基坑工程课程设计范文篇1

关键词：深基坑支护、设计与施工、建筑工程

一、概述

目前的建筑工程深基坑支护设计和施工还存在着很多不够完善的地方,本文针对建筑工程深基坑支护设计和施工现状,进而提出了深基坑支护工程中存在的诸多问题,在设计上对基坑支护设计单位、设计方案的提交、坡项堆载、结构施工临建的布置等的要求进行了明确说明;在施工上对施工方案编制与下发、施工过程控制、地下水控制等进行了详细阐述。

二、深基坑支护工程特点

1、深基坑支护工程具有很强的差异性和个性。工程地质和水文地质条件的不同，自然条件（如降雨）的差别，都会造成基坑支护工程的差异性。即使是同一城市，不同区域也有差异。同时，深基坑支护工程还与基坑相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的位置、抵御变形的能力以及周围场地条件有关，使得每个基坑都要根据具体情况具体分析，进行专门设计。

2、深基坑支护工程是风险性较大的临时工程，具有较高的事故率。深基坑工程一般都是临时工程，安全储备相对较小，造价较高，不确定因素较多，建设单位往往不愿投入较多的资金，因此风险性较大。深基坑工程施工周期长，从开挖到完成地面以下的全部隐蔽工程，常常经历多次降雨、周边堆载、振动等许多不利条件，安全度的随机性较大，事故的发生往往具有突发性。

3、基坑工程具有很强的综合性。深基坑支护工程是岩土工程、结构工程及施工技术相互交叉的学科，是多种复杂因素相互影响的系统工程。它涉及土力学中强度（或称稳定）、变形和渗流三个基本课题，三者需要综合处理。有的基坑工程土压力引起支护结构的稳定性问题是主要矛盾，有的土中渗流引起土体破坏是主要矛盾，有的基坑周围地面变形是主要矛盾。

4、深基坑支护工程具有较强的时空效应。深基坑的深度和平面形状，对深基坑的稳定性和变形有较大影响。在深基坑设计中，要注意支护结构的水平位移和土压力分布具有明显的空间效应。作用在支护结构上的土压力会随着时间变化，蠕变将使土体强度降低，使土坡稳定性减小。故基坑开挖时应注意其时空效应，必要时可以进行三维分析。

5、深基坑支护工程具有较紧的工期要求和很高的质量要求。抓施工工期，不仅是施工管理上的要求，对减小基坑变形、减小基坑周围环境的变形也具有特别的意义。由于深基坑开挖的区域也就是将来地下结构施工的区域，甚至有时深基坑的支护结构还是地下永久结构的一部分，所以，必须保证深基坑支护工程的质量。

三、关于支护结构的计算方法

3.1、等值梁法

单支撑(锚拉)埋深板桩计算，将其视为上端简支、下端固定支承，变形曲线有一反弯点，一般认为该点弯矩值为零。可把挡土结构划分为两段假想梁，上部为简支，下部为一次超静定结构，其弯矩图不变，该法称为等值梁法。实践表明，等值梁法计算板桩是偏于安全的，实际设计计算常将最大弯矩予以折减，折减经验系数为0.6～0.8。等值梁法基于极限平衡状态理论，假定支挡结构前后受极限状态的主被动土压力作用，但不能反映支挡结构的变形情况，即无法预先估计开挖对周围建筑物的影响，故一般仅作支护体系内力计算的校核方法。

3.2、弹性地基梁的m法

基坑工程弹性地基梁法取单位宽度的挡墙作为竖直放置的弹性地基梁，支撑简化为与截面面积、弹性模量和计算长度等有关的二力杆弹簧。弹性地基梁法中土对支挡结构的抗力(地基反力)用土弹簧模拟，地基反力的大小与挡墙的变形有关，即地基反力由水平地基反力系数同该深度挡墙变形的乘积确定。但是，工程实践表明，在软土中的悬臂桩支护计算采用m法，计算位移与实测位移有很大差异，实测位移是计算值的好几倍。另外，m法无法直接确定支护结构的插入深度，通常假定试算有很大的随意性。

3.3、静力平衡法

静力平衡法亦称自由端支承法，该法假定围护结构是刚性的，并可绕支撑点转动。围护结构的前侧产生被动土压力，后侧产生主动土压力。静力平衡法适用于围护结构的入土深度不太深即底端非嵌固的情况，此时围护结构由于土压力的作用而达到极限平衡状态。利用墙前后土压力的极限平衡条件来求插入深度、结构内力等。

