岩土工程设计案例范例6篇

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岩土工程设计案例

岩土工程设计案例范文1

我国地大物博,是一个地质灾害多发的国家,存在多种特殊性岩土体,岩土工程问题也复杂多样。因此,在进行工程建设前,必须进行岩土工程勘察。详细查明建设场地的工程地质条件,对存在的不良地质作用提前采取预防措施,对存在的岩土工程问题提出解决方案。因此,岩土工程勘察在工程建设过程中的作用十分重要。

考虑到岩土工程勘察的重要性和市场对专业型人才的需求,我校将《岩土工程勘察》作为土木工程专业岩土工程方向本科生的专业必修课程,它起着重要的衔接作用,要求学生具有工程岩土学、土力学、岩体力学等专业课程的基础,同时能够将岩土工程勘察的理论知识顺利地转化为从业技能[1]。作为岩土工程专业的毕业生,毕业后绝大多数从事的是工程建设场地的岩土工程勘察工作,所以该门课程学习效果的好坏直接影响着毕业生的工作能力和用人单位对本校培养的毕业生的认可程度。因此,学生应该在实践方面给予更多的训练,提供更多的机会和条件使学生能够把自己所学到的知识转化成从业的技能[2]。然而目前《岩土工程勘察》课程的教学方法仍沿用以往传统的理论讲授为主的方法,已经和实际的工程产生了较大的差距[3],为了适应现代建设发展的需要,实践教学改革势在必行。

1 《岩土工程勘察》实践教学现状

目前《岩土工程勘察》课程的教学主要存在以下两方面问题:

第一,目前选用的《岩土工程勘察》课程教材版本过老,不同与新修订的规范相适应。随著各个行业的勘察规范不断地修订,原有的教材仍然采用老版本的规范,已经不能与当前勘察规范要求相适应,学生对于新版本规范了解甚少。

第二,目前的教学方式主要是理论教学,学生很难对实际工程形成一套较完整的思想体系。因为,广大的同学们才刚刚进入到岩土工程的专业课学习中,对该专业以后将要从事的工作还没有形成一个完整的认识,只是在想象中倾听教师的讲解,只研究理论数据是如何分析的,理性的认识不能上升到实践的认识高度,这样就给教学带来了很大的盲目性和随机性,导致理论认识与实践工程偏差较大。

第三,《岩土工程勘察》是一门实用性学科,重点在于岩土工程实践,因此实际工程的案例教学显得尤为重要,但是案例教学至今未纳入课程的教学大纲,也极少有老师能够将实际工程案例与教学结合起来讲授。案例教学的缺失,使得原本就内容广泛,规范条文繁杂难以理解的《岩土工程勘察》课程教学效果十分不尽如人意,甚至有许多学生不能编写出一份较为完整的岩土工程勘察报告。

以上三方面反映了《岩土工程勘察》课程的教学目前存在着严重的理论与实践脱节的问题,难以保证良好的学习效果。因此,有必要加大《岩土工程勘察》课程实践教学环节的改革和创新,这对于对提高岩土工程专业人才的从业能力具有十分重要意义[4]。

2 实践教学改革的方式与内容

2.1 优化课程体系,突出教学重点

根据《岩土工程勘察》课程的教学大纲,合理选择与国家当前正在执行的规范相适应的教材,教材中的内容可能涉及各个行业,教师要针对岩土工程自身的专业内容有所侧重的进行讲解。对于教材中未更新规范的内容要重点指出,对于一些岩土工程领域的新理论和新技术要给与重点讲解。

岩土工程勘察的主要任务是:对工程建设存在的工程地质问题进行论述,并提出解决方案建议;为实际工程的规划、设计、施工和运营提供必要的地质依据和设计参数[5]。

根据以往的教学经验来看,我校学生地质学基础普遍较好,对于工程中存在哪些工程地质问题掌握得较好,但是对于需要提供给设计部门哪些必要的地质资料和设计参数普遍难以把握。这个问题如果没有解决好,将会使得勘察和设计之间产生严重的脱节,造成不必要的损失。因此,教师在实际教学过程中要以岩土工程勘察的两个主要任务为出发点,引导学生去理解、掌握工程建设场地的岩土工程勘察工作如何布置,勘察资料数据如何处理,让学生真正理解“为什么要这样做?”以及“如何做”的问题,提高岩土工程勘察实践能力。

