基坑工程设计中应注意的几个问题

３龚晓南 排水固结法与土工布垫层 联合作用问 地基处理，１ ５ 题 ９ ．第６ ９ 卷，第２ 期
第一 作老： 龚晓南 男 博士 教授
去得到它的抗剪强度指标值。 基坑工程中影响土压力值的因素还很多， 如土的蠕度， 基坑降水引起地下水位的变化， 基坑工程的空 间效应等，有的影响因素是不利的，有的影响因素是有利的，这里不作进一步分析。 从基坑工程围护设计中土压力计算的影响因素之多， 之复杂， 可见土压力值合理选用的难度，土压力 值选用的人为性， 土压力值合理选用的重要性。 任何 “ 本本”都很难对土压力值的合理选用作出具体的规 定， 在基坑工程围护设计中土压力值能否合理选用很大程度取决于该地区工程经验的积累，取决于工程师
计等问题， 指出岩土工程设计具有概念设计的特性， 岩土工程中的基坑工程围护设计概念设计的 特性更加明 显。 岩土工程设计不能简单地套用 “ 本本”上的条条， 不能盲目 地相信 “ 精细而复杂的计算”， 都需要工程
师的综合判断． 基坑工程设计人员要重 视案例的分析， 重视经验的积累， 只有在实践中不断学习、 探索， 才
在复合土钉围护中有时也存在这一现象。 如采用水泥土挡墙和土钉相结合的复合土钉支护时， 在某种 不利条件下也可能产生 １ 小于 １ ＋１ 的情况．１ 很少等于２ 多数情况下大于 １ 十１ ， 小于２ 但有时也可能小 ，
于１ 。
设计人员基坑工程复合土钉围护设计中 不分条件按 １ ＝ 设计， ＋１ ２ 或不重视避免小于 １ 的情况， 就可 能导致工程事故。 采用复合土钉支护要特别重视复合的条件， 两者相互间的影响， 以及对复合效果的评估。 复合土钉支护形式很多， 很难逐一评价复合效果。 设计人员应根据具体工程条件重视复合效果的评估， 合 理评价 １ 等于多少． ＋１ ７基坑工程设计与施工组织设计 根据十几年来笔者参与的对浙江地区发生的基坑工程事故原因分析， 不难发现基坑挖土施工不当引发 的基坑工程事故比例很高。要解决施工不当引发的基坑工程事故问题，除了提高施工单位素质， 加强施工 管理外，基坑工程围护设计应重视施工简便，围护设计方案要方便施工． 基坑工程是系统工程， 基坑围护 设计应考虑挖土程序的影响。基坑围护设计应包括施工组织设计方案， 对基坑挖土施工应提出合理要求． 只有设计、施工、测试三者密切配合，实现信息化施工，才能有效减少基坑工程事故。 Ｓ基坑工程按变形控制设计 基坑变形可能对周围市政道路、管线，周围建 （ 筑物产生不良 构） 影响，影响正常使用，甚至造成特 大事故。 控制基坑变形非常重要。 控制基坑变形也不是愈小愈好。周边环境条件好，可允许基坑围护产生 较大的变形。允许基坑围护产生较大的变形， 可降低基坑工程投资。按变形控制设计中变形控制量应根据 基坑周围环境条件确定。以对基坑周围建 （ 构）筑物不会产生不良 影响，不会影响正常使用为标准。 一个优秀的基坑围护设计一定要根据周边环境按变形控制设计。 按变形控制设计对设计人员提出了更 高的要求。目 前应加强基坑围护变形计算理论和计算方法的研究，加强基坑围护按变形控制设计的研究。
判 基 工 计 要重视案例的 析， 视 验的 断． 坑 程设 人员 分 重 经 积累， 只有在 实践中 断 ， 探 才能 不 学习 不断 索，
不断提高认识，不断提高设计水平。
参考文献
