岩土工程的安全度上

工程实践中的

岩土工程安全度问题

（岩土工程师继续教育讲座）

(上)

同济大学高大钊学习了工程安全度的理论和技术标准中有关安全度的各种规定之后，下面将进一步讨论工程实践中的岩土工程安全度问题。讨论工程安全度的控制与风险、影响岩土工程安全度的因素，包括体制的因素和技术的因素。岩土工程是全过程的技术服务，包括勘察设计阶段的安全度控制、施工与运营阶段安全度的实现及可能存在的风险分析。讲座内容一.岩土工程安全度与主体工程结构安全度二.在岩土工程勘察、设计工作中，对安全度的控制三.在工程施工和运行过程中，安全度的实现四.岩土工程的风险评估与控制一.岩土工程安全度与主体工程结构安全度1.岩土工程是主体工程的一部分，岩土工程的安全度需与主体工程安全度协调、安全等级的协调、安全储备的协调、设计原则的协调。2.上部结构的恒载和可变荷载最终由基础传给地基，地基基础设计必须与上部结构设计相协调。3.岩土与主体结构的协同作用，设计时如何考虑岩土作用于结构的荷载和土的变形对结构物的作用。岩土工程安全度与主体工程安全度的

协调一致性定义极限状态－承载力极限状态与正常使用极限状态，地基与建筑物作为整体考虑极限状态R－抗力函数；S－作用函数极限状态方程R＝S安全度控制方法两者之比称为安全系数K＝R/S两者之差称为安全储备Z＝R－S设计原则定值法－单一安全系数法、容许应力法、多系数法概率法－分项系数法、全概率法现行规范的主体工程结构设计原则主要采用分项系数法现行规范的岩土工程设计原则是多种设计原则并用因此，岩土工程设计时必须特别注意设计原则的一致性。岩土满工程沾与上眯部结坟构设叔计的雕关系地基你基础洋与上该部结忽构无典论在害使用半功能丽、荷直载传轿递或叼者建晴筑施甚工方鸭面都并是不免可分顽割的寨整体权。设计领时从失上部者结构郑到地祖基基其础，忽逐步醒传递耻荷载变，始狠终保悄持各餐部分间构件斜的静棕力平瓦衡和吓满足塌强度您变形路的要稼求。从技趣术上搏和体琴制上搂讨论松岩土宾工程致与上疯部结惑构设猾计的伞关系火。技术受上如粮何协揪调不腰同的孤设计在原则恐？由于蕉技术丈发展例的侧稻重面畏不同差，上渔部结模构和榆地基廉基础貌的设盐计方贞法处脉于不及同的波发展叶阶段鞭。上豆部结秆构比迈较早住地开计始实低行了茧向概运率极劫限状云态设挨计的祥过渡吓，而羞地基准基础绿则仍御处于毁总安方全系朵数设半计阶多段，悔甚至晒有些惭部分赤尚停选留在宴容许堤应力巧设计肆阶段炸。国公际上半是如练此，往我国攀亦是基如此撤。实际娇设计污工作衬需要员上部订结构江和地搁基基弃础实蝴行统货一的耕设计幻玉方法乏，统棋一的挡荷载遣规定哈，统善一的屡安全唇度衡抹量标题准。目前叹由于宏上部晓结构畅与地牌基基驳础设计原则光的不统岛一，盈各种锦规范跨执行境不同膝的荷贷载规块定，守设计端值与晋标准奴值混廊用；须不同蒸规范还按不圣同的尚安全烦度标帝准建底立评址价体沈系，追给设进计人绘员带鱼来太屿多的槐麻烦低，造躁成很车多误堡解。扔其结母果是谎要么务可能清造成急浪费今，要绵么可章能造累成潜宅在的丸危险骄。上部佣结构帽设计争验算咏承载缺力时颂，荷尤载统撤一地择采用勇设计创值，愈抗力专采用售材料爬的强哗度设蹲计值益，没沸有任竹何的闯悬念索。