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巖土工程典型案例范文第1篇

巖土勘察技術(shù)能夠通過對城市工民建項目現(xiàn)場所采集巖土情況的客觀數(shù)據(jù)進行準確的分析和測評，對城市工民建項目工程的設(shè)計和具體施工細節(jié)提供基礎(chǔ)依據(jù)。只有對巖土工程的勘察工作予以足夠的重視，才能使城市工民建項目的質(zhì)量得到保障，才能最大程度的避免工程質(zhì)量問題。巖土勘察工程大致可分為初步勘察、可行性勘察和詳細勘察三種。其中，初步勘察要根據(jù)具體工程初步的設(shè)計來進行;可行性勘察要根據(jù)工程方案的要求來進行;詳細勘察要符合工程設(shè)計的具體要求來進行。巖土工程勘察在任務(wù)上根據(jù)不同工程的不同勘察階段，也有著不同的具體要求，要準確并客觀的反映施工場地巖土的力學(xué)性質(zhì)、工程地質(zhì)條件等指標的參數(shù)值，并將反映出來的具體參數(shù)與工程前期設(shè)計、施工客觀條件等項目工程的現(xiàn)實要求相結(jié)合，完成對項目工程施工標準的測評，并及時客觀的提出工程中存在的不合理問題，研討出有針對性的、科學(xué)合理的具體措施或解決方案，保證項目工程的順利進行。

2巖土工程勘察現(xiàn)有問題

1)工程目標不明確。

在我國目前現(xiàn)有的大多數(shù)工程建設(shè)中，巖土工程勘察普遍存在著明顯的目標缺乏問題。城市工民建項目工程在建設(shè)過程中，因為缺乏明確的勘察目標，難以系統(tǒng)、高效、全面的解決在工程設(shè)計或施工過程中出現(xiàn)的各種問題。我國現(xiàn)階段出臺的《巖土工程勘察規(guī)范》對勘察過程做出明確規(guī)定。舉例來說:在巖土工程勘察的過程中，一定要根據(jù)工程的具體情況，確定并繪制包括工程所在地地形以及坐標的全部工程地區(qū)的總平面圖，以便工作人員在具體的施工過程中確定工程所在區(qū)域地面的高低平整狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)地基變形與否。然而，還是有相當(dāng)大的一部分工程在巖土工程勘察前期，對應(yīng)該收集的資料收集的不夠具體、全面，在對具體項目工程地面高低平整狀態(tài)不夠了解的情況下，草草施工，埋下了很多安全隱患。

2)實施方案不合理。

巖土工程的勘察方案是巖土工程可以正常開展最基本的部分，時刻影響著城市工民建項目的工程質(zhì)量和工程安全。隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和全球化進程的逐步加深，與工程建設(shè)相關(guān)的技術(shù)水平也隨之不斷提高，因此，巖土工程要在勘察的管理方面加大力度，才能緊跟生產(chǎn)力的發(fā)展需求，滿足越來越多的工程建設(shè)對巖土工程勘察的技術(shù)水平要求和質(zhì)量要求。然而，在新興企業(yè)逐漸增多、市場競爭日益激烈的今天，巖土工程勘察工作的競爭壓力也越來越大，經(jīng)常會出現(xiàn)多個勘察單位同時對一個施工項目進行工程勘察的情況。通常，施工單位為了保證將成本降到最低，會選擇報價最低的勘察單位，而這些報價較低的勘察單位在技術(shù)、設(shè)備和人員等方面存在弱點，也因此報價較低。選用這些勘察單位雖然降低了成本，卻會降低工程的勘察質(zhì)量。

3)人員技術(shù)能力差。

巖土工程勘察質(zhì)量的好壞，不僅取決于勘察過程中所用到的儀器設(shè)備的準確性和先進性，勘察人員的技術(shù)能力也是影響勘察質(zhì)量的重要因素?？辈烊藛T在進行城市工民建項目的巖土勘察過程中，如果對可能用到的勘察知識有所缺乏，或?qū)W(xué)過的相關(guān)勘察知識不能靈活的運用，不僅無法與不同領(lǐng)域的勘察人員進行全方位互補的內(nèi)部學(xué)習(xí)和交流，也無法系統(tǒng)全面的理解和掌握巖土勘察技術(shù)的現(xiàn)階段狀況和未來可能的發(fā)展，一旦出現(xiàn)比較嚴重的工程建設(shè)問題或面對較為復(fù)雜的工程時，就不能及時的應(yīng)用相關(guān)的勘察技術(shù)予以解決。相當(dāng)一部分從事巖土工程勘察的工作人員，不能在事前對工程資料有全面、系統(tǒng)、詳細的認識，沒有做到在事前對其分類和整理，以至于在施工的過程中捉襟見肘，在事后又沒有做到及時的總結(jié)整理，進而表現(xiàn)出各方面能力比較差的缺陷。

3巖土工程勘察問題的解決措施

1)加強工程管理。

巖土工程勘察對城市工民建項目以內(nèi)的工程建設(shè)有著非常重要的作用以及影響，因此，為了保證工程的使用安全以及質(zhì)量安全，針對現(xiàn)行巖土工程勘察過程中出現(xiàn)的一些問題，需要制定科學(xué)、系統(tǒng)、全面的措施，以強化巖土工程勘察的管理工作，根據(jù)具體的勘察內(nèi)容做出具體并且全面宏觀的管理，保證巖土工程勘察在工程建設(shè)中應(yīng)有的效果。比如，強化在巖土工程勘察過程中對收集到的資料的管理，對其進行系統(tǒng)全面的整合，以便勘察人員在具體的施工過程中，全面掌握工程現(xiàn)場巖土的全方面特性，減少勘察工作中不必要的工作量，提高勘察人員的工作效率與工作質(zhì)量。

