深基坑工程讲座-高大钊
(整理)建筑基坑支护技术课件(高大钊)
对《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012的解读、分析与点评同济大学高大钊新版的《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012是根据2004年建设部的通知要求，对《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99版修订而成的。
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99版是在1990年代中期总结了1980年代以来十多年的基坑工程经验制订的。
那个年代正是我国深基坑工程的初创时期，经验很不成熟，因此对这个版本的规程批评的意见比较多，执行中发现的问题也比较多，例如其中逆作拱墙的支护形式在基本原理上存在缺陷，以致发生了重大的工程事故。
因此在99版颁布只有5年的2004年就开始了修订的工作，而这次修订又经历了8年的时间才颁布，也可以看出修订工作的艰辛与不易。
我们可以看到，这次修订的幅度比较大，补充和增加的内容比较多，反映了20多年来，我国基坑工程技术的发展水平和成就，有不少亮点。
在规程的前言中提出了本次修订的主要技术内容一共有18个，这些内容都是相对于99版规范的变化。
这13年，我国的基坑工程经历了巨大的变化，规程的修订工作推动了工程经验的总结，提高了基坑工程的设计与施工水平。
1.调整和补充了支护结构的几种稳定性验算在《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99版本中，没有专门对稳定性验算提出规定的章节。
有些稳定性验算的技术要求，隐藏在关于嵌固深度的计算规定之中，缺失了稳定性控制的概念。
正如新的规程在条文说明中所说的：“原规程对支挡式结构弹性支点法的计算过程的规定是：先计算挡土构件的嵌固深度，然后再进行结构计算。
这样的计算方法使计算过程简化，省去了某些验算内容。
因为按原规程规定的方法确定挡土构件的嵌固深度后，一些原本需要验算的稳定性问题自然满足要求了。
但这样带来了一个问题，嵌固深度必须按原规程的计算方法确定，假如设计需要嵌固深度短一些，可能按此设计的支护结构会不能满足原规程未作规定的某种稳定性要求。
另外对有些缺少经验的设计者，可能会误以为不需要考虑这些稳定性问题，而忽视必要的土力学概念。
岩土工程评价与设计讲座上(高大钊)
岩土工程参数统计分析与取值是岩土工 程勘察内业工作的重要组成部分，是对 原位测试和室内试验的数据进行处理、 加工，从中提出代表性的设计、施工参 数，作为岩土工程勘察分析评价的重要 依据。
基本观点
由于岩土体是自然形成的，其成分、结 构和构造都是随机的和不确定的，勘察 时的钻孔或原位测试所取得的土样或数 据都有相当大的偶然性，采样必然带有 随机性。因此，岩土工程参数的分析方 法必须建立在随机数学的基础上，采用 统计的方法获得具有代表性的参数，对 于所得到的岩土工程参数也只能从统计 的概念上去理解，才能正确地使用。
统计修正系数是对土性指标的平均值因 变异性而进行的修正，平均值乘以修正 系数以后称为标准值，标准值是具有概 率意义的代表性数值或者称为取用值。
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岩土参数的标准值是岩土工程设计的基 本代表值，是岩土参数的可靠性估值。 对岩土设计参数的估计，实质上是对总 体平均值作置信区间估计。在勘察工作 中取土试样或者作原位测试测定岩土的 性状和行为，其目的是希望了解岩土体 的总体的性状和行为，取土试验或作测 试工作是一种抽样的手段，而非目的。 抽样所得的子样，包括试验的结果和原 位测试的结果都是抽样得到的子样，这 些子样并非我们的终极目标。
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需要结合岩土工程实际问题讨论统计学 的区间估计理论和置信界限的物理意义。 岩土工程设计参数的代表性取值为什么 要取区间估计理论的置信界限呢？岩土 工程师是在有限信息的条件下，或者说 在信息很不完备的情况下要对岩土体的 性状作出估计，包括对地质条件的估计、 对设计参数的估计、对工程问题的估计。 这里用的是“估计”的词汇，而不是 “确定”或“计算”之类的词。为什么？
高大钊讲解
一、如何理解《地基规范》3.0.4条1. 根据工程设计原则，可以采用总安全系数法、容许应力法和分项系数法。