１ 刘建航．侯学渊主编．基坑工程手册．北京：中国建筑工业出 版社，１９ ９７ ２龚晓南．深基坑工程设计施工手册．北京：中国建筑工业出 版社，１９ ９８
的， 要的问 支 护存在一支 重 题是 钉支 护临界高 土 护的 支护高 要与 抗剪强 度． 钉支 临界 度主 土的 度有关， 还 与 坡坡 有 因 应根据不同 边 度 关。 此， 土类， 合 度给出 钉支护的 界高 结 坡 土 临 度值， 笼 地提土 护 不宜 统 钉支
不适宜应用于软土地基，或不分土类给出土钉支护的临界高度值． 土钉支护基坑围护工程事故中不少事故都与设计超越临界高度有关， 在软粘土地基中尤其明显。 ６复合土钉支护问题 岩土工程中的两项处理措施复合能否达到 １ ＝ 的效果或者说 １ 等于多少是岩土工程设计应重 ＋１ ２ ＋１ 视的一个问题。 这里 １ ＝２ ＋１ 是指两种加固效果的简单叠加。 笔者曾针对一高速公路软基处理采用砂井排水固结和土工布加筋复合处理路基路段滑坡原因分析， 在 地基处理 “ 一题一议”中指出，１ 一般小于 ２ ＋１ ，有时甚至可能小于 １ 。在上述工程实例中，砂井排水固 结加土工布加筋复合处理效果还达不到单独采用砂井排水固结法处理的效果， 也就是说发生了１ 小于 １ ＋１ 的情况。
能不断提高认识，不断提高设计水平。
关键词：基坑围护设计 土压力 坑中坑 土钉支护 复合土钉支护 按变形控制设计
１引 言
岩土工程设计具有概念设计的特性， 岩土工程中的基坑工程围护设计概念设计的特性更加明显。 笔者
根据自己 十几年来从事基坑工程围护设计，基坑工程围护设计审查， 基坑工程事故处理，以 及对基坑工程 围护设计计算理论和实践不断学习、 探索，不断提高认识的过程中得到的几点体会， 谈几个基坑工程设计 中应注意的问题，抛砖引玉，望能引起同行的重视。
是土压力问题，还是水的问题。
下面以 杭州城区为例， 杭州城区工程地质情况基本可分为二大区： 饱和软粘土地基和粉砂、 粉土地基。 对前者一般需采用排桩型加内支撑围护型式， 主要解决好土压力引起的稳定和变形问题。若基坑较浅 （ 一般小于５ ｍ，且周边可允许有较大的变形，也可采用土钉墙支护。 ） 采用土钉墙支护一定要重视其支护 极限高度以及产生的变形对周边的影响。 对后者主要处理好水的问题。严格的止水是比较困难的，或者说成本是比较高的，重要的是要搞好降 水设计和施工。 有条件采用土钉支护， 尽量采用土钉支护。如需要采用止水加排桩型内 支撑围护也要重视 降水。当采用止水措施时需有应付漏水的对策。 基坑围 护型式很多， 每一种基坑围护型式都有合理的适用范围， 都有优点和不足， 一定要因地制宜， 根据基坑的个性， 具体问题具体分析， 选用合理的围护型式。 基坑的个性主要指工程地质和水文地质条件、 基坑深度和形状，以 及周围环境。 具体问题具体分析主要指处理好该基坑工程围护设计中的主要矛盾。 只
在 采用库 伦或朗 压力 计 压力时 要 肯土的 强 、 道， 抗剪 度’
指标值是与采用的土工试验测定方法有关的。 如何合理选用土的抗剪强度指标值， 是土压力计算中又一个
重要的问题。
顺便指出对饱和粘性土采用不固结不排水试验 （Ｕ试验）只能测定土的不排水抗剪强度 Ｃ，而不能 Ｕ ｕ 测定土的抗剪强度指标值。 大家知道， 土的抗剪强度和土的抗剪强度指标是两个不同的概念。 根据土体的 抗剪强度指标以 及该土体处的应力状态可以计算得到该土体的抗剪强度值， 但不能由该土体的抗剪强度值
