（完整版）基坑工程设计研究

1、关注我 实时更新 最新资料基坑 工程设计研究摘要:本文概述了基坑 工程 的设计要点，针对基坑支护结构设计，地下水处理，土 的抗剪强度取值，土压力计算等问题进行阐述，结合某建筑基坑 工程设计作出分析，对基坑 工程设计进行探讨。关键词:基坑 工程;设计要点;探讨1 工程概况及设计具备资料某大跨度体育建筑 工程，采用钢网架结构，地下1层为设备层，地上2层为比赛训练馆及观众席。建筑面积约15000m2，建筑高度约30m，抗震设防烈度为7度，结构抗震等级为二级。地基基础设计等级为乙级，桩基础采用预应力混凝土管桩。基本风压值取0.7KN/m2。基坑 工程设计包括内容多，地下存在不确定因素，设计时需要 的资

2、料:岩土 工程勘察报告;建筑物总平面图及用地红线图;建筑物地下结构设计资料及桩基础或地基处理设计资料;基坑周边建(构)筑物，地下管线，地下设施及地下交通 工程等 的相关资料;基坑开挖深度(局部有加深部位须明确)等，上述设计用资料要求完整准确。本 工程地下1层设备层，大面积基坑开挖，且基坑开挖深度较深，因设备要求局部须加深，设计时应进行支护结构 的承载力，稳定和变形计算，基坑周围支护结构设计必须保证地下结构施 工及基坑周边环境 的安全。以下是针对设计过程中 的几个要点进行探讨性 的简述。2基坑支护结构设计基坑支护结构是在建筑物地下 工程建造时为确保土方开挖，控制周边环境影响在允许范围内 的一种施

3、 工措施。基坑支护结构 的形式很多，主要有桩，墙式支护结构，如水泥搅拌桩，钢板桩，钻孔灌注桩，地下连续墙等，这些支护结构设计计算较为成熟，且有施 工经验，适应性强，安全较为可靠;还有其他支护结构，如水泥土墙，土钉墙等以及其他复合使用 的支护结构，还要根据当地经验设计施 工。基坑支护结构 的功能是为地下结构 的施 工创造条件，保证施 工安全，并保证基坑周围环境得到应有 的保护。在进行基坑支护结构设计时，应从稳定，强度和变形三个方面满足设计要求。首先基坑周围土体 的稳定问题，不要因渗流 的影响，而造成流砂，流土，管涌以及支护结构，支撑体系等 的失稳，要有防止失稳 的措施;其次强度问题，支护结构本身

4、是主要受力构件，构件要能够满足强度和稳定设计 的要求;再次变形问题，在基坑开挖时，地层移动及地下水位变化，会引起地面 的变形，其变形值不大于基坑周边建筑物，地下设施 的变形允许值，并且不能影响基坑 工程基桩 的安全及地下结构施 工。本 工程采用基坑周围连续打钢板桩和外围打水泥搅拌桩复合使用 的支护结构，根据基坑开挖深度， 工程地质情况，周边建筑物分布，土压力大小等，进行支护结构设计，确定可行 的支护结构，从安全，经济，便于施 工等方面来考虑，并且设计能够满足稳定，强度和变形三个方面要求。基坑支护结构设计是设计过程重要环节，涉及到 工程经济及安全问题，至关重要，应在各方面有所考虑，做好 工程设计

5、，创出优质高效 工程。3地下水处理地下水控制是很重要 的，尤其在高地下水位地区，对地下水控制，是基坑 工程设计 的关键问题，如果地下水控制失效，就会引发基坑 工程事故。在地下水控制设计时，地下水位要控制在基坑面以下0.5m1.5m处;坑底突涌验算及坑底，侧壁抗渗流稳定要满足要求;要控制坑外地面沉降量及沉降差。基坑地下水位控制设计还要与支护结构同时考虑，由降水，排水和支护结构水平位移引起 的地层变形和地表沉陷要小于变形允许值。对于处在高水位地区，水文地质条件复杂，基坑周边环境保护要求高，特别对设计等级甲级 的基坑 工程，地下水控制需要专项设计。从基坑降水设计来说，单井降深计算通常采用解析法所用

6、的公式，使用须注意其适用条件，不能盲目使用，常见 的基坑降水计算资料，是一种较粗略 的计算，解析法不是精确 的;还有是数值法，其计算技术有了发展，应用在重大实际 工程中;设计等级甲级 的基坑降水设计，采用有限元数值方法。目前较多基坑 工程采用井点降水法优点是:可用于不同几何形状 的基坑，它有防止流砂，稳定边坡 的作用，促使土层固结，土层强度增大，边坡稳定性提高，在含水透水位土层实施 的一种行之有效 的方法。本 工程采用排水法 的井点降水，根据基坑开挖深度， 工程地质情况，周边建筑物分布等来选择，一方面考虑减少对周边环境 的不利影响，另方面尽量减少 工程造价，以达到安全，经济，适用效果。基坑施

7、工要采取排水降水措施，采用行之有效 的方法对地下水进行处理，特别应注重地下水控制。4土 的抗剪强度取值土 的抗剪强度包括内摩擦角标准值和黏聚力标准值，不同种土，采用不同 的试验方法来测定，同种土在不同排水，固结条件下进行试验，抗剪强度也是不同 的，试验条件 的选取要能反映土 的实际 工作状态，根据现场土体 的排水条件及固结条件来确定。对灵敏度高 的土，如软黏土，它受到扰动后强度下降很快，强度降低 的现象不能忽视，强度取值时应有所考虑。在室内试验确定土 的抗剪强度，会受到很多因素影响，包括土 的分层合理性，土样均匀性，操作水平等，如出现变异系数较大时，要分析其原因，增加试验组数，合理取值。土 的

8、抗剪强度是计算土压力 的重要参数，如果岩土勘察报告中，抗剪强度取值过低，就会导致基坑支护结构造价较高，造成浪费，取值过高支护体就会不安全，要根据基坑内各土层情况采用不同 的试验方法，确定土 的抗剪强度，使 工程设计既安全，又经济。本 工程设计等级乙级，结合试验成果进行综合分析，抗剪强度取值较为合理，使土压力值与实际值接近。5土压力计算土压力有主动土压力，被动土压力，静止土压力三种，其中主动土压力，被动土压力采用库仑或朗肯土压力理论计算，支护结构水平位移有严格限制，采用静止土压力计算。 工程中常用两种土压理论计算，即库仑土压理论和朗肯土压理论计算，这两种计算方法只是近似方法，与实测数存在着差异。

9、作用在支护结构 的土压力和水压力，砂性土和黏性土 的计算方法是不同 的，砂性土采用水土分算计算，黏性土采用水土合算计算，变形控制设计支护结构，采用支护结构与土体 的相互作用原理确定。刚性支护结构与相对柔性支护结构 的土压力分布情况是不同 的，计算土压力值应有区分，刚性支护结构土压力分布，采用库仑和朗肯土压力理论计算土压力值，而相对柔性支护结构土压力分布及位移较为复杂，土压力值一般采用现场实测，反演分析方法得出，所以说支护结构上 的土压力分布与支护体 的刚度及侧向位移有关。本 工程根据勘察报告中土 的抗剪强度，支护体刚度及位移，土压力分布，进行土压力 的计算，得出土压力值能够符合实际情况，计算值与实际值接近，确保支护结构 的安全，同时又不会造成浪费。6结语随着现代城市建设加快和经济发展，科学技术 的进步，有更多 的基坑 工程设计面临更高 的要求，既要安全可靠，又要造价经济，同时还要满足周边环境影响控制要求，因此基坑 工程设计应精心设计