四、动态设计和施工

深基坑工程是土体与围护结构体系相互作用的一个动态变化的复杂系统，仅依靠理论分析和经验估计是不够的，要加强施工中的监测和动态设计工作。监测是基坑工程施工中的眼睛，只有作好监测工作，才能看清施工方向，了解和预测整个基坑工程系统变化的趋势。当出现险情预兆时，可做出预警，及时采取措施；当安全储备过大时，可及时修改设计，削减围护措施，提高设计与施工水平。

五、施工中遇到的问题

5.1基坑边坡坍塌

这种情况一般发生在基坑施工阶段和基坑支护施工刚结束不久。在某工地,基坑支护刚完工不到两天,边坡从上至下整体坍塌,长度达50余米。究其原因,支护施工单位没有经过合理的设计,也没有严格按设计施工,从坍塌的坡面看,尽管是土钉支护,但是没有按土钉支护规范进行。大多数土钉没有注浆,只是打了一些孔把钢筋去;有些土钉虽然注了浆,但是孔内浆体没有注满;有些土钉孔位置根本没有打孔,只是将土钉杆体直接击入土体。

5.2附近建筑物变形

在城市建设中,很多基坑紧邻建筑物,处理稍有不当,附近建筑物就极易变形。一般来说,建筑物变形都是其地基沉降引起的。建筑物出现较大变形后,不仅危及楼上的居民或工作人员的安全,而且也对在施的工程造成威胁,使得工程难以继续进行下去。

5.3边坡水平位移较大

一些基坑边坡水平位移较大,达到4cm以上,并且经监测,水平位移还在继续加大。面对此种情况,结构主体施工单位停止了地下主体施工,业主不得不立即召集基坑支护设计、施工单位和专家对基坑重新进行稳定性分析,并就出现的问题提出处理措施。

六、正确的解决方法

对于深基坑支护设计和施工必须加强管理,要做好深基坑支护设计和施工,需从以下几

方面着手解决：

6.1设计应全面考虑深基坑支护的设计依据和条件,这是做好深基坑支护工程的前提条

件。

6.2深基坑支护应重视设计,加强对设计的全面管理;投标时应单独提供基坑支护设计。

6.3基坑支护施工是工程得以安全、顺利进行的保证,应加强施工过程控制。

6.4地下水是深基坑支护的大敌,应重视对地下水的控制。同时,作为宝贵的地下水资源,应限制盲目、过度的抽降。

6.5深基坑支护设计和施工管理目前还没有得到人们的充分重视,做好深基坑支护设计和施工管理对减少甚至杜绝基坑工程事故、规范建筑施工必将起到积极的推动作用。

基坑工程课程设计范文

关键字：深基坑；变形；控制

Abstract:ingeotechnicalengineering,howtoensurethatdeepfoundationpitconstructionsafety,andreducethefoundationpitconstructiononthesurroundingfacilitiesandconstructioninfluencehasbeenisanimportantresearchsubject.Therefore,thedeepfoundationpitconstructionprocessandthesurroundingthebuildingdeformationmonitoring,understandandmasterthedeformationlaw,researchhowtotakeeffectivemeasurestostrengthenthedeepfoundationpitenclosurestructure,eliminatethedeepfoundationpitconstructiononthesurroundingstructureeffect,ensurethesafetyofconstructionisaverymeaningfulwork.

Keyword:deepfoundationpit;Deformation;control

中图分类号：TV551.4文献标识码：A文章编号：

1引言

在岩土工程界，如何确保深基坑施工安全，同时减低基坑施工对周围设施和建筑的影响一直是一项重要的研究课题。因此，对深基坑施工过程和周围建筑的变形进行监测，了解和掌握变形规律，研究如何采取有效措施强化深基坑围护结构，消除深基坑施工对周围结构影响，保证施工安全是一项很有意义的工作。

2深基坑施工变形分析

2.1深基坑施工对周围环境的影响

深基坑施工过程中，会对周围环境造成一定的影响，主要表现为

(1)由于基坑开挖造成地下水位下降，同时需要修筑基坑维护设施，会造成基坑四周土体的不均匀沉降，从而影响周围建筑物的安全稳定以及市政管线等的有效使用；(2)结构和工程桩若采用挤土桩或部分挤土桩，施工过程中挤土效应将对邻近建(构)筑物及市政管线产生不良影响；（3）深基坑施工会产生大量的土方需要外运，大量的运输车

