基坑工程的設計研究

在基坑開挖過程中，土體的應力路徑與豎向加荷狀況不同，坑底土和墻后土分別表現為豎向卸荷與側向卸荷。由于土體的強度指標與應力路徑關系親密，因此合理的強度指標確定方法應依據基坑開挖工程的特點，通過三軸卸荷試驗進展。

分析基坑工程失敗緣由可知，直接或間接與地下水有關的占大多數，這就與設計者不熟識水文地質原理，不清晰水文地質的根本概念有關。強透水性地層具有靜水壓力，眾所周知，沒有爭議；弱透水性地層有沒有靜水壓力，看法就不同了。有時，弱透水層的開挖面上出水很少，并不說明靜水壓力低，而是由于不符合靜水壓力的條件。有多層地下水且有越流滲透條件時，流線和水頭的分布也不同于靜水條件。因此，設計者必需牢牢把握滲流運動的原理，當有穩定滲流時（包括越流滲透、坑內或坑外降水）進展流網分析，有利于把握根本概念，合理地進展地下水掌握設計。

1基坑工程計算分析

基坑工程設計時進展計算是不行缺少的，但也不能盲目信任計算。應從定性的概念分析人手，抓住關鍵問題，在定性分析的根底上進展定量分析。

1.1擋土構造上的土壓力計算是個比擬簡單的問題，從土力學這門學科的土壓力理論上講，依據不同的計算理論和假定，得出了多種土壓力計算方法，其中有代表性的經典理論如朗肯土壓力、庫侖土壓力。但不管是庫倫還是朗肯建立土壓力理論時，都是用于重力式擋土墻，先筑墻，再在墻背后填土（一般為無粘性土）；而現在的基坑工程，則是在土中筑墻或樁，再開挖卸荷，墻背后原狀土。無論支擋構造的型式、土的性質、施工次序、土中應力路徑都有很大不同。

1.2庫倫-朗肯理論假定，裂開面是平面，破壞土楔是剛體，這與實際狀況出入較大，尤其是被動土壓力。庫倫-朗肯假定的墻為無限長，是平面問題，而基坑工程是空間問題，在基坑轉角四周誤差較大。

1.3無論主動土壓力還是被動土壓力，都需要肯定的位移量才能到達，而過大的位移量對工程又是不容許的。實際動用的土壓力力一般為靜止與主動之間或靜止與被動之間的土壓力。

1.4作用在支護構造上的土壓力及其分布規律取決于支護體的剛度及側向位移條件。剛性支護構造的土壓力分布可由經典的庫侖和朗肯土壓力理論計算得到，實測結果說明，只要支護構造的頂部的位移不小于其底部的位移，土壓力沿垂直方向分布可按三角形計算。但是，假如支護構造底部位移大于頂部位移，土壓力將沿高度呈曲線分布，此時，土壓力的合力較上述典型條件要大10%~15%，在設計中應予留意。相對柔性的支護構造的位移及土壓力分布狀況比擬簡單，設計時應依據詳細狀況分析，選擇適當的土壓力值，有條件時土壓力值應采納現場實測、反演分析等方法總結地區閱歷，使設計更加符合實際狀況。由上可知，庫侖-朗肯土壓力理論與基坑工程的實際出入相當大，是很簡單理解的，如設計者對這些概念是清晰的，就不會過分信任計算結果了。

2現場監測和信息化施工

隨著施工的進展，依據定期監測得到的信息，與原來的計算結果比擬，并反演計算參數，依據反演參數重新分析計算，必要時適當修改設計或施工步驟，再連續施工和監測，如此一次一次地反復，一次一次地趨于正確，這就是反分析法或信息化施工，已被廣闊巖土工程師承受。注意現場監測和信息化施工，是概念設計思想的自然延長，這方面已獲共識。概念設計是一種設計思想。設計者應當具有探究精神和制造精神，不能滿意于現成的公式；要充分把握狀況，深刻理解原理，不要犯概念上的錯誤；不能機械地照搬閱歷，要在相關理論的指導下，借鑒已有閱歷進展分析和推斷；事先的定量計算只是一種估量，只有原型工程的實測數據最可信。

3結語