城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)要點(diǎn)一、城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)概述城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)，常被稱為“地下隧道結(jié)構(gòu)”或“地下空間支護(hù)系統(tǒng)”，其功能類似于傳統(tǒng)建筑的外墻，承擔(dān)著確保地下空間安全穩(wěn)定的關(guān)鍵使命。它是城市地下工程的重要組成部分，直接影響著工程的整體安全性、耐久性及經(jīng)濟(jì)性。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主要作用體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，它必須抵擋住來自土體和地下水的多種壓力，特別是土體側(cè)向的荷載和地下水位產(chǎn)生的靜水壓力，以及可能的動荷載，如地震作用或施工引起的瞬時荷載。其次圍護(hù)結(jié)構(gòu)致力于維護(hù)地下空間的密閉性，有效防止地下水滲入和土顆粒流失，保障洞內(nèi)環(huán)境干燥、潔凈及安全。此外它還需為后續(xù)主體結(jié)構(gòu)的施工提供必要的作業(yè)空間和支撐，并在工程完成后，與主體結(jié)構(gòu)共同作用，承受運(yùn)營期間的各類荷載。城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)的形式多樣，材料選擇也極其豐富，具體方案需根據(jù)工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)狀況、周邊環(huán)境要求、地下室層數(shù)、開挖深度、支護(hù)結(jié)構(gòu)計算方法等多種因素綜合確定。在方案設(shè)計過程中，需詳細(xì)評估并選擇最優(yōu)的組合形式。常見的圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型按其受力特點(diǎn)可分為承重式（如內(nèi)襯結(jié)構(gòu)）、支擋式（如地下連續(xù)墻、樁板式襯砌）等；按施工方法可分為現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)制拼裝結(jié)構(gòu)等；按材料可分為混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)等。下表列舉了部分常見的城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型及其典型應(yīng)用場景，供設(shè)計參考。?【表】：常見城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型及特點(diǎn)結(jié)構(gòu)類型材料構(gòu)成主要功能特點(diǎn)典型應(yīng)用場景地下連續(xù)墻鋼筋混凝土、糯凝膠、水泥土等承載能力強(qiáng)，止水性好，可作為主體結(jié)構(gòu)一部分或僅作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)深基坑、隧道圍護(hù)、核電站、水工結(jié)構(gòu)等鉆孔灌注樁混凝土、鋼筋擋土、隔水作用，常用于樁排式、樁板式、排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)基坑支護(hù)、隧道進(jìn)出口、箱涵基礎(chǔ)等排樁墻泥漿護(hù)壁、混凝土樁多排樁施工形成，適用于較深處基坑或地質(zhì)條件較差的情況大型深基坑、隧道側(cè)墻圍護(hù)saulhomme水泥土擋墻現(xiàn)場攪拌水泥土適用于淤泥質(zhì)土層或地層較軟薄的情況，止水性好，成本低較淺基坑、岸邊防護(hù)、臨時圍護(hù)等地下室墻現(xiàn)澆鋼筋混凝土、預(yù)制鋼筋混凝土邊坡支護(hù)，主要承受土壓力、水壓力和結(jié)構(gòu)自重，后期可與主體結(jié)構(gòu)融合建筑地下室、地鐵站出入口、地下街等永久內(nèi)襯鋼筋混凝土、預(yù)制混凝土板主要起防水、防滲、n?a(inner)(reinforce)主體的作用，不承受主要荷載或僅承受部分荷載隧道、盾構(gòu)隧道、儲水結(jié)構(gòu)等復(fù)合式襯砌外層（防水混凝土）、內(nèi)層（結(jié)構(gòu)鋼筋混凝±或鋼筋鋼結(jié)構(gòu)）結(jié)合內(nèi)外層優(yōu)勢，兼顧承載、防水、耐久性等功能復(fù)雜地質(zhì)條件下的隧道、聯(lián)絡(luò)通道等輕型圍護(hù)結(jié)構(gòu)鋼支撐、鋁合金支撐、鋼P(yáng)rops(支撐架)適用于地層較好、荷載較輕、工期較短的基坑或隧道臨時性支護(hù)、城市地鐵淺埋段、頂管作業(yè)區(qū)間理解圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本概念、功能及其多樣化的構(gòu)成方式，是進(jìn)行后續(xù)具體設(shè)計計算、選型和施工方案制定的基礎(chǔ)。一個成功的城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計，必須綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全及環(huán)境影響等多方面因素，確保護(hù)結(jié)構(gòu)在各種條件下均能可靠、安全地發(fā)揮預(yù)期功用。1.1地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)的定義與功能范疇（1）定義城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)，通常簡稱圍護(hù)結(jié)構(gòu)，是指在城市建設(shè)與underground工程施工和運(yùn)營期間，外圍護(hù)體系中承擔(dān)維護(hù)空間、控制變形、隔絕環(huán)境的關(guān)鍵性構(gòu)造部分。它主要是指承受土壓力、水壓力及地面荷載等外部作用，并確保地下空間安全、穩(wěn)定、耐久使用的圍合性構(gòu)件或者系統(tǒng)。這些結(jié)構(gòu)是保護(hù)地下空間主體內(nèi)部設(shè)施和人員免受外部不利環(huán)境因素（如土體側(cè)向擠壓、地下水滲透、地表振動、交通荷載等）侵蝕的核心屏障。簡單來說，圍護(hù)結(jié)構(gòu)是城市地下工程的重要組成部分，可以理解為地下工程的外“皮膚”，它將地下空間與外部土體和水資源分隔開來。它不僅起到承載和防護(hù)的作用，也是實現(xiàn)地下空間功能、滿足使用要求和保障工程安全的關(guān)鍵部分。（2）功能范疇圍護(hù)結(jié)構(gòu)承擔(dān)著多重且至關(guān)重要的作用，根據(jù)工程設(shè)計要求、地質(zhì)條件、周邊環(huán)境以及地下結(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn)，其主要功能可歸納為以下幾個方面。以下是圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要功能的列表式歸納：序號功能類別具體功能描述1承載與安全承受并傳遞來自土體、地下水、大氣、地表交通、施工荷載以及結(jié)構(gòu)自重等施加的外部荷載，保證地下主體結(jié)構(gòu)及空間的安全穩(wěn)定，防止結(jié)構(gòu)失穩(wěn)或破壞。2防水與隔潮阻止地表水、地下水通過滲流、毛細(xì)作用等途徑涌入地下空間，保持內(nèi)部環(huán)境的干燥和清潔，防止材料腐蝕、結(jié)構(gòu)破壞以及影響使用功能。3控制變形與位移控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)及其變形，尤其是在臨近施工區(qū)域或重要設(shè)施時，限制過大的沉降、隆起或側(cè)向位移，保障地下空間的精度，減少對環(huán)境和周邊建(構(gòu))筑物的不利影響。4環(huán)境隔絕適度隔絕外部惡劣環(huán)境（如噪聲、振動、溫度變化等）對地下空間內(nèi)部環(huán)境的影響，為使用者提供相對舒適和安全的空間。5主體結(jié)構(gòu)協(xié)同作為地下空間結(jié)構(gòu)體系的一部分，與主體結(jié)構(gòu)協(xié)同工作，共同承受豎向及水平荷載，保證整個地下工程體系的整體性和可靠性。6提供出入口部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)可兼作地下空間的豎向或水平通道出入口，并承擔(dān)相應(yīng)的交通荷載、防水、防火等功能。綜上所述城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)通過其多重功能，為地下工程的規(guī)劃、設(shè)計、施工及長期安全穩(wěn)定運(yùn)營提供了必要的物理保障和技術(shù)支撐。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計選擇、形式布置和構(gòu)造措施必須綜合考慮上述各項功能要求，并與主體結(jié)構(gòu)、基坑支護(hù)、降水等系統(tǒng)緊密協(xié)調(diào)?！f明：同義替換與句式變換：在定義部分，使用了“外圍護(hù)體系”、“關(guān)鍵性構(gòu)造部分”、“維護(hù)空間”、“控制變形”、“隔絕環(huán)境”、“承重”、“防護(hù)”、“核心屏障”、“外‘皮膚’”等詞語替換或調(diào)整了句式，避免重復(fù)。此處省略表格：功能范疇部分采用了表格形式，使內(nèi)容清晰、結(jié)構(gòu)化，便于讀者快速理解圍護(hù)結(jié)構(gòu)的具體作用。無內(nèi)容片輸出：內(nèi)容為純文本描述。邏輯性：定義與功能緊密聯(lián)系，闡述了圍護(hù)結(jié)構(gòu)“是什么”以及“做什么”，符合技術(shù)要點(diǎn)的邏輯要求。1.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)在城市建設(shè)中的重要性城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)，作為地下空間環(huán)境的rst外圍屏障，其安全性、穩(wěn)定性和耐久性直接關(guān)系到整個工程項目的成敗，并在現(xiàn)代城市規(guī)劃與建設(shè)過程中扮演著舉足輕重的角色。圍護(hù)結(jié)構(gòu)不僅要承擔(dān)抵抗土體壓力、水壓力以及其他外部荷載的作用，確保地下空間開挖后坑壁的穩(wěn)定和基坑的安全，同時也要為地下結(jié)構(gòu)提供可靠的防水、防滲功能，有效隔絕地下水、土壤中有害介質(zhì)對主體結(jié)構(gòu)的侵蝕與影響?？梢哉f，圍護(hù)結(jié)構(gòu)是保障城市地下工程順利實施、長期穩(wěn)定運(yùn)行的基石。在城市高速發(fā)展的背景下，地下空間的充分利用已成為必然趨勢。無論是地鐵、隧道等交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，還是商業(yè)綜合體、地下停車場、市政管廊等綜合開發(fā)項目，其地下工程都離不開性能優(yōu)異的圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的合理選型與科學(xué)設(shè)計，不僅直接影響工程建設(shè)的施工效率、造價控制，更與地下空間的開發(fā)利用程度、城市功能的完善以及整體土地價值的提升緊密相連。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的重要性可從以下幾個方面進(jìn)行具體闡述：方面重要性對城市建設(shè)的意義結(jié)構(gòu)安全與穩(wěn)定承載土壓力、水壓力，維持基坑及坑壁穩(wěn)定，防止坍塌。確保施工及運(yùn)營安全，是地下工程建設(shè)的首要前提。防水與防滲阻止地下水滲流，保護(hù)主體結(jié)構(gòu)免受侵蝕，維持地下環(huán)境干燥。延長結(jié)構(gòu)使用壽命，保證使用功能正常發(fā)揮，尤其在潮濕或腐蝕性環(huán)境中至關(guān)重要。環(huán)境保護(hù)隔離土體對環(huán)境的潛在污染，防止工程活動對周邊環(huán)境造成擾動。減少對既有建筑物、管線的影響，保護(hù)地下水資源，實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展。經(jīng)濟(jì)效益影響工程造價、施工周期及地下空間的開發(fā)利用效率。合理設(shè)計可優(yōu)化資源配置，降低綜合成本，提升土地利用效益和項目整體經(jīng)濟(jì)價值。城市景觀與功能影響地下空間的布局、形態(tài)及周邊地面的協(xié)調(diào)性。與地面建筑、城市景觀相融合，提升城市整體形象，促進(jìn)城市功能的合理布局與高效運(yùn)行。城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計是一項復(fù)雜而關(guān)鍵的工作，其技術(shù)水平的優(yōu)劣，不僅決定了單個地下工程項目的成敗，更深遠(yuǎn)地影響著城市地下空間資源的開發(fā)利用深度、城市基礎(chǔ)設(shè)施體系的完善程度以及城市整體發(fā)展的可持續(xù)性。因此在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工中，必須高度重視其功能要求，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)技術(shù)規(guī)范，采用先進(jìn)的設(shè)計理念與管理方法，以確保城市地下工程的百年大計。