摘要：本文针对当前基坑工程因设计问题而造成工程事故或浪费的现状问题，分析了产生问题的原因，指出设计方法存在的缺陷，并针对问题提出了对策。
1、当前基坑围护设计现状
随着基坑工程日趋复杂化以及计算机的应用，许多岩土工作者又热衷于数值分析方法的应用，如土抗力法，差分法，边界元法和有限元法等新方法，并且不少科研机构和高校基于不同分析模型开发了一些应用软件，应该说这对设计人员是有帮助的。但是这些方法在理论上尚需完善，关键是在如何选取土的本构关系与计算模型，土的参数如何确定，以及塑性区范围与稳定性之间的定量关系等问题上仍然存在困难，因此尚无直接用平面有限元的计算结果作为设计依据的实例。目前新方法尚未能作为围护结构设计的基本方法，多作为某些重大工程问题处理时的一种辅助的分析手段，以进行对比。
2、原因分析
1）计算以强度和稳定性为主，忽略变形控制考试大论坛
2）设计多以经验估算为主
在这种情况下，基坑工程设计依靠经验是必然的了，而且有时经验显得十分的重要。应该说经验是长期工程实践中积累的宝贵财富，基坑围护设计和施工，应该充分借鉴现有的成功经验，融入自身的特点和要素才能有所创新。但经验总归是经验，并不能等同于具有普遍指导意义的理论，况且基坑工程具有较强的区域性，不同地区会遇到各种不同的、包含极其复杂的工程地质和水文地质条件、现有的理论和经验根本无法解决的问题。这样基坑围护设计只能借鉴已有的工程经验在实际中摸索，设计结果就难以把握了。
传统设计方法以库仑—朗肯理论为基础，采用极限平衡法求解，它假定作用在围护结构前后墙上的土压力分别达到被动土压力和主动土压力，在此基础上再把超静定的结构力学问题简化为静定问题求解。国内采用较多的有等值梁法和静力平衡法。这种方法应用于基坑围护结构的设计中，存在以下缺点：
和静力平衡法。这种方法应用于基坑围护结构的设计中，存在以下缺点：本文来源:考试大网
3）无法提供设计所需的墙体水平位移的数值，即不能考虑围护结构和土体的变形；
传统设计方法以开挖的最终状态为基础，它至少在以下几个方面与开挖的实际情况是不相符的：
基坑围护结构土压力具有不确定性，它是土体与围护结构之间相互作用的结果，土压力大小和分布随围护结构类型、刚度、支点数量而异，在开挖过程中随结构的变形而动态地变化，同时它具有施工效应、时间效应、空间效应等特性，这些是传统挡土墙设计理论无法考虑的问题。土压力只有在主（被）动极限平衡状态下才可作为已知的定值，而主（被）动极限平衡状态是否达到，与围护结构的位移是密切相关的。在基坑外侧的主动区，围护结构向坑内侧位移量级达（0.1～0.3）%H后，就可能出现主动极限平衡状态，而基坑内侧的被动区，围护结构要向坑内位移约达（2～5）%H，才能达到被动极限平衡状态，这样大的位移量又是围护结构的安全所不允许的，因此该部位作用的实际上不是被动土压力，而是某种土抗力，它随着围护桩墙的位移大小而变化，是个不确定量。在围护结构的设计中，将不确定土压力当作定值的外荷载来求解围护结构的内力及验算稳定性，其计算结果的不准确是可想而知的。
围护系统和土体的变形是围护结构各部分与土体及外界因素相互作用的反映，是结构内力变化与调整的宏观结果。其特征和数值是整个系统是否正常工作的最直观的标志，又是突发性事故的前兆，因而是施工控制的主要依据。土层的沉降及位移更直接地影响到周围建筑物、地下管线及道路交通的正常运营。但传统设计方法由于所采用的是刚塑性模型理论，只能进行强度与稳定分析而难以进行变形计算。虽然目前尚有一些经验方法可进行估算，但有地区局限性并缺乏足够的理论依据。
