土木工程基坑支護畢業(yè)設計解析

1、土木工程基坑支護畢業(yè)設計解析 摘要：基坑支護設計涉及理論知識范圍廣，經(jīng)驗性強；作為畢業(yè)設計選題時，設計過程中應側(cè)重于概念和方案設計。由于學生缺乏實踐經(jīng)驗，本文從方案選擇、設計計算、圖紙繪制三個大方面進行詳細剖析，解決了畢業(yè)設計實施過程中的難點和重點，為教師進行畢業(yè)設計教學提供幫助。 關鍵詞：土木工程；畢業(yè)設計；基坑支護；方案選擇 畢業(yè)設計是實踐性教學的最后一個環(huán)節(jié)，旨在培養(yǎng)學生綜合運用所學理論、知識和技能解決實際問題的能力?；又ёo設計是土木工程專業(yè)學生畢業(yè)設計的主要選題之一，從理論知識上涉及巖土和結(jié)構有關的多個學科1，能很好地鍛煉學生靈活運用大學期間所學的大部分專業(yè)理論知識。作為畢業(yè)設計，基

2、坑支護設計應側(cè)重于概念和方案設計，而不是施工圖設計。接下來，筆者將根據(jù)多年的設計經(jīng)驗及論文指導經(jīng)驗，就設計中需要解決的關鍵問題一一解析。 一、支護方案的選擇 支護方案的選擇是基坑支護設計的首要任務和核心內(nèi)容。基坑是一門區(qū)域性、個異性、經(jīng)驗性很強的學問2，支護方案千變?nèi)f化，與基坑深度、場地的工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件、基坑周邊環(huán)境、主體地下結(jié)構及基礎形式、基坑平面形狀及尺寸、施工的可行性及便利性等諸多因素有關。表1列出目前常見支護結(jié)構所有形式和使用條件3。根據(jù)基坑的實際情況，可在基坑不同部位采用不同的支護形式，也可采用上、下部不同結(jié)構類型組合的形式。因此，支護方案的選擇靈活性很大。學生在依據(jù)表1

3、進行方案選擇時，重點把握以下幾點：1.深刻理解所設計基坑的原始條件，如：根據(jù)建筑結(jié)構施工圖分析基坑深度和規(guī)模等；根據(jù)勘察報告分析場地的土質(zhì)條件和地下水情況；現(xiàn)場踏勘并結(jié)合總平面圖、地形圖及勘察報告、地下管線圖等資料綜合分析基坑周邊環(huán)境條件，并將上述基本信息一一列出。其中，對土質(zhì)條件和地下水條件分析時重點應根據(jù)土質(zhì)學與土力學等理論課程進行初步的、定性的判斷。基坑工程中，江浙滬地區(qū)土質(zhì)條件和地下水條件可歸為幾個大類：一是軟土類，軟土呈流塑狀，含水量大，但主要為結(jié)合水，降水困難，一般需真空井定點進行降水；二是可塑類至硬塑類粘性土，含水量較小，一般采用明排水即可，不需要采用井點降水；三是粉土、砂土類，

4、通常含水量較大，排水條件較好，需要進行井點降水；四是巖石類，主要為基巖裂隙水，因巖土條件較好，無需進行降水，其支護結(jié)構受施工難度影響，優(yōu)先采用土釘或放坡進行支護。一般來說，土與水是同時存在的，因此支護方案和地下水處理方案是同時考慮的，且二者相互影響。以常州紡儀廠項目為例，該項目設2層地下室，基坑挖深9.29.7m。上部17m土層為硬塑粘性土，以下為富含承壓水的砂性土和粉土，含水量大，透水性好，且具承壓性。類似基坑的常規(guī)支護和地下水處理方案為排樁+內(nèi)支撐（或錨桿）支護、截水帷幕+坑內(nèi)管井疏干降水；但實際方案選擇時，結(jié)合當?shù)靥赜械牡刭|(zhì)條件，采用放坡土釘墻支護及敞開式管井降水方案，大大節(jié)約了支護工程

5、造價和施工工期4。因此，不同的地下水處理方案對支護方案的選擇影響很大。2.根據(jù)基坑的基本信息確定基坑工程的設計安全等級以及變形控制要求。3.采用優(yōu)選法確定支護方案：由于學生缺乏實踐經(jīng)驗，應主要依據(jù)前面“1.”、“2.”所述的條件，結(jié)合表1從大量備選方案中篩選出少量幾個較好的方案，利用優(yōu)化設計綜合評判法進行方案的進一步優(yōu)選，最終確定一個相對最優(yōu)的方案4。 二、支護結(jié)構的強度及穩(wěn)定性計算 確定支護方案后，需要進行支護結(jié)構的截面設計以及強度和穩(wěn)定性計算。此時，應重點培養(yǎng)學生的“規(guī)范”意識。實際項目設計、施工等各階段都是依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范或規(guī)程實施的。因此，設計計算時應讓學生去查閱相關設計規(guī)范和設計手冊，以

6、及工程所在地的政策文件，選擇對應支護結(jié)構的計算分析參數(shù)和方法。如支擋式結(jié)構穩(wěn)定性驗算時，規(guī)范規(guī)定不同的支護類型驗算的側(cè)重點不同：懸臂式支護結(jié)構主要驗算嵌固穩(wěn)定性、整體滑動穩(wěn)定性，其嵌固深度一般由嵌固穩(wěn)定性決定；單支點支護結(jié)構主要驗算嵌固穩(wěn)定性、整體滑動穩(wěn)定性、抗隆起穩(wěn)定性（坑底軟土時驗算），其嵌固深度一般由三種穩(wěn)定性綜合決定；多支點支護結(jié)構主要驗算整體滑動穩(wěn)定性、抗隆起穩(wěn)定性（坑底軟土時驗算），其嵌固深度由上述兩種穩(wěn)定性綜合決定。再如荷載組合的綜合分項系數(shù)，建筑基坑支護技術規(guī)程（JGJ120-2012）規(guī)定為1.25，而南京地方規(guī)范規(guī)定采用1.356。 三、設計圖紙的繪制 通過設計圖紙的繪制，

7、可以考察學生對結(jié)構圖紙的表達理解能力以及運用計算機繪圖軟件的能力。畢業(yè)設計偏重于方案設計，圖紙以能夠全面準確地反映所選擇支護方案為目標。一般來說，基坑支護設計圖紙至少包含下面幾部分：支護設計總說明、周邊環(huán)境信息圖、支護結(jié)構平面布置圖、剖面圖、大樣圖、降水井平面布置圖、降水井剖面及大樣圖，可視具體情況增減或合并。 四、總結(jié) 基坑支護設計涉及理論知識范圍廣、綜合性強、經(jīng)驗性強，且需滿足現(xiàn)行規(guī)范和規(guī)程的要求。就學生畢業(yè)設計需要完成的內(nèi)容，本文從方案選擇、設計計算、圖紙繪制三個大方面進行詳細剖析，解決了畢業(yè)設計實施過程中的難點和重點，為教師進行畢業(yè)設計教學提供幫助。 參考文獻： 1周勇,郝哲,李永靖.基坑與邊坡工程M.北京:人民交通出版社股份有限公司,2017. 2康劍偉.關于基坑設計的幾點思考J.低溫建筑技術,2015,37(09):134-135. 3JGJ120-2012,建筑基坑支護技術規(guī)程S. 4宮衛(wèi)民.深基坑支護方案優(yōu)選J.遼寧工程技術大學學報(自然科學版),2008,(S1):124-126. 5馬慶平.常州紡儀廠項目基坑支護方案選型分析J.山西建筑,2017