前面二种方法都是定值法，分项系数法是概率极限状态方法。
对每种方法，作用与抗力的性质应该是需要协调的，定值法的作用与抗力都采用标准值，概率极限状态方法的作用与抗力都采用设计值。
这两种方法之间在安全度的数值上可以转换，但设计理念是不相同的。
2. 《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002比较特殊一些，将本来是比较简单的问题弄得有点复杂化了。
3. 讲白了，根据这本规范的基本思路，地基承载力计算用的是容许应力法，即地基容许承载力，取值的原则是采用标准值，那就是地基容许承载力的标准值，非常清楚，但规范却取了个不清不楚的术语，称为地基承载力特征值，把“容许”和“标准值”两个概念用“特征值”一个术语来概括，就常常顾此失彼。
4. 这本规范对基础结构设计，采用分项系数设计方法，作用与抗力都没有问题。
5. 对土压力、挡土墙的设计，这本规范实际上采用的设计方法是总安全系数法，但又不肯明说。
既然是总安全系数法，荷载是标准值、抗力也是标准值，采用一定的安全系数就可以了。
对这样明明白白的问题，硬要取套用概率极限状态的一套术语，弄得大家想不明白是怎么回事，难怪网友要发出“这不是多此一举吗？”的呼吁。
6. 我本来不想说这件事，一来是简单了讲不清楚，需要长篇大论才能说明白；二来我也不愿意老是冲着规范说事，人家听了不舒服。
给大家催得没有办法，只好草草不恭了。
明天要出差，今晚就讲这一些。
二、本人对设计值和标准值的意义理解不够，在《建筑边坡工程技术规范》中，计算钢筋截面积公式7.2.2用了设计值，锚固体与地层锚固长度公式7.2.3用了标准值，钢筋与砂浆锚固长度公式7.2.4用了设计值，为什么是这样的呢，这样有什么道理？边坡设计时荷载是由岩土体本身产生的。
材料与土的强度采用不同设计准则的矛盾在边坡锚杆的设计中充分地体现出来。
锚杆钢筋截面强度验算时，由于钢筋强度用设计值，因此锚杆拉力也用设计值，可以采用概率极限状态设计方法设计。
岩土工程设计方法讲座(上)(2)
l 6. 基础的埋置深度该怎么取？ l 7. 怎样验算软弱下卧层强度？ l 8. 弯矩计算公式为什么不同？
整理课件
1.地基承载力与土的 抗剪强度指标存在什么关系？
l 地基承载力怎么与基础宽度、埋置深度无关 了？
l 在《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002 的表5.2.5 中，可以按不同的内摩擦角标准值 查到地基承载力系数，内摩擦角的数值从0～ 40 。
整理课件
l 但从这本规范的表5.2.4中，我们看到， 许多土类都可以查到比较大的宽度修正 系数和深度修正系数，可以计算得到地 基承载力随基础宽度、埋置深度的增大 而提高的结果，这是《建筑地基基础技 术规范》历次版本所共有的规定所得到 的结果。
l 也许有的网友会这样解释，表中的淤泥 和淤泥质土的宽度修正系数为零，深度 修正系数为1.0，不是和按试验结果得到 的系数一样吗？
岩土工程勘察与设计讲座之二
岩土工程设计(上)
同济大学 高大钊 2011年10月
整理课件
引言
l 在中国工程勘察信息网的专栏中，提出 了许多疑难问题，在答疑和讨论的过程 中，积累了不少的资料，出版了《土力 学与岩土工程师》和《岩土工程勘察与 设计》两本书，主办单位提出围绕这两 本书的主题开展讲座，也是一个很好的 思路，值得尝试。
E
整理课件
l 根据楔体平衡条件求解 l 已知楔体重力W的大小与方向 l 已知土压力的反力E的方向（与墙面法线夹
角，即墙面与土的摩擦角，已知），但大 小未知 l 已知滑动面上的阻力R的方向（与滑动面法 线夹角，即土的摩擦角，已知），但大小 未知
整理课件
l 由楔体平衡条件知三个力必交于楔体重 心，即力三角形闭合；
整理课件
l 用《建筑地基基础设计规范》GB500072002的公式计算，查表得承载力系数Mb＝ 0.41，Md＝2.72，Mc＝5.31，则地基承载 力特征值的计算结果为：
深基坑工程事故案例分析
事故发生前, 自10月9号至事发前的一个 多月间，临近北二基坑西侧的风情大道 曾经不段出现了一些不正常的迹象。例 如，位于污水管附近上方的车道路面结 构层开裂严重、路面下沉明显；曾多次 采取架钢筋、浇灌混凝土、对路面的裂 缝进行了勾缝等措施来补救。除基坑外 地面开裂现象外，基坑内侧地下连续墙 也曾出现过较大的裂缝。实际上，一个 特大事故正在悄悄地向人们扑来，但大 家似乎都没有觉察到。
从这些照片中看到了什么?