2.2 加强案例教学

《岩土工程勘察》课程设置的目的是培养学生能够将所学习到的专业知识正确地应用到实际工程中去解决实际工程问题的能力。因此,教师不应仅仅讲授书本中的理论内容,更重要的是要将实际的工程案例引入到教学环节中来,提高学生的实践能力和综合素质,日后毕业在处理实际工程的时候能够做到不慌不乱,正确面对。实际的工程案例可以是来源于教师的纵向或者横向研究课题,更应从相关生产单位的工程项目中进行收集,这样可确保案例的完整性(论证、勘察、设计等环节),最好是有正在进行的岩土工程勘察项目可以让同学去现场工地进行勘察实习,这样能够让学生更加直观地掌握具体工程项目的整个建设流程。案例还应适当地选取一些失败的工程案例,引导学生去分析失败的原因,总结失败的经验教训,日后如何避免这种失败的产生。案例既包括岩土工程勘察的整个流程,同时也要有所针对的选取勘察的部分工作作为案例教学。比如可以只提供给学生工程项目的背景和场地的工程地质条件,让学生来分析针对这一条件下岩土工程勘察工作应当如何布置。另外,各个行业的勘察工作侧重点和内容有所不同,教师应当保证每类工程场地至少提供一个完整的案例,以便让学生能够掌握各类工程场地的岩土工程勘察内容,因为同学们毕业之后可能去到不同的行业进行勘察工作,对于各个行业的勘察内容的区别和联系都要做到真正的了解和掌握。

2.3 重视岩土勘察报告编写教学

岩土工程勘察报告的编写是岩土工程勘察工作的最后一步,是所有勘察工作成果的集中体现,也是工程设计和施工的重要依据。因此,有必要对学生进行勘察报告编写的训练,使学生能编写出一份完整、正确的岩土工程勘察报告。教师要引导学生掌握报告编写的原则、主要内容、需要提供哪些参数和图件。为了锻炼学生实际工作能力,提高学习积极性,可以针对课堂上选取的实际工程案例,将学生分成若干小组进行讨论,要求学生根据已有的资料去撰写一份真正的岩土工程勘察报告。

岩土工程设计案例范文2

关键词:勘查技术与工程;课程体系;专业建设

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)24-0279-03

随着我国铁路、公路、水利等基础设施建设的快速发展,以及国家不断提高对工程灾害和地质灾害的防治力度,同时国家注册岩土工程师制度的实行,勘查技术与工程专业的内涵和外延也在不断地深化和拓展,与本专业相关的工程领域也不断增加。其工作内容已不再只是原来的工程勘察,而是包括了“岩土工程勘察、设计、施工、监测、监理”等各方向,来服务于交通、水利、水电、铁路等工程建设部门。学生毕业后可从事岩土工程勘察、地基基础设计、环境岩土工程评价与治理、岩土工程施工和监测等工作。我校勘查技术与工程专业为2010年新上专业,是在两个原有专业(岩土工程和工程地质)的基础上建立起来的,是在结合我校土木工程专业学科特点的基础上,充分利用土木工程中两个已有专业(岩土工程和地质工程)的资源优势建立起来的,目的是创办具有自身特色的勘查技术与工程专业,使本专业的学生具有较宽的专业知识面,具有较高的综合素质和能力,以满足社会工程实践对本专业人才的要求。

一、勘查技术与工程专业人才培养目标和指导思想

本专业培养目标为:适应社会主义现代化建设需要,在德、智、体、美和知识、能力、素质各方面协调发展,拥有良好的公共社会科学和自然科学基础知识,系统地掌握勘查技术与工程基本理论和基本知识,获得岩土工程师的基本训练,能在铁路、公路、房建、市政等领域从事工程地质勘察、岩土工程设计与施工、工程物探、地基处理等、地质灾害的预防等工作的高级工程应用技术人才。学生在校系统学习勘查技术与工程学科专业基础知识和实验、实践技能,获得岩土工程师的基本训练,毕业后能将其应用于各领域。同时根据本专业的学科发展以及社会对勘察类人才需求的特点,确立了我校专业人才培养的总体指导思想:宽口径、厚基础、强适应,适应学科发展,知识结构合理,知识传授与实践能力、创新能力的培养并重,适应社会对人才的需求,实现学校学习与单位工作之间的无缝连接。

二、勘查技术与工程专业课程体系构建和专业建设

在详细调研国内外勘察技术与工程专业课程体系的基础上,结合我校特色,对人才培养体系进行了全方位的研究、探索,对该专业的教学内容、手段进行一定调整,建立了与培养综合素质人才和注册岩土工程师制度相适应的勘查技术与工程专业课程新体系,课程教学体系的主题思想是以学生的能力培养为主线,理论教学与实践教学相结合;以学生的综合素质发展为目标,各教学环节在教学过程中实现整体优化。

1.构建递进式强化培养模式,强化学生的能力和素质培养。突破传统的本科教育中“老三段”(基础课、专业基础课、专业课)为序列体系的课程模式的培养模式,构建了递进式培养模式:即初步培养、单项强化培养和综合提高的培养模式。在初步培养阶段,学生一入学就进行专业认识实习,学生除了学习一些基础课外,同时学习专业概论课,形成对本专业的初步认识。在单项强化培养阶段,主要是让学生进行集中的理论课程学习和专业实践,来强化学生在单项技术方面如岩土工程勘查、基础工程、地基处理等方面的能力。综合提高培养阶段主要是采用典型工程案例教学,通过对整个工程案例进行整体介绍,包括工程勘察、方案设计、施工技术等方面进行综合分析,同时在讲解过程中让学生结合已学知识进行多个方案的论证、讨论,从而提高学生的综合素质和解决问题的能力。