1.3常見圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型及其適用條件在地下工程設(shè)計中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的類型及其適用條件對工程的實施至關(guān)重要。以下是幾種常見的圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型及其適用的條件概覽：圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型適用條件排樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)適用于埋深1-20米的淺埋條件，地下水位不穩(wěn)定且含水層分布不均時需考慮降水或止水措施；地質(zhì)條件復(fù)雜、流沙層較薄；對基坑周圍環(huán)境造成的擾動較大時，宜采用深層攪拌樁等變剛度排樁。灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)適用于地質(zhì)巖土均勻且地質(zhì)條件較好，對基坑周圍環(huán)境擾動有限制要求的地層；圍護(hù)樁截面行走可以避免碰撞地下障礙物且符合取消內(nèi)支撐等工期要求；應(yīng)具備足夠的抗彎能力來防止水平土壓力增大時發(fā)生彎折。地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)適用范圍包括軟弱地層以及需要深挖、具有高地下水壓力的地層；適用于施工場地狹小、周邊存在建構(gòu)筑物、地下水位高或具有很好的富水性能的復(fù)雜環(huán)境和地質(zhì)條件；能夠達(dá)到腿槽埋深要求并且保護(hù)周圍建筑物，確保施工安全；適用于不同地層中，包括流砂、萌芽地層或緩流淤泥等。鋼支撐／鋼筋混凝土支撐適用于土質(zhì)松軟、地下水位高或受到較高順序影響的地層；施工阻工嚴(yán)苛且需有效控制基坑變形地層；可以在復(fù)雜地質(zhì)條件下有效控制基坑變形，限制土體位移，減少周圍建構(gòu)筑物沉降與傾斜；需提供足夠的反力及支撐強(qiáng)度，為施工空間與環(huán)境提供保障。H型鋼樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)適用于地質(zhì)條件較好的地區(qū)，基坑深度小于10米；在軟土地區(qū)應(yīng)采取必要的加固措施；在深度較大的地下水位較高環(huán)境中，可通過設(shè)置打樁錘等設(shè)備加強(qiáng)地基承載力。在選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型時，需充分考慮工程的地質(zhì)條件、深度、環(huán)境條件和周圍建構(gòu)筑物的需求。具體的選擇應(yīng)結(jié)合工程的實際情況、工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的合理性以及對環(huán)境影響的可接受程度來完成。通過周密考慮這些條件，才能確保圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計既經(jīng)濟(jì)又可實現(xiàn)工程技術(shù)目標(biāo)的基本要求。1.4圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則與目標(biāo)城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)遵循科學(xué)合理性、經(jīng)濟(jì)適用性、安全可靠性及環(huán)保可持續(xù)性的基本原則，確保在復(fù)雜的工程環(huán)境下實現(xiàn)其預(yù)期功能。設(shè)計中需明確圍護(hù)結(jié)構(gòu)的功能目標(biāo)，包括防水防滲、承載穩(wěn)定、變形控制、耐久性保障及環(huán)境協(xié)調(diào)等方面。以下為圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則與目標(biāo)的詳細(xì)闡述：（1）基本原則圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)綜合考慮地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、施工方法、周邊環(huán)境及使用要求等因素，遵循以下基本原則：安全性原則：圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)具備足夠的承載能力、抗?jié)B能力和變形控制能力，確保在各種荷載作用下（包括土壓力、水壓力、地震作用及施工荷載等）結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定。適用性原則：圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足防水防滲、環(huán)境保護(hù)、變形控制等使用要求，并考慮施工方便及維護(hù)管理等因素。經(jīng)濟(jì)性原則：在滿足安全適用的前提下，應(yīng)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，降低工程造價，提高經(jīng)濟(jì)效益。耐久性原則：圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)具備足夠的耐久性，能夠承受環(huán)境侵蝕及荷載作用，延長結(jié)構(gòu)的使用壽命。環(huán)保性原則：圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)考慮環(huán)境影響，盡量減少對周邊環(huán)境的擾動，采用環(huán)保材料及施工工藝。（2）目標(biāo)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計目標(biāo)可以概括為以下幾個方面的具體指標(biāo)：設(shè)計目標(biāo)具體指標(biāo)承載穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)頂、底及側(cè)向位移不超過允許值，確保結(jié)構(gòu)不發(fā)生破壞及坍塌。防水防滲性滲流量滿足規(guī)范要求，防滲等級不低于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。變形控制性結(jié)構(gòu)變形在允許范圍內(nèi)，不影響周邊環(huán)境及地下設(shè)施的正常運(yùn)行。耐久性結(jié)構(gòu)在預(yù)期使用年限內(nèi)不發(fā)生嚴(yán)重?fù)p毀，混凝土保護(hù)層厚度、鋼筋銹蝕率等指標(biāo)符合要求。環(huán)境協(xié)調(diào)性減少施工及運(yùn)營對周邊環(huán)境的負(fù)面影響，如沉降、振動及噪聲等。（3）設(shè)計公式為了量化設(shè)計目標(biāo)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計可采用以下公式進(jìn)行計算：土壓力計算公式：σ其中σ為土壓力，γ為土重，?為土深度，β為土坡角度。變形計算公式：u其中u為結(jié)構(gòu)變形，P為荷載，L為結(jié)構(gòu)跨度，E為彈性模量，I為截面慣性矩。通過上述基本原則與目標(biāo)的明確，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計能夠更加科學(xué)合理，確保城市地下工程的順利實施及長期穩(wěn)定運(yùn)行。二、前期勘察與資料收集在城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的初步階段，前期勘察與資料收集是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。這一環(huán)節(jié)的主要目標(biāo)是了解工程所在地的地質(zhì)條件、環(huán)境條件以及已有的工程資料，為后續(xù)的設(shè)計提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場勘察：1）地質(zhì)勘察：通過鉆探、物探等手段，詳細(xì)查明地下巖土層的分布、性質(zhì)及工程特性，包括土層的厚度、含水量、容重等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。2）水文地質(zhì)勘察：評估地下水位的深淺、水流的動態(tài)變化以及水質(zhì)對圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的影響。3）環(huán)境勘察：調(diào)查周邊建筑物、交通流量、地下管線等情況，分析對圍護(hù)結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生的影響。資料收集：1）文獻(xiàn)資料：收集國內(nèi)外相關(guān)工程的設(shè)計、施工資料，包括已成功應(yīng)用的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式及技術(shù)參數(shù)。2）相鄰工程資料：了解相鄰工程的地質(zhì)資料、設(shè)計參數(shù)、施工方法及存在的問題，為本工程設(shè)計提供參考。3）氣象資料：收集工程所在地的歷史氣象數(shù)據(jù)，分析極端天氣條件對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的影響。數(shù)據(jù)整理與分析：1）將收集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類整理，建立數(shù)據(jù)庫。2）利用公式、內(nèi)容表等工具對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，評估地質(zhì)環(huán)境的不確定性對圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響。表：前期勘察數(shù)據(jù)匯總表序號勘察內(nèi)容數(shù)據(jù)要點(diǎn)作用1地質(zhì)勘察土層性質(zhì)、厚度等為基礎(chǔ)設(shè)計提供數(shù)據(jù)支持2水文地質(zhì)地下水位、水質(zhì)等評估地下水對結(jié)構(gòu)的影響3環(huán)境勘察周邊建筑物、交通等確定環(huán)境因素對設(shè)計的制約條件公式：基于前期勘察數(shù)據(jù)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)安全性評估模型（可根據(jù)具體工程需求進(jìn)行公式設(shè)定）。通過以上前期勘察與資料收集的工作，可以為城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計提供可靠的數(shù)據(jù)支持，確保設(shè)計的合理性與安全性。2.1工程場地地質(zhì)環(huán)境勘察要點(diǎn)在進(jìn)行城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計之前，對工程場地進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)環(huán)境勘察是至關(guān)重要的。地質(zhì)環(huán)境勘察旨在了解地層的分布、巖土的性質(zhì)及其力學(xué)特性，為地下工程的規(guī)劃、設(shè)計和施工提供科學(xué)依據(jù)。（1）勘察目的與原則勘察的主要目的是確定地下工程場地的地質(zhì)條件，評估其對工程的影響，并提出相應(yīng)的處理措施?？辈旃ぷ鲬?yīng)遵循以下原則：安全性：確?？辈爝^程中人員和設(shè)備的安全。準(zhǔn)確性：獲取真實、準(zhǔn)確的地質(zhì)數(shù)據(jù)。完整性：全面了解場地內(nèi)的地質(zhì)情況，包括地上和地下。合規(guī)性：遵守相關(guān)法律法規(guī)和勘察規(guī)范。（2）勘察內(nèi)容與方法2.1勘察內(nèi)容地層分布與巖土分類地質(zhì)構(gòu)造與地震烈度土體物理力學(xué)性質(zhì)水文地質(zhì)條件地下工程條件2.2勘察方法鉆探取樣地質(zhì)雷達(dá)探測土工試驗水文地質(zhì)測試觀測與記錄（3）勘察資料整理與分析勘察完成后，需要對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，形成詳細(xì)的勘察報告。報告應(yīng)包括以下內(nèi)容：工程場地概述地質(zhì)條件綜述主要巖土性狀描述地質(zhì)問題分析與評價工程建議與措施（4）勘察過程中的注意事項遵守勘察規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)使用合格的勘察設(shè)備與工具妥善保管勘察數(shù)據(jù)與資料保證勘察工作的獨(dú)立性與客觀性通過以上要點(diǎn)的詳細(xì)闡述，可以為城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計提供全面、準(zhǔn)確的地質(zhì)環(huán)境依據(jù)，確保工程的安全與穩(wěn)定。2.2周邊既有建筑物與管線現(xiàn)狀調(diào)研在城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計前，對周邊既有建筑物與管線的現(xiàn)狀進(jìn)行全面調(diào)研是保障工程安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。