1、毕业论文文献综述土木工程骆驼新城D1D3地块基坑围护设计（方案一）一、当前基坑围护设计现状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，传统方法主要为勘察，设计，施工，监测（事后，施工期间），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。现在主要采用的设计计算方法有放坡体系的土坡稳定计算方法；刚性围护体系的滑动稳定和抗倾覆稳定计算方法；柔性围护体系的计算方法（文献1）。但是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
2、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的内力和变形。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
3、的实例。目前新方法尚未能作为围护本方法，多作结构设计的基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。二、围护类型现阶段基坑围护的主要类型有放坡体系围护、柔性支护体系围护和刚性支护体系围护。放坡开挖是选择合理的基坑边坡以保证在开挖过程中边坡的稳定性，包括坡面的自主性和边坡的整体稳定性。柔性围护结构常采用钢筋砼桩，此结构是依靠桩足够的入土深度和桩的抗弯能力来维持整体稳定和结构安全。刚性围护结构在工程中使用的较多，常采用深层搅拌法，有时亦采用高压喷射注浆法形式，水泥土与其包围的天然土形成重力式挡支挡周围土体，保持基坑边坡稳定，深层搅拌水泥土桩重力式围护常用于软粘土地区，开挖深度约在6M
4、以内的基坑工程（文献1、2）。三、设计计算方法介绍现在基坑围护主要采用的设计计算方法有放坡体系的土坡稳定计算方法；刚性围护体系的滑动稳定和抗倾覆稳定计算方法；柔性围护体系的计算方法。基坑支护结构设计计算方法主要有极限平衡法、土抗力法和有限元分析法3类。目前土抗力法中的弹性地基反力法的应用日益广泛。该方法取计算宽度的围护墙作为竖直放置的弹性地基梁，支撑（或锚杆）简化为弹簧。基坑外侧的主动土压力呈梯形分布坑内侧的土体用刚度系数为常量的土弹簧模拟，在线性共同作用弹性地基反力法中，基坑内、外侧的土体均用刚度系数为定值的土弹簧模拟。弹性支点法和线性共同作用弹性地基反力法对工程实际都作了较大的简化，特别是
5、对地基土的水平基床系数过于简化，仅考虑其随深度的变化，而没有考虑随围护墙水平位移的变化。实际工程中，土体与基坑支护结构是一个相互作用的体系，土抗力与支护结构位移的关系是非线性的。因此学者们研究出了各种非线性弹性地基方法。（文献13）但是大量的工程实例表明，设计中还是存在着许多问题，究其原因可归结为以下两个方面1）计算以强度和稳定性为主，忽略变形控制上面提到，当前的设计方法是以极限平衡理论为依据。实际上大多沿用传统挡土墙设计计算方法，它只能进行强度和稳定性计算，无法提供基坑围护结构设计所必须的变形值。所以基坑设计计算均以强度和稳定性为主，而并未研究解决在边坡失稳之前的变形过程。但在当前的基坑工程
6、中，由于周边环境保护的要求越来越严格，基坑变形控制已成为重要的设计内容。基坑的允许变形和水平、垂直位移的计算是一个较建筑自身允许沉降和沉降计算更为复杂的课题，又是基坑工程，尤其在软土地区和工程地质、水文地质复杂地区无法回避的问题。基坑工程仍然必须满足稳定性和变形两方面的要求，与基础允许沉降有所不同在于基坑工程的允许变形往往主要取决于周边环境的要求，按变形控制已成为许多基坑工程设计的基本依据。可见，现行的设计方法并不能完全考虑基坑工程实际应考虑的问题，这样设计结果与实际工程的工作状态就必然产生差异。2）设计多以经验估算为主由于基坑工程的复杂性、不确定性以及对围护结构所承受水土压力认识的局限性，迄
7、今为止对基坑围护结构设计还没有一个成熟的理论和计算模式，未形成完整的、具有普遍指导意义的设计理论体系，使得基坑围护结构的设计计算仍过多地取决于经验，随意性较大；另一方面，由于土力学发展水平所限，有些实际问题土力学理论尚无法解决，在研究运用中不得不对土的性质作了许多不符实际简化或假定。（文献46）四、深基坑主体围护结构的施工1支护体系选择的影响因素基坑平面的几何尺寸，开挖深度，防水抗渗要求；地下工程的类型、特点，建筑物基础结构及上部结构类型场地的工程地质及水文地质条件；基坑围护结构所受的土压力、地面超载等因素；基坑周边建筑物、道路、地下管线、市政设施、附近水域状况及对基坑施工的特殊要求等；施工技