2.建立宽厚适宜的理论课程教学体系,强化学生的能力和素质培养。构建课程体系时以培养学生的专业能力为出发点,首先明确了课程体系中各门课程的地位和任务,以及各科课程间的界定和联系。课程体系设置在横向上,打破学科分割,将全部理论课整合为五大模块,即人文课、自然科学基础课、专业技术基础课、专业技术课和选修课,学生除了进行系统地理论和专业课程学习外,还可根据自己的爱好对选修模块进行课程选修,从而利于学生的个性发展。在纵向课程安排上,我校勘查技术与工程专业以“数学、力学-地学-勘查技术-工程实践”为主线,同时强化外语、计算机在本专业上的应用能力。依托土木工程,以培养注册岩土工程师为目标,根据知识、能力和素质为主的培养要求,一些主干课如高等数学、工程力学等要有足够的深度,从而使学生具备足够扎实的理论基础。地学和勘察技术等相关课程,如岩土材料力学、土力学、工程测量、建筑材料、普通地质学、矿物学与岩石学、水文地质学、构造地质学、岩体力学、岩土工程勘察、工程物探等课程,在保证学生具备较宽的知识面的同时,突出课程的应用性。如《基础工程》、《地基处理》这两门主要专业课在进行教学时,建立了由基本理论和综合应用两部分组成的两步阶梯式的课程教学:即首先系统介绍基本理论以及各种方法的基本原理和工艺,然后通过完整工程实例进行综合性的案例教学,使学生对所学基础知识进行重新认识和综合应用。在开设以上专业课程的同时,还开设环境岩土工程、工程监理、地质灾害防治、岩土工程应用软件等相关选修课程,使学生的知识面得到拓宽,专业知识更加深厚,知识结构更趋合理。

3.建立综合的设计和实习的实践教学体系,强化学生的能力和素质培养。加强培养学生的工程意识,增加学生工程实践的机会,加深学生对专业知识的理解,增强学生的应用和解决问题的能力。设计环节教学体系主要从以下几个环节构建:课内的课程设计、单项工程设计、毕业设计等。实习实践教学体系按课内实验、认识实习、单项技术实习(如地质实习、测量实习)、生产实习、毕业实习等依次递进地来构建实习体系,使学生对所学理论的认识不断加深和强化,同时加强了学生对理论知识的综合运用。同时在实践教学中,教师要注重培养学生用所学理论知识解决实际问题的能力,以提高他们的综合能力。与生产单位合作建立生产实习基地,结合生产、教学及科研建立产学研基地,进一步提高教学效果。目前我校勘察技术与工程专业已经与北方设计院、河北勘察设计研究院建立了校外实习基地。学生在实习基地可直接参与到单位的实践中,便于将学校中的理论与实践结合,加深理论知识的认识和提高毕业后的实践能力,实现在校学习与单位工作之间的无缝连接。

4.加强专业课的课程建设和师资建设。加强本专业的课程建设。我校的勘察技术与工程专业是以岩土工程与工程地质为基础建立起来的,在这两个老专业的课程中,现有“土力学”、“基础工程”、“工程地质”等省级精品课程,今后,还要继续加强学科的课程建设,通过课程建设来不断提高人才培养水平。加强该专业的师资队伍建设。加强专业教师工程师素质培养对专业特色发展可以起到促进作用,为社会培养出高素质、有竞争力的专业人才,奠定坚实的基础。同时勘察技术与工程专业是国家注册岩土工程师考试的主要专业。我专业现有的任职教师中,有国家注册岩土工程师5名,他们通过广博的专业知识和丰富的实践经验来熏陶学生,影响学生,提高学生的专业认知度和热情,来提高人才的培养水平。

岩土工程设计案例范文3

关键词:岩土工程;勘察;勘测方法

岩土工程勘察对地铁的建设有着重要的现实意义,准确的岩土勘察资料是地铁工程顺利施工和运行的前提和基础。岩土工程勘察对地铁建设至关重要,因此,在实际工程项目中应该特别注意以下几个方面。

1岩土工程勘察过程中应注重的问题

1.1工作量的布置

岩土工程勘察过程中工程量的布置是确保后续勘察结果准确性的基础。在布置工程量时,应重视勘测点位的布置。点位的布置应该综合考虑很多方面的因素,例如场地、地形以及地下管线等因素。根据相关规范要求,钻孔一般情况下应设置在结构线以外3~8m处,钻孔结束后需要对空洞进行回填。