調(diào)研工作需系統(tǒng)收集、整理和分析相關(guān)數(shù)據(jù)，為圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計提供可靠依據(jù)，以降低施工風(fēng)險、減少對周邊環(huán)境的影響。（1）調(diào)研內(nèi)容與要求既有建筑物調(diào)研基礎(chǔ)信息收集：包括建筑物的建造年代、結(jié)構(gòu)類型（如框架結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)等）、層數(shù)、高度、基礎(chǔ)形式（如獨(dú)立基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)等）及使用現(xiàn)狀（如是否存在裂縫、傾斜等病害）?？臻g位置關(guān)系：通過測量確定建筑物與擬建地下工程的相對位置，包括水平距離、高差及角度關(guān)系，明確建筑物是否處于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的影響范圍內(nèi)。變形監(jiān)測：對建筑物進(jìn)行沉降、傾斜及裂縫觀測，建立初始變形數(shù)據(jù)基準(zhǔn)，為施工期間的變形控制提供參考。地下管線調(diào)研管線屬性信息：包括管線類型（如給排水、燃?xì)?、電力、通信等）、材質(zhì)（如鋼管、PE管、混凝土管等）、管徑、埋深、接口形式及建設(shè)年代?？臻g分布與走向：通過查閱竣工內(nèi)容紙或采用物探技術(shù)（如探地雷達(dá)、電磁法等）確定管線的平面位置及豎向標(biāo)高，繪制管線分布內(nèi)容。運(yùn)行狀態(tài)評估：了解管線的運(yùn)行壓力、流量及重要性等級，評估管線對施工振動、沉降的敏感度。（2）調(diào)研方法與技術(shù)手段資料收集：向產(chǎn)權(quán)單位、城建檔案館等獲取建筑物及管線的竣工內(nèi)容紙、檢測報告等歷史資料?，F(xiàn)場勘查：采用全站儀、激光測距儀等設(shè)備進(jìn)行精確測量，結(jié)合無人機(jī)航拍輔助分析周邊環(huán)境。物探與檢測：利用地質(zhì)雷達(dá)、管線儀等設(shè)備探測地下管線的準(zhǔn)確位置，必要時采用開挖驗證。數(shù)據(jù)分析：通過建立三維模型（如BIM技術(shù)）整合建筑物與管線的空間數(shù)據(jù)，模擬施工影響范圍。（3）調(diào)研成果與應(yīng)用調(diào)研成果需以報告、內(nèi)容紙及表格形式呈現(xiàn)，主要包括：建筑物現(xiàn)狀統(tǒng)計表（示例）建筑物編號結(jié)構(gòu)類型層數(shù)基礎(chǔ)形式距離基坑邊線距離（m）初始沉降值（mm）B-01框架12筏板15.22.5B-02磚混6條形8.73.1管線風(fēng)險等級劃分根據(jù)管線重要性及變形敏感度，可采用以下公式評估風(fēng)險等級：R其中R為風(fēng)險等級評分，P為管線重要性系數(shù)（如燃?xì)夤艿廊?.5，通信管道取0.8），S為變形敏感度系數(shù)（如鑄鐵管取1.2，PE管取0.9），D為距離基坑邊線的距離（單位：m），α,設(shè)計建議對高風(fēng)險建筑物或管線，需采取專項保護(hù)措施，如設(shè)置隔離樁、注漿加固或調(diào)整施工工藝。根據(jù)調(diào)研結(jié)果優(yōu)化圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，如增加支撐剛度、控制開挖步距等。通過上述調(diào)研與分析，可確保圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計充分考慮周邊環(huán)境約束，實現(xiàn)工程安全與環(huán)境保護(hù)的平衡。2.3水文地質(zhì)條件評估方法城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，對水文地質(zhì)條件的準(zhǔn)確評估是至關(guān)重要的。以下是評估方法的詳細(xì)步驟：首先需要收集和分析相關(guān)地質(zhì)資料，包括地下水位、土壤類型、滲透系數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)。這些數(shù)據(jù)可以通過地質(zhì)勘探、鉆探、取樣等方式獲取。其次利用地質(zhì)模型軟件進(jìn)行模擬分析，以預(yù)測地下水流動路徑和水位變化情況。這有助于了解地下水對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的潛在影響。接下來根據(jù)地質(zhì)模型結(jié)果，結(jié)合工程需求，制定相應(yīng)的排水措施。這可能包括設(shè)置排水溝、安裝排水管道、設(shè)置集水井等。此外還需考慮地下水對圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的影響，例如，某些材料在長期浸水后可能會發(fā)生膨脹或收縮，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形或損壞。因此在選擇材料時，應(yīng)充分考慮其耐水性能。建議定期監(jiān)測地下水位和水質(zhì)變化情況，以便及時發(fā)現(xiàn)并處理可能出現(xiàn)的問題。同時還應(yīng)關(guān)注周邊環(huán)境的變化，如降雨量、氣溫等因素，以調(diào)整排水措施和結(jié)構(gòu)設(shè)計。2.4巖土體物理力學(xué)參數(shù)試驗與選取城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性高度依賴于巖土體的物理力學(xué)參數(shù)，如重度、彈性模量、黏聚力、內(nèi)摩擦角等。這些參數(shù)的準(zhǔn)確性直接影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)計算結(jié)果的可靠性，因此在巖土體物理力學(xué)參數(shù)選取過程中，必須進(jìn)行系統(tǒng)的現(xiàn)場試驗和室內(nèi)試驗，并合理采用試驗結(jié)果。（1）試驗類型與方法選擇巖土體物理力學(xué)參數(shù)的確定主要依靠現(xiàn)場原位試驗和室內(nèi)室內(nèi)土工試驗兩種手段。現(xiàn)場原位試驗：適用于獲取巖土體在天然狀態(tài)下的力學(xué)特性，常用的試驗方法包括平板載荷試驗（PL）、十字板剪切試驗（CPT）、波速測試（VPT）等。例如，對于飽和軟黏土，十字板剪切試驗?zāi)軌蛑苯訙y定其不排水抗剪強(qiáng)度（）。室內(nèi)室內(nèi)土工試驗：通過室內(nèi)試驗可以詳細(xì)分析巖土體的詳細(xì)力學(xué)性質(zhì)，包括壓縮試驗（如三軸壓縮試驗）、直剪試驗等。對于粒狀土，常用的參數(shù)有干密度（ρd）、孔隙比（e）、內(nèi)摩擦角（φ）等。（2）參數(shù)選取原則巖土體物理力學(xué)參數(shù)的選取應(yīng)遵循以下原則：多源數(shù)據(jù)校核：建議結(jié)合現(xiàn)場試驗與室內(nèi)試驗結(jié)果，通過對比驗證參數(shù)的合理性。統(tǒng)計分析：對多次試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，采用均值、標(biāo)準(zhǔn)差等指標(biāo)確定代表性參數(shù)。地區(qū)經(jīng)驗修正：參考類似工程的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，對試驗結(jié)果進(jìn)行修正。以下為部分巖土體物理力學(xué)參數(shù)的合理取值范圍（單位：kPa）：巖土體類型重度（γ）黏聚力（c）內(nèi)摩擦角（φ）彈性模量（E）砂質(zhì)黏土18-2020-4026-3215-25kPa軟土16-1810-2018-245-10kPa礫石21-2330-5035-4530-40kPa對于關(guān)鍵參數(shù)（如不排水抗剪強(qiáng)度cu），可采用公式進(jìn)行計算或試驗校驗：cu式中，S1為最大主應(yīng)力，S（3）注意事項試驗前的巖樣制備應(yīng)避免擾動原狀結(jié)構(gòu)，必要時采用擾動土樣進(jìn)行敏感性分析。試驗數(shù)據(jù)應(yīng)剔除異常值，采用有效性檢驗（如Grubbs檢驗）確保結(jié)果的可靠性。長期監(jiān)測數(shù)據(jù)可動態(tài)修正參數(shù)，提高設(shè)計的適應(yīng)性。通過科學(xué)合理的試驗與參數(shù)選取，能夠有效提升城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的精確性，保障工程安全。2.5設(shè)計規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用依據(jù)城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計必須嚴(yán)格遵循國家和行業(yè)的現(xiàn)行規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，以確保工程的安全性和可靠性。設(shè)計依據(jù)主要包括以下幾個方面：國家及行業(yè)規(guī)范設(shè)計應(yīng)依據(jù)《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB50108）、《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120）等國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。這些規(guī)范涵蓋了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的材料選用、計算方法、施工質(zhì)量要求等內(nèi)容。例如，支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形控制應(yīng)滿足下式要求：Δ其中Δmax為實測最大變形量，Δ地域性規(guī)范根據(jù)不同地域的地質(zhì)條件、地下水環(huán)境等特點(diǎn)，應(yīng)參考地方性規(guī)范或補(bǔ)充規(guī)定。例如，在軟土地基地區(qū)，還應(yīng)遵守《軟土地區(qū)巖土工程勘察規(guī)范》（GB50459）的相關(guān)要求。項目特性要求結(jié)合工程的具體情況，如基坑深度、周邊環(huán)境荷載等，可參考專項技術(shù)規(guī)程。例如，對于超深基坑，應(yīng)采用《超深基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（T/CECS776）進(jìn)行設(shè)計。列項規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)匯總以下是主要的設(shè)計規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)列表：規(guī)范/標(biāo)準(zhǔn)名稱編號適用范圍地下工程防水技術(shù)規(guī)范GB50108地下工程防水設(shè)計建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ120基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計軟土地區(qū)巖土工程勘察規(guī)范GB50459軟土地區(qū)勘察與設(shè)計超深基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程T/CECS776超深基坑支護(hù)設(shè)計建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范GB50497基坑變形監(jiān)測通過對上述規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)性應(yīng)用，可以有效保障城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性和合理性，減少工程風(fēng)險。三、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案比選與論證在城市地下工程的設(shè)計過程中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的選型與論證是確保工程安全和質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。面對多樣化的設(shè)計需求與限制因素，查詢與對比多個可行方案是必不可少的。方案比選要點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)性與效能對比：評估每種圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案在實施成本、經(jīng)濟(jì)效益及長期運(yùn)行維護(hù)方面的表現(xiàn)，確保選擇的最優(yōu)方案在確保工程質(zhì)量及安全的同時，能夠有效控制成本與提高收益。環(huán)境影響考量：比較不同方案對周圍環(huán)境的影響，包括噪音、振動、地面沉降以及地下水污染等方面，選取對環(huán)境破壞最小且滿足環(huán)保要求的方案。技術(shù)的適應(yīng)性與可行性：分析圍護(hù)結(jié)構(gòu)的技術(shù)特點(diǎn)與施工工藝的可行性，確保所選方案在技術(shù)上具備解決工程難題和滿足特殊功能需求的能力。