2)利用先進技術(shù)。

將先進的巖土勘察應(yīng)用科學(xué)技術(shù)利用到具體的城市工民建項目工程建設(shè)中，既可以保證工程質(zhì)量，又可以提高工程效率。舉例來說:在具體的工程建設(shè)中，可以運用先進、高效的探測設(shè)備對具體工程進行操作，應(yīng)用適時集處理，既可以降低成本，又可以加快工程勘察速度并保證勘察質(zhì)量;還可以在獲取地質(zhì)界面的勘察設(shè)備中，將測試點進行加密處理，處理之后的設(shè)備可以在工程地質(zhì)的勘察工作中擁有更加完善的水平，解決在原來的勘察過程中劃分不夠準確等問題，提高在巖土勘察過程中勘察具體數(shù)據(jù)的可信度和準確性，有利于提高工程建設(shè)在質(zhì)量上的保證。

3)提高人員素質(zhì)。

除了技術(shù)層面和管理層面的問題，從事巖土工程勘察工作人員的素質(zhì)問題也是不容忽視的重要因素，勘察人員綜合素質(zhì)的好壞直接影響著最后勘察的數(shù)據(jù)的準確性，進而影響到工程質(zhì)量的高低。可見，提高勘察工作人員的綜合素質(zhì)，也是解決巖土工程勘察問題的有效措施，可以在一定程度上提高工程建設(shè)的質(zhì)量。因此，勘察單位要對從事勘察技術(shù)工作的人員進行知識更新以及技術(shù)培訓(xùn)，讓技術(shù)人員及時了解并認識到國內(nèi)外先進的相關(guān)技術(shù)與典型案例，定期組織人員進行相關(guān)方面的交流與討論，并為勘察人員提供實踐機會，讓勘察人員在最短的時間內(nèi)可以將新的先進技術(shù)應(yīng)用到實際操作中來，可以從側(cè)面提高工程建設(shè)的最終質(zhì)量。

4結(jié)語

巖土工程典型案例范文第2篇

摘要：介紹了廣東省江門市某地下車庫基坑支護設(shè)計案例,詳細介紹了該工程基坑支護設(shè)計及施工要點,分析了江門地區(qū)復(fù)雜基坑周邊環(huán)境下典型巖土條件適宜采用的基坑設(shè)計方案和施工注意事項,以確?；庸こ痰陌踩煽?為江門地區(qū)基坑工程設(shè)計提供參考經(jīng)驗。

關(guān)鍵字：軟土；被動區(qū)加固；復(fù)合土釘

Abstract: the article introduces the guangdong jiangmen underground garage foundation pit supporting design case, detailed introduces the foundation pit engineering design and construction points, analyzes the area around the foundation pit jiangmen complex under the environment of geotechnical conditions of the typical for the design of foundation pit construction scheme and matters needing attention, to ensure the safety and reliability of the foundation pit engineering, for jiangmen area provides reference for the design of foundation pit engineering experience.

Key words: soft soil; Passive area reinforcement; Composite soil nailing

吳遠亮，女，1981年2月出生，巖土工程專業(yè)，中級職稱，碩士，

朱遠輝，男，1959年3月出生，巖土工程專業(yè)，高級職稱，副總工，本科，

1 前言

一個優(yōu)秀的基坑支護設(shè)計要做到因地制宜，根據(jù)基坑工程周圍建（構(gòu)）筑物對支護體系變位的適應(yīng)能力，選用合理的支護形式，進行支護結(jié)構(gòu)體系設(shè)計。相同的地質(zhì)條件和相同的挖土深度，允許支護結(jié)構(gòu)變形量的不同，滿足不同變形要求的不同的支護體系的費用相差可能很大。優(yōu)秀的設(shè)計，應(yīng)能較好地把握支護結(jié)構(gòu)安全變位量，使支護體系安全且周邊建筑物不受影響，費用又小【1】。

本文通過江門市某地下車庫基坑支護設(shè)計案例,詳細介紹了該工程基坑支護設(shè)計及施工要點,分析了江門地區(qū)復(fù)雜基坑周邊環(huán)境下典型巖土條件適宜采用的基坑設(shè)計方案和施工注意事項,以確?；庸こ痰陌踩煽?為江門地區(qū)基坑工程設(shè)計提供參考經(jīng)驗。

2 工程概況及地質(zhì)條件

2.1 工程概況

東湖?君臨天下住宅樓項目位于江門市體育館南側(cè)，設(shè)一層半地下室，鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)擬采用鉆（沖）孔樁基礎(chǔ)?，F(xiàn)場地內(nèi)有95年左右已建建筑物基礎(chǔ)、支護樁和部分上部結(jié)構(gòu)。因此必須先對舊建筑物進行拆除。

本住宅基坑平面上呈不規(guī)則形狀，南北最大尺寸約75m，東西最大約85m，基坑?xùn)|面為東城村，地下室邊線距離村中三層小別墅的最近距離約為9m，基礎(chǔ)為天然基礎(chǔ)。基坑南面為江門市蓬江區(qū)國家稅務(wù)局，有8層主樓及7層和4層的副樓，為灌注樁基礎(chǔ)，地下室邊線距離房屋的最近距離約為16m。東面和南面距離基坑西邊為市政道路，基坑北面為體育館，為灌注樁基礎(chǔ)。地下二層底板面標高-7.40~-8.50m，基坑底標高為-7.90~-9.00m?；娱_挖深度為5.40~6.6m?；悠矫嬉妶D1。

圖1 基坑支護平面圖

2.2 工程地質(zhì)條件

場地位于江門市體育館南側(cè)，屬于山前沖淤積地貌。鉆探時孔口標高為黃海高程，在+5.39m～+10.60m之間，標高變化不大。場地上覆地層為素填土（Qml）、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層（Qmc）和粉質(zhì)粘土層（Qel），地層結(jié)構(gòu)較簡單。下伏基巖為（ε）混合巖【2】。