8、术、降排水方法、施工作业设备、材料等对基坑支护结构的适用的可能性根据可行性、安全性、工期、造价进行综合比较，优化选择围护结构方案类型。2一般基坑支护结构施工的要点根据地质及水文地质、结构设计、周围环境、施工条件等确定控制地层位移的技术标准。根据标准确定安全、合理的施工程序及施工参数。主要包括以下几条对基坑进行分层分段开挖，且先架设支撑后开挖；每层开挖施工中，同时开挖的部分在位置上及深度上，尽量保持对称，避免围护结构承受偏载；制定支撑围囹的施工质量要求，及已经架设的支撑的保护措施；合理组织场地内的材料堆放，限定基坑边的超载；对于要进行降水的基坑，制定出降水排水堵漏措施，保证基坑内外土压平衡；合理
9、搭配开挖设备、运输设备，保证开挖的顺利进行；加强对基坑开挖全过程的监控，进行信息化施工。3基坑降水的影响为保证由于基坑的开挖而不会对周围地层产生太大的影响，必须严格控制基坑降水、排水的设计和施工。基坑在开挖过程中，无论是人工还是机械施工，都对坑内土层的含水量有一定要求，在地下水位以下施工时难度很大，必须在开挖前进行降排水处理。五、深基坑围护方法的发展趋势纵观我国深基坑围护现状，各种维护方法的发展将会出现以下趋势。（1）随着国家经济建设发展，在515年时间内，房地产开发势必由“虚热”逐步变为实热，基坑围护工程也将随之升温，出现真正的“基坑热”。与此同时，基坑围护工程所暴露出的问题也将更多，更复杂
10、，本文所提到的各种围护方法并存局面将继续维持较长时期。（2）传统方法的应用范围和工程应用概率将急剧减少，特别在深、差基坑中会十分少见。（3）改良方法在喷锚网支护法业已推广开来的地区将出现应用范围及工程应用概率缩小的趋势，但在未推广喷锚网支护法的地区会继续发展，尤其在这此地区的深、大、差基坑中将具有压倒优势。（4）深基坑喷锚网支护法有如异军突起，方兴未艾，将在更大范围内得到推广应用，出现逐步取代传统方法和改良方法的趋势。尽管人们对该方法尚因不甚了解而持有疑义或异议，还在等待和观望，尽管该方法本身从设计计算理论到施工工艺及专用设备机具尚有若干需探讨、改进和完善之处，理论落后于实践的情况十分突出，尚
11、需编制相应的可资遵循的设计、施工规范和规定，需培训专业设计、建造及管理工程技术人员，和专业施工队伍，致使其推广应用的速度和范围受到一定影响。但随着采用该方法所建造的工程越来越多，随着各级政府机关如深圳市建设局，广东省建委及杭州、北京、武汉等地建管部门和许多建筑工程界著名专家、学者大力支持和倡导，在经受市场经济优胜劣汰的选择和考验中，岩土深基坑喷锚网支护法将以更快速度在全国范围内逐步取代传统方法和改良方法，这是不以人们主观意志为转移的总的趋势。（5）锚钉墙法将进一步受到研究、设计人员重视。但目前在我国仍处于在试验、研究、积累经验阶段，距大规模推广应用尚有一定距离。（文献57）六、主要参考文献1东
12、南大学，浙江大学，湖南大学，苏州科技学院合编，土力学中国建筑工业出版社，2008年12月。2莫海鸿，杨小平主编，基础工程中国建筑工业出版社，2009年7月3龚晓南主编，深基坑工程设计施工手册，北京中国建筑工业出版社，199874曾国熙等主编，地基处理手册，北京中国建筑工业出版社，19985华东水力学院土力学教研室主编，土工原理与计算，北京水力出版社，19806深基坑工程集成智能系统及土钉墙性状研究杨育文袁建新中国科学院武汉岩土力学研究所199867JEBOUELS,FOUNDATIONANALYSISANDDOSIGNM,MCGRANHILLBOOKCOMPANY,19828EWBRANDRP
13、BRENNER,SOFTCLAYENGINEERINGM,ELSEVIERSCIENTIFICPUBLISHINGCOMPANEY,1981,AMSTERDAM9MATSUIT,SANKCFINITEELEMENTSLOPESTABILITYANALYSISBYSHEARSTRENGTHREDUCTIONTECHNIQUEMSOILSANDFOUNDATIONS,1992,321597010SOILMECHANICSANDFOUNDATIONENGINEERINGMBVGONCHAROV,VLKOGAN,AKHENIKEEVVGKHAZINANDVNYAKOVLEVNOVEMBERDECEMBER,1993
