《重大工程案例分析》读书报告。
题目临近建筑物基坑设计施工及变形控制
学生姓名。学号。
指导教师陈素文
学院土木工程学院
完成时间 2024年6月
目录。1绪论 2
2影响因素 3
2.1地质因素 3
2.2 设计条件 3
2.3施工因素 4
3 常用基坑支护型式 5
4 控制措施 7
4.1设计方面 7
4.2施工方面 8
5. 施工信息化 9
6结论 10
参考文献： 11
临近建筑物基坑设计施工及变形控制。
近年来，随着经济的快速发展，我国土建工程的建设如火如荼。多层建筑及高层建筑地下室、地下车库和铁路车站等工程的施工，都面临基坑工程。若周边环境良好，设计与施工时只需保证基坑本身的安全与稳定即可；若基坑临近既有线，则不仅保证基坑工程的稳定，还要满足变形控制的要求，以确保周边建筑物、构筑物等的安全。
我国东南沿海地区，软土深厚，且软土工程性质不良，具有高含水量、高压缩性、低强度和低透水性的特性。这给工程的设计与施工带来不少困难与挑战。
城市人口密集，建筑物林立，留给基坑施工的空间很有限，基坑施工不得不采取深陡基坑。施工过程中不但要保证基坑本身的稳定，还要控制基坑及地表关键点的变形（主要是沉降），以保证基坑周边建筑物的安全与耐久。这对基坑设计与施工提出更高的要求和更大的挑战。
有些成功的基坑支护案例取得较好的经济和社会效益。如今年修建的上海市内最深的基坑之一——在建中的轨交汉中路枢纽13号线车站基坑工程防沉降施工顺利完成。该基坑深达33.
1米，甚至超过在建的“上海中心”深基坑，截至目前，汉中路枢纽站附近高层建筑未出现任何沉降现象。施工方首次采用地铁基坑“地下水回灌技术”，将施工开采抽出的地下承压水回灌到原地层，确保位于中心城区的汉中路站周边地表“水位零降落，地面零沉降”。
现实中，基坑支护失败的例子不少，每一个案例都带来巨大的经济损失和不良的社会效应。08年1月，广州地铁5号线，施工中突然涌水发生塌方，导致珠江大桥引桥下的双桥路旁地面突然下陷达100m2，深约5m。同年11月，杭州市地铁1号线湘湖站工段施工工地发生地面塌陷事故，造成在此处行驶的11辆汽车下沉陷落，多人**，带来重大损失和不良社会影响。
类似的工程失败例子还有很多，给设计施工和安全生产敲响了警钟。因此，研究临近建筑物地铁基坑施工技术有重要意义。
影响基坑与周边建筑物变形的因素很多，大体上可分为三种：①地质与环境条件，如土层特性、地下水分布、基坑周边的建筑物分布与交通情况等：②设计条件，如基坑形状、开挖深度、围护结构、支撑系统、土体加固等；③施工条件，如施工顺序与方法、降水、地表超载与施工振动情况、施工周期与基坑暴露时间等[1]。
基坑工程的设计和施工与自然条件关系密切，设计与施工必须全面地掌握基坑所处地的地质特点，也是确定基坑设计和施工的基本依据。
在影响基坑变形的内因中，土的变形模量、泊松比和内摩擦角对基坑的变形影响较为显著，而重度和黏聚力影响较小。白永学[2]对天津地铁某车站进行了数值分析和参数研究。研究表明，弹性模量对基坑变形的影响最为显著，而且墙体最大变形出现的土层的弹性模量的改变对墙体变形的影响很大。
影响基坑变形的设计因素包括围护墙体的刚度及入土深度、支撑的刚度和道数、支撑的位置、预应力水平和被动区的土体加固等。
在基坑的开挖过程中，围护墙体和支撑构件都会发生变形，增加这些构件的刚度有利于降低基坑的地表沉降和墙体的水平位移。
很多研究表明，墙体的刚度取决于墙体的厚度，在一定的范围内增加墙体的厚度，可以有效的减少墙体的水平变形。但当墙体厚度增加到一定的时候，再通过增加墙体的厚度来减小位移的作用是不大的，同时随着墙体厚度的增加，支护墙的弯矩也显著增大，而且会大幅度地增加工程造价。因此在墙体的强度符合要求的情况下，不宜借助于增加墙体厚度来减少位移。
围护墙体的入土深度也是影响基坑稳定的重要因素。适当的增加墙体的入土深度，不仅可以提高基坑整体稳定性和抗隆起稳定性，还可以减少墙体的变位，当入土深度在一定范围增加时候，支护结构的水平位移明显减小，但当入土深度超过一定深度的时候，入土深度的增加对位移和弯矩没有明显的影响。
支撑的设置位置和排列方式也是要考虑的设计条件。perk教授认为，头道支撑应该在开挖深度未超过前架设，否则支护结构将产生比较大的位移。其中为土体的不排水抗剪强度，为土的容重。
开挖深度不变的时候，底撑的位置对墙体的侧向变形有比较大的影响，但对墙后的地表沉降影响却相当小。