地下连续墙的破坏形态 根据事故后的钻探资料，连续墙折断、
上段后仰、下段前倾。
？
？
根据事故以后钻探所得到的地下连续墙 的位置，连续墙折断的断口大约在顶面 以下7.6m处，断口以上的部分墙体向坑 内位移，断口处的位移大于顶部，即呈 微微后仰的状态；断口以下部分呈前倾 状态。路面下沉极其迅速，过往汽车突 然下陷，说明由于地下连续墙折断，从 基坑侧面往坑内涌土为主，底部涌土情 况不明。
２．从上而下修筑的栏墙没有插入深度， 对于敞开开挖的施工条件，会发生从底 部涌入坑内的塑性流动；
２．止水措施不足以阻止地下水从坑外 向坑内流动。
案例4.引水渠道基坑边坡失稳
4孔箱涵，单孔尺寸为3.25m3.60m，总长75m 地面标高＋4.2~4.7m，设计基坑底面标高－
5.33m，开挖深度近10m 按三级放坡，从上至下依次为1:1.5 、 1:2 和
下沉，前面的红绿灯也突然不见了，紧
接着看到水涌进车内，于是纷纷紧急逃 离，被淹的K327公交车上的乘客也都全 部逃离脱险。
刹那间，风情大道一下子沉陷了深7m、形 成了宽40m、长近百米的大坑，很快漫水； 此时百余名在基坑中工作的现场施工人员也 纷纷逃离。
位于风情大道东侧的杭州地铁1号线湘湖 站主体为地下两层三跨钢筋混凝土框架结构 。基坑长度为106m，宽度20.5m。车站主体 结构顶板覆土1.8m，底板埋深16m。主体开 挖深度约15.7m∼16.2m，采用800mm厚地下 连续墙，连续墙嵌固深度为17.28m。竖向设 置4道ф609钢管支撑，支撑中部设置立柱。
岩土工程评价与设计讲座下高大钊
上海的《地基基础设计规范》从1999年版开 始，采用地基极限承载力公式按基础的尺寸 和埋置深度计算地基承载力，这本规范在最 近的修编工作时。在上海地区，近年来对10 个场地的浅层黏性土和粉土层一共做了39台 平板载荷试验，以验证地基极限承载力计算 公式的适用性。试验结果表明，上海地区浅 层土的地基极限承载力在200kPa~300kPa之 间，粉土的承载力高于黏性土，粉土的p～s 曲线呈渐变型，无明显转折点；而黏性土的 p～s曲线有明显的线性段。
，怎样看待均匀性问题和怎样评价地基 的均匀性。
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1.地基承载力评价
勘察报告提供的地基承载力特征值仅是强 度参数还是同时满足强度与变形要求的综 合参数？用承载力公式确定的地基承载力 是否必须验算沉降？
很多勘察单位直接把地基承载力标准值变 为地基承载力特征值。因89规范与2002规范 上部结构荷载组合不同，导致计算出的基 础底面积明显减少，对此很多结构设计人 员提出疑问。
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《建筑地基基础设计规范》计算地基土 强度特征值的公式中涉及土的容重项， 如果地下水位不同时，地基承载力的计 算结果是不一样的。但如按静探结果、 标贯试验或物理性指标计算或查表求其 承载力时，根本与地下水位无关。
用《高层建筑岩土工程勘察规程》的极 限承载力公式可以提供地基承载力吗？ 不知道这能否用于中低层建筑勘察的特 征值取值依据？
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在国外的土力学著作中，包括前苏联，对浅基础 和深基础的承载力问题都是分别讨论的，概念非 常清楚，不可能用浅基础的地基承载力公式去计 算深层土的地基承载力问题。
在我国的许多著作或教材中，对这个问题的概念 也是清楚的。钱家欢教授主编的《土工原理与计 算》中，第八章地基承载力，其中第五节讲的是 “深基础地基承载力”，在这节开头就说明了两 者的区别：“深基础与浅基础具有不同的破坏特 征，因而其承载力的确定也各有所异。前面各节 所介绍的承载力计算公式均只适用于浅基础的情 况。本节将讨论深基础地基的破坏特征及其承载 力的确定方法。”
岩土工程设计方法讲座(二上375)
