1 题目背景

随着城镇建设中高层及超高层建筑的大量涌现,基坑工程越来越多。同时,密集的建筑物、大深度的基坑周围复杂的地下设施,使得放坡开挖这一传统技术不再能满足现代城镇建设的需要,因此,基坑开挖与支护问题引起了土建及环保部门的广泛重视。尤其是20世纪90年代以来,由于城市地价越来越昂贵,建筑物的高度和层数不断增加,地下空间开发利用的规模、深度和广度日益加强,导致基坑工程规模不断加大,深度不断加深,于是基坑工程是当前大家十分关注的工程热点,也是技术复杂综合性很强的难点,又是提高工程质量减少事故的重点。这必然对基坑工程的设计与施工技术提出更高的要求。

深基坑工程是涉及到土力学、流变学、结构力学、钢筋混凝土结构等多门学科，是一项综合性的岩土工程问题。主要涉及到土层性质、支护结构、支撑形式、地基处理、地下水防治以及环境影响等方面，目前研究的课题主要有：土压力理论、支护结构内力和变形的计算理论、基坑失稳破坏的机理等方面。对于深基坑工程问题，目前国内外己有很多研究成果^[1]。

2 国内外研究现状

国外20世纪30年代,太沙基和皮克等最先从事基坑工程的研究,20世纪60年代在奥斯陆等地的基坑开挖中开始实施施工监测,从20世纪70年代起,许多国家陆续制订了指导基坑开挖与支护设计和施工的法规^[2]。除了明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法、沉管法、冻结法及注浆法等开挖技术外又有了新进展。

我国城市地下工程建设起步较晚,20世纪80年代前,国内为数不多的高层建筑的地下室多为一层,基坑深不过4m,常采用放坡开挖就可以解决问题。20世纪80年代初才开始出现大量的基坑工程。到20世纪80年代,随着高层建筑的大量兴建,开始出现两层地下室,开挖深度一般在8m左右,少数超过10m。进入20世纪90年代后,在我国改革开放和国民经济持续高速增长的形势下,全国工程建设亦突飞猛进,高层建筑迅猛发展,建筑高度越来越高,同时各地还兴建了许多大型地下市政设施、地下商场、地铁车站等,导致多层地下室逐渐增多,基坑开挖深度超过10m的比比皆是,其埋置深度也就越来越深,对基坑工程的要求越来越高,随着人防、地铁、地下商场、仓库、影剧院等大量工程的建设,特别是近年来的工程实践,城市地下空间开挖技术得到了长足发展和提高。我国城市地下工程、隧道及井孔工程等先后采用了明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法、沉管法、冻结法及注浆法等,这些技术有的己达到国际先进水平。促进了建筑科学技术的进步和施工技术、施工机械和建筑材料的更新与发展。为了保证建筑物的稳定性,建筑基础都必须满足地下埋深嵌固的要求。随之出现的问题也越来越多,这给建筑施工、特别是城市中心区的建筑施工带来了很大的困难。

2.1 基坑工程的发展趋势

在地下空间开发利用的规模愈来愈大,高层建筑的深基坑开挖范围和规模日益扩大的情况下,对基坑工程的设计理论和施工技术提出了严峻的挑战,基坑工程设计、施工技术日益进步^[3][4][5],涌现了多种符合我国国情的实用基坑支护方法,使得基坑工程的设计规范也有一定的发展,但在基坑工程的设计和施工中还有不少欠缺之处,有待今后弥补。

第一、从强度控制设计到变形控制设计。