1.2不良地质及特殊土

城市中的岩土勘察是一项较为复杂的工程,在勘测的过程中经常会勘测到不良地质或者是存在特殊土的情况[1]。所以在岩土勘察的过程中要特别注意对地铁沿线不良地质和特殊土分布状况的勘察,重点关注软土、地震可液化层、人工填土、残积土、膨胀土等。此类不良地质和特殊土后期需要进行地质处理才能承载上部结构和动荷载的作用[2]。

1.3外业管理和控制

岩土工程勘察工作中的重点环节之一就是外业管理和控制。外业工作对勘察人员的专业素质要求较高,所以,需要勘察人员不仅需要具备较好的勘测专业知识,还需要具有较强的专业敏锐性,能够快速发现勘察过程中的重点、异常情况,从而提升勘察的有效性,确保勘察数据符合实际岩土地质情况,为后续工程设计提供有力的支撑。在外业管理和控制中应该重点注意几个方面的内容:钻孔结构,地质层情况,样品采集、保管以及运输,工作日志记录,原位测试试样。

2A城市地铁岩土工程勘察案例解析

2.1工程概况

这里以A市地铁建设过程中涉及的岩土工程勘察为例,A市地铁主要呈现南北走向,总长度约26.67km,总共拥有26个地铁站点,且均位于地下。在DK0+290.000处,具有一座地下两层岛式车站,南北向跨度为249m,车站底板埋深约为17m,相对标高-13.26m。

2.2勘测点布置

采用Trimble5700GPS进行勘测,根据1985年国家高程基准确定测孔高程,测控的坐标是A市地铁独立坐标。

2.3勘测方法

2.3.1钻探方法

根据工程实际情况,选择合适的方法能够使得后续的勘察工作事半功倍,是岩土工程勘察中不容忽视的一步。根据本工程的特点选择XY-1A型钻机进行钻探,孔洞直径为148mm,总孔直径为112mm,护壁管直径为148mm,选择泥浆护壁方式,多次进行取芯,同时采用标准贯验的方法。本工程分别采取扰动土样以及未扰动土样,对扰动土样进行颗粒分析,对未扰动土样根据不同的图层进行固结排水、不固结不排水、渗透性、电阻率、k0固结、热物理等测试。

2.3.2标准贯入试验

取黏性土或着砂对地基承载力进行检测。该试验方法在钻孔内进行,钻机达到设定的深度后,把仪器放入土层中,将63.5kg的重锤提升到76cm处让其自由下落,先将贯入仪头部入土15cm,若锤击次数达到50次,贯入度还未达到15cm,应该停止施打,将贯入度值记下。进入正式打入阶段,把贯入仪锤击入土深度30cm,每进入10cm记录击打次数。锤击次数超过50次,贯入仪入土深度仍未到达30cm,则应该停止锤击,记录贯入度。并将其转化成击打次数。

3A市地铁岩土工程勘察工作量统计

3.1外业钻探及原位测试工作量

本工程勘测总共钻勘空洞数为25个,波速测孔4处,偏铲侧胀试验孔数为3处,静力触探孔17处。

3.2孔洞回填

根据国家相关勘察要求,对钻孔勘察后的孔洞进行回填。孔洞回填是岩土工程勘察工作中的重要环节之一,需要工作人员在勘察结束后,对孔洞进行认真的封孔回填,同时对勘察现场进行清理,确保后续工程施工的顺利进行。

3.3实验室土工试验

外业工作结束并不代表岩土工程勘察工作的结束,勘察人员需要将外业勘察过程中所取的土样在实验室进行土工试验,以检测土样的物理力学性能,并形成检测报告,土工试验所检测的各个项目都应该按照标准要求。

4岩土工程勘测内业资料整理

一套完整准确的岩土勘察资料是后续地铁工程结构设计及施工的基础,直接关系到工程的成败。因此,在所有的外业勘察任务以及实验室试验完成后,相关人员需要对岩土工程勘察阶段各个环节所采集到的资料进行综合汇总、整理、核对、综合分析。核对不同的检测方式所得到的勘察结果是否一致,如果存在出入,则应该分析存在差别的影响因素,是否存在勘察错误,去除偏差较大的数据,从而确保最后资料的准确性。在资料整理的过程中需要特别关注以下几个方面的内容:地铁岩土勘察所形成的最终报告是否符合相关规范及行业标准的要求;各项参数、资料整理过程中应该重点关注各项参数的适宜性及可靠性;在资料整理中,应该保证资料的完整性,避免某一环节在报告中被遗漏。

5结论

根据对A城市地铁岩土工程勘察实际工作的总结,可以发现城市中岩土工程勘察是一项相当复杂的工作。在操作的过程中应该着重关注的问题很多,勘察人员需要根据自身经验结合工程实际确定最为适合的勘察方法,确保最终的勘察结果符合现场地质情况,确保工程的顺利完成。

参考文献:

[1]李建强.成都地铁岩土工程勘察[J].隧道建设,2008(1):34-39.