安全與耐久性評估：通過有限元分析、抗剪強(qiáng)度測試等手段，評估各圍護(hù)結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性及耐久性，以確保其在設(shè)計使用壽命內(nèi)能夠抵御外界環(huán)境變化與地下水壓的持續(xù)作用。施工影響考量：考慮施工難度、施工對交通影響等施工因素，巴爾通影響評估建筑施工方案是否合理，以及對建成后運(yùn)營維護(hù)的影響進(jìn)行分析和論證。通過綜合上述幾個方面的比選與論證，可以確保城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的合理性和可靠性，為工程的順利進(jìn)行與長期的有效運(yùn)營打下堅實基礎(chǔ)。比選表格示例：3.1方案設(shè)計的影響因素分析城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計是一個復(fù)雜的過程，其合理性與經(jīng)濟(jì)性受到多種因素的制約。這些因素相互交織、相互影響，需要在設(shè)計初期進(jìn)行全面、系統(tǒng)的分析，以確定最優(yōu)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案。本節(jié)將重點(diǎn)分析影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計的主要因素。（1）工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件是圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的首要前提，直接決定了圍護(hù)結(jié)構(gòu)所需承受的土壓力、水壓力的類型、大小及分布。地基土的物理力學(xué)性質(zhì)，如內(nèi)摩擦角、粘聚力、重度、壓縮模量、滲透系數(shù)等，是計算側(cè)向土壓力和水壓力的關(guān)鍵參數(shù)。地層分布的復(fù)雜程度、是否存在軟弱夾層、液化土層、rock或人工填土等，都會對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的選型和截面設(shè)計產(chǎn)生影響。土壓力計算：土壓力的大小和分布與土的種類、狀態(tài)、地下水位以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)形式密切相關(guān)。對于地下水位較高的地區(qū)，水壓力往往是設(shè)計控制因素之一。朗肯（Rankine）土壓力理論和庫侖（Coulomb）土壓力理論是常用的計算理論，但實際工程中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形、土與結(jié)構(gòu)的相互作用等因素會使計算結(jié)果與理論值存在差異。朗肯土壓力公式：σ其中：-σa-γ為土的重度（kN/m3）-z為計算點(diǎn)深度（m）-α為墻背傾斜角水壓力計算：水壓力通常采用靜水壓力公式計算：p其中：-pw-ρg-?為水深（m）土層性質(zhì)對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的影響建議的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式地質(zhì)條件好，土質(zhì)堅硬承受能力強(qiáng)，變形小，主要承受土壓力和圍護(hù)結(jié)構(gòu)自重支撐式結(jié)構(gòu)（如樁錨、地下連續(xù)墻）存在軟弱夾層或淤泥質(zhì)土變形較大，穩(wěn)定性差，需要更高的剛度，并考慮基坑變形控制地下連續(xù)墻、鋼板樁或地下連續(xù)墻結(jié)合內(nèi)支撐體系地下水位高水壓力成為主要控制因素，需要考慮止水帷幕或隔水墻的設(shè)計包含止水帷幕的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，如地下連續(xù)墻加止水帷幕地層復(fù)雜，起伏較大設(shè)計計算復(fù)雜，需要詳細(xì)進(jìn)行地質(zhì)勘察，并采用多種分析手段多種圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式組合或分段設(shè)計（2）周邊環(huán)境條件地下工程的周邊環(huán)境條件對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計具有重要影響，主要包括周邊建筑物、管線、交通狀況、地下空間開發(fā)情況等。周邊建筑物：周邊建筑物的結(jié)構(gòu)形式、基礎(chǔ)類型、埋深、可靠性等，是確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形控制標(biāo)準(zhǔn)的重要依據(jù)。如果周邊存在重要的敏感建筑物，則需要嚴(yán)格控制基坑開挖引起的地基沉降和位移，選擇合適的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式和支撐體系。管線：基坑開挖可能會對周邊的給排水管、燃?xì)夤艿?、電力電纜、通信光纜等市政管線的安全造成影響。在進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要查明管線的位置、埋深、材質(zhì)、管徑、權(quán)屬等信息，并采取相應(yīng)的保護(hù)措施，如設(shè)置變形監(jiān)測點(diǎn)、采用柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)、預(yù)留管線遷改空間等。交通狀況：基坑開挖可能對周邊交通造成影響，需要考慮交通疏導(dǎo)方案，并盡量減少對城市交通的影響。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)盡量簡潔、高效，縮短施工工期。地下空間開發(fā)情況：如果周邊存在其他地下工程或規(guī)劃中的地下空間，則需要考慮地下空間的相互連通、荷載傳遞等問題，避免相互影響。（3）基坑周邊荷載基坑周邊荷載主要包括地面荷載、地下荷載以及施工荷載。地面荷載：地面荷載的大小和分布對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的土壓力和水壓力有直接影響。地面荷載的大小主要取決于周邊的用途，如商業(yè)區(qū)、住宅區(qū)、交通樞紐等。地下荷載：地下荷載主要包括鄰近地下工程、地下結(jié)構(gòu)物等。地下荷載的大小和分布需要通過詳細(xì)的勘察和調(diào)查獲得。施工荷載：施工荷載主要包括施工機(jī)械設(shè)備、材料的堆放等。施工荷載的大小和分布需要根據(jù)施工方案進(jìn)行合理的估計和計算。（4）基坑開挖深度基坑開挖深度是影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵因素之一，開挖深度越大，側(cè)向土壓力和水壓力越大，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的受力越不利，所需的安全系數(shù)也越高。（5）地下空間用途與變形控制要求地下空間的用途決定了地下工程的荷載大小和性質(zhì)，以及對周邊環(huán)境的影響。例如，商業(yè)地下空間通常荷載較大，對變形控制要求也較高；而交通地下空間則需考慮車輛荷載和人流荷載等因素。變形控制要求主要是指基坑變形和地基沉降的控制標(biāo)準(zhǔn)，?aylà涵蓋了建筑物、管線和周邊環(huán)境的允許變形范圍。變形控制要求越高，對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度要求也越高，設(shè)計難度也越大。（6）設(shè)計規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)是進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù)，其中規(guī)定了計算方法、荷載取值、材料強(qiáng)度等級、構(gòu)造要求、安全驗算等內(nèi)容。設(shè)計人員需要熟悉并嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，確保設(shè)計的安全性、合理性和經(jīng)濟(jì)性。城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計需要綜合考慮多種因素的影響，進(jìn)行系統(tǒng)的分析和比選。只有充分考慮各種因素，才能設(shè)計出安全、經(jīng)濟(jì)、合理的圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案。3.2常見圍護(hù)體系的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)的形式多樣，每種形式都有其獨(dú)特的優(yōu)缺點(diǎn)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。在實際工程中，選擇合適的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式需要綜合考慮地質(zhì)條件、工程規(guī)模、環(huán)境保護(hù)要求等因素。以下是對幾種常見圍護(hù)體系的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行比較分析。（1）地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻是目前城市地下工程中應(yīng)用廣泛的一種圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式，其主要優(yōu)點(diǎn)包括施工效率高、抗震性能好、適應(yīng)性強(qiáng)等。然而地下連續(xù)墻的造價相對較高，尤其是在地質(zhì)條件復(fù)雜的情況下，施工難度和成本會進(jìn)一步增加。技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析：地下連續(xù)墻的造價主要由以下幾個方面構(gòu)成：墻體材料費(fèi)用樁基費(fèi)用混凝土費(fèi)用施工機(jī)械費(fèi)用其成本公式可以表示為：C項目單位費(fèi)用（元/m2）占比墻體材料元/m2120040%樁基元/m280027%混凝土元/m250017%施工機(jī)械元/m230010%合計元/m22800100%（2）鋼板樁鋼板樁是一種常用的臨時性圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其主要優(yōu)點(diǎn)包括施工速度快、可重復(fù)使用、造價較低等。然而鋼板樁的抗震性能相對較差，且在多次使用后會導(dǎo)致性能下降。技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析：鋼板樁的造價主要由以下幾個方面構(gòu)成：鋼板樁材料費(fèi)用樁基費(fèi)用連接件費(fèi)用其成本公式可以表示為：C項目單位費(fèi)用（元/m2）占比鋼板樁材料元/m280050%樁基元/m260037%連接件元/m220013%合計元/m21600100%（3）鉆孔灌注樁鉆孔灌注樁是另一種常見的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式，其主要優(yōu)點(diǎn)包括承載能力強(qiáng)、施工難度相對較低等。然而鉆孔灌注樁的造價相對較高，且在施工過程中會產(chǎn)生大量混凝土廢料，對環(huán)境造成一定影響。技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析：鉆孔灌注樁的造價主要由以下幾個方面構(gòu)成：樁基材料費(fèi)用混凝土費(fèi)用施工機(jī)械費(fèi)用其成本公式可以表示為：C項目單位費(fèi)用（元/m2）占比樁基材料元/m2100045%混凝土元/m270031%施工機(jī)械元/m230024%合計元/m22000100%（4）人工挖孔樁人工挖孔樁適用于地質(zhì)條件較為簡單的地下工程，其主要優(yōu)點(diǎn)包括施工方法簡單、造價較低等。然而人工挖孔樁的施工過程中存在一定的安全風(fēng)險，且施工效率相對較低。技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析：人工挖孔樁的造價主要由以下幾個方面構(gòu)成：樁基材料費(fèi)用混凝土費(fèi)用人工費(fèi)用其成本公式可以表示為：C項目單位費(fèi)用（元/m2）占比樁基材料元/m270035%混凝土元/m260030%人工元/m250025%合計元/m21800100%通過對以上幾種常見圍護(hù)體系的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較可以發(fā)現(xiàn)，每種圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式都有其適用的場景和優(yōu)缺點(diǎn)。在實際工程中，需要根據(jù)具體的地質(zhì)條件、工程需求和預(yù)算限制等因素綜合選擇合適的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式。3.3方案可行性論證的流程與要點(diǎn)方案可行性論證是城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，旨在確保所選方案在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全等多個方面均滿足工程要求。