表1 場地主要土層及物理力學(xué)指標

3 基坑支護方案選取

3.1本工程主要特點和難點

本工程有以下幾個特點及設(shè)計難點：

基坑?xùn)|側(cè)相鄰建筑為3~4層的民居，且民居基礎(chǔ)為天然基礎(chǔ)，為重點保護區(qū)域。

基坑?xùn)|邊和南邊廣泛存在有2.5m~5m高的毛石擋墻，需考慮毛石擋墻的穩(wěn)定性及對本基坑造成的不利影響。

3、根據(jù)現(xiàn)場放線確定基坑西北側(cè)的舊地下室邊線與擬建地下室邊線距離較近，為了節(jié)省造價，此區(qū)域的基坑支護考慮最大限度的利用舊的支護樁，以節(jié)省造價。

3.2主要設(shè)計思路及設(shè)計方案

1、通過以上分析，本工程場地北邊、西邊和南邊部分區(qū)域分布有淤泥，因此采用攪拌樁止水+超前支護加強型噴錨的支護形式。

2、東側(cè)相鄰建筑為天然地基民居，為重點保護區(qū)段，采用樁錨支護。

3、根據(jù)現(xiàn)場放線確定基坑西北側(cè)的舊地下室邊線與擬建地下室邊線距離較近，根據(jù)舊地下室基坑支護設(shè)計圖紙，此區(qū)域內(nèi)支護設(shè)計利用舊的支護樁，并在開挖過程中在舊支護樁上做一排錨索。

圖2 基坑南面剖面圖

圖3 基坑西北面剖面圖

4 支護結(jié)構(gòu)計算

4.1 超載取值

1、基坑邊超載按規(guī)范取20KPa；

2、基坑?xùn)|邊的民居為天然基礎(chǔ)，因此需考慮其對基坑的影響，超載取45 KPa；

3、基坑?xùn)|邊和南邊的毛石擋墻按每米25 KPa計算。

4.2 計算結(jié)果

計算采用理正深基坑6.0PB1版本。

1、因基坑西北面我們采取利用已有灌注樁再新加一排預(yù)應(yīng)力錨索的支護設(shè)計，所以此區(qū)域計算的支護樁彎矩必須在一定控制范圍內(nèi)，最后我們通過調(diào)整錨索的間距及位置的方法，把支護樁的彎矩控制在已有的灌注樁可承受的范圍內(nèi)。

2、經(jīng)計算，目前的設(shè)計方案滿足基坑的整體穩(wěn)定性、抗傾覆穩(wěn)定性及抗隆起穩(wěn)定性。

5 結(jié)論

①東湖?君臨天下住宅樓項目實踐證明，在復(fù)雜環(huán)境下的深基坑支護設(shè)計必須具體環(huán)境具體分析。

②在城市建設(shè)日益重視地下空間的今天，本工程基坑支護方案具有一定的借鑒意義，工程經(jīng)濟效益和社會效益顯著。

參考文獻：

巖土工程典型案例范文第3篇

【關(guān)鍵詞】天然地基 補償基礎(chǔ) 地基承載力設(shè)計值

“假定計算條件為條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)寬度1.50m，基礎(chǔ)埋深1.00m，地下水位埋深0.5m?！痹谏虾５貐^(qū)做過基礎(chǔ)設(shè)計的同行們對這樣一句話應(yīng)該都非常熟悉。這是上海的地勘報告在給出天然地基承載力設(shè)計值時所設(shè)定的假設(shè)條件（幾乎每個地勘報告的假設(shè)條件都一樣）。但我們實際設(shè)計地基基礎(chǔ)時不可能總是碰到與假設(shè)條件相同的基礎(chǔ)，尤其設(shè)計地下車庫時，基礎(chǔ)埋深與假設(shè)條件相差甚遠。因此我們就要依據(jù)實際的基礎(chǔ)形狀、尺寸和埋深計算地基承載力設(shè)計值。那么這個地基承載力設(shè)計值應(yīng)該怎么計算呢？下面我就來說說我的做法，和在幾個實際工程中的運用情況，以供大家探討，希望能起到拋磚引玉的作用。

計算天然地基的承載力我們有兩種方法可供選擇。第一上海市工程建設(shè)規(guī)范《DGJ08-11-2010》第5.2.3條給出的土的抗剪強度指標法；第二國家標準《GB50007-2011》第5.2.4條給出的承載力修正法。現(xiàn)在我以馨雅名庭東地塊項目為例分別以國標法和上?？辜魪姸戎笜朔ㄓ嬎闾烊坏鼗休d力設(shè)計值來做一個比較。該項目天然地基設(shè)計參數(shù)如下表所示：

其地下車庫基礎(chǔ)底標高-6.2m，基礎(chǔ)埋深4.5m（計算至天然地坪），基礎(chǔ)持力層為③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層，地下水埋深0.5m。按國標法計算：fa=fak+得fa=69kPa；按上?？辜魪姸戎笜朔ㄓ嬎悖旱胒d=114kPa。2010版的上海市地基規(guī)范對地基承載力設(shè)計值的定義進行了些調(diào)整使其與國標規(guī)范的特征值的意義保持一致。從規(guī)范的有關(guān)條文我們可以知道上海規(guī)范的fd應(yīng)該等于國標規(guī)范的fa，或者二者從數(shù)值上應(yīng)該很接近。但對于我們這個實際的工程，其計算值幾乎相差了一倍。那么問題出在哪里呢？