地基努基础叫设计陵中，眨验算姨地基漆承载纺力问趟题时触，由贿于地乏基承渴载力拐采用鹊的是竞容许叔值，戴要求惑荷载赢取值赠，即勉基底森压力乡丰必须湖采用曾标准阻值。顾但验男算基县础结父构的注承载塑力时根，由么于材悉料强诉度用票的是裳设计此值，功荷载咏取值震必须界也采勇用设啄计值诸与之嚼匹配遵。单桩父承载俘力验盼算时扁，对握于验赤算由哨地基银土对眨桩的熊支承偿所构芳成的除承载墙力，端与之羞相应循的轴途力是膊标准纠值，辈但由敬桩身弹强度观构成拍的承劲载力球验算宁时必匪须用惨轴力债的设裂计值斯。因犁此用解下面续的公止式计锤算时辟标准穗值与脆设计团值的鹅不同骡取值才和不古同的桶适用笼条件弦。有人箱问，柿根据霸对单诉桩极魄限承丙载力颠的估鹊计，捐计算牌桩的秋静载骆荷试揉验的爪最大倦试验超荷载昏时，迁如何缓验算弃试验辛荷载牲是否典会破烦坏桩路身？单桩麻极限凳承载述力50聋00认kN，用软最大具试验册荷载50狂00做kN验算制桩身削强度言，桩碧身材渔料强饰度用我设计瓦值还穷是标敬准值败？？？跟？在基赤坑工独程设裙计时篮，问煌题与递地基刃基础扮设计路正好机相反恼，由摄土的里强度塔指标波计算召得到坡的土罪压力派是标页准值傅，围精护结细构的设内力陆也是容标准赔值，汤但围涉护结淹构的爱材料桐强度剖却是卡设计绵值。在地旧基基偶础设绣计时英，设击计表替达式煎两端提不匹颤配会尾造成贱浪费饰；而阅基坑订工程状设计惭时，斧设计低表达议式两岂端不肤匹配己则会揉造成扫安全暮度下援降。荷载济与抗腾力没邻有匹亭配的滚案例基本数据基底擦面积去44评71播平方贤米高层公建筑勒地上冠29返层，约地下电3层基坑境面积饮26密00熄平方只米基坑毁周边啄长2车60m开挖险深度肺12琴.3窜5m地下宴连续风墙厚凝60检0mm俊，深2礼4m四道献支撑谋，第棵一道蚊钢筋铃混凝魂土支膜撑，宵其余买三道6珍09mm良1驾2m董m的钢托支撑基坑其围护甚结构剖面支撑或的位沾置插入招深度地面孔施工陶荷载坑底云注浆胸加固垮塌尘的一户角围护华结构坦失效挂的后果约4坡0m长的咬围护创结构莫后倾垄，墙萌底向呜内翻巧，基味坑底缎土体御隆起支撑性结构询体系漏失稳级破坏邻近鹅道路割塌陷俩，塌庭陷面想积约烧50疑0平斜方米，最深敢处6睛～7m，滑动勺体后虽座切榴口竖欺直平把整煤气欧管破腹裂，以煤气呜大量写外溢切断低两根拔光缆畏干线破坏驰电力跟电缆聪、电杆车电程缆、忌自来兽水管陈与下贸水管联道大面默积停侮气、刷停水合、停愈电，掉交通谋中断连续岭墙后仍倾，圈支撑析挠曲相邻犁路面止下沉回填劈燕黄砂慢抢险事故坐有预兆监测岛数据创显示鼻，事需故发寻生前冶二周暮，邻吉近道缩慧路沉这降速评率最址大已袭达1役5cm遭/d事故脂前一烧天的爬半夜室，发骡现基拳坑底板部出将现土窗的局芽部上鞋涌，食钢支软撑发睛出吱耍吱声落音上午躲7时映，事示故突潜然发谊生对事腥故原码因的分析支撑税与连诞续墙戒之间灰直接哪连接旨，没奴有设逢置围柿檩，分由于船支撑斯与围叼护结封构不旬正交插，无蹈足够旺承受师剪力租的构位造节讲点支撑腥连系晌杆节息点设赌置不麻当，稻连系胳杆形拦同虚痕设插入冶深度恨不足丑和围崇护结希构强坦度不弃足施工羊超挖箩，未俗做注版浆加忘固监测箱未及香时报嫁警管理歇混乱棵，对搭事故撕预兆霸不重严视，寇没有泪及时友处理事故牌发生添后，淡对设盈计计翻算书衫进行溪复核喝的结岔果表练明，党设计坦安全吐度不坛足。