2.2深基坑施工变形分析

一、基坑围护结构变形分析。基坑围护结构变形是基坑施工过程中需要重点监测的项目，也是影响最大的变形类型。在深基坑开挖初期，支撑会在土体开挖后安装或是安装的支撑未及时对上部土体施加合适强度的预应力，此时维护结构变形呈现弧形，中间部位的变形量最大，同时，坑外的土体也会出现不同比例的沉降；伴随着基坑深度的增加，在基坑上部的围护结构提供对坑边土体支撑的数量和刚度相应增加，刚度的增加有效的控制了围护结构上部水平方向的位移，此时围护结构的变形呈现深层向内凸出，而主要的变形增量位于深层开挖面附近，此时基坑外部土体的沉降规律也发生了显著变化，整体呈现凹槽型，沉降的最大值在距坑边一定距离的位置，不再位于墙边。

二、基坑土体变形分析。基坑土体的变形主要表现为土体的沉降变化。其原因主要是因为:在深基坑的开挖过程中，基坑的围护结构会发生刚性位移和一定的挠曲变形造成土体沉降；深基坑底部土地由于荷载的释放，造成土体的塑性隆起回弹和翻砂管涌，引起整个区域土体受力状态的失衡；因降水导致墙外土层固结和次固结沉降，以上几种原因是在施工过程中无法避免的必然会造成坑外土体沉降的原因。

三、基坑底部土体膨胀变形分析。基坑底部土体膨胀变形主要是由于基坑开挖的卸载效应造成的，坑底回弹及隆起是土体竖向卸载效应改变了坑底土体初始应力状态的反应。当基坑开挖深度不大时，坑底土体在卸载后产生竖向弹性回弹，坑底弹性回弹的特征是坑底中部隆起较高，当基坑开挖到一定深度，基坑内外的高差不断增大，基坑内外高差所形成的加载条件和各种地面超载作用，就会使围护结构和坑外土体在不平衡力的作用下向坑内移动，进一步对坑内土体生侧向推挤，从而使坑内土体产生向上的塑性隆起，同时在基坑周边产生较大的塑性区，引起地面沉降。

3、深基坑施工变形全过程综合控制

3.1深基坑施工变形源头控制

深基坑施工变形源头控制主要分为四个方面的措施:围护结构施工变形控制、基坑支护结构方案优化、坑内被动区地基加固、被动区压力注浆。围护结构施工变形控制应采用地下连续墙、加筋水泥土搅拌墙、钻孔灌注桩。一级、二级基坑在围护结构施工期间应进行施工监测，采取以优化施工参数为主的施工措施，控制由围护结构施工所引起的地层位移对周围环境产生的影响。基坑支护结构方案应考虑设计、施工、环境保护及经济性等因素，在施工的过程中，根据实际的地质条件以及槽壁稳定性、土壤张力等的变化，对基坑围护结构的设计方案、开挖进度控制方案等做合理的调整和优化，以保证变形在可控范围内；坑内被动区地基加固一般采用坑内超前降水加固和水泥土搅拌加固两种方法实现，以提高被动区土体的强度、减小坑底土体的隆起变形

3.2深基坑施工变形的路径隔断控制

深基坑施工变形的路径隔断控制主要采用坑外地基加固和坑外隔离桩墙两种方式实现。坑外地基加固主要针对坑底围护结构为地下连续墙的深基坑，为防止在成槽过程中连续墙体失稳而出现局部或整体坍塌，需要在基坑开挖阶段，用水泥土搅拌对槽段两侧地基进行加固。该法对槽壁浅层土体水平方向上的移动和表面土体在垂直方向上的沉降控制具有很好的治理效果。

3.3深基坑施工变形对象保护和加固

深基坑施工变形对象保护和加固的措施主要有两种，一种是主动加固法。该方法需要在施工前预测深基坑开挖对周围建筑和市政设施的变形影响，采取灌浆、设置水泥土搅桩等方式，对周围对象进行主动加固，提高周围建筑基础的稳定性和抗变形能力，降低深基坑施工对其产生的变形影响。另一种方法是边施工边治理方法。在深基坑施工过程中密切监测施工对周围建筑和邻近结构带来的变形影响，当基坑变形和周围建筑物变形速率加快、变形量接近境界范围时，要采取建(构)筑物的地基进行跟踪注浆加固或是对建筑物基础进行加宽或加深、静压桩托换、灌注桩托换等措施对建筑物基础进行补强加固或是采取对建筑沉降较小区域进行降水，人为的加速土体固结，使得建筑物产生沉降，保持整体的沉降处于同一水平等方式，降低深基坑施工对周围建筑物和邻近对象的变形影响，提高工程安全性和稳定性。

