【例題3】某建筑基坑工程開挖深度為8m，基坑的平面尺寸為：20m×30m；按照《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)的要求，在進(jìn)行詳勘時(shí)，包含建筑物、基坑工程在內(nèi)的平面勘察面積及基坑部分的勘探點(diǎn)深度下列布設(shè)合理的是( )。
A、20m×30m、8m；
B、40m×60m、12m；
C、60m×70m、15m；
D、60m×70m、20m；
答案：D
當(dāng)有地下水時(shí)，應(yīng)查明各含水層的性質(zhì)，水位分布及各含水層的補(bǔ)給排泄條件和水力聯(lián)系。應(yīng)由試驗(yàn)得到各含水層的滲透系數(shù)和影響半徑，分析施工過程中水位變化對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)和基坑周邊環(huán)境的影響，并提出應(yīng)采取的措施和建議。
應(yīng)提供可供基坑支護(hù)和地下水控制進(jìn)行各種計(jì)算驗(yàn)算內(nèi)容所需要的巖土工程測(cè)試參數(shù)，包括各種土的常規(guī)物理力學(xué)指標(biāo)、土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)、滲透系數(shù)和影響半徑、遇有特殊地質(zhì)條件或特殊情況應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況的要求，增加適宜的試驗(yàn)方法并提出所需參數(shù)。
黏聚力c和內(nèi)摩擦角φ是決定土壓力大小的主要土性指標(biāo)，可通過室內(nèi)三軸試驗(yàn)或直剪試驗(yàn)得到，根據(jù)試驗(yàn)時(shí)土樣的固結(jié)和排水條件，可分為不固結(jié)不排水剪、固結(jié)不排水剪和固結(jié)排水剪三種不同的強(qiáng)度指標(biāo)，按不同的分析方法又可分為總應(yīng)力法強(qiáng)度指標(biāo)和有效應(yīng)力法強(qiáng)度指標(biāo)，采用不同的試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算出的土壓力值有時(shí)相差很大，因此試驗(yàn)指標(biāo)的誤用會(huì)使計(jì)算土壓力造成偏差，在選取這些指標(biāo)時(shí)事先一定要弄清是用哪種試驗(yàn)方法得到的，不能隨意選取，以防參數(shù)誤用?！督ㄖ又ёo(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJl20—99)規(guī)定一般應(yīng)選擇三軸試驗(yàn)或直剪試驗(yàn)確定的固結(jié)不排水指標(biāo)，實(shí)際工程中也經(jīng)常采用固結(jié)不排水指標(biāo)。但當(dāng)土的滲透系數(shù)很小或快速開挖條件下，有些觀點(diǎn)認(rèn)為采用不固結(jié)不排水指標(biāo)更為合理一些。《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007—2002)規(guī)定，飽和黏性土應(yīng)采用在土的有效自重壓力下預(yù)固結(jié)的不固結(jié)不排水三軸試驗(yàn)確定抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。目前國(guó)內(nèi)在這一問題上觀點(diǎn)并不統(tǒng)一，不同觀點(diǎn)各持己見，在學(xué)術(shù)上存在一定爭(zhēng)議。 考試用書
【例題4】對(duì)于巖性為飽和黏性土的基坑工程，按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007—2002)規(guī)定，飽和黏性土應(yīng)采用在土的有效自重壓力下預(yù)固結(jié)的( )三軸試驗(yàn)確定抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。
A、不固結(jié)不排水；
B、固結(jié)不排水；
C、固結(jié)排水；
D、上述A、B、C均可；
答案：A
(2)基坑周邊的環(huán)境條件
基坑開挖、降水和支防結(jié)構(gòu)位移引起的地面沉降和水平位移會(huì)對(duì)周邊建筑物、道路和地下管線造成影響，周邊建筑物地下室和基礎(chǔ)、地下管線也會(huì)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)施工帶來影響，如錨桿或土釘成孔時(shí)遇到周邊建筑物地下室、基礎(chǔ)或地下管線時(shí)，將無法繼續(xù)成孔。因此在支護(hù)方案制定和設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，采用合理方案和施工措施避免支護(hù)結(jié)構(gòu)與周邊環(huán)境的相互影響。周邊環(huán)境調(diào)查應(yīng)包括以下內(nèi)容：
1)支護(hù)結(jié)構(gòu)影響范圍內(nèi)建筑物的距離、結(jié)構(gòu)類型、層數(shù)、基礎(chǔ)型式和埋深、建筑物荷載和結(jié)構(gòu)使用狀況；
2)基坑周邊各類地下設(shè)施，包括電力電訊管線、，燃?xì)夤芫€、供水管線、污水雨水管線和熱力管線等的位置尺寸和使用性狀；
3)場(chǎng)地周邊范圍內(nèi)地表水匯流、排泄情況、舊有地下水管滲漏情況等；
4)基坑周邊道路的距離及車輛載重情況。
(3)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的要求
為了使支護(hù)結(jié)構(gòu)滿足地下室正常施工的要求，支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮到建筑物地下室的情況和相關(guān)要求，做到事先發(fā)現(xiàn)問題并協(xié)商解決，防止在支護(hù)結(jié)構(gòu)施工完后發(fā)現(xiàn)與主體結(jié)構(gòu)之間的矛盾，造成事后處理的被動(dòng)局面。設(shè)計(jì)前應(yīng)考慮的主要因素有：
1)基坑邊緣尺寸應(yīng)保證建筑物地下室外墻、底板和承臺(tái)邊緣的尺寸及外墻模板安裝空間的要求。
2)基坑邊緣與地下室外墻距離應(yīng)考慮外墻防水作法；
