岩土工程典型案例精选(九篇)

第1篇：岩土工程典型案例范文

关键词： 案例式教学模式 岩土工程系列课程 工程实践能力

1.引言

近年来，随着教育部“质量工程”、“卓越计划”的实施及土木工程行业的发展，我校作为省属一般性本科院校将土木工程专业人才培养目标定位调整为：为地方经济和土木工程行业培养具有创新意识和较强工程实践能力的复合性应用型人才，其中工程实践能力的培养是应用型人才培养的关键。

岩土工程系列课程是土木工程专业课程体系的重要组成部分，系列课程的教学与实践对土木工程专业人才培养具有重要意义。为实现土木工程类专业应用型人才培养目标，我校岩土工程系列课程教师以提高教育教学质量为宗旨，以改革课程体系、教学内容、教学方法和手段为重点，在教学质量与效果、教学环境与教学条件建设等方面均取得较好成绩，其中案例式教学在岩土工程系列课程理论教学中取得较显著的教学效果。

2.案例式教学的实施

岩土工程系列课程（包括工程地质、土力学、地基与基础工程等课程）是土木工程专业的重要专业基础课程，也是工程实践性较强的工程技术类课程。系列课程教师在保证实现人才培养目标的前提下，与精品课程建设相结合突破以传授知识为中心的传统教学模式，通过案例式教学将理论教学与工程实践相互融合、理论教学中渗透工程应用培养学生理论联系实际及分析问题解决问题的能力，探索以能力培养为核心的新型教学模式，这项研究与实践开辟了综合素质与工程实践能力培养的新途径。

在教学实践中，岩土工程系列课程的案例式教学以工程应用为导向，与教学内容结合适时引入工程案例，激发学生的学习兴趣，引导学生深入思考。案例式教学模式从真实的工程案例出发，注重“主导―主体相结合”，既重视发挥教师在教学过程中的主导作用，又充分体现学生在学习过程中的主体地位。经过多年的探索与实践，系列课程的案例式教学已形成两个教学层次，即工程案例引入式教学模式与工程案例探究式教学模式。

2.1工程案例引入式教学模式

岩土工程系列课程均为实践性较强的课程，如果只按教材的章节按部就班地介绍成熟的基本理论和设计方法，则学生会感到抽象和枯燥，不利于学生对知识的理解，违背课程的学习规律。为此，收集整理国内外土木工程建设、防灾减灾及软弱地基加固等工程问题及所运用的技术方法，以实施这些技术方法形成的真实而完整的典型工程案例为教学资源，结合相关教学内容进行介绍与分析，将理论与工程实践紧密结合，加深学生对理论知识的理解。工程案例引入式教学是以激发学习兴趣和增强感性认识为核心的案例教学，已经成为岩土工程系列课程最常用、最有效的教学模式。

2.1.1结合重大地质灾害开展教学

在工程地质课程的地震部分引入2008年“5.12四川汶川地震”和2011年“3.11日本大地震”等重大地震灾害。2008年5月12日14时28分，四川汶川县发生8.0级特大地震，震中位于北纬31.0度，东经103.4度。而在2011年3月11日，日本气象厅宣布，日本于当地时间11日14时46分发生里氏9.0级地震，震中位于宫城县以东太平洋海域，震源深度20公里。地震引发大规模海啸，造成重大人员伤亡，并引发日本福岛第一核电站发生核泄漏事故。教学中，及时将这些典型地质灾害引入课堂，并在此基础上介绍地震的形成原因、类型及地震的危害等相关概念与知识，以帮助学生建立防灾减灾的意识与责任感，促使学生探索防灾减灾的工程措施。

2.1.2结合社会焦点和热点工程问题开展教学

在土力学课程的地基变形与稳定部分曾引入“成都楼歪歪”事件和“上海市闵行区莲花河畔景苑小区在建住宅楼倒塌”事件等社会关注的工程事件。2009年7月17号，成都“校园春天”小区6栋和7栋两栋楼发生倾斜，两栋楼越向上贴得越近最窄距离为6厘米，6栋、7栋相邻的墙壁呈20度夹角，屋内墙面出现细微裂痕、房门变形，邻近的8栋楼业主家里也陆续发现了细细的墙面裂缝。而在这3栋居民楼的楼下，道路路面出现多条纵横交错的裂痕，最宽达1厘米以上。道路与两边绿化带相交处，出现最宽达14厘米的裂缝。路边就是小区的围墙，上面也有五六条裂缝，最宽的一条达到4厘米。经过分析认为是相邻的“德馨苑”小区开挖基坑，影响到“校园春天”小区楼房的稳定性。此事件被网友称为“成都楼歪歪”事件。而在2009年6月27日，上海闵行区莲花南路罗阳路口一幢13层在建商品楼发生倒塌事故。事故发生后专家分析事故原因与该商品楼的地基基础问题有关，此事件的发生在社会上引起强烈反响。将这些社会的焦点与热点工程问题作为案例引入教学，对激发学生的学习兴趣和增加学生对工程问题的感性认识具有事半功倍的作用。