4工程实例应用

某公用建筑，框剪结构，桩基础，场地面积6756，地下三层、地上15层，基坑坑底设计标高5.65m，基坑开挖深度9.75m～11.75m。附近有一深基坑正在施工，分两个标段ABC段基坑底标高-0.75m、CD段-2.2m，其支护形式为桩锚支护。通过工程地质勘测结合工程周边实际情况，本案基坑支护设计分别采用了放坡＋土钉挂网喷面、桩锚＋止水帷幕、桩锚＋支撑体系联合支护方式等几种形式。

基坑主要部分工程的施工方法如下：

（1）钻孔灌注桩施工：成孔采用旋挖钻机，吊车下笼、导管法灌注混凝土。

（2）搅拌桩施工：搅拌桩采用PH-5B搅拌桩机施工。

（3）单管高压旋喷桩施工：采用专门的机械施工。

（4）冠梁、混凝土内支撑施工穿插在其它工序间进行，有条件的，即安排作业。采取人工破除桩和挖槽，打素混凝土垫层，安装侧模，绑扎钢筋，再浇筑混凝土。

（5）基坑监测点的设置随冠梁的完成而布置完成，监测开始。基坑顶排水系统同时施工。

（6）预应力锚索用专门的锚杆钻机成孔，人工完成后续作业。采用二次压力注浆，养护、制作腰梁（强度达到70%），再张拉锁定。

（7）土方开挖采用机械方式开挖，人工辅助修坡。二个作业区的土方开挖，分别按各自的锚索或土钉层数进行分层开挖，其中垂直开挖区分为2层开挖，放坡开挖区分为5层开挖。每层开挖深度为自然层（锚索或土钉）下50cm。

目前项目正处于施工的关键阶段，从现场情况施工监测情况看，在施工初期，基坑底部土体的膨胀变形以及基坑边坡修筑的水平方向的位移明显，随着钻孔灌注桩、搅拌桩、单管高压旋喷桩施工的不断完善，变形得到了有效的控制，同时预应力锚索和土钉的使用对侧向水平位移的控制也起到很好的效果，设计整体合理科学，达到了预期效果。

5结论

如何采取合理的方法和措施，降低深基坑施工对周围建（构）筑物的影响，把握深基坑变形规律，同时，提高施工自身的安全性和工程的安全稳定性，一直是岩土工程界重要研究课题。本文通过对深基坑的主要变形类型的分析，讨论了影响变形的因素，并给出了控制变形的措施，其内容对深基坑变形控制具有现实指导意义。

参考文献：

[1]白廷辉.上海轨道交通深基坑工程新技术与实践[J].地下空间与工程学报,2005,1(4):554-560.

[2]龚晓南，高有潮.深基坑工程设计施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1998.

基坑工程课程设计范文

深基坑工程支护技术是在深基坑施工过程中的辅助工程,支护技术已经取得了很多成功经验,但针对不同土质的工程性质及具体工程实践应用的深基坑支护问题仍是岩土工程所关注的问题。

土壁的稳定，主要是由土体内摩擦阻力和粘结力来保持平衡的。基坑支护工程是一种特殊的工程构筑物，它具有复杂性、可变性和临时性的特点。无论采用何种支护结构，对支护结构的强度、嵌入深度、支护受力及构造都必须进行设计和详细计算，一定要做到结构可靠、经济合理，确保安全。

关键词：深基坑；复合土钉墙；锚杆桩支护；技术发展；工程实践；土体失衡

[abstract]inrecentyears,withthedevelopmentofeconomy,theprogressofthesociety,ourcountrycitybasicconstructionscaleincreasegradually,high-risebuildings,undergroundbuildingandtunnelprojectsincreasedsubstantially.Inordertosavethegroundofspace,savetheland,makefulluseofundergroundspaceofthedeepfoundationpitengineeringwillincrease,whichmakesthedeepfoundationpitengineeringconstructionintechnologyandeconomicproblemsforthewholeconstructionplaysaveryimportantinfluence.

Deepfoundationpitengineeringsupporttechnologyisindeepfoundationpitconstructionprocessoftheauxiliaryproject,thesupportingtechnologyhasmadealotofsuccessfulexperience,butforthedifferenttypesofengineeringpropertiesandtheconcreteengineeringpracticeofdeepfoundationpitsupportingproblemisstillgeotechnicalengineeringissuesofconcern.