法。
５土钉支护的适用性及临界支护高度 由于土钉施工简便，土钉围护成本低， 近年来土钉支护在我国各地应用发展很快， 但土钉支护基坑工 程事故也时有发生． 对土钉支护的适用性，不少手册、规范都指出支钉支护不适用于软粘土地基中的基坑围护。对土钉支
护的 适用高 度， 不少手册、规范也笼统地给出了 土钉支护的 适用高 度值 （ 或基坑深度） 。 笔者认为在软粘土地基中基坑较浅且位移对周边环境不会产生不良 影响时， 采用土钉墙支护是可以
９结 语
基坑工程具有很强的区域性、 个性； 基坑工程是系统工程， 综合性强； 基坑工程具有较强的时空 效应； 基坑工程围护变形对环境影响较大；基坑围护体系是临时结构， 安全储备小，基坑工程风险性大。 根据基 坑工程上述特点， 要重视基坑围护设计中工程师判断的重要性。 太沙基说的“ 岩土工程与其说是一门科学， 不如说是一门艺术 （ｅｔｃｎｌｇ ｉ ａ ａｔ ｈｒ ｎ ｃｅｃ） Ｇｏｅｈｏｏｙ ｎ ｒｔｅ ｔａ ａ ｉｎｅ．”我理解这里艺术 （ｒ） ｓ ｒ ａ ｈ ｓ ａｔ 不
有这样才能合理选用围护型式。
４坑中坑的影响问题
不少基坑工程事故源自 设计人员对坑中坑影响的轻视。 十多年前针对上海一基坑工程事故笔者在地基 处理杂志写了一篇 “ 一题一议”呼吁重视坑中坑对基坑围护稳定的影响。十多年来， 差不多年年都可见到 由坑中坑影响引发的基坑工程事故。今年春节后参与浙江某地区一基坑边坡失稳原因分析时，笔者认为又 是设计人员不重视坑中坑的影响造成的． 不少设计人员在进行围护结构计算分析时， 对挡墙后卸土的作用 往往高估， 而对挡墙前的坑中坑的影响往往低估， 有的甚至不考虑挡墙前坑中坑的影响。 坑中坑的相互影 响理论分析文章不多，至今也没有较好的计算方法。目 前处理坑中坑的影响主要靠经验， 笔者认为基坑工 程围护设计中坑中坑的相互影响问题不仅需要引 起人们的重视， 还需要开展深入的 研究， 提出设计计算方
不妥之处， 望能得到同行指正。
２土压力的选用问题 基坑工程围护设计中，土压力值的合理选用是围护设计首先要解决的关键问题。影响合理选用土压力
值的影响因素很多，很复杂， 笔者认为对土压力值的合理选用影响比较大的因素主要有下述几个方面： 在基坑工程围护设计计算中人们通常采用库伦土压力理论或朗肯土压力理论计算式计算土压力值。 根 据库伦或朗肯土压力理论计算得到的主动土压力值和被动土压力值都是指挡墙达到一定位移值时的土压 力值。 实际工程中挡墙往往达不到理论计算要求的位移值。当位移偏小时，计算得到的主动土压力值比实 际发生的土压力值要小，而计算得到的 被动土压力值比实际发生的土压力值要大。如不进行修正， 计算结 果是偏不安全的。如何进行修正， 往往带有较大的盲目 挡墙实际位移值的大小对作用在挡墙上的土压 性。 力值大小的影响应予以重视。 库伦土压力理论和朗肯土压力理论都是建立在太沙基建立有效应力理论以前， 在土压力计算中采用水 土分算和水土合算的合理性，理论上的讨论分析已经很多。目 前在设计计算中，土压力计算通常采用下述 原则， 对粘性土采用水土合算， 对砂性土采用水土分算。实际工程中遇到的土层是比 较复杂的。 采用水土 分算与采用水土合算计算结果是不一样的，如何合理选用计算值，也是应该重视的。
第三届基坑工程学术讨论会论文 （工业建筑》增刊 ２０） ０４