3)支撐、錨桿和腰梁的標(biāo)高應(yīng)考慮與地下室各層樓板的關(guān)系，錨桿和腰梁是否拆除，拆除時(shí)間與地下室樓層施工的關(guān)系，是否利用樓板結(jié)構(gòu)作為支撐等問題；
4)靠近基坑邊的基礎(chǔ)或樁基的施工是否影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)受力條件；
5)地下室內(nèi)外管線接口位置的標(biāo)高是否與支護(hù)結(jié)構(gòu)有矛盾；
6)地下室車道出入口的支護(hù)措施。
(4)場(chǎng)地施工條件
基坑和地下室施工條件也是影響支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工的一個(gè)因素，主要有以下幾方面問題：
1)材料制作加工場(chǎng)地、材料堆放場(chǎng)地、臨建、施工車輛道路和出人口的位置對(duì)基坑尺寸的要求；
2)材料堆放荷載、施工車輛荷載、塔吊荷載等對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)受力的影響；3)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)施工噪聲和振動(dòng)的限制對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)施工機(jī)具的要求。
3 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
(1)基坑側(cè)壁安全等級(jí)
基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)表12.1-1選用相應(yīng)的側(cè)壁安全等級(jí)及重要性系數(shù)。
基坑側(cè)壁安全等級(jí)及重要性系數(shù)表12.1-1 安全等級(jí) 破 壞 后 果 γ0
一 級(jí) 支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響很嚴(yán)重 1.10
二 級(jí) 支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響一般 1.00
三 級(jí) 支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響不嚴(yán)重 0.90
注：有特殊要求的建筑基坑側(cè)壁安全等級(jí)可根據(jù)具體情況另行確定。
(2)位移限值
支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一方面要滿足其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求，另一方面也要滿足變形的要求，這是和地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)共同的設(shè)計(jì)原則?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)可分為下列兩類：
1)承載能力極限狀態(tài)：對(duì)應(yīng)于支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到承載能力、土體失穩(wěn)或過大變形導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)或基坑周邊環(huán)境破壞；
2)正常使用極限狀態(tài)：對(duì)應(yīng)于支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形已妨礙地下結(jié)構(gòu)施工或影響基坑周邊環(huán)境的正常使用功能。
【例題5】按照基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)可分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)，下列屬于正常使用極限狀態(tài)的是( )。
A、支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到承載能力；
B、土體失穩(wěn)；
C、基坑周邊環(huán)境破壞；
D、支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形已妨礙地下結(jié)構(gòu)施工；
答案：D
承載能力極限狀態(tài)和妨礙地下結(jié)構(gòu)施工的正常使用極限狀態(tài)下支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的限值相對(duì)比較容易確定，但對(duì)影響基坑周邊環(huán)境的正常使用功能的支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的限值則不太容易把握，因?yàn)椴煌苓叚h(huán)境，如建筑物、道路和各種地下管線的適應(yīng)能力和要求各不相同。如建筑物至基坑的距離，建筑物及其基礎(chǔ)的型式、管線和種類等都會(huì)影響到對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)和對(duì)地面沉降變形的要求，應(yīng)根據(jù)具體情況和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)做出判斷。
《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120—99)為適用于各地區(qū)、各種條件下的情況，因此對(duì)此只在原則上做了如下規(guī)定：“支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮其結(jié)構(gòu)水平變形、地下水的變化對(duì)周邊環(huán)境的水平與豎向變形的影響，對(duì)于安全等級(jí)為一級(jí)和對(duì)周邊環(huán)境變形有限定要求的二級(jí)建筑基坑側(cè)壁，應(yīng)根據(jù)周邊環(huán)境的重要性、對(duì)變形的適應(yīng)能力及土的性質(zhì)等因素確定支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平變形限值?！币陨弦?guī)定沒有具體的位移和沉降指標(biāo)，應(yīng)由設(shè)計(jì)人員針對(duì)工程實(shí)際情況進(jìn)行分析、判斷和確定。