用土驰压力斩计算面得到班的围浑护结号构内村力－山弯矩盈、剪逆力是齐什么帅性质店的作摆用取薪决于假计算芝土压剧力所虹用抗享剪强塑度指歉标的羽性质睛。如果础采用肺抗剪板强度失指标待标准吵值计含算的细土压粱力，浴其设量计属浅性是芽标准蜓值。该工负程计透算土毙压力掌所依湖据的砍现行糟规范泼所给己出的叙抗剪规强度计指标通是标盯准值攀。因此斤，设说计表档达式绘中的科作用抬是标英准值公，但挽根据任钢筋稠混凝暂土规忽范，吨设计分表达识式中宴的抗尼力项翼是用截混凝共土的的抗拉缸强度阔设计赏值和嗓钢筋裙的抗闪拉强秩度设异计值林。这样患的设鸟计表犁达式帖存在砍什么榆问题因？作用辉是标拆准值克，抗厌力是奖设计域值，聪是荷横载未云乘大伪于1的分待项系浇数。围护牙结构倾设计轨安全茂度不烧足的杰原因透是设捆计表苹达式肢两边葵的作艰用与管抗力灿不匹部配；地基霸基础举设计利时，各确定吊浅基渠础的角平面警尺寸逮、桩破数等旨地基件设计贫项目蜓采用数定值育法，佳包括酿容许糟应力挨法和牌总安捎全系析数法待。例匀如地扮基承敞载力舌特征悟值（况容许娘值）臣、单蛋桩极宁限承称载力体处于寨安全钟系数除得单炕桩承哗载力溉特征久值（职容许塑值）老。抗力须的性霸质是望容许怕值，寄标称堵标准携值或什特征杀值；碑因此绑，荷吊载应尽采用保标准态值。如果趣荷载普误用桐设计裂值，押设计复的安反全度伞过高共。确定庙浅基霜础的起高度章、基鸡础配壮筋、橡筏基码结构迷设计孙、桩洞身强推度验丛算、却承台些结构候设计历等项犁目采姜用分事项系兔数描告述的希设计混表达特式。因此屈，抗撒力采层用设范计值房诚；荷模载也驶采用观设计灿值。如果精荷载霜误用饺标准胆值，面设计猎的安呆全度快将会道过低挠，偏智于危怒险。由于克我国重现行赤的体博制是节勘察常与设析计分怪离的铲体制摘，地华基基垮础的领设计基工作跪和地米质资丹料的僵调查订工作挖是分斧别在立两个疮不同仔的专背业、兼不同身的单土位来怖完成菌的，迅并以嘉勘察壮报告贺作为晕勘察盒与设数计工小作交冻接的亡法律聚文件臭。这种塌体制捉造成真勘察俯人员摄不了椅解设贱计的奇要求稼，勘承察工票作带岸有某很种程螺度的织盲目烫性；蓝设计滔人员稼对勘趁察报拾告结殿论的基过分并依赖还，地遣基基欢础设鹅计的库过分杨简单秘化，炉都对弯工程卖安全港度控省制产鞋生非迈常不侧利的杆影响鉴。上部陡结构祸荷载育最终烤由基阴础传带给地禽基，疯地基伏基础怠设计贵必须迫与上今部结倦构设忠计相介协调地基窝基础捆设计亩，包绵括地社基持蛋力层其承载量力计蠢算、绝软弱单下卧悼层验灾算、打沉降锡计算进、基读础结竟构验拨算所林用的呜荷载寇，必品须是护上部底结构必设计谊的结耍果，京包括聚柱或劈燕墙根泥部的塌竖向未力、捧水平匆力和条弯矩劈燕。按每徒层的气荷载患估计棋值计夏算的寸结果扮，只唤能供始编制扎勘察赚方案依之用堆，不叛能用谱以做奏地基渗基础舞设计拜。岩土惰作用奇于结狼构的斧荷载绍与盛岩土程的变域形对放结构罪物是出一种餐作用有些蜓结构愈物（限如地谅下室预、隧诉道、餐支挡题结构槽、堤振坝结龙构）卡设计显时，劲岩土狮（包龟括岩厦土层垃中的粮水）和作用钩于结财构物忘的荷味载成念为控目制设局计安颤全度悬的主土要荷碍载，摔包括厌土压佣力、掏水压乳力、天浮力留、扬萍压力魔。注意死这些搂根据鞋土力斩学原句理计大算得层到的炎荷载岁，按沃其性弹质是克标准倾值，弄不能古直接哥与结庸构抗挨力（旬其性疤质是忽设计剂值）规进行饿比较北。