岩土工程设计案例范文4

摘要:介绍了广东省江门市某地下车库基坑支护设计案例,详细介绍了该工程基坑支护设计及施工要点,分析了江门地区复杂基坑周边环境下典型岩土条件适宜采用的基坑设计方案和施工注意事项,以确保基坑工程的安全可靠,为江门地区基坑工程设计提供参考经验。

关键字:软土;被动区加固;复合土钉

Abstract: the article introduces the guangdong jiangmen underground garage foundation pit supporting design case, detailed introduces the foundation pit engineering design and construction points, analyzes the area around the foundation pit jiangmen complex under the environment of geotechnical conditions of the typical for the design of foundation pit construction scheme and matters needing attention, to ensure the safety and reliability of the foundation pit engineering, for jiangmen area provides reference for the design of foundation pit engineering experience.

Key words: soft soil; Passive area reinforcement; Composite soil nailing

吴远亮,女,1981年2月出生,岩土工程专业,中级职称,硕士,

朱远辉,男,1959年3月出生,岩土工程专业,高级职称,副总工,本科,

1 前言

一个优秀的基坑支护设计要做到因地制宜,根据基坑工程周围建(构)筑物对支护体系变位的适应能力,选用合理的支护形式,进行支护结构体系设计。相同的地质条件和相同的挖土深度,允许支护结构变形量的不同,满足不同变形要求的不同的支护体系的费用相差可能很大。优秀的设计,应能较好地把握支护结构安全变位量,使支护体系安全且周边建筑物不受影响,费用又小【1】。

本文通过江门市某地下车库基坑支护设计案例,详细介绍了该工程基坑支护设计及施工要点,分析了江门地区复杂基坑周边环境下典型岩土条件适宜采用的基坑设计方案和施工注意事项,以确保基坑工程的安全可靠,为江门地区基坑工程设计提供参考经验。

2 工程概况及地质条件

2.1 工程概况

东湖・君临天下住宅楼项目位于江门市体育馆南侧,设一层半地下室,钢筋混凝土框架剪力墙结构,基础拟采用钻(冲)孔桩基础。现场地内有95年左右已建建筑物基础、支护桩和部分上部结构。因此必须先对旧建筑物进行拆除。

本住宅基坑平面上呈不规则形状,南北最大尺寸约75m,东西最大约85m,基坑东面为东城村,地下室边线距离村中三层小别墅的最近距离约为9m,基础为天然基础。基坑南面为江门市蓬江区国家税务局,有8层主楼及7层和4层的副楼,为灌注桩基础,地下室边线距离房屋的最近距离约为16m。东面和南面距离基坑西边为市政道路,基坑北面为体育馆,为灌注桩基础。地下二层底板面标高-7.40~-8.50m,基坑底标高为-7.90~-9.00m。基坑开挖深度为5.40~6.6m。基坑平面见图1。

图1 基坑支护平面图

2.2 工程地质条件

场地位于江门市体育馆南侧,属于山前冲淤积地貌。钻探时孔口标高为黄海高程,在+5.39m~+10.60m之间,标高变化不大。场地上覆地层为素填土(Qml)、淤泥质粉质粘土层(Qmc)和粉质粘土层(Qel),地层结构较简单。下伏基岩为(ε)混合岩【2】。

表1 场地主要土层及物理力学指标

3 基坑支护方案选取

3.1本工程主要特点和难点

本工程有以下几个特点及设计难点:

基坑东侧相邻建筑为3~4层的民居,且民居基础为天然基础,为重点保护区域。

基坑东边和南边广泛存在有2.5m~5m高的毛石挡墙,需考虑毛石挡墙的稳定性及对本基坑造成的不利影响。

3、根据现场放线确定基坑西北侧的旧地下室边线与拟建地下室边线距离较近,为了节省造价,此区域的基坑支护考虑最大限度的利用旧的支护桩,以节省造价。

3.2主要设计思路及设计方案

1、通过以上分析,本工程场地北边、西边和南边部分区域分布有淤泥,因此采用搅拌桩止水+超前支护加强型喷锚的支护形式。

2、东侧相邻建筑为天然地基民居,为重点保护区段,采用桩锚支护。

3、根据现场放线确定基坑西北侧的旧地下室边线与拟建地下室边线距离较近,根据旧地下室基坑支护设计图纸,此区域内支护设计利用旧的支护桩,并在开挖过程中在旧支护桩上做一排锚索。

图2 基坑南面剖面图

图3 基坑西北面剖面图

4 支护结构计算

4.1 超载取值

1、基坑边超载按规范取20KPa;

2、基坑东边的民居为天然基础,因此需考虑其对基坑的影响,超载取45 KPa;

3、基坑东边和南边的毛石挡墙按每米25 KPa计算。

4.2 计算结果

计算采用理正深基坑6.0PB1版本。

1、因基坑西北面我们采取利用已有灌注桩再新加一排预应力锚索的支护设计,所以此区域计算的支护桩弯矩必须在一定控制范围内,最后我们通过调整锚索的间距及位置的方法,把支护桩的弯矩控制在已有的灌注桩可承受的范围内。