可行性論證的流程通常包括以下幾個步驟：（1）初步調(diào)研與資料收集在進(jìn)行方案可行性論證之前，首先需要對工程場地進(jìn)行詳細(xì)的初步調(diào)研，收集相關(guān)資料，主要包括地質(zhì)勘察報告、水文地質(zhì)資料、周邊環(huán)境信息、工程規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等。這些資料將為后續(xù)的方案比選提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。（2）方案比選與初步設(shè)計根據(jù)收集到的資料，初步擬定若干種圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案，如地下連續(xù)墻、鋼板樁、排樁等。每種方案的初步設(shè)計應(yīng)包括結(jié)構(gòu)形式、材料選擇、施工方法等。【表】展示了常見圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的初步設(shè)計方案。方案類型結(jié)構(gòu)形式材料選擇施工方法地下連續(xù)墻連續(xù)鋼筋混凝土墻混凝土、鋼筋鉆爆法、導(dǎo)板法鋼板樁鋼板樁圍堰鋼板打樁法、靜壓法排樁排列式樁墻混凝土樁、鋼樁鉆孔灌注樁、靜壓樁（3）技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較對初步設(shè)計方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，主要比較內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)性能、施工難度、工期、成本等?！颈怼空故玖四彻こ讨腥N圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果。方案類型結(jié)構(gòu)性能（安全系數(shù)）施工難度工期（天）成本（萬元）地下連續(xù)墻1.5較高2003000鋼板樁1.2較低1001500排樁1.3中等1502200（4）綜合評估與最優(yōu)方案選擇綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全等多方面因素，對各個方案進(jìn)行綜合評估。評估過程可采用模糊綜合評價法，其基本公式如下：S其中：-S為綜合評價值-Wi為第i-Ri為第i根據(jù)綜合評價值S選擇最優(yōu)方案。（5）詳細(xì)設(shè)計與施工組織設(shè)計選定最優(yōu)方案后，進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，并編制施工組織設(shè)計。詳細(xì)設(shè)計應(yīng)包括結(jié)構(gòu)尺寸、配筋、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造等；施工組織設(shè)計應(yīng)包括施工工序、資源配置、安全措施等。通過以上流程，可以確保城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)合理性和安全性。3.4特殊地質(zhì)條件下的方案適應(yīng)性調(diào)整在進(jìn)行城市地下空間的圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須結(jié)合不同地質(zhì)條件采取相應(yīng)的技術(shù)措施，以確保工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)遇到特殊而復(fù)雜的地下地質(zhì)條件時，需對設(shè)計方案進(jìn)行必要的適應(yīng)性調(diào)整，茲列幾點(diǎn)考慮要素：土質(zhì)不均與軟土處理：在軟土地層中建造圍護(hù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用預(yù)制或灌注樁、旋噴樁等基礎(chǔ)型式，以增強(qiáng)地基的承載能力和穩(wěn)定性。利用砂樁、塑料排水板等排水加固技術(shù)，提前排除土中積水，減輕土的重量，增加土體的固結(jié)度。巖溶與裂隙處理：考慮到巖溶區(qū)域的復(fù)雜地形，設(shè)計時應(yīng)采取更為詳細(xì)的地質(zhì)勘查，并對圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行精確評估。依據(jù)巖溶發(fā)育程度選擇合適的灌漿、預(yù)應(yīng)力錨桿或抗滑樁等加固措施，以防止水溶及巖溶塌陷的影響。斷層與破碎巖層處理：在斷層帶附近設(shè)計圍護(hù)結(jié)構(gòu)時，需要特別考慮斷層的傾向、傾角及活動形態(tài)。采用抗?jié)B性能好的混凝土防護(hù)層、高壓注漿等技術(shù)，以滿足斷層帶的防水和加固需求，必要時還需實施樁基加固措施。高壓縮性黃土與濕陷性黃土處理：在黃土地區(qū)，尤其是濕陷性黃土，宜采用加固地基的方法，如土釘墻、混凝土灌注樁等結(jié)構(gòu)。設(shè)置排水系統(tǒng)，切斷地下水位上升路徑，防止黃土軟化和濕陷。深層地下熱水層與高溫高壓處理：設(shè)計應(yīng)充分重視深部地?zé)岘h(huán)境特征，并采用耐高溫混凝土、環(huán)氧樹脂等特殊材料進(jìn)行圍護(hù)。在高溫高壓環(huán)境中，應(yīng)考慮地下水對結(jié)構(gòu)的腐蝕作用，加強(qiáng)防護(hù)，并加強(qiáng)結(jié)構(gòu)物保溫措施。綜合考慮多變地質(zhì)條件：在多重復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境共存的區(qū)域，應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)性的地基勘查，建立詳細(xì)的地質(zhì)模型。根據(jù)不同地層的性質(zhì)和承載力，合理分配荷載，配置樁基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻或組合式壁板等復(fù)合結(jié)構(gòu)，確保結(jié)構(gòu)安全性。特殊地質(zhì)條件下的調(diào)整不僅關(guān)乎圍護(hù)結(jié)構(gòu)自身安全，還有助于減少工程造價、提升經(jīng)濟(jì)效益并延長工程壽命。在設(shè)計策略的選擇與實施過程中應(yīng)不斷反饋與修正，以實現(xiàn)最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。3.5方案比選的優(yōu)化決策方法在完成多個候選設(shè)計方案后，需要采用科學(xué)有效的決策方法，對各個方案的優(yōu)劣進(jìn)行全面、客觀的評估，從而選出最優(yōu)方案。這些方法應(yīng)基于量化的指標(biāo)和定性的分析，確保比選結(jié)果既科學(xué)又合理。以下是幾種常用的優(yōu)化決策方法：（1）技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選法技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選法是通過綜合分析各個方案的技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，計算出各方案的等效年成本，進(jìn)而進(jìn)行對比，以等效年成本最低者為最優(yōu)方案。等效年成本（annualequivalentcost，AEC）的計算公式為：AEC式中：-P為初始投資；-i為折現(xiàn)率；-n為項目壽命期；-C為年運(yùn)營維護(hù)成本；-Ft為第t【表】給出了不同方案的等效年成本計算示例：方案編號初始投資(萬元)年運(yùn)營維護(hù)成本(萬元/年)項目壽命期(年)折現(xiàn)率(%)等效年成本(萬元/年)方案一100010020578.05方案二12009020575.90方案三11009520576.78從【表】中可以看出，方案二的等效年成本最低，因此方案二為最優(yōu)方案。（2）層次分析法（AHP）層次分析法（AnalyticHierarchyProcess，AHP）是一種定性與定量相結(jié)合的決策方法，通過建立層次結(jié)構(gòu)模型，對各個指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較，計算權(quán)重，最終得出各方案的綜合得分，得分最高者為最優(yōu)方案。具體步驟如下：建立層次結(jié)構(gòu)模型：包括目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和方案層。構(gòu)造判斷矩陣：對準(zhǔn)則層和方案層進(jìn)行兩兩比較，構(gòu)造判斷矩陣。計算權(quán)重：通過計算判斷矩陣的特征向量，得到各指標(biāo)的權(quán)重。計算綜合得分：將各方案的得分與其權(quán)重相乘，得到綜合得分?！颈怼拷o出了某地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的層次結(jié)構(gòu)模型及其權(quán)重計算示例：準(zhǔn)則技術(shù)可行性經(jīng)濟(jì)合理性施工便捷性權(quán)重技術(shù)可行性1350.58經(jīng)濟(jì)合理性1/3130.28施工便捷性1/51/310.14假設(shè)某地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的得分如下：方案技術(shù)可行性得分經(jīng)濟(jì)合理性得分施工便捷性得分方案一807075方案二858080方案三758585計算各方案的綜合得分：綜合得分式中：-wj為第j-Sij為第i個方案在第j具體計算如下：方案一的綜合得分：綜合得分方案二的綜合得分：綜合得分方案三的綜合得分：綜合得分從計算結(jié)果可以看出，方案二的綜合得分最高，因此方案二為最優(yōu)方案。（3）敏感性分析法敏感性分析法是通過分析各參數(shù)的變化對方案評價指標(biāo)的影響程度，判斷方案的風(fēng)險和不確定性，從而進(jìn)行決策的方法。敏感性分析通常包括單因素敏感性分析和多因素敏感性分析。單因素敏感性分析：每次只改變一個參數(shù)，觀察該參數(shù)的變化對評價指標(biāo)的影響。多因素敏感性分析：同時改變多個參數(shù)，觀察這些參數(shù)的聯(lián)合變化對評價指標(biāo)的影響?！颈怼拷o出了某地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的敏感性分析結(jié)果：參數(shù)變化率(±10%)等效年成本變化率(%)敏感性系數(shù)初始投資10%8.40.84運(yùn)營維護(hù)成本10%4.20.42折現(xiàn)率10%6.50.65從【表】中可以看出，初始投資的變化對等效年成本的影響最大，敏感性系數(shù)為0.84，因此初始投資是影響方案經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵因素。通過對以上幾種優(yōu)化決策方法的綜合運(yùn)用，可以科學(xué)、合理地對城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進(jìn)行比選，最終選出最優(yōu)方案，確保工程的安全、經(jīng)濟(jì)和高效。四、荷載計算與組合在城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計中，荷載計算與組合是關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)之一。為保證結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，必須對各種荷載進(jìn)行準(zhǔn)確計算，并進(jìn)行合理的組合。荷載分類在城市地下工程中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)所承受的荷載主要包括土壓力、水壓力、地震力、地面荷載等。在設(shè)計過程中，需根據(jù)工程所在地的地質(zhì)條件、環(huán)境條件及荷載特性，對各類荷載進(jìn)行詳細(xì)分析。荷載計算1）土壓力計算：土壓力是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主要荷載，其計算需考慮土的容重、側(cè)壓力系數(shù)及埋深等因素。通常采用朗金法或庫侖法等方法進(jìn)行計算。（2)水壓力計算：對于地下工程而言，水壓力亦不可忽視。需根據(jù)地下水位的標(biāo)高、滲透系數(shù)等參數(shù)，計算側(cè)壓力及浮力等水壓力。3）地震力計算：在地震區(qū)域，需考慮地震力對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的影響。根據(jù)工程所在地的地震烈度、結(jié)構(gòu)類型等因素，采用相應(yīng)的計算方法進(jìn)行地震力計算。4）地面荷載計算：地面荷載主要包括交通荷載、堆載等。需根據(jù)工程所在地的使用功能及地面使用情況，進(jìn)行地面荷載的計算。荷載組合在荷載組合過程中，需遵循安全、經(jīng)濟(jì)、合理的原則。根據(jù)各類荷載的概率分布、變化范圍及結(jié)構(gòu)響應(yīng)特點(diǎn)，進(jìn)行合理的荷載組合。通?？紤]基本組合、特殊組合等多種組合方式，以覆蓋各種可能的工況?！颈怼浚汉奢d組合示例組合編號土壓力水壓力地震力地面荷載備注組合一√基本組合組合二√考慮浮力影響組合三√考慮地震影響組合四√√考慮土壓力和浮力影響等特殊情況公式：荷載組合公式C=Σ(HiLi)其中，C為組合荷載，Hi為各類荷載的代表值，Li為各類荷載的組合系數(shù)?！