我仔細檢查了每個計算步驟和每個參數(shù)的取值，確定計算過程無誤。于是我又查閱了上海市地基規(guī)范的條文說明、上海的巖土工程勘察規(guī)范等。發(fā)現(xiàn)其中關(guān)于fd的說明中均明確的指出是針對上海地區(qū)淺層土的承載力計算，其中上海地基規(guī)范的條文說明中列舉的典型工程案例更明確基礎(chǔ)埋深為1m的條件。我想這應(yīng)該是是問題的關(guān)鍵所在了，上海地區(qū)埋深1米左右廣泛分布的基本都是②層粉質(zhì)粘土層，而本工程基礎(chǔ)持力層為③層淤泥質(zhì)粘土層。上海規(guī)范所說的淺層土應(yīng)該就是②層土，而對于③層土，上海規(guī)范的抗剪強度指標法也許是不適用的。為了確定自己的想法，我與勘察設(shè)計人員進行了溝通，他們也認為上海規(guī)范所說的天然地基僅適用于②層土。而國標規(guī)范明確的給出了淤泥、淤泥質(zhì)土地基承載力的深度和寬度調(diào)整系數(shù)，因此采用國標規(guī)范法計算③層土的地基承載力設(shè)計值更適用。除了適用性的原因，由于地勘報告給出的地基承載力設(shè)計值進行過修正，而具體的修正方法沒被說明，因此即使采用與地勘報告給出的假設(shè)條件相同的條件，采用上海規(guī)范法計算的地基承載力設(shè)計值也會與地勘報告給出的值不一致。這是因為采用上海規(guī)范法計算地基承載力設(shè)計值會將地勘設(shè)計人員考慮的修正因素清除而產(chǎn)生錯誤的結(jié)果。因此我建議無論是②層土還是③層土，當(dāng)需要調(diào)整地基承載力設(shè)計值時，都應(yīng)采用國標法計算。因為國標法計算既簡潔，又能保留地勘設(shè)計人員對地基承載力設(shè)計值的修正因素。

補償基礎(chǔ)（或者叫浮基礎(chǔ)）的理論已經(jīng)提出100多年了，在工程運用上有許多經(jīng)典的成功案例，近年來為大家所熟知。其基礎(chǔ)承載力計算公式為：PG-σc-σw≤fa（其中σc為移去的土的自重壓力=，σw為穩(wěn)定水位的浮力=），將σc和σw的值帶入，并且稍微變化既可得出：PG≤fa++，采用土層平均重度替換每層土重度得：PG≤fa++。國標規(guī)范的基礎(chǔ)承載力計算公式為：fa=fak+（淤泥和淤泥質(zhì)土?xí)r），帶入的值則得：fa=fak+，考慮穩(wěn)定水位水浮力則：fa=fak++?？梢娧a償基礎(chǔ)的承載力與國標規(guī)范考慮穩(wěn)定水位水浮力的地基承載力設(shè)計值計算公式幾乎一模一樣。這又從另一方面證明了采用國標規(guī)范計算淤泥和淤泥質(zhì)土的承載力的適用性。

承載力計算的問題解決了，但很多工程師仍然懷疑③層土作為基礎(chǔ)持力層的可行性，因為③層土確實很軟，腳踩上去都會陷進去。這種擔(dān)心其實完全沒有必要。

首先從規(guī)范上來看，國標規(guī)范第7.2.1條這樣寫到“利用軟弱土層作為持力層時，應(yīng)符合下列規(guī)定：1.淤泥和淤泥質(zhì)土，宜利用其上覆土層作為持力層，當(dāng)上覆土層較薄，應(yīng)采取避免施工時對淤泥和淤泥質(zhì)土擾動的措施”?？梢娫跅l件滿足的情況下淤泥和淤泥質(zhì)土是可以作為基礎(chǔ)持力層的。

其次從工程經(jīng)驗上來講，早在1827年出版的《蒸汽輪機》一書中J.Farey就談到“即使地基土的稠度有如淤泥他也完全能支撐所承擔(dān)的重量。因為整個建筑物就像浮在水中的船那樣會浮在淤泥上面（這句話是引用人Golder添加的）?！崩醚a償基礎(chǔ)原理在軟土地基上建造建筑物的也很多。如：1780年在倫敦泰晤士河畔黑袍僧橋附近極軟的軟基上建造的Albion工廠；60年代，日本利用補償性基礎(chǔ)原理在大阪灣深厚軟淤上成功建成幾幢30層高樓；還有奧爾巴尼電話大樓等經(jīng)典的案例不勝枚舉。近年來我公司設(shè)計的多個地下車庫：如浦東新區(qū)新場鎮(zhèn)20街坊1/3，1/4丘商品房二期工程的地下車庫，保集美羅家園二期D4地塊、羅店大型居住社區(qū)北塊D1地塊動遷安置房的地下車庫，羅店西大型居住社區(qū)配套基地的地下車庫等均采用③層淤泥質(zhì)粘土層作為基礎(chǔ)持力層。這些工程上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)底的平均反力（包括頂板覆土重）均在40～70kPa之間，局部最大反力不超過120kPa，目前均已投入正常使用，均未發(fā)現(xiàn)任何猶豫基礎(chǔ)承載力不足造成的不良影響。

綜上所述，上海地區(qū)的③層土雖然是高壓縮性的軟土，但作為一種補償基礎(chǔ)來使用，作為一些純地下車庫的基礎(chǔ)持力層是完全能滿足使用要求的。而其承載力計算采用國標規(guī)范的承載力修正法更加準確適用。

參考文獻

【1】韓選江，補償基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)用的予力作用原理，基建優(yōu)化，南京，2005

【2】梅國雄，周峰，黃廣龍，宰金珉，補償基礎(chǔ)沉降機理分析，巖土工程學(xué)報，南京，2006

【3】GB 50007-2011 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范，北京，中國建筑工業(yè)出版社，2011

巖土工程典型案例范文第4篇

關(guān)鍵詞： 隧道開挖；支護結(jié)構(gòu)；有限元分析；

中圖分類號：U455文獻標識碼： A

Abstract:Through summarizing the research status of the tunnel construction at home and abroad, this paper expounds the elastoplasticity analysis of the supporting structure, emphatically discusses the stability analysis of the supporting structure research based on the theory of finite element in the tunnel construction.By the use of finite element software to simulate the tunnel construction, monitor the displacement of soil and supporting structure, combine with the monitoring results of the construction, to provide a reference for tunnel construction, so as to improve the efficiency and safety of the construction, in this respect, there are many worthy research directions in the future.