2、经计算,目前的设计方案满足基坑的整体稳定性、抗倾覆稳定性及抗隆起稳定性。

5 结论

①东湖・君临天下住宅楼项目实践证明,在复杂环境下的深基坑支护设计必须具体环境具体分析。

②在城市建设日益重视地下空间的今天,本工程基坑支护方案具有一定的借鉴意义,工程经济效益和社会效益显著。

参考文献:

岩土工程设计案例范文5

在这样的大环境下,量大面广的岩土工程建设需求与国内工程技术力量相对不足、管理滞后的矛盾也凸显出来,表现为岩土工程建设的事故频发,形势日益严峻,状况令人堪忧。近些年来,我国重特大事故形势一直比较严峻,造成的经济损失和人员伤亡居高不下,其中涉及岩土工程领域的比例高达10%以上,风险管理机制体系薄弱是主导原因。以桥梁和地铁为例,对收集的较为典型的20例桥梁事故、30例地铁事故进行了事故原因分析}1],发现人的不安全行为引起的工程事故约占55.6%,物的不安全状态引起的事故约占31.2%,其他因素引起的事故约占13.2%,见图1。以地下工程灾害为例,统计了较为典型的塌方案例61项、突涌水案例86例,发现在隧道、隧洞施工过程中,人的不安全行为引起的塌方事故约占36.1%,物的不安全状态引起的塌方事故约占48.7%,其他因素引起的塌方事故约占15.2%,具体见图2。钱七虎从事故发生的类型和原因等对工程建设事故进行分析,指出责任事故及主观原因是构成地下工程建设安全管理巨大挑战的主因,结合海恩安全金字塔、海因里希安全法则、约翰逊的工程变化一失误理论模型等工程事故管理理论,提出工程事故预防的可行性和工程建设安全管理实施的对策。通过对中国大型岩土工程建设安全的现状及典型安全事故的原因和机理的深入调查分析,总结得到岩土工程施工安全事故具有以下特点:    

(1)岩土工程安全事故的发生具有偶然性及必然性。    

岩土工程安全事故事故是一种意外现象,是由人为原因、物和环境的原因、技术原因、管理原因致使生产过程意外中断并造成危害的随机性事件,因此具有偶然性。但是,海恩法则}3]指出:每一起严重事故的背后,必然有29次轻微事故和300起未遂先兆以及1000起事故隐患。海恩法则告诉我们,事故案件的发生看似偶然,其实是各种因素积累到一定程度的必然结果。也正如墨菲定律描述的一样:如果事情有可能变坏,不管这种可能性多么小,它迟早都会发生。土木工程建设过程中,除了极少数不可预防的事故外(如深地下矿山隧道工程中,由于目前地质勘察的认知水平和技术手段的局限性导致),其他的事故发生都有着必然的条件,即多种不安全因素。   

 (2)安全事故的发生具有规律性。    

单一事故发生的时间、地点、事故原因和事故后果的严重性等都是不确定的,这说明事故的预防具有一定的难度。但是,事故这种随机性在一定范畴内也遵循统计规律。对21世纪以来发生的140起典型土木工程事故进行统计,结果表明,大型岩土工程建设的安全事故类型、事故发生部位、事故发生时间等都具有一定的规律性。    

①浅层土质地下工程的主要事故类型是:塌方、涌水涌砂、大变形、以及由此引起的周边建构物破坏;深部岩石地下工程的主要事故类型是:塌方/大变形、突涌水、岩爆、瓦斯。   

②明挖地下工程的事故发生部位以支撑和围护结构居多。矿山地下工程事故发生部位以掌子面、拱顶、进洞口居多。盾构//TBM法主要是盾构机机械事故。房屋建筑工程以脚手架、机械为事故主要发生部位。桥梁工程以支架为事故发生的主要部位。    

③不同类型的土木工程在7月份均有一个事故高发期,这与我国大部分城市降雨季节重合,表明天气是事故的一个重要诱发因素。对于地下工程、桥梁工程等施工周期较长的项目,11-12月份冬季施工也是事故高发的一个季节,表明春节前容易为完成年度任务赶工期,导致事故发生。对于房屋建筑工程,冬季施工的项目不多,因此,事故数量也相对较少。    