传统设计方法对有支撑的围护结构设计中，支撑力也是通过开挖最终状态的系统静力平衡条件确定的。而基坑实际施工过程中，支撑是在土层开挖，围护结构有一定变形后设置的。下一道支撑是在上一道支撑受力变形，基坑继续开挖后设置的，并非同时设置，实际受力条件与设计条件明显相异，其数值理所当然偏离设计值。围护结构的内力也是按开挖的最终状态的土压力和支撑力计算的。如前所述，侧土压力和支撑力在开挖过程中是不断变化的，围护结构内力也随着改变，而不可能是固定不变的。虽然近来有些工程用增量法进行进行考虑施工过程的内力计算，但因为在内力计算中仍然引用静力平衡条件，而无法考虑形变相容和位移协调关系，所以仍然是相当粗糙的。
4、问题的对策本文来源:考试大网
4.1土压力估算
1）通过现场测试和室内模型试验，并依此为基础，提出简单实用而尽可能合理的土压力计算模式。
4.2动态设计来源：考试大
动态设计必须建立在严密的现场监测基础之上，通过对开挖全过程实施监测，将信息及时反馈，以掌握围护结构和基坑内外土体变形移动，随时调整施工参数，优化设计，或采取相应措施，以确保施工安全，即所谓信息化施工。考试大论坛
动态设计就是要使设计尽可能逼近实际情况，充分挖掘围护结构潜力，实现围护结构的经济和安全二者达到最佳状态。
对于基坑这类具有相当复杂性和不确定性的工程，设计工作往往只能得到在某种条件下的近似的预估值，因此对某特定的基坑工程，全面考察其影响土压力的所有因素，提出尽可能符合实际土压力计算模式是重要的一步。应该着重强调的是，在完善传统设计理论和方法，研究、开发和推广更适用于基坑工程特性的新理论、新方法（如数值分析方法）的同时，进行动态设计和信息化施工是必须的，而施工监测是其最重要的手段，它一方面检经验设计的正确性，另一方面有利于积累资料为改进设计理论和施工技术提供依据。施工监测的数据和成果是判别设计是否安全和经济的依据，也成为工程决策机构必不可少的“眼睛”和“了望塔”，应当纳入工程法规，通过指令强制推行。这样才能有效地确保基坑围护的设计尽可能地逼近工程实际状况，既避免造成浪费，又可减少甚至杜绝工程事故的发生，真正达到工程技术人员一直追求的最优设计。
来源:233网校-岩土工程师考试责编:ljwzmznd评论纠错
1、当前基坑围护设计现状
随着基坑工程日趋复杂化以及计算机的应用，许多岩土工作者又热衷于数值分析方法的应用，如土抗力法，差分法，边界元法和有限元法等新方法，并且不少科研机构和高校基于不同分析模型开发了一些应用软件，应该说这对设计人员是有帮助的。但是这些方法在理论上尚需完善，关键是在如何选取土的本构关系与计算模型，土的参数如何确定，以及塑性区范围与稳定性之间的定量关系等问题上仍然存在困难，因此尚无直接用平面有限元的计算结果作为设计依据的实例。目前新方法尚未能作为围护结构设计的基本方法，多作为某些重大工程问题处理时的一种辅助的分析手段，以进行对比。
2、原因分析
1）计算以强度和稳定性为主，忽略变形控制考试大论坛
2）设计多以经验估算为主
在这种情况下，基坑工程设计依靠经验是必然的了，而且有时经验显得十分的重要。应该说经验是长期工程实践中积累的宝贵财富，基坑围护设计和施工，应该充分借鉴现有的成功经验，融入自身的特点和要素才能有所创新。但经验总归是经验，并不能等同于具有普遍指导意义的理论，况且基坑工程具有较强的区域性，不同地区会遇到各种不同的、包含极其复杂的工程地质和水文地质条件、现有的理论和经验根本无法解决的问题。这样基坑围护设计只能借鉴已有的工程经验在实际中摸索，设计结果就难以把握了。
传统设计方法以库仑—朗肯理论为基础，采用极限平衡法求解，它假定作用在围护结构前后墙上的土压力分别达到被动土压力和主动土压力，在此基础上再把超静定的结构力学问题简化为静定问题求解。国内采用较多的有等值梁法和静力平衡法。这种方法应用于基坑围护结构的设计中，存在以下缺点：
和静力平衡法。这种方法应用于基坑围护结构的设计中，存在以下缺点：本文来源:考试大网
3）无法提供设计所需的墙体水平位移的数值，即不能考虑围护结构和土体的变形；
传统设计方法以开挖的最终状态为基础，它至少在以下几个方面与开挖的实际情况是不相符的：