A、20m×30m、8m；
B、40m×60m、12m；
C、60m×70m、15m；
D、60m×70m、20m；
答案：D
當(dāng)有地下水時(shí)，應(yīng)查明各含水層的性質(zhì)，水位分布及各含水層的補(bǔ)給排泄條件和水力聯(lián)系。應(yīng)由試驗(yàn)得到各含水層的滲透系數(shù)和影響半徑，分析施工過程中水位變化對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)和基坑周邊環(huán)境的影響，并提出應(yīng)采取的措施和建議。
應(yīng)提供可供基坑支護(hù)和地下水控制進(jìn)行各種計(jì)算驗(yàn)算內(nèi)容所需要的巖土工程測(cè)試參數(shù)，包括各種土的常規(guī)物理力學(xué)指標(biāo)、土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)、滲透系數(shù)和影響半徑、遇有特殊地質(zhì)條件或特殊情況應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況的要求，增加適宜的試驗(yàn)方法并提出所需參數(shù)。
黏聚力c和內(nèi)摩擦角φ是決定土壓力大小的主要土性指標(biāo)，可通過室內(nèi)三軸試驗(yàn)或直剪試驗(yàn)得到，根據(jù)試驗(yàn)時(shí)土樣的固結(jié)和排水條件，可分為不固結(jié)不排水剪、固結(jié)不排水剪和固結(jié)排水剪三種不同的強(qiáng)度指標(biāo)，按不同的分析方法又可分為總應(yīng)力法強(qiáng)度指標(biāo)和有效應(yīng)力法強(qiáng)度指標(biāo)，采用不同的試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算出的土壓力值有時(shí)相差很大，因此試驗(yàn)指標(biāo)的誤用會(huì)使計(jì)算土壓力造成偏差，在選取這些指標(biāo)時(shí)事先一定要弄清是用哪種試驗(yàn)方法得到的，不能隨意選取，以防參數(shù)誤用?！督ㄖ又ёo(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJl20—99)規(guī)定一般應(yīng)選擇三軸試驗(yàn)或直剪試驗(yàn)確定的固結(jié)不排水指標(biāo)，實(shí)際工程中也經(jīng)常采用固結(jié)不排水指標(biāo)。但當(dāng)土的滲透系數(shù)很小或快速開挖條件下，有些觀點(diǎn)認(rèn)為采用不固結(jié)不排水指標(biāo)更為合理一些。《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007—2002)規(guī)定，飽和黏性土應(yīng)采用在土的有效自重壓力下預(yù)固結(jié)的不固結(jié)不排水三軸試驗(yàn)確定抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。目前國(guó)內(nèi)在這一問題上觀點(diǎn)并不統(tǒng)一，不同觀點(diǎn)各持己見，在學(xué)術(shù)上存在一定爭(zhēng)議。 考試用書
【例題4】對(duì)于巖性為飽和黏性土的基坑工程，按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007—2002)規(guī)定，飽和黏性土應(yīng)采用在土的有效自重壓力下預(yù)固結(jié)的( )三軸試驗(yàn)確定抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。
A、不固結(jié)不排水；
B、固結(jié)不排水；
C、固結(jié)排水；
D、上述A、B、C均可；
答案：A
(2)基坑周邊的環(huán)境條件
基坑開挖、降水和支防結(jié)構(gòu)位移引起的地面沉降和水平位移會(huì)對(duì)周邊建筑物、道路和地下管線造成影響，周邊建筑物地下室和基礎(chǔ)、地下管線也會(huì)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)施工帶來影響，如錨桿或土釘成孔時(shí)遇到周邊建筑物地下室、基礎(chǔ)或地下管線時(shí)，將無法繼續(xù)成孔。因此在支護(hù)方案制定和設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，采用合理方案和施工措施避免支護(hù)結(jié)構(gòu)與周邊環(huán)境的相互影響。周邊環(huán)境調(diào)查應(yīng)包括以下內(nèi)容：
1)支護(hù)結(jié)構(gòu)影響范圍內(nèi)建筑物的距離、結(jié)構(gòu)類型、層數(shù)、基礎(chǔ)型式和埋深、建筑物荷載和結(jié)構(gòu)使用狀況；
2)基坑周邊各類地下設(shè)施，包括電力電訊管線、，燃?xì)夤芫€、供水管線、污水雨水管線和熱力管線等的位置尺寸和使用性狀；
3)場(chǎng)地周邊范圍內(nèi)地表水匯流、排泄情況、舊有地下水管滲漏情況等；
4)基坑周邊道路的距離及車輛載重情況。
(3)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的要求
為了使支護(hù)結(jié)構(gòu)滿足地下室正常施工的要求，支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮到建筑物地下室的情況和相關(guān)要求，做到事先發(fā)現(xiàn)問題并協(xié)商解決，防止在支護(hù)結(jié)構(gòu)施工完后發(fā)現(xiàn)與主體結(jié)構(gòu)之間的矛盾，造成事后處理的被動(dòng)局面。設(shè)計(jì)前應(yīng)考慮的主要因素有：
1)基坑邊緣尺寸應(yīng)保證建筑物地下室外墻、底板和承臺(tái)邊緣的尺寸及外墻模板安裝空間的要求。
2)基坑邊緣與地下室外墻距離應(yīng)考慮外墻防水作法；
3)支撐、錨桿和腰梁的標(biāo)高應(yīng)考慮與地下室各層樓板的關(guān)系，錨桿和腰梁是否拆除，拆除時(shí)間與地下室樓層施工的關(guān)系，是否利用樓板結(jié)構(gòu)作為支撐等問題；