2.2工程案例探究式教学模式

工程案例探究式教学模式以工程实践能力培养为核心的教学模式，教师通过对工程案例的介绍，引导学生了解工程实践背景，对当前教学内容进行自主学习与探索，为工程实践能力的培养奠定基础。

2.2.1课内探究式教学模式

此方法在学生已掌握理论知识的基础上针对具体的工程问题提出观点，课堂上学生可以各抒己见，互相启发、集思广益地找出解决问题的最佳答案。这种方式有利于培养学生独立思考的能力与语言表达能力，提高分析问题和解决工程问题的能力。

比如，曾在工程地质课程中的地下水危害部分引入地面沉降、海水入侵等内容，以此引导学生探索解决问题的途径。其中地面沉降问题是区域性地面高程下降的一种环境地质现象，也是一种对资源利用、环境保护、经济发展、城市建设和人民生活构成威胁的地质灾害。地面沉降成因复杂，公认是由于抽汲地下流体，而引起松散层内液压降低，是导致区域整体性沉降的主要原因。随着我国工业化的快速发展和城镇化进程的加速，由于过度开采地下水，我国的地面沉降问题越来越突出。目前，我国的地面沉降主要发生在长江三角洲、华北平原和汾渭断陷盆地这三个地区。而海水入侵问题则以大连地区为例，大连市作为海滨城市长期以来由于布井不合理，地下水开采量过大，渐渐引发区域地下水位下降、地下水资源衰竭、海水入侵等问题。这些发生在身边的事件增强了学生对地下水引起的地质灾害问题的认识，促使学生围绕这些问题展开深入思考。

又如在地基与基础工程教学中结合经典工程案例“意大利比萨斜塔”开展教学。教学中向学生介绍几个世纪以来，比萨斜塔倾斜的原因始终是广泛关注的问题，各种解释众说纷纭。进入二十世纪后，“地基原因”逐渐占了上风，这种解释认为，比萨斜塔倾斜的主要原因是塔本身的重量较大，塔基北部的地下的土质较松软，无法承受塔的压力而导致塔身发生不均匀沉降。同时，列举拯救“意大利比萨斜塔”的历次地基加固方案，如环形基坑卸载、灌浆加固等引导学生开展课堂讨论。

2.2.2课外探究式教学模式

此方法由教师布置课外综合性作业，考查学生对课程知识的掌握情况，并以此作为评定学生成绩的依据。学生根据课堂所学内容，课外积极查找资料完成作业，事实上学生查找资料的过程就是再学习的过程。通过课外的自主探究学习，学生运用理论知识解决工程实际问题的能力得到提高。

在教学实践中，一般结合重点工程问题布置课外作业，要求学生以小论文等形式提交学习成果。近年来，曾结合大连地区建筑工程、道路工程等普遍存在的滑坡问题及地铁、隧道工程存在的坍塌问题，以“建筑工程中滑坡的防治措施”及“地铁、隧道工程坍塌问题产生原因及防治方法”等为题目，引导学生探究综合、复杂工程问题的解决方法。

3.结语

教学实践证明，在岩土工程系列课程中进行案例式教学模式的尝试可以丰富课堂教学内容，强化学生的自主学习意识和工程实践能力，有利于提高岩土工程系列课程的教学质量，有利于实现土木工程应用型人才的培养目标。

参考文献：

[1]徐辉，等.大学教学概论[M].杭州：浙江大学出版社，2004.

[2]白明洲，等.工程地质课程教学改革[J].高等建筑教育，2006，15（2）：93-96.

[3]崔武文，等.案例教学在土木工程专业课程教学中的应用[J].教育探索，2007（5）：51-53.

[4]师旭超.在土力学教学中培养学生的创新能力[J].中国电力教育，2009（154）：101-102.