岩土淘的变哈形是吉建筑扎物的纵正常助使用挑极限赌状态政验算您的“笨作用忧”，算也是斤造成况建筑领物承嘱载力饰极限纱状态醋的“甩作用袋”之针一。建筑尤物承苏受变剥形的舞能力属，即应允许喘变形所值，障是极默限状惩态验劲算时狐建筑乱物的楼“抗为力”眉。规范捆中的导允许控变形巴值，椅有些洒是正坊常使夺用极涝限状钻态验益算的佣抗力俘，有叛些则还是承番载力善极限具状态怠的抗芦力。建筑悄物变马形控页制与路承载载力控扭制的警主要动差别露是什犬么？变形移控制疑的作极用是云地基汽施加泼于建痛筑物嗽的变沫形；而建吗筑物需对变内形的删抵抗盟能力价与结衣构体汪系的句类型办、结馋构的矮刚度涂、建器筑物颂的体黎型、唇平面材与立秃面的路布置燥形式漏等建岩筑、膨结构洋因素爽密切腥相关旺，确讯定允融许变芽形值弹是最疯困难任的，域现行工规范季总结疗的大帆多是衡四十赛年前有的经湾验数辈据。关于银变形踪蝶控制糊的典怨型案信例上海织展览移馆留庭下的肤话题发生融在上同一世巡寿纪五帐十年示代的沿故事沉降拳了1联60慎0mm的大瓜厦秆是纯怎么慰了？颂？上海和展览改馆总高洁九十还六米一九磨五四赠年五稿月开籍工当年汁年底逼平均请沉降匹六十散厘米一九舅五七扁年六血月实吐测最大梁沉降案一百观四十峰六厘比米最小漆沉降畜一百腐二十雅二厘剩米沉降~时间曲箱形斥基础烧的基本宰数据箱形樱基础制高度钓：7m基础适平面狼尺寸折：46挨.5m4息6.辉5m抛m埋置辈深度奋：0.锐5m基础珠底面便总压掩力：13副0kP议a持力泛层的钢载荷调试验曲线从载累荷试兄验曲夫线上棉取用百的地掘基容而许承斗载力干为：勿15怨0kP遇a19很53年1寒0m浅孔剖甲面第一淋层填想土，则0.曲24殊~0灯.5m第二书层黄斯褐色衡粉质螺粘土耀，坚生硬至掌可塑根，0甜.9即6~达1.盆16m第三像层棕岗黄色阴粘土勤，可志塑，竹1.蓝60粮~2论.6胆0m第四绘层灰牲色粉劈燕质粘但土，稻可塑咸，2爱.2真~6迁.3m第五原层灰夺色粘俊土，效可塑秘，未晋钻穿展览刊馆邻介近的地质遗剖面事宁后排诸遥葛亮如果辉当时说计算畅了沉深降就旬不敢愚这么妈做了只由供持力忧层承杯载力贿控制舰，下艺卧层广的地阿基承浪载力指没有绵满足撒要求过大黄沉降鞠是由栏超大溉面积邻的基挽底荷乎载引铲起的沉降凡验算折的重跑要性只满近足持古力层确承载裂力还走不够退，需蝴要考被虑下妹卧层涨的承面载力超大陵面积爱荷载您必然晚引起软超量遗的沉赖降展览伍馆沉薯降的发展施工京期间殊沉降麦速率稍：5.鹿4mm莫/d桃~3鲜.4故mm扩/d施工道完成勇后一抄年：0.杏7mm握/d施工阔完成腾后二舒年：0.台3mm姻/d施工身完成荡后三赞年：0.桑1mm份/d46年后串，20花00凉年8未月，对展银览中悉心进窄行抗代震鉴假定时泽，实测阿建筑讲物的螺倾斜为3糕.7‰。由于娱水准济点已组不复片存在伤，无仿法知坛道最陷终沉耽了多粱少，泛遗憾检！为什部么沉劲降那钥么大？基础雷底面周压力陕大，恭土中及应力电水平陈高基础棕面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－标逐准差周；－第陵一类葬错误危的界飘限值岸；－第倚二类理错误矿的界朴限值洗；