ù颂幙筛鶕?jù)實際情況此處省略其他相關(guān)公式）圍護(hù)結(jié)構(gòu)的荷載計算與組合是地下工程設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，準(zhǔn)確計算各類荷載并進(jìn)行合理組合，有助于確保地下工程的安全性和穩(wěn)定性。因此在設(shè)計過程中，需充分考慮各種因素，采用科學(xué)的計算方法，為圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計提供可靠依據(jù)。4.1土壓力理論及其計算模型在城市地下工程中，土壓力理論是圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。土壓力是指作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土的側(cè)向土壓力和豎向土壓力。正確計算土壓力對于確保圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性至關(guān)重要。?土壓力的分類土壓力可分為側(cè)向土壓力和豎向土壓力兩類：側(cè)向土壓力：在水平方向上，土對支護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向推力。側(cè)向土壓力的大小與土的性質(zhì)、支護(hù)結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸以及土的側(cè)向位移有關(guān)。豎向土壓力：在垂直方向上，土對支護(hù)結(jié)構(gòu)的頂部和底部的推力。豎向土壓力的大小與土的密度、支護(hù)結(jié)構(gòu)的截面尺寸和高度以及土的壓縮性有關(guān)。?土壓力的計算模型土壓力的計算模型主要包括以下幾種：線性分布模型：假設(shè)土壓力均勻分布在整個支護(hù)結(jié)構(gòu)表面。該模型的計算公式為：p其中p為土壓力，Q為作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土的重量，A為支護(hù)結(jié)構(gòu)的截面面積。非線性分布模型：考慮土體的不均勻性和變形特性，土壓力分布不再均勻。常用的非線性分布模型有極限平衡法和有限元法等。彈性分布模型：假設(shè)土體在壓力作用下發(fā)生彈性變形，土壓力隨時間逐漸釋放。該模型的計算公式為：p其中p為土壓力，k為土的彈性系數(shù)，E為土的彈性模量。?計算示例假設(shè)置換擋支架的支護(hù)結(jié)構(gòu)采用樁柱式結(jié)構(gòu)，樁徑為1.0m，樁距為1.5m，地下水位距地【表】m。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007)，側(cè)向土壓力系數(shù)k側(cè)取1.2，彈性模量E取計算側(cè)向土壓力：A計算豎向土壓力：假設(shè)支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部和底部的土層為粘性土，壓縮模量E取10GPa。p通過上述計算，可以得出換擋支架支護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向土壓力和豎向土壓力，為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供依據(jù)。4.2水壓力與滲透荷載的確定方法在城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計中，水壓力與滲透荷載的準(zhǔn)確取值是確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。水壓力可分為靜水壓力和動水壓力，其計算需結(jié)合地質(zhì)勘察資料、地下水位變化及土體滲透特性綜合確定。滲透荷載則與土體的滲透系數(shù)、水力梯度及滲流路徑密切相關(guān)，需通過理論計算或數(shù)值模擬方法進(jìn)行量化分析。（1）靜水壓力的計算靜水壓力主要作用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的迎水面，其大小與地下水位高度及水的重度直接相關(guān)。對于無黏性土層，靜水壓力可按式（4.1）計算：P式中：-Pw——-γw——水的重度（取10-?——計算點(diǎn)至地下水位的垂直距離（m）。若地下水位存在季節(jié)性波動，需根據(jù)勘察報告提供的最高水位與最低水位分別計算，并取最不利工況作為設(shè)計依據(jù)。（2）動水壓力與滲透力的分析當(dāng)土體存在滲流時，需考慮動水壓力對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的影響。動水壓力（滲透力）可通過達(dá)西定律計算，如式（4.2）：j式中：-j——動水壓力（kN/m3）；-i——水力梯度，可表示為i=Δ?/L，其中滲透荷載的確定需結(jié)合土體滲透系數(shù)（k）進(jìn)行分層計算?！颈怼苛谐隽瞬煌翆拥臐B透系數(shù)參考值，供設(shè)計時選用。?【表】常見土層滲透系數(shù)參考值土層類型滲透系數(shù)k（cm/s）黏土<粉質(zhì)黏土1砂土1礫石>（3）水壓力的折減與組合對于滲透性較差的黏性土層，可考慮水壓力折減。折減系數(shù)（α）應(yīng)根據(jù)土體的有效應(yīng)力原理和固結(jié)程度確定，一般取0.7~1.0。水壓力與土壓力的組合需按照相關(guān)規(guī)范（如《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120）進(jìn)行，避免荷載重復(fù)計算或遺漏。（4）數(shù)值模擬與現(xiàn)場監(jiān)測復(fù)雜地質(zhì)條件下的水壓力分布可采用有限元軟件（如PLAXIS、ABAQUS）進(jìn)行模擬分析。同時在施工過程中應(yīng)布設(shè)孔隙水壓力計，通過現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)反演分析，及時調(diào)整設(shè)計參數(shù)，確保圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全可靠。通過上述方法的綜合應(yīng)用，可實現(xiàn)對水壓力與滲透荷載的精確量化，為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)。4.3周邊施工荷載與附加荷載的取值在城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計中，周邊施工荷載和附加荷載是兩個重要因素。這些荷載的大小直接影響到圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工過程，因此需要準(zhǔn)確計算并合理取值。周邊施工荷載主要包括：土體開挖過程中產(chǎn)生的側(cè)向壓力；施工機(jī)械作業(yè)產(chǎn)生的振動荷載；施工期間地下水位變化引起的水壓力；施工期間地面沉降對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的影響。附加荷載主要包括：地下水位變化引起的附加壓力；地下水位變化引起的附加滲透力；地下水位變化引起的附加浮力；地下水位變化引起的附加動水壓力。為了確保圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定，需要根據(jù)具體情況選擇合適的計算公式或經(jīng)驗公式來估算周邊施工荷載和附加荷載的大小。同時還需要考慮到地質(zhì)條件、施工工藝等因素對荷載取值的影響。為了更直觀地展示周邊施工荷載和附加荷載的取值方法，可以制作一張表格來列出各種荷載類型及其對應(yīng)的計算公式或經(jīng)驗公式。例如：荷載類型計算公式/經(jīng)驗公式說明土體開挖側(cè)向壓力σ=K×(γ+γ_s)×L^2/h^2其中，σ為側(cè)向壓力，K為安全系數(shù)，γ為土體重度，γ_s為砂土重度，L為開挖深度，h為圍護(hù)結(jié)構(gòu)高度施工機(jī)械振動荷載F=P×A×f其中，F(xiàn)為振動荷載，P為振動力，A為振動面積，f為振動頻率地下水位變化引起的附加壓力P=q×A×H其中，P為附加壓力，q為地下水位變化引起的附加壓力系數(shù)，A為圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積，H為圍護(hù)結(jié)構(gòu)高度地下水位變化引起的附加滲透力Q=k×A×(Δt+Δt_s)其中，Q為附加滲透力，k為滲透系數(shù)，A為圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積，Δt為時間間隔，Δt_s為滲透力變化系數(shù)地下水位變化引起的附加浮力F_f=p×A×g其中，F(xiàn)_f為附加浮力，p為地下水位變化引起的附加浮力系數(shù)，g為重力加速度地下水位變化引起的附加動水壓力P_d=k×A×(Δt+Δt_s)其中，P_d為附加動水壓力，k為動水壓力系數(shù)，A為圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積，Δt為時間間隔，Δt_s為動水壓力變化系數(shù)通過以上表格，可以清晰地了解周邊施工荷載和附加荷載的取值方法，為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供有力支持。4.4地震作用與其他偶然荷載的考慮城市地下工程的圍護(hù)結(jié)構(gòu)在設(shè)計過程中，需充分重視并準(zhǔn)確評估地震作用以及其他偶然荷載的綜合影響，以確保結(jié)構(gòu)的韌性與安全性。地震是主要天然disasters對結(jié)構(gòu)施加的水平位移和慣性力，對地下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生復(fù)雜的內(nèi)力和變形，尤其在軟土或地質(zhì)條件復(fù)雜的區(qū)域，地震效應(yīng)更為顯著。地震作用下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主要設(shè)計原則是控制結(jié)構(gòu)的位移和變形，避免出現(xiàn)過大變形導(dǎo)致墻體開裂、連接失效等破壞形式。設(shè)計時，應(yīng)依據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011）及《地下工程新型結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50936）等相關(guān)規(guī)定，選擇適宜的抗震計算方法。常用的簡化方法有一維彈簧法、等代線性法等，對于大型或重要工程，則應(yīng)采用空間分析方法，結(jié)合有限元軟件進(jìn)行精細(xì)化建模與計算，精確捕捉結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。在抗震計算中，地震作用效應(yīng)（通常表示為彈性或彈塑性分析得到的層間位移角、彎矩、剪力等）應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)相互作用分析結(jié)果進(jìn)行組合，并按照規(guī)范要求確定相應(yīng)的組合值系數(shù)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)在設(shè)計地震作用下所需的承載能力、變形能力及耗能能力，均需滿足規(guī)范限值要求。除地震作用外，偶然荷載亦不容忽視。其種類繁多，主要包括但不限于：爆炸沖擊荷載：城市地下空間可能面臨恐怖襲擊或工程爆破等引發(fā)的爆炸沖擊波作用。設(shè)計時需根據(jù)風(fēng)險評估結(jié)果，確定設(shè)計爆炸強(qiáng)度等級，并計算爆炸沖擊波引起的動壓強(qiáng)和動土壓力，對墻體進(jìn)行強(qiáng)度驗算及抗動力穩(wěn)定性驗算?；馂?zāi)作用：消防或生產(chǎn)事故引發(fā)的火災(zāi)，將導(dǎo)致圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差劇變。巨大的溫度梯度會引起墻體熱脹冷縮不均，產(chǎn)生額外的溫度應(yīng)力，可能導(dǎo)致墻體開裂損傷。設(shè)計時，需合理配置變形縫，選用具有良好耐火性能和溫度適應(yīng)性的建筑材料，并驗算溫度作用下的結(jié)構(gòu)應(yīng)力與變形。洪水沖擊及浮力：地下工程可能因遭遇極端降雨、上游潰堤等意外事件而遭受洪水侵入。洪水對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的作用包含靜水壓力、動水壓力（沖擊力）、滲透壓力以及潛在的向上的浮力。設(shè)計時，應(yīng)作為不利組合工況，對墻體進(jìn)行水壓力作用下的強(qiáng)度和穩(wěn)定性復(fù)核。同時需確保結(jié)構(gòu)具備足夠的密閉性或抗?jié)B等級，防止水患擴(kuò)大。飛機(jī)或車輛高速撞擊荷載：極少數(shù)情況下，靠近空港或交通樞紐的地下工程可能遭遇飛機(jī)跑道沖偏或重型車輛失控的撞擊。這種沖擊荷載具有能量巨大、作用時間極短的特點(diǎn)。設(shè)計此類事故場景下的圍護(hù)結(jié)構(gòu)時，通常采用等效靜載法或動力有限元分析法進(jìn)行評估，重點(diǎn)關(guān)注結(jié)構(gòu)的局部承載和整體保持穩(wěn)定的能力。對這些各項偶然荷載的分析與考慮方法，應(yīng)遵循“具體問題具體分析”的原則。需結(jié)合工程所處的具體環(huán)境條件、潛在的風(fēng)險源、事故發(fā)生的概率及其影響范圍進(jìn)行綜合評估。對于地震作用，計算結(jié)果通常需要乘以相應(yīng)的分項系數(shù)：S其中：-γG-γQ-γE?