而且，多道支撑的排列方式也与基坑的变形关系非常密切。支撑排列的方式以基坑上部稀疏和下部密集的方式较好，最大弯矩和最大位移都比较小。主要的力学机理是在基坑的上部，土压力比较小，所以对墙体的侧向变形影响比较小，而越靠近基坑下部分，土压力变得越大，对墙体的侧向变形影响也大，加密下部的支撑道数和减小支撑间距，相当于减小每次开挖时候引起的地应力释放的数值，从而增加了支撑在土压力中的分担比重，达到减小墙体变形的作用。
基坑的施工对基坑变形的影响很大。基坑的土方开挖引起地基卸载和土体应力释放，从而引起基坑的变形和稳定。合理的分层分区对称均衡开挖，有利于对变形发展的控制。
挖撑次序方面可分为先撑后挖和先挖后撑两种过程。理论分析可知，先撑后挖的施工工序是围护墙体和墙后土体在有支撑的约束条件下的卸载；而先挖后撑是围护墙体和墙后土体在没有支撑的约束条件下，先卸载后约束，该支撑只对以后的开挖起约束作用，显然前者对基坑的约束作用更强，基坑的变形更小。
还要考虑土的时空效应，合理安排挖土顺序。时空效应由刘建航院士提出。在软土地区，土层经常表现出明显的流变特性，开挖卸载后还有明显的固结效应，围护结构无支撑的暴露时间的增加，对围护结构和周围的地层的位移有明显的影响，这种效应成为时间效应。
当土中的一处土体因开挖引起应力释放的时候，其变形受相邻未被扰动的土体的约束，将这种效应称为空间效应。
在安排挖土顺序时候，首先要按照围护结构支撑的布置情况分层开挖，其次尚需分区开挖，同样，分层分块的开挖也会减小开挖土体的空间几何体尺寸，这就是利用空间效应来减小基坑的变形：当一个区段的土方挖到设计标高后，应立即安装支撑，以缩短无支撑的暴露时间，减少时间效应对位移的影响。
图1 基坑变形示意图。
目前比较常用的支护型式有以下几种：水泥土搅拌桩围护、排桩围护、地下连续墙围护、土钉墙围护、复合型式围护等。它们的适用范围和造价不尽相同。
对于具体的工程实例，要具体分析，采用合适的支护方式，以期综合效益最大化。
秦夏强[3]分析了我国沿海地区淤泥质软土的特点，指出其含水率高、压缩性大、强度低和地域性差异大。结合工程实践提出一些较常用的围护结构，如大开挖、重力式挡墙、排桩或板墙支护，分析了它们的适用条件和优缺点。支护方案的选择对工程的造价、进度、质量影响显著，故“因地制宜”的设计原则便显得尤为重要。
这是工程界的设计重要原则，具体问题应当具体分析。
曾**[4]以某人防工程基坑支护设计为例，详细分析了复杂环境条件下多种支护型式共用的基坑支护设计。采用了三期支护方案：第一期支护为放坡加喷锚支护，二期支护为桩撑支护方案，三期支护为人工挖孔桩结合支撑体系。
计算结果和监测结果显示该方案满足要求。
李琳[5]就上海和杭州一些具体工程的实测结果进行了研究和总结，分析了基坑开挖深度与最大侧移和位置的关系，并分析当前基坑开挖深度和所用支撑系统相对刚度之间的关系。
肖桃李[6]研究了phc管桩在深厚软土基坑支护中的应用，**了预应力管桩加锚杆的新型桩锚支护方式的可行性。最后提出预应力管桩桩锚支护系统在深厚软土基坑中的应用应符合的原则：一是深厚软土层上必选有一层黏土层来提供锚杆足够的抗拔力，二是尽量选用桩身为ab型的phc管桩，三是必选选用单节长桩，四是管桩施工完毕桩芯采取补强技术。
张继林[7]以沪宁城际镇江站无柱雨棚工程为例，详细阐述40b型槽钢桩支护技术的运用，并介绍其施工技术及质量控制要点。但文章具体**的是一种槽钢，不具备适用性。
吴帆[8]**了某深基坑工程支护采用钻孔灌注桩悬臂+被动区加固的支撑型式，取得成功，为类似工程提供参考。
庞晓明[9]做了复合土钉支护基坑的工程实例分析。采用数值分析的方法，模拟基坑开挖过程中复合土钉支护结构的受力性状，并与实测结果进行比较，**影响复合土钉支护基坑侧向变形和体系内力的因素，得到有用的参数分析结果。沈伊晔[10] 研究了排桩与复合土钉墙联合支护技术在深基坑中的应用。
以一个工程实例为例，综合分析后采用了排桩及复合土钉墙联合支护方案。实施结果和监测数据显示，该方案全面满足了安全、经济和工期要求，可供相关工程参考。李轶[11]通过某工程实例介绍搅拌桩加土钉墙的复合支护结构形式，解决软土基坑土钉锚固力不够的技术难题，扩大土钉墙的运用范围。
陈刚[12]介绍武汉某个基坑工程实例，该工程采用喷锚+注浆锚管的支护方式，并对基坑施工进行实时监测，基坑土体水平位移和周围建筑物沉降均满足工程要求。
马兆荣[13]针对在深厚软土地区传统基坑支护存在的不足，提出了一种直接采用坑内加固的基坑支护方案，并采用理正基坑分析软件进行计算分析，结果表明基坑受力及变形均满足要求。
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