Key words: tunnel excavation; Supporting structure; The finite element analysis;

一、 引言

近年來越來越多的大城市通過建造地下隧道來緩解地面上的交通壓力，特別是在以軟土地基為主的上海。上海人口密集度高，為了緩解交通壓力，方便出行，上海的地鐵建設(shè)速度非?？欤送恻S浦江將上海劃分為浦東和浦西兩塊，為了方便兩片地區(qū)的交通運輸，江底隧道也逐漸增多，隧道施工的要求與復(fù)雜性也在不斷提升。

城市地下隧道施工，和一系列城市中的建筑工程一樣，大部分會出現(xiàn)一些施工問題。例如噪聲，環(huán)境污染，由于降水而出現(xiàn)地下水位下降和地表下沉，隧道冒頂?shù)鹊纫幌盗袉栴}。而隧道施工最常發(fā)生的事故是塌方，每次塌方，輕則造成財產(chǎn)缺失，重則導(dǎo)致數(shù)人甚至數(shù)十人死亡，并伴隨巨大財產(chǎn)損失，尤其是復(fù)雜地質(zhì)條件下的隧道施工，是隧道施工的重大危險源。例如2010年08月02日，深圳地鐵寶安中心站，工地風(fēng)井基坑土方開挖至12米深時，支撐脫落，維護結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，導(dǎo)致坑外土體涌入基坑，發(fā)生塌方事故。所幸塌方在夜間，所以并沒有造成人員傷亡，但是造成了巨大的經(jīng)濟損失，延長了工期也為周圍的居民帶來了不便。這些問題全部是關(guān)系到城市人群居住的環(huán)境以及安全問題。

在城市建設(shè)中如果想要避免這些問題可能帶來的災(zāi)害，可以結(jié)合其它相關(guān)案例的報告，通過施工前模擬，分析施工方案中的應(yīng)力，應(yīng)變，用所得到模擬數(shù)據(jù)，來指導(dǎo)施工方案的設(shè)計與進行，從而避免在施工過程中可能遇到的問題。

隧道施工中的問題已受到了許多人的關(guān)注，隨著中國交通建設(shè)不斷加強，在不同的地質(zhì)條件中開挖隧道也積累了一定的經(jīng)驗與成果，本文將總結(jié)一些國內(nèi)外基于不同方法對隧道施工所進行的研究，特別是在隧道施工中利用彈塑性原理所進行的相關(guān)研究，在此基礎(chǔ)上著重探討了分布施工，及基于有限元理論分析支護結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀，展望未來隧道施工中支護結(jié)構(gòu)的彈塑性分析所值得研究的方向。

二、 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.1 隧道施工研究現(xiàn)狀

世界上最早的人工交通隧道一直存有爭議，不過大多數(shù)都偏向于是中國的漢中石門[1]，由此可見，中國的隧道建設(shè)起源已久。我國對于隧道的研究從未停止過，在過去的20多年中更是突飛猛進，在2002年的國際隧道研討會暨公路建設(shè)技術(shù)交流大會上，中國工程院院士王夢恕認為中國是世界上隧道和地下工程最多、最復(fù)雜、今后發(fā)展最快的國家[2]。近十年的發(fā)展與研究證明了這一觀點，隨著中國的城市化建設(shè)不斷深入，隧道的發(fā)展越來越快，與其相關(guān)的研究也在不斷的擴大和深入，研究方法也在不斷的更新與提高，例如王紅峽等人[3]研究了不良地質(zhì)條件下隧洞施工技術(shù)。申玉生等人對大跨度鐵路隧道(洞口段跨度20m左右)施工過程的塑性區(qū)發(fā)展規(guī)律進行了深入的有限元數(shù)值分析。分析在隧道不同施工工序中塑性區(qū)的分布形態(tài)，通過大跨度隧道塑性區(qū)的分析，指出在施工過程中的圍巖應(yīng)力危險區(qū)域，指明圍巖支護及監(jiān)控量測的重點和難點，為大跨度隧道的施工提出警示信息[4]。

國外的隧道研究更多的是比較偏向于工程管理，當(dāng)然由于許多發(fā)達國家的城市化水平非常的高，作為城市建設(shè)中交通建設(shè)的重要一環(huán)，其在隧道施工方面的研究也處于很高的水平。Molinero[5]等人利用數(shù)值模擬，研究了隧道施工中水文地質(zhì)條件對隧道推進的影響，類似的Meschke, G[6]等人基于有限元方法來仿真隧道開挖過程中的相關(guān)因素，研究了在飽和軟土中隧道的推進問題。而Wu, Jian-Hong[7]等人實驗所得的不對稱垂直壓力和地表沉陷，表明不連續(xù)變形分析方法可以應(yīng)用于模擬復(fù)雜的不連續(xù)巖體隧道應(yīng)力和地表沉陷。