第2篇：岩土工程典型案例范文

关键词：公路边坡、加固处理、技术措施

一、边坡稳定性分析方法

（一） 定性分析法

定性分析法有历史分析法、图解法和类比法几种，主要是通过工程地质勘察，将影响边坡稳定的地质、地貌、水文、气候、构造运动等综合分析，从而判断可能产生的边坡破坏方式以及可能性。自然历史分析法， 根据边坡岩体的结构和构造形式，在地质演变历史的基础上，评价斜坡的稳定性和发展趋势， 主要应用于天然斜坡的稳定性分析上。图解法，这种方法可以直观、快速的确定边坡的结构类型，将主要和次要结构面清楚的分辨开， 可以判断不稳定块体的规模和形状，预测滑动方向灯，常用的图解方法有实体比例投影法、摩擦圆法以及赤平极射投影法等。工程地质类比法， 是目前边坡稳定性分析的一种常用方法， 可靠性会因为不同评判人的经验和水平而有所不同， 具有很大的主观随意性。传统的类比方法有自然斜坡类比法、观测地质现象判断法等。新兴的灰关联分析法， 可以一定程度上解决主观随意性的缺陷， 将定量分析引入类比法中， 从而保证结果更加接近实际情况。

（二）定量分析法

常用的定量分析法有极限平衡分析法和有限元法。极限平衡分析法， 经典极限分析法适用于均质材料，首先假想一个危险滑动面，再计算假想滑动面相应的稳定安全系数，而这也正是极限平衡分析法的不足， 因为绝对均质的岩体几乎是不存在的， 假设的几种滑动面也无法真实的反应出岩体破坏状态。弹塑性极限平衡法可以解决经典极限分析法的不足， 极限平衡状态是由边坡的应力和应变来确定， 不用反复计算最小安全系数，减少工作量，并且能够提高准确率。有限元法， 能够弥补经典极限分析法的不足，能够处理岩体的非均质问题，容易掌握， 具有很强的实用性， 应用范围广， 能够很好的和计算机相结合，提高运算速度。

（三）不确定性分析法

模糊综合评价法， 将层次分析和模糊评判相结合， 分析影响边坡稳定的多种影响因素，进而将多种因素分层划分，得到各种指标对边坡稳定性的影响程度。人工智能方法， 适用于大型复杂的问题，通过群体概率迭代全局收敛法，全局搜索能力强。

二、边坡加固处理技术措施

（一）常见的边坡地质灾害

边坡常见的地质灾害除了滑坡、崩塌和泥石流三大地质灾害外还有错落、冲刷、剥落等。滑坡是岩体在重力作用下沿着软弱面向下整体滑动的现象， 通常因为坡脚地基较软，在雨水作用下发生，公路边坡发生滑坡在施工时发生较多， 施工时由于人为作用，造成山坡下部临空，在外界条件作用下岩土不断软化，最终导致灾害的发生。通车时的滑坡具有很大的不确定性， 一旦发生会造成很大的生命和财产损失。崩塌， 通常指岩土岩软弱面或者裂隙发生脆性破坏的现象， 具有瞬时性和突发性， 在公路修建和运营时发生后会造成公路堵塞， 影响物流运输和人们出行。泥石流， 指大量的泥沙等液相颗粒沿斜坡滑动冲泻的现象， 通常发生在地质不良山区， 公路修建时大多采用避绕的措施来减少灾害影响。

（二）边坡加固处理技术措施

边坡加固处理时要注重简单、有效的原则，结合具体的情况采取有效的、针对性的综合措施，常用的边坡加固方法有减载、加载反压、排水、支挡、改良土质以及综合加固等几种方式， 处理时要充分利用自然条件，顺应协调围岩状态，一方面减少边坡下滑阻力，一方面消除下滑因素。减载，将边坡削头和削坡，将边坡上部附近一定范围内的岩体移除， 从而降低其总高度，将边坡坡度适当减缓，这样就可以从两个方面来减少下滑力， 减载有主动减载和被动减载两种方式， 主动减载是指在边坡开挖前就已经实施， 而被动减载则是在开挖过程中完成的， 实施时要根据边坡周围环境进行， 通常削坡会受到地理环境和周边建筑物的影响。加载反压，针对牵引式滑坡灾害，可以修建石跺，增加抗滑土重，从而使得坡体稳定。排水， 通过地表排水和额地下排水将滑坡体内的水引出坡体外一定范围， 减少因为水作用造成的失稳。表面排水可以在坡顶和坡面修建截水沟， 减少裂隙水压力了对边坡造成的不利影响， 这种方式可以快速、经济的提高岩质边坡的稳定性。地下排水可以有效的降低地下水位， 受到坡体渗透性能、输水能力等条件的影响。支挡，抗滑挡土墙用于中小型的滑坡，大型滑坡则采用加筋土挡土墙、锚索挡土墙等。对于深层滑坡，则可以利用抗滑桩与土体的共同作用， 将滑坡推力传递到稳定地层上， 抗滑桩布置灵活、施工方便， 并且具有较强的抗滑能力。复合式支挡是将锚杆和桩组成为一种挡土结构， 桩作为竖向挡土结构，侧向刚度大，倾斜锚索作为外拉系统，可以将荷载分散在周围的土层中，这样就能够保证坡体的自承能力。土质改良，为了提高坡体的抗剪强度，可以通过喷浆注浆法、动力固结法、石灰土加固法、电渗法等改善坡体土的性质。综合治理， 采用多种方式组合的方法来进行综合治理， 以弥补单一方式的不理想。

