第1章 绪论

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1、第1章绪论1.1研究背景和意义1.1.1概述随着国民经济和城市建设的迅速发展，近年来，我国城市化进入了一个新的发展时期，城市的数量、规模以及城市人口都有了巨大的增长。同时作为城市化的产物之一高层建筑不仅在数量上越来越多，而且在高度上也越来越高。据1995年初步统计，我国高层建筑高度超过100米的己有100多栋，正在设计和加紧兴建的200米以上的高层建筑有26栋，其中6栋超过300米。相应地，基坑开挖的深度也越来越大，如武汉的国贸大厦基坑开挖到地面以下16.8米，北京市经贸委大楼，地下四层结构，基础埋置深度为地面以下30米，上海的经贸委大厦

2、主楼基坑预计开挖到地面以下32米。由此可见，我国高层建筑数量的越来越多，建筑面积越来越大，基坑向大深度、大面积方向发展已成为必然趋势。目前，许多高层建筑在密集的建筑群中施工，由于施工场地狭窄，邻近常有必须保护的永久性建筑和市政公用设施，深基坑开挖不可盲目放坡，而且对基坑稳定和位移控制要求很高，使得深基坑工程的设计与施工难度越来越大，深基坑降水就是其中之一。在地下水位较高的地区开挖基坑时，含水层被切断，地下水会不断渗入到深基坑内。为提供地下工程作业条件，防止与地下水有关的涌砂、边坡失稳及地面变形、地基承载力下降等危害，必须对地下水进行处理。

3、特别是对位于沿海、沿江的大城市来说，深基坑开挖中的降水问题显得尤为重要。如我国长江中下游沿岸城市大都位于长江一级阶地之上地基呈典型的二元结构，上部由透水性弱、力学强度低的粘性土层组成，下部由力学强度高、透水性强的砂、砾、卵石层组成，富水性好，在两层结构之间，间或出现厚度不一的粉砂过渡层，抗渗强度低，这样更增加了地下工程支护与施工的难度。由于基坑开挖时，支护一般只是临时性工程，提供设计的基础资料不足与所处理的工程复杂性之间常形成矛盾，导致目前降水设计中存在许多局限。近10年间，由于基坑开挖深度过大，地下水位高，地基土质软弱等不良地质条件，加

4、上深基坑开挖支护技术不成熟，施工队伍素质低等一系列原因，导致了我国深基坑工程失事频繁，由此造成的损失高达数十亿元，同时产生恶劣的社会影响。深基坑失事的主要原因涉及两方面的问题。一是深基坑支护体系失稳;二是深基坑开挖引起周围环境条件的恶化。主要表现在:基坑坍塌，地层过度变形，地面沉降，地下管线断裂事故。在基坑开挖与降水过程中，边坡的地下水产生较大水力坡度，地下水向坑内渗流易产生管涌，流砂和坑底隆起【1】。实践中还常因帷幕结构防渗条件差，引起坑外水土流失造成地层产生位移与沉降;当基坑以下有一高水头的承压含水层，在基坑开挖至一定深度后，坑底至含

5、水层顶板之间的土体压力小于承压水的浮托力时，坑底就产生突涌，使围护结构产生不均匀沉降;此外，有些工程虽已认识到降水工作的重要性，为了给施工创造良好工程条件，保证施工质量和安全，进行大量抽水，忽视了因降水而引起的环境问题。上海某隧道复线工程，在基坑开挖中采取井点降水，抽水过程中引起附近地面塌陷，深度达5米之多，由此可见，不合理的深基坑降水对周围环境影响不可忽视。为了做好深基坑降水工程设计，水文地质勘察工作十分重要，必须查清地下水的埋藏条件，分布规律，富水性，水文地质参数，地下水动态，补给与排泄条件以及与地表水体的关系等。这样才能合理地选取降

6、水方案，既达到地下水位(减压)确保安全施工，又不致于对周围环境产生太大的影响，不引起较大的沉降与侧向位移。1.1.2建筑工程基坑的发展概况改革开发以来，随着我国经济建设、城市建设和建筑工业的迅猛发展，许多高层、高层建筑及道路、桥涵、地下管线、地质灾害治理等工程建设项目，如雨后春笋般的拔地而起。城市建设的发展，带动地下空间的发展，目前各类用途的地下空间已在世界各大城市中得到开发利用，诸如地下停车库、地下街道、地下商城、地下医院、地下仓库、地下民防工事以及多种地下民用和工业设施等。同时，地下工程建设项目的数量和规模也迅速增大，如高层建筑物基坑

7、、大型管道的深沟槽、越江隧道的暗埋矩形段及地铁工程的车站深基坑等。近20年来，我国己建成高层建筑累计超过1.3亿厅，到2002年，我国已建成100m以上的高层建筑约320幢，且有几十幢200一3oom及以上的超高层建筑正在计划设计或施工中【2、3】。像上海金茂大厦，地上88层，塔楼的开挖深度达一19.65m，裙房开挖深度为一-11.5m，基础开挖面积约2万㎡，楼层高度达420.5m;深圳地王大厦高达325m;广州中天大厦高达322m;它们跻身于当今世界20座超级巨厦之列，令人瞩目【4】。还有为了迎接2008年第29届奥林匹克运动会在首都北

8、京举行，进行的奥林匹克运动场基坑的开挖，也属于深大基坑之列。伴随着更多深大基坑工程的设计和施工，我国的深基坑工程技术正随着工程实践不断地成熟起来。1.1.3水利工程基坑的发展概况在中国几千年的