值分析方法的应用，如土抗力法，差分法，边界元法和有限元法等新方法，并且不少科研机构和高校基于不同分析模型开发了一些应用软件，应该说这对设计人员是有帮助的。但是这些方法在理论上尚需完善，关键是在如何选取土的本构关系与计算模型，土的参数如何确定，以及塑性区范围与稳定性之间的定量关系等问题上仍然存在困难，因此尚无直接用平面有限元的计算结果作为设计依据的实例。目前新方法尚未能作为围护结构设计的基本方法，多作为某些重大工程问题处理时的一种辅助的分析手段，以进行对比。尽管基坑工程
7、实践不断增多，在技术上也有了长足的进步。但纵观基坑工程的实际情况不难发现，基坑围护设计存在着两种倾向，一方面由于设计安全度不足而造成基坑失稳事故的比例较大，另一方面由于设计过于保守而又造成很大的浪费。一项对103项基坑工程事故进行细致的调查分析，统计出事故发生的原因，结果表明与设计有关的工程事故比例高达45；而一份十几个工程的测试数据又表明，围护结构的实测应力明显小于设计值，围护结构的强度远远没有发挥出来；设计明显过于保守。说明现行设计理论和方法与基坑工程的实际有较大的偏差，确实应在设计方法及其影响因素等方面找找原因。基坑开挖支护技术的应用和研究日益重要,但是,由于基坑工程的复杂性和不确定性,
8、关于基坑支护技术至今还未整理出一套系统的理论和设计方法,在设计和施工中还存在着很多的问题。在基坑工程设计方法发展的过程中,国内外学者都曾进行了较多的研究,包括室内模型试验、现场实测和理论探讨都有不同的进展。模型试验技术是研究和解决岩土工程问题的重要手段,在国内外已得到了广泛应用,并在工程科研、设计及论证中发挥了重要作用。其中室内模型试验相对要简单,可操作性强,可重复性高,能够很好的反应支护结构应力、变形和位移等各方面的相互关系。安全是永恒的主题，无论怎么样的工程，安全重于泰山，安全没有保障，任何质量问题、经济问题必将失去支撑点，变得一文不值无从谈起。因此基坑围护结构设计一定要首先考虑基坑的安全
9、性，这同时也是结构设计的重要因素。作为设计者，在设计之前我们必须深入实地，调查研究，了解其所属的地理位置，经济，气候，地质状况等条件，通过查阅各种图集和规范来辅助完成设计的选型，以及对结构的布置和结构设计，通过不断的计算，严谨的验算来证明方案的可行性，最后使用AUTOCAD，PKPM，天正建筑软件等来完成绘制建筑施工图，结构施工图等一系列工序。通过这么一个完整的设计，可以加深我们队建筑设计规范，手册，标准图的印象。正确使用并认知这些图集，对我们以后的工作也将产生深远的影响，同时也能提高自己的综合技术水平。此次课题将会是学生时代最后的总结，也是以后工作最初级的锻炼，对自己即将从事的行业有一个深刻
10、的了解，能够在工作中更好地完成任务，得心应手，成为有用之才。主要参考文献1同济大学等编房屋建筑学中国建筑工业出版社,20052东南大学、浙江大学等编土力学中国建筑工业出版社，20053华南理工大学、浙江大学等编基础工程中国建筑工业出版社，20084朱慈勉主编结构力学（上册/下册）M高等教育出版社，20045建筑地基基础设计规范GB5000720026张立人主编建筑结构检测鉴定与加固M武汉理工大学出版社，20107应惠清主编土木工程施工（第二版）M北京高等教育出版社，200978滕智明，朱金铨编著混凝土结构及砌体结构（上册）（第二版）M北京中国建筑工业出版社，20039混凝土结构设计规范（GB5
11、00102002）S中国建筑工业出版社，200210建筑结构荷载规范（GB500092001）S中国建筑工业出版社，200211建筑地基基础设计规范GB500072002S中国建筑工业出版社，200212建筑制图标准GB/T50104200113宁波市行业标准宁波市建筑桩基设计施工细则（2001甬DBJ0212），2001宁波14欧新新等主编建筑结构设计与PKPM系列程序应用北京机械工业出版社，200515梁兴文，史庆轩编土木工程专业毕业设计指导科学出版社，200316地基基础设计计算与实例M北京人民交通出版社，200817建筑地基基础设计常用资料速查手册M北京地震出版社，200618SOIL
12、MECHANICSTECHNOLOGYMARCUSMTRUITT,PEPROFESSOROFCIVILENGINEERINGTEXASAIUNIVERSITYPRENTICEHALL,INC,ENGLEWOODCLIFFS200419FINITEELEMENTMODELINGOFSHALLOWFOUNDATIONSONNONLINEARSOILMEDIUM，ZHANG,JIAN,TANG,YUCHUAN，STRUCTURECONGRESS07,200720VICTORLSTREETEREBENJAMINWYLIEKEITHWBEDFORD,FLUIDMECHANICSNINGHEDITION,MCGRANHILLBOOKCOMPANY,2003