-γEv-S為考慮偶然荷載的組合效應(yīng)設(shè)計值；-SGk在組合效應(yīng)計算中，不同荷載的組合強(qiáng)度設(shè)計值需滿足相應(yīng)的抗力要求，確保圍護(hù)結(jié)構(gòu)在設(shè)計基準(zhǔn)地震及各類偶然荷載共同作用下，能夠安全可靠地承受荷載，保持結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性。同時設(shè)計中需特別關(guān)注幾類荷載的不利組合情景，確保結(jié)構(gòu)在最為嚴(yán)酷的工作條件下亦能維持基本功能。4.5荷載組合與分項系數(shù)的選取原則在進(jìn)行城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計時，必須根據(jù)結(jié)構(gòu)在施工和使用期間可能遭遇的實際荷載情況，采用合理的荷載組合方式進(jìn)行計算。荷載組合應(yīng)充分考慮各種荷載同時出現(xiàn)的可能性及其對結(jié)構(gòu)效應(yīng)的影響程度，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全可靠。與此同時，為確保結(jié)構(gòu)具有足夠的承載能力、正常使用性能以及一定的耐久性，需要對設(shè)計荷載（即荷載組合值）乘以相應(yīng)的分項系數(shù)。分項系數(shù)的選取需依據(jù)荷載的變異性、結(jié)構(gòu)的破壞后果、設(shè)計的重要性及工程的常規(guī)性等因素綜合確定?！督ㄖY(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009）及相關(guān)的行業(yè)規(guī)范為圍護(hù)結(jié)構(gòu)荷載組合與分項系數(shù)的選取提供了明確的原則和具體數(shù)值。設(shè)計時應(yīng)遵循這些規(guī)范，依據(jù)不同的設(shè)計狀況（如正常使用極限狀態(tài)或承載能力極限狀態(tài)）和結(jié)構(gòu)重要性等級，合理選用荷載組合表達(dá)式和相應(yīng)的分項系數(shù)。承載能力極限狀態(tài)下的荷載組合，主要是針對結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)最不利內(nèi)力或變形情況進(jìn)行的組合，目的是確保結(jié)構(gòu)在預(yù)定的荷載作用下不發(fā)生破壞、過度變形或喪失穩(wěn)定。常見的承載能力極限狀態(tài)組合形式包括永久荷載控制下的組合、正常使用荷載（如地震作用）控制下的組合，以及同時考慮多種可變荷載共同作用下的組合等。根據(jù)荷載在結(jié)構(gòu)上的影響及其出現(xiàn)的頻率，通常采用不同的組合值系數(shù)（通常記為γ_G、γ_Q）來修正各參與組合的荷載標(biāo)準(zhǔn)值。在設(shè)計時，圍護(hù)結(jié)構(gòu)可能承受的荷載種類繁多，例如土壓力（主動、靜止、被動）、水壓力、地面超載、結(jié)構(gòu)自重、風(fēng)荷載、地震作用、溫度作用，以及設(shè)備或使用中的活荷載等。不同荷載的作用性質(zhì)和方向各不相同，在組合時需考慮其可能的最大不利組合效應(yīng)。例如，基坑開挖階段，圍護(hù)結(jié)構(gòu)承受的內(nèi)力組合通常以水土壓力、預(yù)加軸力以及支撐/錨桿力為主要考慮因素；而在地下結(jié)構(gòu)主體使用階段，則可能更多地關(guān)注土壓力、水壓力、結(jié)構(gòu)自重以及地面活荷載等引起的整體或局部內(nèi)力。分項系數(shù)的選取是確保結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，永久荷載（如土壓力、水壓力靜力分量、結(jié)構(gòu)自重等）的分項系數(shù)通常取值較高，主要因其變異性相對較小，但其一旦超過承載能力可能導(dǎo)致嚴(yán)重的工程后果，因此需從嚴(yán)考慮（例如，按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，一般情況下永久荷載分項系數(shù)γ_G取1.2或1.35）。可變荷載（如作用時間短暫、頻率較低或強(qiáng)度變異較大的荷載）的分項系數(shù)則根據(jù)其動力特性、概率分布及對結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響程度確定，對于風(fēng)荷載、地震作用等動力荷載或不確定性較大的可變荷載，其分項系數(shù)可能取值較高。規(guī)范中通常會給出不同類型荷載在不同組合下的具體分項系數(shù)取值。為了更清晰地展示荷載組合與分項系數(shù)的應(yīng)用原則，【表】列舉了部分常見荷載組合類型的示意性表達(dá)式。請注意實際工程設(shè)計中具體的荷載組合項應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、結(jié)構(gòu)形式、施工方法及使用要求等詳細(xì)分析確定，并嚴(yán)格依據(jù)現(xiàn)行國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。?【表】部分荷載組合示意設(shè)計狀況荷載組合類型示例荷載組合表達(dá)式說明承載能力極限狀態(tài)由永久荷載控制的組合γ適用于主要由永久荷載產(chǎn)生內(nèi)力的承載能力驗算由可變荷載（如地震）控制的組合γ適用于有明顯地震作用的地區(qū)，地震作用為主要可變荷載由多種可變荷載共同作用控制的組合γG需考慮多種可變荷載及其組合效應(yīng)正常使用極限狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)組合G用于驗算結(jié)構(gòu)的變形、裂縫等正常使用要求準(zhǔn)永久組合G用于考慮荷載長期效應(yīng)影響的結(jié)構(gòu)變形驗算其中：-Gk-Qk-γG-γQ-ψq下標(biāo)“f”和“i”分別表示同一組合內(nèi)可變荷載的效應(yīng)比值及組合中的可變荷載個數(shù)。必須強(qiáng)調(diào)的是，荷載組合的確定和分項系數(shù)的選用并非簡單的數(shù)值代換，而是一個需要結(jié)合工程實踐經(jīng)驗、工程地質(zhì)勘察報告、水文地質(zhì)資料以及相關(guān)規(guī)范條文進(jìn)行綜合判斷的過程。設(shè)計人員應(yīng)充分理解荷載的物理意義和組合邏輯，避免出現(xiàn)不符合實際工程情況的組合，從而確保設(shè)計方案的科學(xué)性和合理性。五、圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形分析在進(jìn)行城市地下工程的設(shè)計中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形分析對于確保工程的安全性至關(guān)重要。厚實的圍護(hù)結(jié)構(gòu)必須能夠抵抗地層的壓力、水文作用和其他環(huán)境因素的侵?jǐn)_。為此，需要將內(nèi)力和變形問題作為設(shè)計中的核心考慮因素，并利用先進(jìn)的分析技術(shù)，確保結(jié)構(gòu)的安全性和施工可行性。內(nèi)力分析內(nèi)力是圍護(hù)結(jié)構(gòu)在承載土壤荷載、水頭壓力及溫度變化等作用下產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力。這些內(nèi)力不僅能夠影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還關(guān)系到設(shè)計中的關(guān)鍵要素，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)力計算以及材料選擇。分析時需要考慮以下幾個重點(diǎn)：荷載組合：包括多種設(shè)計荷載作用下的各種組合狀態(tài)，確保分析模型的精準(zhǔn)性。材料性能：通過實驗或者依據(jù)已知數(shù)據(jù)，了解所用材料的回歸彈性和塑性特性，這些參數(shù)的準(zhǔn)確性對內(nèi)力計算具有決定性作用。模型簡化與精度驗證：應(yīng)通過比選各種分析模型，選擇其計算效率與精度，同時確保變形實體與界限條件合理。三維效應(yīng)考慮：需考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)的三維特性，本著重點(diǎn)分析和邊界條件精細(xì)化相結(jié)合的原則，黔除外包與限界條件準(zhǔn)確設(shè)置。變形分析變形分析主要是指結(jié)構(gòu)在自重、水壓力及其他各種荷載作用下的變形行為分析。由于城市地下工程地下水位波動、地質(zhì)不均及施工等因素可能導(dǎo)致較大的變形，變形分析的準(zhǔn)確度對于確保工程正常運(yùn)營具有直接而重大的影響?；€位移：基線位移監(jiān)測是變形分析的基本指標(biāo)，單點(diǎn)位移測試可以在對基線監(jiān)測的同時減少加固工程對變參數(shù)測量的干擾。沉降監(jiān)測：針對新建筑物周圍的特點(diǎn)應(yīng)充分考慮沉降監(jiān)測，連續(xù)位移動態(tài)監(jiān)測應(yīng)從開挖后立刻開始，直到混凝土澆筑結(jié)束。三維應(yīng)力分析：結(jié)合變形測量的剖切面細(xì)化，可以得到更準(zhǔn)確的變形情況，使得變形分析配合結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計一起考量成為可能?；谏鲜龇治鲆c(diǎn)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形分析強(qiáng)化了對土壤荷載、水文條件以及結(jié)構(gòu)響應(yīng)的多維度考量，結(jié)合適當(dāng)?shù)挠嬎隳Ｐ团c合理命名的分析流程，以確保城市地下工程設(shè)計的高效性與可靠性。5.1計算模型的建立與簡化原則在城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，計算模型的建立與簡化是確保計算結(jié)果準(zhǔn)確性和可行性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。合理的模型簡化能夠有效降低計算復(fù)雜度，同時保證分析結(jié)果的可靠性。模型建立應(yīng)遵循以下原則：（1）模型簡化原則等效原則：對于復(fù)雜的地質(zhì)條件，可采用等效參數(shù)法簡化非線性地質(zhì)邊界條件，將實際地層簡化為等效的力學(xué)模型。對稱性原則：當(dāng)基坑對稱且開挖過程均勻時，可采用半模型或1/4模型進(jìn)行計算，減少計算工作量。分層原則：根據(jù)不同土層的力學(xué)特性，分層建立計算模型，重點(diǎn)突出關(guān)鍵土層的影響。邊界條件簡化：基坑底部可簡化為固定邊界或簡支邊界，側(cè)向土體應(yīng)力可采用分布荷載表示。（2）計算模型的基本形式城市地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)的計算模型通常分為以下幾種：模型類型適用條件簡化方式平面應(yīng)變模型基坑寬度遠(yuǎn)大于深度，且受力對稱沿基坑縱軸簡化為二維問題軸對稱模型基坑幾何形狀規(guī)則，對稱開挖繞基坑中心軸簡化為二維問題三維模型基坑復(fù)雜或地質(zhì)條件非對稱采用有限元法全面模擬（3）參數(shù)選取與簡化公式在模型簡化過程中，關(guān)鍵參數(shù)的選取直接影響計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。以下列舉常用簡化公式：土壓力系數(shù)計算：κ其中κ為主動土壓力系數(shù)，φ為土的內(nèi)摩擦角?；勇∑鹩嬎悖篣其中U?為基坑隆起量，q為地表附加荷載，B為基坑寬度，γ為土體重度，k錨桿支護(hù)計算：錯桿軸力簡化計算公式：N其中Nz為錨桿軸力，Δσ?為水平土壓力增量，S通過合理簡化計算模型及參數(shù)選取，可在保證工程安全的前提下優(yōu)化設(shè)計，提高計算效率。5.2彈性地基梁法與有限元法的應(yīng)用（1）彈性地基梁法的應(yīng)用彈性地基梁法是一種較常用的計算方法，適用于計算地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力。該方法將圍護(hù)結(jié)構(gòu)簡化為彈性地基上的梁，通過求解梁的變形和內(nèi)力來評估結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是計算相對簡單，易于理解和應(yīng)用。在實際工程中，彈性地基梁法常用于計算地下連續(xù)墻、樁基等結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。在應(yīng)用彈性地基梁法時，需要考慮地基的彈性模量和壓縮模量等參數(shù)。這些參數(shù)的取值對計算結(jié)果有較大影響，因此需要根據(jù)實際情況進(jìn)行選擇。此外還需要考慮梁的邊界條件，如固定端、簡支端等，以保證計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。典型的彈性地基梁法計算公式如下：EI式中：-E為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的彈性模量；-I為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的截面慣性矩；-ky-yx-qx通過求解上述微分方程，可以得到圍護(hù)結(jié)構(gòu)的撓度和內(nèi)力分布。需要注意的是彈性地基梁法假設(shè)地基是均勻的，實際工程中地基可能存在不均勻性，因此在應(yīng)用該方法時需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?。?）