此外，一些學(xué)者對隧道穩(wěn)定性問題[8]，隧道襯砌結(jié)構(gòu)[9-10]，隧道支護體[11]，隧道開挖的地質(zhì)災(zāi)害[12]，隧道開挖時損失土體產(chǎn)生負載對沉降，土體應(yīng)力分布的影響[13]等與隧道安全性緊密相連的問題都做了一定的探索。根據(jù)大量工程實踐和工程試驗，發(fā)生在支護完成前的隧道工程破壞約占總破壞事件的80 %；而襯砌完成后的隧道工程破壞事件則極少。因而，隧道工程施工過程中尋求防止支護過程中完成前的破壞防治措施是首要任務(wù),而對已完成了支護施作的隧道工程破壞，采取診斷、加固、防止也尤為重要[14]。

2.2 分布施工的研究現(xiàn)狀

隧道工程的施工環(huán)境是在巖土體內(nèi)部，所以施工過程中不可避免地會對周圍的巖土體產(chǎn)生一定擾動，引起隧道周邊巖土體發(fā)生移動和變形。國內(nèi)外很多研究表明，在隧道施工中，如果注意開挖方式的選擇，都會一定程度上降低成本，加快施工進度，隨著我國隧道建設(shè)的不斷開展，分步施工的研究也在不斷深入[15-20]，而在軟土地基的隧道開挖過程中這一方法也是得到了利用，例如針對某工程典型的軟土地基深基坑土方開挖的施工難點,提出了解決該問題的“分步、分區(qū)、分層”措施方法[21]，同時也對施工技術(shù)進行了一些探討[22]，而李玉岐等人研究了基坑分步開挖誘發(fā)的滲流對作用在地下墻上的水壓力、土壓力及側(cè)壓力的影響.研究表明,隨著基坑每步開挖后坑內(nèi)外水頭的減小，使得主動區(qū)作用在地下墻上的側(cè)壓力越來越大，而被動區(qū)作用在地下墻上的側(cè)壓力越來越小，因而對地下墻的穩(wěn)定是不利的；快速施工則可以提高基坑工程的安全性[23]。因此，在基坑開挖過程中，實行“分層、分塊、平衡、對稱、限時”的土方開挖方法，嚴禁超挖，充分利用基坑開挖具有時空效應(yīng)的規(guī)律，嚴格控制基坑變形，確?；庸こ痰陌踩玔24]。

2.3 基于有限元理論分析支護結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀

有限元分析的基本概念是用較簡單的問題代替復(fù)雜問題后再求解，將函數(shù)定義在簡單幾何形狀的單元域上，將復(fù)雜邊界條件分割成單邊界，這是有限元法優(yōu)于其他近似方法的原因之一[25]，Shahin, H.M等人利用有限元分析方法，在一個新開發(fā)的圓形隧道設(shè)備中用有限元分析彈塑性的本構(gòu)模型，得出在相同體積的情況下，由于隧道開挖，表面土體的沉降和隧道周圍土壓力明顯影響隧道中的下部土體各點相對于表土的位移[26]。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，有限元方法漸漸越來越多的被用于各種結(jié)構(gòu)，工程施工的實驗?zāi)M，例如韋立德[27-29]等人利用有限元方法對三維錨桿進行了一定的研究，得出了較為精確的錨桿變形應(yīng)力規(guī)律。

與此同時支護結(jié)構(gòu)的基坑監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)在許多工程得到了應(yīng)用[30-35]，通過有限元模擬的方法，對要進行開挖的隧道基坑進行模擬[36-41]，預(yù)測土體的變形，預(yù)報出危險點，以便在施工過程中采取相應(yīng)的措施，Nagel, Felix 等人基于有限元方法用數(shù)值模擬模型，分析盾構(gòu)開挖隧道過程，實驗證明，由不同隧道推進過程中的參數(shù)可以預(yù)測隧道的地面變形和應(yīng)力，地下水條件等[42]。在復(fù)雜地質(zhì)條件中開挖隧道，即使是有良好的地質(zhì)調(diào)查，但因為當(dāng)?shù)氐膸r體結(jié)構(gòu)，其不確定性還是存在的，對于這樣的工程，一個可靠的預(yù)測，對選擇適當(dāng)?shù)拈_挖方式和支護方法顯得非常重要[43]。用有限元的方法，模擬施工，其優(yōu)點是在施工前就可以模擬各種開挖、支護方式的可行性及其優(yōu)劣，因而可以節(jié)省大量的成本。但是在實際應(yīng)用中，一定要建立合適的模型，劃分適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格，輸入正確的參數(shù)。只有這樣，計算模擬得出的結(jié)果才具有可靠性[44-46]。

近年來，Mohr-Coulomb模型不斷被完善改進[47]，大量的試驗和工程實踐已證實，Mohr-Coulomb 強度理論能較好地描述巖土材料的強度特性和破壞行為，在巖土工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[48]。在眾多利用Mohr-Coulomb模型的軟件中，ABAQUS最有代表性，利用非線性有限元軟件ABAQUS提供的二次開發(fā)功能，可以實現(xiàn)統(tǒng)一強度理論本構(gòu)模型的嵌入，以及采用該模型進行隧道開挖三維數(shù)值分析。結(jié)果表明:在ABAQUS中增加統(tǒng)一強度理論本構(gòu)模型[49-51]，豐富了材料單元庫，提高了計算精度和效率，而且，通過算例驗證和隧道開挖模擬，說明在巖土工程中，考慮材料的主應(yīng)力效應(yīng)，可以充分利用材料強度，指導(dǎo)工程實踐，節(jié)省造價[52]。

Pedro Alves Costa等人還利用p-q-θ臨界狀態(tài)模型用有限元法對軟土地基開挖過程中，對支撐前后的應(yīng)力進行了分析，對比模擬結(jié)果與實驗結(jié)果一致[53]。而利用有限元軟件ABAQUS建立模型，結(jié)合Mohr-Coulomb強度理論模擬在軟土地基的隧道施工中，基坑的分步開挖，監(jiān)測所布置支撐的應(yīng)力，位移變化，為施工提供理論依據(jù)，為類似的工程提供參考，在現(xiàn)階段這一方法有待進一步的探討與研究。