基坑围护结构土压力具有不确定性，它是土体与围护结构之间相互作用的结果，土压力大小和分布随围护结构类型、刚度、支点数量而异，在开挖过程中随结构的变形而动态地变化，同时它具有施工效应、时间效应、空间效应等特性，这些是传统挡土墙设计理论无法考虑的问题。土压力只有在主（被）动极限平衡状态下才可作为已知的定值，而主（被）动极限平衡状态是否达到，与围护结构的位移是密切相关的。在基坑外侧的主动区，围护结构向坑内侧位移量级达（0.1～0.3）%H后，就可能出现主动极限平衡状态，而基坑内侧的被动区，围护结构要向坑内位移约达（2～5）%H，才能达到被动极限平衡状态，这样大的位移量又是围护结构的安全所不允许的，因此该部位作用的实际上不是被动土压力，而是某种土抗力，它随着围护桩墙的位移大小而变化，是个不确定量。在围护结构的设计中，将不确定土压力当作定值的外荷载来求解围护结构的内力及验算稳定性，其计算结果的不准确是可想而知的。
围护系统和土体的变形是围护结构各部分与土体及外界因素相互作用的反映，是结构内力变化与调整的宏观结果。其特征和数值是整个系统是否正常工作的最直观的标志，又是突发性事故的前兆，因而是施工控制的主要依据。土层的沉降及位移更直接地影响到周围建筑物、地下管线及道路交通的正常运营。但传统设计方法由于所采用的是刚塑性模型理论，只能进行强度与稳定分析而难以进行变形计算。虽然目前尚有一些经验方法可进行估算，但有地区局限性并缺乏足够的理论依据。
传统设计方法对有支撑的围护结构设计中，支撑力也是通过开挖最终状态的系统静力平衡条件确定的。而基坑实际施工过程中，支撑是在土层开挖，围护结构有一定变形后设置的。下一道支撑是在上一道支撑受力变形，基坑继续开挖后设置的，并非同时设置，实际受力条件与设计条件明显相异，其数值理所当然偏离设计值。围护结构的内力也是按开挖的最终状态的土压力和支撑力计算的。如前所述，侧土压力和支撑力在开挖过程中是不断变化的，围护结构内力也随着改变，而不可能是固定不变的。虽然近来有些工程用增量法进行进行考虑施工过程的内力计算，但因为在内力计算中仍然引用静力平衡条件，而无法考虑形变相容和位移协调关系，所以仍然是相当粗糙的。
4、问题的对策本文来源:考试大网
4.1土压力估算
1）通过现场测试和室内模型试验，并依此为基础，提出简单实用而尽可能合理的土压力计算模式。
4.2动态设计来源：考试大
动态设计必须建立在严密的现场监测基础之上，通过对开挖全过程实施监测，将信息及时反馈，以掌握围护结构和基坑内外土体变形移动，随时调整施工参数，优化设计，或采取相应措施，以确保施工安全，即所谓信息化施工。考试大论坛
动态设计就是要使设计尽可能逼近实际情况，充分挖掘围护结构潜力，实现围护结构的经济和安全二者达到最佳状态。
对于基坑这类具有相当复杂性和不确定性的工程，设计工作往往只能得到在某种条件下的近似的预估值，因此对某特定的基坑工程，全面考察其影响土压力的所有因素，提出尽可能符合实际土压力计算模式是重要的一步。应该着重强调的是，在完善传统设计理论和方法，研究、开发和推广更适用于基坑工程特性的新理论、新方法（如数值分析方法）的同时，进行动态设计和信息化施工是必须的，而施工监测是其最重要的手段，它一方面检经验设计的正确性，另一方面有利于积累资料为改进设计理论和施工技术提供依据。施工监测的数据和成果是判别设计是否安全和经济的依据，也成为工程决策机构必不可少的“眼睛”和“了望塔”，应当纳入工程法规，通过指令强制推行。这样才能有效地确保基坑围护的设计尽可能地逼近工程实际状况，既避免造成浪费，又可减少甚至杜绝工程事故的发生，真正达到工程技术人员一直追求的最优设计。
来源:233网校-岩土工程师考试责编:ljwzmznd评论纠错
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