三轴不固结不排水剪试验得到的内摩擦 角接近于零，按内摩擦角等于零查规范 的 表 5 . 2 . 5 ， 差 得 承 载 力 系 数 为 Mb＝0, Md=1.0, Mc=3.14，代入公式（5.2.5）求 得的地基承载力的大小与基础的宽度和 埋置深度都没有任何关系，这是根据 2002版《建筑地基基础设计规范》特有 的规定所得到的结果。
整理课件
这并没有错，但还有不少的土类，这两 个系数都是比较大的。对于这些土类， 如何用规范的地基承载力公式计算呢？ 按照第4.2.4条的规定，没有区分土类， 没有区分排水条件，如果都采用不固结 不排水剪试验，即使是砂土，也得到接 近于零的内摩擦角。按照这样的试验结 果 载只力能系得数到，M计b＝算0的, 结Md果=1与.0基, M础c=宽3.度14及的基承 础埋置深度都没有什么关系。
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6. 基础的埋置深度该怎么取？ 7. 怎样验算软弱下卧层强度？ 8. 弯矩计算公式为什么不同？
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1.地基承载力与土的 抗剪强度指标存在什么关系？
地基承载力怎么与基础宽度、埋置深度无关 了？
在《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002 的表5.2.5 中，可以按不同的内摩擦角标准 值查到地基承载力系数，内摩擦角的数值从0 ～40。
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在2009年～2010年，主要环绕《岩土工 程勘察规范》局部修订的宣讲，讲了岩 土工程实务工作的一些问题，即勘察方 案的编制、勘探孔的深度和平面布置、 取样数量、土工试验和原位测试、地下 水勘察、土和水对建筑材料腐蚀性评价 等问题。2010年底至今年上半年，主要 讲解岩土工程评价方法。从现在开始， 将讲解岩土工程设计方法。
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但根据规范4.2.4条的规定，土的抗剪强 度指标的试验应采用三轴不固结不排水 剪试验，试验得到的内摩擦角接近于零 。计算得到的地基承载力特征值与基础 的宽度、埋置深度都没有关系，规范的 这两部分规定是否存在矛盾，为什么会 产生这样的矛盾？
高大钊讲座岩土工程疑难笔记整理二上
contents
目录
• 岩土工程疑难概述 • 地基基础疑难解析 • 边坡稳定与支护技术探讨 • 地下水渗流与防治策略 • 地震作用下岩土工程安全性评估 • 新型材料与技术在岩土工程应用
01 岩土工程疑难概述
疑难问题定义与分类
疑难问题定义
在岩土工程中，疑难问题通常指 的是那些难以解决或需要特殊技 术和方法才能处理的问题。
设计要点
确保支护结构具有足够的承载力和稳定性，满足安全和正常使用要求；同时要 考虑施工方便和经济合理性。
现场施工监测与信息化施工
现场施工监测
包括位移监测、应力监测、地下水监测等，以及时掌握边坡和支护结构的变形和 受力情况。
信息化施工
利用现代信息技术手段，如BIM技术、智能化监测系统等，实现施工过程的可视 化、智能化和精细化管理，提高施工质量和效率。
用于防渗、隔离等，具有 优异的耐化学腐蚀、耐老 化性能。
注浆加固技术原理及实践案例
注浆加固技术原理
通过注浆管将浆液注入岩土体，浆液在岩土体中扩散、凝固 ，形成结石体，提高岩土体的强度和稳定性。
实践案例
某高速公路路基注浆加固工程，通过注浆加固技术有效提高 了路基的承载力和稳定性，保证了高速公路的安全运营。
结构抗震设计原则及优化建议
抗震设计原则
遵循“小震不坏、中震可修、大震不倒 ”的设计原则，确保结构在地震作用下
的安全性。
减震隔震技术应用
采用减震隔震技术，如橡胶隔震支座、 阻尼器等，降低结构地震响应，提高
结构安全性。
结构选型与优化
选择合理的结构形式和材料，优化结 构布置和构件尺寸，提高结构整体抗 震性能。
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