三、 總結(jié)

基于上述研究現(xiàn)狀，可以發(fā)現(xiàn)隧道開挖的研究一直是圍繞著施工方法，巖土與結(jié)構(gòu)的相互作用展開的，根據(jù)施工場地的水文地質(zhì)條件確定施工方法，然后由施工過程中土體與結(jié)構(gòu)的相互影響關(guān)系來確定所要采取的支護結(jié)構(gòu)。眾多的研究表明，選取合理的施工方法，通過對施工過程的模擬，監(jiān)測施工過程中土體應(yīng)力的變化，監(jiān)測支護結(jié)構(gòu)的位移應(yīng)力，進行有效的支護結(jié)構(gòu)布置，不僅可以保證安全性，而且可以大大的提高施工速度，節(jié)省成本，提高經(jīng)濟效應(yīng)。

施工方法的選取，與隧道開挖所處的場地的地質(zhì)條件密不可分，可以說，什么樣的場地都有其最適合的施工方法。軟土地基是上海特殊的地質(zhì)條件，它是由天然含水量大、壓縮性高、承載能力低的淤泥沉積物及少量腐殖質(zhì)所組成的土，指的是濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低的細粒土。它具有天然含水量高、天 然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、固結(jié)系數(shù)小、固結(jié)時間長、 靈敏度高、擾動性大、透水性差、土層層狀分布復(fù)雜、各層之間物理力學(xué)性質(zhì)相差較大等特點。因此在軟土地基中開挖隧道相比較其他一般性的地質(zhì)條件來講，增加了不小的難度。

隨著有限元方法的不斷推廣，人們將這種方法應(yīng)用到隧道施工的模擬中，結(jié)合不同的強度理論，可以近似的得到一些相關(guān)的參數(shù)，為隧道施工提供了參考依據(jù)，而隨著計算機的發(fā)展，有限元模擬軟件的開發(fā)，強度理論的進一步完善，使得這一方法應(yīng)用起來更加的方便，如今有限元分析方法已經(jīng)成為了隧道工程模擬的利器。

四、 展望

雖然國內(nèi)外在對于軟土地基中的隧道施工進行了一些研究，但是隧道基坑分步開挖過程中支護結(jié)構(gòu)由于施工階段土體應(yīng)力變化而產(chǎn)生的位移應(yīng)力的問題，目前只有很少的一些案例可供參考，而具體到軟土地基中基坑開挖工程中，開挖新的基坑對已經(jīng)開挖結(jié)束支撐結(jié)構(gòu)布置完成的基坑支護結(jié)構(gòu)的影響還沒有相關(guān)的研究成果。

綜上所訴，不良地質(zhì)條件下隧道工程的建設(shè)還有進一步提高的空間。利用有限元軟件，模擬隧道施工，監(jiān)測土體、支護結(jié)構(gòu)的位移變化，研究新開挖基坑對于臨近開挖完畢基坑的影響，用得到的相關(guān)數(shù)據(jù)和參數(shù)與實際結(jié)果進行比較，可以為支護結(jié)構(gòu)的布置提出依據(jù)，使支護結(jié)構(gòu)的布置更加安全，更加合理經(jīng)濟。

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巖土工程典型案例范文第5篇

關(guān)鍵詞：紅黏土；特性；工程問題；處理方式

武漢地區(qū)有較多的紅黏土地層，通過工程勘察實例資料，對武漢地區(qū)紅黏土的分布狀況、物理性能及復(fù)浸水特性的分析研究，提出武漢地區(qū)紅黏土地層面對的工程問題以及對紅黏土的處理方式、措施等。

1 紅黏土特性

1.1 紅黏土定義

紅黏土主要為殘積、坡積、沖洪積類型，因而其分布多在山區(qū)或丘陵地帶。這種受形成條件所控制的土，為一種區(qū)域性的特殊性土；為碳酸鹽系出露的巖石經(jīng)過土化作用形成的棕紅色、褐黃色高塑性黏土，其裂隙發(fā)育，液限一般大于50，具有明顯收縮性。

1.2 武漢地區(qū)紅黏土的分布狀況

與云南、貴州、廣西等大規(guī)模巖溶發(fā)育地區(qū)紅黏土相比，武漢地區(qū)紅黏土有其特殊性：隱伏于老黏性土層之下，自北向南分布有多條埋藏型可溶性碳酸鹽系灰?guī)r條帶，呈近東西向，與灰?guī)r條帶相對應(yīng)，其上部多分布有紅黏土地層。

1.3 武漢地區(qū)紅黏土的物理性能分析

1.3.1 通過區(qū)內(nèi)大量鉆孔和對灰?guī)r面上覆蓋廣泛分布的第四系殘坡積土層室內(nèi)實驗成果，以武漢江夏區(qū)金口某大型廠房項目為例，對其代表性土層自上而下分述如下。

1.3.1.1 紅黏土（地層代號⒀1）：棕紅色，該層呈飽和、硬塑狀態(tài)。其含水量平均值w=27.4%，飽和重度平均值γ=19.3kN/m3，天然孔隙比平均值e0 =0.818，塑性指數(shù)平均值 p=21.1，液性指數(shù)平均值 L= 0.16，壓縮系數(shù)平均值a1-2=0.17MPa-1，壓縮模量平均值Es1-2=11.2MPa。

1.3.1.2 紅黏土（地層代號⒀2）：該層呈飽和、可塑狀態(tài)。其w =32.9%，γ=18.7kN/m3，e0 =0.956， p =21.4， L=0.39，a1-2=0.29MPa-1， Es1-2=6.9MPa。

1.3.1.3 紅黏土（地層代號⒀3）：

該層呈飽和、軟塑狀態(tài)。其w=47.9%，γ=17.1kN/m3，e0=1.365， p=25.4， L=0.87，a1-2=0.61MPa-1，Es1-2=4.2MPa。