4)靠近基坑邊的基礎(chǔ)或樁基的施工是否影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)受力條件；
5)地下室內(nèi)外管線接口位置的標(biāo)高是否與支護(hù)結(jié)構(gòu)有矛盾；
6)地下室車道出入口的支護(hù)措施。
(4)場(chǎng)地施工條件
基坑和地下室施工條件也是影響支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工的一個(gè)因素，主要有以下幾方面問題：
1)材料制作加工場(chǎng)地、材料堆放場(chǎng)地、臨建、施工車輛道路和出人口的位置對(duì)基坑尺寸的要求；
2)材料堆放荷載、施工車輛荷載、塔吊荷載等對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)受力的影響；3)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)施工噪聲和振動(dòng)的限制對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)施工機(jī)具的要求。
3 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
(1)基坑側(cè)壁安全等級(jí)
基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)表12.1-1選用相應(yīng)的側(cè)壁安全等級(jí)及重要性系數(shù)。
基坑側(cè)壁安全等級(jí)及重要性系數(shù)表12.1-1 安全等級(jí) 破 壞 后 果 γ0
一 級(jí) 支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響很嚴(yán)重 1.10
二 級(jí) 支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響一般 1.00
三 級(jí) 支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響不嚴(yán)重 0.90
注：有特殊要求的建筑基坑側(cè)壁安全等級(jí)可根據(jù)具體情況另行確定。
(2)位移限值
支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一方面要滿足其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求，另一方面也要滿足變形的要求，這是和地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)共同的設(shè)計(jì)原則?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)可分為下列兩類：
1)承載能力極限狀態(tài)：對(duì)應(yīng)于支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到承載能力、土體失穩(wěn)或過大變形導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)或基坑周邊環(huán)境破壞；
2)正常使用極限狀態(tài)：對(duì)應(yīng)于支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形已妨礙地下結(jié)構(gòu)施工或影響基坑周邊環(huán)境的正常使用功能。
【例題5】按照基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)可分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)，下列屬于正常使用極限狀態(tài)的是( )。
A、支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到承載能力；
B、土體失穩(wěn)；
C、基坑周邊環(huán)境破壞；
D、支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形已妨礙地下結(jié)構(gòu)施工；
答案：D
承載能力極限狀態(tài)和妨礙地下結(jié)構(gòu)施工的正常使用極限狀態(tài)下支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的限值相對(duì)比較容易確定，但對(duì)影響基坑周邊環(huán)境的正常使用功能的支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的限值則不太容易把握，因?yàn)椴煌苓叚h(huán)境，如建筑物、道路和各種地下管線的適應(yīng)能力和要求各不相同。如建筑物至基坑的距離，建筑物及其基礎(chǔ)的型式、管線和種類等都會(huì)影響到對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)和對(duì)地面沉降變形的要求，應(yīng)根據(jù)具體情況和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)做出判斷。
《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120—99)為適用于各地區(qū)、各種條件下的情況，因此對(duì)此只在原則上做了如下規(guī)定：“支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮其結(jié)構(gòu)水平變形、地下水的變化對(duì)周邊環(huán)境的水平與豎向變形的影響，對(duì)于安全等級(jí)為一級(jí)和對(duì)周邊環(huán)境變形有限定要求的二級(jí)建筑基坑側(cè)壁，應(yīng)根據(jù)周邊環(huán)境的重要性、對(duì)變形的適應(yīng)能力及土的性質(zhì)等因素確定支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平變形限值?！币陨弦?guī)定沒有具體的位移和沉降指標(biāo)，應(yīng)由設(shè)計(jì)人員針對(duì)工程實(shí)際情況進(jìn)行分析、判斷和確定。