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，锚同杆间盾距2m。发生回群锚悦破坏第一漂道锚挑杆被遍拔出宋，桩耻折断48根，缴桩折征成三贞段，遍断在徐第二度、第恋三道决锚杆洋处。第二粥、第渴三道号锚杆封锚头参拉脱误，腰拼梁扭蜜断。坑边苦堆放难的30惠0t钢材晃连同争桩和旱土体忍一起舍滑向由坑底距。事故睛原因荷载庙计算厌错误锚杆树的拔围力由伍土压姑力计匀算求绳得计算死土压泼力的落基本忘假定虾是平肆面应滔变问钩题计算末任意医断面1延米碧长度伟的土目压力然后裂，按鄙照结茂构物粘的长凉度确学定土借压力麻合力根据桌这个浆工程渴的具车体条暂件，干锚杆板在基慕坑长边度方圾向的巷间距律是2m。按土佛压力惰计算幸的结缴果应翠乘以2，再室除以3，得业到每矮根锚葛杆需卵要承鞠受的裕拔力瓦。但设呼计者写没有骡乘以2，直托接除覆以3作为抹每根油锚杆柳应承炒受的该拔力兆。拔力速少算面了一为半，菠将工貌程变线为一椅个群赌锚的彼极限棉试验榆。方案强选择咽不当信的案脱例方案精对安作全度吊的控邀制是幸全局勇性和危关键吓性的萝环节线。在软贞土地说区采禁取放脖坡深洪开挖缎方案段的案沸例夯扩有桩的括使用姨不当茶的案右例引水遵箱涵谊深开页挖失县稳由4慢孔箱墨涵组博成，盖单孔铺尺寸员为3移.2雪5m3为.6赛0m帅，因穿祸越河伪流而届深埋诞，深宫埋段座总长旧75m地面含标高凤＋4侄.2触~4咱.7m，设计年基坑勇底面偶标高浊－5修.3法3m，开挖域深度储近1退0m10嘱m深的钻放坡多开挖福的基封坑的券失稳果事故按三阿级放鼓坡，村从上帮至下阵依次呜为1:目1.盟5密、滑1:织2和1弃:3忌，变妖坡处拐留1陪.0m宽的温马道二级揭轻型盾井点尖降水采用蜜水冲煌法施蝇工，用泥浆访沉淀璃池设理置在骡基坑眯顶部纯南北矛两侧经，距拘基坑删外缘茫12m～涝15常m滑坡裹发生识在挖诞到基增坑底柔面，危浇筑亿垫层奸后，滋正在现绑扎虎箱涵芳的钢汗筋时没有军进行粉任何斑的位狂移观灶测，鸡因此住没有筑发现昏滑坡驱的预替兆，桂突发砖性的务事故塌入也基坑械中的袭土方眉50瞧00贴立方朋米，泥面使涌高隶6m第一北级井幸点向跨基坑征中移薪动1耗3m土层挤的工崇程性土层名称层底标高厚度内摩擦角(°)粘聚力kPa黄褐色粘性土+1.50m2.7m11.327.6灰色淤泥质粉质粘土－3.60m5.1m14.010.4灰色淤泥质粘土－8.90m5.3m9.711.71.在软安土地希区，10袜m的深祥基坑看采用站放坡鸭开挖钢方案惭，整池体稳纠定性庭安全及度控寄制相杂当困拢难2.采用叮高压砍水冲副法施怕工，印在坡超顶设谷置沉阔淀池捷，加王大了飞地面狂荷载煮；高冤压水届对坑匀底土苦的扰毒动影雷响难臣以估溪计3.采用凤1:佛3的带缓坡记，误培以为菜坡率狼平缓旗就不丢会发家生滑拌坡破删坏其实滩在坡婆面非润常平君缓的才条件状下，育滑动朋的形唱式是洒深层河滑动茫，以假中点跳圆的梯形式咱破坏抬。4.对挖绑方边写坡的胞失稳到规律蚀没有篇充分纳的认腾识卸载共引起豪负的炸孔隙粥水压否力，遣产生演强度逐较高呼的假扇象，稳随着工负压淘的消草散，犁土的吼抗剪持强度往降低预，滑传坡并腾不发侨生的庸开挖负的同搞时，垦而滞竟后一包定的耍时间5.没有帜进行殊必要密的边跨桩位碧移监多测加载披与卸察载的绘比较夯扩吵桩方粗案使割用不艺当在20世纪90年代圆初，苗岩土律工程菠界开