有限元法的應(yīng)用有限元法是一種更為精確的計算方法，適用于復(fù)雜幾何形狀和邊界條件的地下工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)。該方法將結(jié)構(gòu)離散為一系列單元，通過求解單元的平衡方程來評估結(jié)構(gòu)的整體受力狀態(tài)。有限元法的優(yōu)點(diǎn)是計算精度高，能夠考慮復(fù)雜的幾何形狀和邊界條件，因此在實際工程中應(yīng)用廣泛。在應(yīng)用有限元法時，需要將圍護(hù)結(jié)構(gòu)離散為一系列單元，如板單元、梁單元等。每個單元的力學(xué)特性通過單元剛度矩陣來表示，通過組裝單元剛度矩陣和施加邊界條件，可以得到結(jié)構(gòu)的整體剛度矩陣和荷載向量。求解結(jié)構(gòu)平衡方程，可以得到結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)位移和單元內(nèi)力。典型的有限元法計算公式如下：K式中：-K為結(jié)構(gòu)的整體剛度矩陣；-δ為節(jié)點(diǎn)的位移向量；-F為荷載向量。通過求解上述方程，可以得到結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)位移和單元內(nèi)力。具體的求解過程包括以下幾個步驟：單元劃分：將圍護(hù)結(jié)構(gòu)離散為一系列單元。單元剛度矩陣：計算每個單元的剛度矩陣。整體剛度矩陣：組裝單元剛度矩陣，形成整體剛度矩陣。荷載向量：確定作用在結(jié)構(gòu)上的荷載，形成荷載向量。求解方程：求解整體平衡方程，得到節(jié)點(diǎn)的位移。內(nèi)力計算：根據(jù)節(jié)點(diǎn)位移，計算單元的內(nèi)力。（3）對比分析彈性地基梁法和有限元法在應(yīng)用中各有優(yōu)缺點(diǎn)，彈性地基梁法計算簡單，易于理解和應(yīng)用，但計算精度較低，適用于簡單幾何形狀和邊界條件的結(jié)構(gòu)。有限元法計算精度高，能夠考慮復(fù)雜的幾何形狀和邊界條件，但計算過程較為復(fù)雜，計算量大。在實際工程中，根據(jù)工程的具體情況和要求，選擇合適的方法進(jìn)行計算?！颈怼繉Ρ葟椥缘鼗悍ê陀邢拊ǖ膬?yōu)缺點(diǎn)方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)彈性地基梁法計算簡單，易于理解和應(yīng)用計算精度較低，適用于簡單幾何形狀和邊界條件的結(jié)構(gòu)有限元法計算精度高，能夠考慮復(fù)雜的幾何形狀和邊界條件計算過程較為復(fù)雜，計算量大通過對比分析，可以看出彈性地基梁法和有限元法在應(yīng)用中的特點(diǎn)。在實際工程中，應(yīng)根據(jù)工程的具體情況和要求，選擇合適的方法進(jìn)行計算。5.3圍護(hù)構(gòu)件的內(nèi)力計算要點(diǎn)圍護(hù)構(gòu)件的內(nèi)力精確計算是確保其結(jié)構(gòu)安全與正常使用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。設(shè)計時，需根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài)，選取適宜的計算模型與計算方法。通常應(yīng)考慮土壓力（包括靜止土壓力、主動土壓力和被動土壓力）、水壓力（靜水壓力、動水壓力及其產(chǎn)生的滲透力）、結(jié)構(gòu)自重、地面荷載、地震作用等多種荷載及其組合。內(nèi)力計算應(yīng)涵蓋構(gòu)件承受的各種基本內(nèi)力類型，例如彎矩（M）、剪力（Q）和軸力（N）。計算過程需緊密結(jié)合詳內(nèi)容布置及材料力學(xué)原理，對于支撐體系，還需進(jìn)行支撐（或錨桿）的受力分析與布置設(shè)計。在內(nèi)力計算中，土壓力的確定方式尤為關(guān)鍵，需根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形協(xié)調(diào)以及支撐（或錨桿）的支撐剛度進(jìn)行具體分析。對于支撐結(jié)構(gòu)，可將其視為單曲率或雙曲率框架（如門式、斜放框構(gòu)）進(jìn)行內(nèi)力分析，也可簡化為桿件系進(jìn)行計算。實際工程中，常采用分步釋放法（如散體土地區(qū)的板樁墻）、支頂法（早期蓋挖法支護(hù)）、量側(cè)位移法（考慮時空效應(yīng)）等多種分析方法。無論采用何種方法，均需對施工全過程的不同階段（如開挖前、開挖中、襯砌前、襯砌后）進(jìn)行細(xì)致分析，確保計算結(jié)果能真實反映各階段的受力特點(diǎn)。以下為圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力計算中常用的部分公式：彎矩（M）計算示意以簡支梁受均布荷載為例：M其中q為均布荷載集度，l為梁的計算跨度。對于承受土壓力的圍護(hù)構(gòu)件，其彎矩分布通常較為復(fù)雜，需結(jié)合土壓力分布內(nèi)容及構(gòu)件截面特性進(jìn)行積分計算或采用數(shù)值方法求解。例如，對于支撐式基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其內(nèi)力計算需綜合考慮主動土壓力、水壓力以及支撐反力的影響。剪力（Q）計算示意以簡支梁受均布荷載為例：Q其中q和l含義同上，Q為梁跨中或支座處的剪力值。剪力是控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)抗剪強(qiáng)度設(shè)計的重要指標(biāo)，尤其是在土壓力或荷載突變處。軸力（N）計算軸力主要發(fā)生在支撐結(jié)構(gòu)中，支撐或錨桿承受的軸力可按土壓力和水壓力與構(gòu)件剛度共同作用下的平衡關(guān)系進(jìn)行求解。其計算需考慮支撐體系布置形式（如單片支撐、對撐、角撐等）及其剛度特性。計算項目主要影響因素關(guān)鍵考慮點(diǎn)土壓力計算土體物理力學(xué)性質(zhì)、含水率、坡度、支護(hù)形式、變形條件主動、被動、靜止土壓力狀態(tài)的選擇，時間效應(yīng)（開挖擾動）水壓力計算水位、水密度、滲透系數(shù)、地下水流靜水壓力、滲透力（對涌水量和基坑底部隆起的影響），是否存在承壓水恒載內(nèi)力結(jié)構(gòu)自重、支撐自重、部分回填土重可簡化計算或作為荷載組合的一部分活載及附加荷載地面超載、交通荷載、施工荷載、地震作用荷載類型、分布、組合方式（需符合相關(guān)規(guī)范要求）彎矩（M）土壓力、水壓力產(chǎn)生的彎矩，支撐產(chǎn)生的反力效應(yīng)構(gòu)件最大正彎矩和負(fù)彎矩的位置與數(shù)值剪力（Q）荷載突變處、支座附近控制截面（如支座、彎矩最大值處）的剪力值軸力（N）支撐或錨桿承受的水平力支撐內(nèi)力的大小和穩(wěn)定性，需進(jìn)行拉壓驗算在計算各階段內(nèi)力時，應(yīng)充分考慮施工過程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)尚處于“飄浮”狀態(tài)的初始階段，以及隨著開挖和襯砌施作，結(jié)構(gòu)逐漸形成整體并承受外部荷載的力學(xué)行為變化。內(nèi)力計算結(jié)果將直接用于圍護(hù)構(gòu)件的截面設(shè)計、配筋（或截面尺寸）驗算及支撐（或錨桿）的設(shè)計與選型。所有計算均需嚴(yán)格遵守現(xiàn)行國家和行業(yè)的設(shè)計規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。5.4基坑變形預(yù)測與控制標(biāo)準(zhǔn)在城市地下工程中，基坑的變形監(jiān)視與控制至關(guān)重要，以確保工程安全、穩(wěn)定地在預(yù)定范圍內(nèi)執(zhí)行。本段將詳細(xì)描述基坑變形預(yù)測和控制的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)以及實施方法。基坑變形預(yù)測包括地面沉降、角度偏移、圍護(hù)墻側(cè)向變形等多方面內(nèi)容。在預(yù)測時，應(yīng)充分考慮基坑周邊環(huán)境的復(fù)雜性，并且利用高精度技術(shù)手段來監(jiān)測基坑變形參數(shù)。此外也要結(jié)合的地質(zhì)條件、降水措施、施工方法等因素綜合分析。為了保證預(yù)測的準(zhǔn)確性與可靠性，通常會結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)以及三維數(shù)值模擬結(jié)果，共同對變形情況進(jìn)行評估?？刂茦?biāo)準(zhǔn)則是以基坑變形預(yù)測結(jié)果為依據(jù)，設(shè)定臨界狀態(tài)下的預(yù)警和控制標(biāo)準(zhǔn)，以便于有效管理施工過程中的變形和位移，確保工程安全。該標(biāo)準(zhǔn)通常涉及到以下幾個方面：水平位移：對于基坑兩側(cè)的水泥土樁或鋼筋混凝土護(hù)板等，應(yīng)在設(shè)計規(guī)范規(guī)定的容許位移范圍內(nèi)。若采用監(jiān)測棒或位移計等儀器進(jìn)行實時監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)位移指標(biāo)接近極限值，應(yīng)立即采取支護(hù)加固。垂直位移：基坑邊坡或周邊地表的地面沉降應(yīng)在允許的水平線以內(nèi)。地面沉降會帶來地面開裂、建（構(gòu)）筑物倒塌等安全隱患，因此必須嚴(yán)格監(jiān)控并迅速處理。圍護(hù)墻變形：對于鋼管灌注樁、預(yù)制混凝土樁或鋼板樁等圍護(hù)結(jié)構(gòu)，通常需要在基坑開挖的標(biāo)準(zhǔn)條件下，按照規(guī)定的位移范圍進(jìn)行調(diào)整、加固或替換?；铀畨海和ㄟ^控制供水和排水系統(tǒng)的流量和壓力來防止基坑周圍地基土體失穩(wěn)。此外監(jiān)測地下水位變化也是評估基坑穩(wěn)定性的關(guān)鍵步驟。在實施基坑變形控制的工程實踐中，應(yīng)定期參考現(xiàn)狀監(jiān)測成果，通過調(diào)整施工步驟、改變挖土包括和支護(hù)方式或采用預(yù)處治技術(shù)等手段，確?；痈黝愖冃尉３衷诎踩芸胤秶鷥?nèi)。合理的預(yù)測和有效的控制是實現(xiàn)基坑工程質(zhì)量與安全目標(biāo)的基石。5.5不同工況下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗算結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗算是確保圍護(hù)結(jié)構(gòu)在設(shè)計使用年限內(nèi)能夠安全可靠地承擔(dān)荷載、抵抗變形、避免坍塌的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)承受的荷載及其組合方式隨工程開挖、支護(hù)施工進(jìn)度以及結(jié)構(gòu)成型的不同而變化，因此必須針對各個關(guān)鍵施工階段或正常使用階段的代表性荷載組合進(jìn)行穩(wěn)定性校核。主要驗算內(nèi)容包括整體穩(wěn)定性與局部穩(wěn)定性兩個方面，整體穩(wěn)定性側(cè)重于分析結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的可能性，如基坑側(cè)壁的整體滑移或隆起，而局部穩(wěn)定性則關(guān)注結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如墻體、支撐、節(jié)點(diǎn)等）在單獨(dú)或組合荷載作用下的承載能力與變形情況。針對不同的施工或運(yùn)營工況，應(yīng)選取最不利的荷載組合進(jìn)行穩(wěn)定性驗算。常見的工況及相應(yīng)的典型荷載組合如下表所示，其中N,Q,E分別代表軸力、剪力、彎矩。?【表】普遍工況及其荷載組合示意工況編號工況描述主要荷載類型荷載組合說明工況1結(jié)構(gòu)施工初期(坑開挖至支撐安裝完成)土壓力、水壓力、支撐軸力地層壓力+水壓力-支撐提供的約束力工況2支撐軸力達(dá)到設(shè)計值時土壓力、水壓力、支撐軸力正常地層壓力+水壓力+設(shè)計支撐軸力工況3深基坑或復(fù)雜地質(zhì)條件地層壓力、水壓力、活載、支撐軸力考慮更不利組合，可能包含地面活載、動荷載或極端水壓，依據(jù)規(guī)范選用最組合工況4底板澆筑完成但側(cè)墻未完全受其約束時土壓力、水壓力、支撐軸力底部需考慮部分荷載傳遞路徑工況5結(jié)構(gòu)使用階段土壓力、水壓力、土拱作用影響承受恒定地層壓力與水壓力，需考慮土體變形對壓力分布的影響（1）整體穩(wěn)定性驗算整體穩(wěn)定性分析旨在評估結(jié)構(gòu)抵抗整體滑移、整體傭塌或發(fā)生流滑等破壞模式的能力。整體抗滑穩(wěn)定性驗算（抗滑移安全系數(shù)Fs）：主要針對擋土結(jié)構(gòu)可能沿基坑底部或墻底滑移的情況進(jìn)行驗算。驗算時，需考慮滑移面以上的土體、水壓以及支撐提供的抗滑力。其基本表達(dá)式為：Fs其中：-∑T-∑T-Fs為設(shè)計規(guī)范規(guī)定的抗滑移安全系數(shù)，一般取值在1.3～1.5或更高。整體抗隆起穩(wěn)定性驗算（抗隆起安全系數(shù)Fb）：主要針對支撐或錨桿底部、基坑底部或墻底可能因上部土、水壓力而向上隆起破壞的情況進(jìn)行驗算。驗算方法主要有兩種：強(qiáng)度分析法：將隆起破壞視為地基土體的極限承載力破壞問題，通過土力學(xué)公式計算抗隆起力與實際作用的（附加）隆起力，并求其安全系數(shù)。例如，按朗肯或庫侖土壓力理論，并依據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120）等規(guī)范公式計算。整