1.4 紅黏土的復(fù)浸水特征

區(qū)內(nèi)普遍分布有紅黏土（地層代號⒀1、⒀2、⒀3），紅黏土（地層代號⒀1），其Ir=1.86，而Ir’=1.70；紅黏土（⒀2），其Ir=1.87，而Ir’=1.70；紅黏土（⒀3），其Ir=1.90，而Ir’=1.77；Ir均大于Ir’，根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）（2009年版）表6.2.2-3判定，區(qū)內(nèi)紅黏土的復(fù)浸水類別為I類，即收縮后復(fù)浸水膨脹，能恢復(fù)到原位。

2 紅黏土面對的工程問題

紅黏土作為一類典型的特殊土，其工程性質(zhì)獨特，一方面具有高含水量，高塑性，高空隙比，密度低，壓實性差等不良物理性質(zhì)。另一方面卻具有高強度（紅黏土的CBR值（強度）較高，超過8%，甚至能達到30%），中低壓縮性的力學(xué)特性，在被普遍認為是比較好的天然地基和較好的天然材料的同時，卻因膨脹性，裂隙性與分布不均勻不宜作為填料，但大量廢棄帶來的浪費資源。廢棄紅黏土換填其它好的填料需要新征棄土場與取土場，在當(dāng)前環(huán)保要求不斷加強和用地日趨緊張的狀況下，廢棄換填的簡單辦法將越來越不可行，充分利用紅黏土是發(fā)展的方向與必然趨勢。

3 紅黏土地基處理方法和工程措施

3.1 天然地基

對于基礎(chǔ)埋深較淺的，滿足強度和變形要求，適宜做建筑物的天然地基的紅黏土層，在施工時，應(yīng)考慮地下水活動對紅黏土的水穩(wěn)性和工程性能的影響，應(yīng)采取防水保濕措施，防止浸水軟化、膨脹或失水干縮產(chǎn)生變形。

3.2 地基處理

紅黏土作為一種在武漢地區(qū)分布較廣泛的特殊土，一般情況下，上部紅黏土呈堅硬至硬塑狀態(tài)，下部紅黏土呈可塑、軟塑、流塑狀態(tài)，形成軟弱下臥層，在很多情況下無法作為天然地基，需要做地基處理，結(jié)合場地地層特點及武漢地區(qū)建筑經(jīng)驗，紅黏土地層可以選用以下幾種處理的方法。

3.3 CFG樁

紅黏土地基處理的方法可選用CFG樁，CFG樁建議以長螺旋鉆孔壓灌樁為首選施工工藝，因為長螺旋鉆孔壓灌樁施工工藝有如下優(yōu)點：（1）該樁型適用于紅黏土土質(zhì)，能在有縮徑的軟塑的紅黏土條件下成樁。（2）由于混凝土是長螺旋鉆桿中心壓入孔中，壓灌混凝土具有密實、無斷樁、無縮頸等特點（3）由于該樁型是連續(xù)壓灌混凝土護壁成孔，對樁孔周圍的土有滲透、擠密作用，提高了樁周土的側(cè)摩阻力，使樁基具有較強的承載力、抗撥力、抗水平力，變形小，穩(wěn)定性好。

3.4 紅黏土注漿施工工法

注漿法是指利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理，通過注漿管把漿液均勻地注入地層中，漿液以填充、滲透和擠密等方式迫使土體顆粒間或巖隙中的水份和空氣排出，經(jīng)人工控制一定時間后，漿液將原來松散的土?；蛄严赌z結(jié)成一整體，形成一個結(jié)構(gòu)新、強度大、防水性能好和化學(xué)穩(wěn)定性能好的結(jié)合體。對于紅黏土，地層從地表向下由硬變軟，相應(yīng)地土體強度及壓縮模量逐漸降低，壓縮性逐漸增大，靠近基巖 0.5～3.5m 范圍內(nèi)基本為軟、流塑土，其基本承載力不足 100kpa，須對軟塑紅黏土進行注漿加固。通過注漿填充液凝固后，具有的剛性和強度而改變巖層及土體的性狀，使巖土的變形受到約束，強度得到提高，從而達到控制地基整體沉降、減少變形的效果。

3.5 深層攪拌法

深層攪拌水泥土處理是利用深層攪拌機械在軟弱地基內(nèi)，邊鉆進邊往軟土中噴射漿液或霧狀粉體，同時，借助于攪拌軸旋轉(zhuǎn)攪拌，使噴入軟土中的漿液或粉體與軟土充分拌合在一起，形成抗壓強度比天然土高很多并具有整體性、水穩(wěn)性的樁柱體。該加固方法具有施工無振動、無噪聲、無排污、成樁快、成本低等優(yōu)點。采用水泥土攪拌樁法加固紅黏土將是一種不錯的選擇，并在紅黏土地區(qū)采用深層攪拌樁加固地基是可行的。在降低地基處理費用、縮短工期的同時，還可以得到良好的加固效果。

4 結(jié)語

紅黏土是武漢地區(qū)分布比較廣泛的特殊土。隨著交通、能源等建設(shè)的發(fā)展，這種特殊土已被越來越多的工程所遇到，并成為控制工程質(zhì)量的關(guān)鍵問題之一，根據(jù)紅黏土的特殊性，參照現(xiàn)有的紅黏土地基處理方法和經(jīng)驗，結(jié)合實際工程，采用合理、安全、經(jīng)濟的地基處理方法，為設(shè)計理論提供依據(jù)和經(jīng)驗。

參考文獻

[1] 張友福.論長螺旋鉆孔壓灌砼樁施工技術(shù)及質(zhì)量控制措施[J].中國科技財富，2010（8）.