(3)事故发生具有预兆性。    

海恩安全法则告诉我们另外一个规律,任何事故发生前,有大量的未遂先兆和事故隐患。土木工程建设事故也是如此。如:杭州地铁湘湖站事故发生前,测得地面最大沉降已达316 mm,测斜管最大位移已达65 mm;上海轨道交通4号线事发前,测得旁通道处水压力为2.3kg/(mz,与该层承压水水压接近;广州市海珠广场基坑发生滑坡前,坡顶就已出现开裂;珠海市拱北祖国广场发生特大基坑坍塌前,就出现基坑边工地职工宿舍倾斜,钢支撑爆裂、扭曲等现象;宜万铁路马鹿管隧道特大突水事故前,工人听到掌子面有掉块、坍方响声,并伴随少量流水;广东省韶关市坪乳公路白桥坑大桥因施工支架失稳突然坍塌前,曾多次出现模板和钢筋翘起等事故预兆。1969年瑟利提出一个事故模型,把事故的发生过程分为危险出现和危险释放两个阶段。因此,可结合土木工程施工特点,通过仪器、经验和观察及时捕捉种种异常或不正常现象,采取应对措施进行预防,将事故或灾害消除在未发生前或将损失降减到最低限度。研究事故与灾害预兆的现象和应用,是防止和减少事故或灾害发生的有效途径之一,应该引起普遍重视。    

(4)技术原因对地下工程建设安全影响大。    

由于目前许多工程自身结构和周围环境、以及工程地质水文地质条件等都非常复杂,现有的一些建设规范和标准已不能完全满足工程建设的要求。尤其是在地下工程方面,常出现对工程地质情况认识不足、设计计算和施工参数选取不够合理等,如岩爆、突水等安全事故,实际上,大部分也是由于目前有关技术不成熟、尚不能较好地解决,从而导致事故发生。  

(5)需采用动态风险管理的手段实施安全管理。    

根据能量意外释放理论,岩土工程建设安全事故的风险源可分为两大类,即静态风险源和动态风险源。静态风险源是指在安全系统中存在的、可能产生能量、发生意外释放的能量源或拥有能量的能量载体。由于静态风险源是固有存在的,在一定的触发条件下,这类风险源可能导致实际的事故,因此,可从技术的角度,对静态风险源进行防护和安全处理以提高风险源的触发I=}7值(如提高工程设计的安全系数),降低风险源爆发的可能性和爆发后的危险程度,增加系统整体安全性。动态风险源是指造成约束、限制能量措施失效或破坏的各种不安全因素,在工程实施过程中,风险源只有在一定的触发条件下,才会爆发产生事故,因此,应实施工程安全风险的动态控制。    

岩土工程设计案例范文6

(上海铁路枢纽建设工程指挥部,中国 上海 200071)

【摘 要】随着社会经济、技术的快速发展,建筑高度不断增长,在上海及周边地区出现大量软土地基上的深基坑。建筑结构主体越来越高,建筑基坑越来越深,并且很多建筑工程深基坑边坡紧邻建筑物。深基坑的出现,也对业主方施工技术管理带来了更大的要求。如何解决好深基坑技术管理中的若干问题,以便结构主体施工能够得以顺利、高质量的进行,这是当前急需解决的一个课题。本文通过对客专上海调度所工程深基坑施工技术管理的介绍,探讨有效的解决方案。

关键词 业主方;深基坑;技术管理

1 工程概况

客专上海调度所工程位于上海市闸北区,东邻宝山路、北邻轨道交通三号线宝山路站、南邻铁路局电算办公楼,本地块基本呈方型形状。本工程桩基为钻孔灌注桩,基坑支护采用地下连续墙+钢筋混凝土支撑体系(车道口位置为灌注桩+钢支撑),竖向为四道钢筋混凝土支撑(支撑中心线绝对标高分别为+2.2m,-1.9m,-5.9m,-9.6m)。地下连续墙共54幅,墙厚1000mm,深度为32.9m。基坑总面积约5935m2,基坑周长约318.4m。开挖深度为16.7m。坑内加固采用的是高压旋喷桩。

基坑周边环境较为复杂,周边有众多市政和铁路管线,周围建筑和管线,特别是南侧路局食堂、公安楼等建筑和北侧轻轨线建筑必须进行严密的监测和控制,因此对控制基坑的变形要求相当高。

基坑开挖过程中,临边增多,安全隐患部位显著增多,是高空坠落、高空打击、触电等事故高发时段,必须制定相应的安全管理措施,加强安全管理力度,确保安全施工。

2 施工单位资质的选择

目前的建筑施工,其中的深基坑支护因其专业性较强,一般都分包给了岩土专业施工公司,比较大的公司一般是当地的勘察设计施工单位,另外还有一些规模和实力较强的专业公司,当前市场上,个人岩土公司也有一些。从设计和施工资质上看:比较大的岩土专业施工公司既有施工资质又有设计资质;而一些小的岩土专业施工公司只有施工资质,而没有设计资质,这种情况在当前的岩土工程施工中为数较多。最近两年,一些业主为了提前开工等多种因素,在招标时改变常规,对地下岩土工程部分在结构主体招标前先进行招标,随之而来出现了一些新现象:许多大的建筑总承包单位为了抢占市场,纷纷参与了投标,一些大的建筑总承包单位进入了岩土工程施工。往往业主方在选择施工单位的同时忽视了建筑总承包单位一般都没有岩土工程设计资质的问题,这给将来的施工造成了很多隐患。本工程在施工单位招投标资格预审阶段,就严格审查了施工单位的岩土工程设计资质,从源头杜绝不符合资质要求的施工单位进入。最终通过层层筛选选择了中铁建工集团有限公司作为本工程总承包单位。