Thewallstability,arethemaininternalfrictionresistanceandsoilbptomaintainbalance.Foundationpitengineeringisaspecialkindofengineeringstructures,itiscomplex,changeabilityandtemporarycharacteristics.Whateverthesupportingstructure,thestrengthofsupportingstructure,embeddingdepth,supportandtectonicstresstothedesignanddetailedcalculation,besuretodoreliable,economicstructurereasonable,ensuresecurity.

Keywords：deepfoundationpit;Compositesoilnailingwall;Anchorpilesupport;Technologydevelopment;Theengineeringpractice;Soilimbalances

中图分类号：TV551.4文献标识码：A文章编号：

一、概况

拟建工程名称为北京大兴19#地，建设单位为北京绿地京城置业有限公司。本工程基坑属于深基坑，具有以下特点：

①基坑深度达16.0m，是名副其实的深基坑；

②基坑开挖面积大，平面面积约10000m2；

③周边条件相对复杂，基坑东南角为在建的俱乐部工程，东侧和南侧均有市政管线，西侧有一条河流通过，河边还有一条中水管线，基坑支护必须保证这些建筑物、构筑物和管线的安全，对基坑的稳定和位移控制要求很严；

④本工程地下3层，基坑施工工期长，工程还要经过雨季，同时存在这周边堆载、振动、施工不当等许多不利条件。针对本工程基坑的以上特点，对于大面基坑和与俱乐部相邻部分边坡，支护形式的选择是本项目研究的内容。

二、复合土钉墙支护支护设计

基坑设计深度16.0m，边坡放1:0.3的坡，沿基坑深度方向，设置土钉和预应力锚索11排，其中第3排、第7排为预应力锚索，其余各排为土钉，土钉为钻孔灌注钉，梅花形布置，水平间距为1.5m，竖直间距1.4m，第一排土钉距地面1.2m，见表6.1，每排土钉的端部之间通过加强筋相连，加强筋与土钉焊接在面层内钢筋网片外。面层采用φ6.5@150×150钢筋网，喷射混凝土，混凝土配比为水∶水泥∶砂∶石子＝0.5∶1∶2∶2，厚度8cm。

表6.1复合土钉墙支护土钉和预应力锚索设计表

复合土钉墙基坑支护立面图

复合土钉墙土钉、锚索与面层连接图

三、支护锚杆桩支护设计

结合本工程的条件，对与俱乐部相邻处边坡的锚杆桩进行设计。

1、参数选择

(1)土的平均容重取=19kN/m3；

(2)自俱乐部基坑底开始做桩，俱乐部地上5层地下1层，根据甲方提供的资料，其均布荷载取q＝160kN/m2；

(3)计算中略去土壤内聚力C，取内摩擦角φ＝35；

(4)基坑设计深度7.1m，第一次挖土深度H1=4.5m。

(5)桩设计直径D=800mm，间距L=1500mm。

(6)桩的砼标号采用C30。

(7)锚杆倾角α＝15°，钻孔孔径d＝0.15m。第一层锚杆设在地面下0.5m深处，一桩一锚，即间距1500mm；第二层设在地面下4.0m深处，一桩一锚，即间距1500mm。

(8)根据基坑情况，本基坑侧壁安全等级为一级，γ0＝1.1。

自俱乐部槽底标高（±0.00m下9.06m，绝对标高32.84m）下0.30m开始做桩，桩中心距结构外墙1400mm（肥槽1000mm），设计桩径Φ800mm，桩长10.5m，嵌入深度3.7m，桩距1.6m，桩身砼为C25，配筋12Φ25，见图5.8、图5.9。桩顶设一道帽梁，将护坡桩连接起来，其断面尺寸为800×500mm。锚杆设在标高32.34m处，孔径为150mm,倾角为15°，一桩一锚，锚杆长20.0m，锚筋为3×7Φ5钢绞线，设计抗拔力为258kN，张拉荷载230kN，锁定荷载为200kN。

锚杆施工完一周后，按照设计荷载进行张拉，锁定在帽梁上。

桩间土采用挂网喷射砼的方法进行处理。铅丝网用“T”形的Φ16长500mm的钢筋锚在土上，钢筋的间距为1000mm。

图5.8锚杆桩剖面图

图5.9锚杆桩细部结构

四、主要创新点

通过工程实施，本课题主要包括以下创新点：

(1)在众多的深基坑支护的方法中，选择了合理、安全、经济的施工方案，对基坑支护进行了科学的设计，并采用安全合理的支护技术措施，确保以保证基坑开挖和基础施工能安全、顺利地进行，并不对周围的建筑物、道路和地下管线等产生危害。