3 施工方案的确认

深基坑工程越来越多,而深基坑坍塌的事故也频频发生,为防止深基坑工程事故,地方主管部门出台了许多有关深基坑的强制性文件。深基坑支护施工的依据是深基坑支护设计,故加强深基坑工程设计的审核和监督非常必要。无论在投标时还是在基坑支护施工之前,都应单独提交基坑支护设计。这样,在基坑支护施工中如出现问题需做设计变更时,才能够很快找到设计人,也便于快速解决问题,同时也便于追究责任。

在基坑支护施工前,应要求施工单位编制专项施工方案。考虑到上报、审阅与返回周期,专项施工方案应在施工准备阶段编制,并及时报监理审核。监理应结合工程特点及现场实际情况进行批复,在批复后及时返回施工单位,以便施工单位能够及时准确下发到各相关部门和人员。施工单位在接到正式批复的施工方案前不得进行施工。在当前的基坑支护施工中,施工方案未批复前就开始施工的情况时有发生,这作为深基坑支护规范化施工是应当避免的。

4 施工过程中的技术应用

深基坑支护施工中,应加强过程控制。施工中必须严格按照基坑支护设计、基坑支护施工组织设计、技术交底和相关规范等进行施工。施工中如出现异常情况,应由现场技术负责人根据情况的性质和大小,向基坑支护设计人汇报,设计人应及时根据现场实际情况进行设计变更,将问题消灭在萌芽中。“水”是深基坑施工的大敌,应重视对地下水的控制。同时,作为宝贵的地下水资源,应限制盲目、过度的抽降。短期综合降水技术关键是减少降水时间,增强降水功效。同时依据不同降水方法对于土层的降水时效不同的特性进行针对性的采用。本工程选用轻型井点降水和真空小深井降水主要是辅助深井降水对于淤泥质粉质粘土层降水效果不明显的情况下的一种加速降水措施。通过根据不同土层采取的针对性的降水措施,加快了降水速度,为土方的快速开挖提供了先决条件,为基坑快速开挖及结构施工争取了时间,取得了良好的经济及社会效益。同时通过综合降水施工技术确保了每层土方降水时间比原计划缩短了3~5天时间,基本保证在7天左右即可达到开挖条件。

砂土地质及较厚杂填土复杂条件下的地下连续墙加固施工是针对较厚回填土层对于地连墙成槽不利影响因素的减少或降低的一项技术,采用该技术对于泥浆比重控制和成槽机挖土过程中泥浆对于槽体侧壁的吸力影响会起到有利的作用。其中包含的加固深度的选择对于最终成槽影响和对周边建筑物基础影响都尤其重要。所以对于较厚回填土加固来辐助地连墙施工是必要的,也是必不可少技术研究项目之一。工程实践表明,回填土及原有杂填土较为松散情况下,采用地下连续墙施工前于杂填土两侧各增加双轴搅拌桩的土体加固型式,强化周边土体,保证后期地下连续墙顺利快速施工和良好质量,杜绝了因土体松散而导致的地连墙鼓胀等为题,地墙成型效果好,接缝密实,免去了剃凿费用,具有良好的社会效益和经济效益。

在基础及主体施工阶段,通过与参建各单位的多次专题讨论,选择了盖挖顺作结合结构垂直分段施工技术。盖挖顺作结合结构垂直分段施工技术关键是综合了地下结构施工、施工缝留设合理选择、内部爆破与机械拆除的结合和节能理念在工程中运用等多项技术于一体的技术研究。区别于常规的地下室结构顺、逆施工技术的另一种地下室结构施工技术,该技术为全新的施工工序奠定了坚实的理论基础和实际案例。通过现场实际情况,重新设计建模计算体系的稳定性。根据现场实际监测数据复核,建立核心区域(除外围车道)先施工的施工技术方案,确立了垂直分段施工技术的可行性。采用盖挖顺作结合垂直分段施工技术,将地下结构垂直分段,在40天突破四道混凝土支撑影响,完成正负零结构,形成地上地下同时施工的局面,成功的解决了建设工期压力。上海地区同类型深基坑地下结构施工(四道混凝土支撑、深度16~20m),采用一般的顺做法每道支撑拆除清理均需要近1个月的时间,因场地狭小,拆除废渣无法储存再利用,本工程采用地下室结构垂直分段施工技术在保证上部结构正常施工的前提下,利用6个月时间完成了从土方开挖到主体结构封顶施。同时保留外围栈桥板,增加现场道路面积;支撑内爆破减少防护架搭设和飞石危险;废渣二次利用做地下室二次回填材料,节能环保,开创了上海地区深基坑快速开挖的先例。

5 结语