三、边坡防护对策

（一）边坡的分类

边坡按照物质组成可以分为岩质边坡、土质边坡和复合边坡，边坡防护要根据边坡类型来确定。岩质边坡按照结构效应和完整性可以分为完整岩石边坡、破碎岩质边坡和受优势结构面控制边坡三种。土质边坡有纯土质和类土质两种， 类土质边坡的破坏兼有土质边坡和岩质边坡的双重特征。复合式边坡通常在上部为土质，下部为岩质， 是工程中较为常见的边坡。

（二） 边坡防护对策

首先将公路边坡的破坏类型和防护标准分为大致五类， 采用工程经验类比法等将不同边坡类型、不同边坡高度的防护方式进行初步分类。然后根据具体的边坡类型采取针对性的防护方式， 岩质边坡可以采用模糊综合评判分类， 土质边坡采用极限平衡及工程经验类比法， 类土质边坡可以按照岩质边坡进行模糊综合分类， 在此基础上进一步定量分析，以确定防护类型。复合式边坡可以分别按照各区域的不同坡体， 确定各自区域的防护类型。结合工程边坡的具体破坏类型， 加固效果来确定防护方案， 将各个防护方案进行综合对比， 确定最优方案。针对规模大、地质复杂的工程， 要开展边坡防护稳定性定量分析，对防护方案进行优化。方案决策时要考虑的因素有工程投资总额、治理效果、风险效果、施工要素、维护费用、运行费用、对周围环境影响等。

第3篇：岩土工程典型案例范文

关键词：二元结构；岩土基坑；吊脚桩支护；设计数值

随着社会经济不断发展，城市化进程不断加快，城市高层建筑和超高层建筑如雨后春笋般拔地而起，地下空间的利用成为必然，这也使得基坑工程的数量越来越多。一元结构基坑，在支护设计计算理论方面较为成熟，设计与施工安全快速，而且其稳定性验算较为容易，但是岩土二元结构基坑的支护设计却是一个难题，在实际工程中，设计人员经常不考虑下层基岩，而是使用传统的方法来计算上层土体开挖的支护设计，对于下层基岩多依靠自身经验进行开挖，这种方法的风险性较大。针对这种情况，本文就二元结构岩土基坑吊脚桩支护设计进行分析和研究。

一、支护结构设计计算理论

（一）计算方法及模型

基坑支护设计计算方法包括：静力平衡法、土抗力法、连续介质有限元法。

首先，静力平衡法，即经典法，就是通过土力学理论，来计算挡墙上的主动与被动土压力，最后通过该方法来计算挡墙的受力并以此设计挡墙结构。由于挡墙上的荷载是通过传统土压力理论来确定的，但是主被动土压力则是依据土体的极限状态来推导出来的，对土体与支护结构的相互作用及施工对土体的扰动没有得到充分考虑。早期，这种经典方法在基坑支护设计中得到广泛应用，而当前已经被弹性地基梁法所取代，但是该种方法在计算空间开挖问题上还是相当成熟的。

其次，土抗力法，经典法假定了基坑内侧的土抗力为被动土压力状态，对于有内支撑的支护结构，采用经典法计算，常假定支撑力与支撑刚度系数无关，在使用上有一定的限制，所以，该种方法逐渐被土抗力法所取代，在我国《建筑基坑支护技术规程》中明确推荐弹性地基反力法进行计算。弹性地基梁法计算的要点是，在挡墙位移过程中需要良好的控制条件，基坑内侧无法达到完全被动状态，所以，引用承受水平荷载桩的横向抗力概念，将外侧主动土压力作为水平荷载施加在墙体上，用弹性地基梁理论计算挡墙的变形与内力。土体对墙体的水平向支撑用弹性抗力系数来模拟，支锚结构也用弹簧模拟。

当前，在土木工程计算中应用最广泛的模型有两类，即弹塑性模型和弹性非线性模型，两种模型都反映了土体的非线性应力与应变关系。传统的弹塑性模型在计算分析中较快，但该种模型只能进行一些简单初步的分析；而非线性弹性模型在各类岩土工程计算中相较于弹塑性模型较为成熟。弹塑性Hardening―Soil模型作为一种先进的模型，其能够对不同类型的土体行为进行模拟，这种模型运用的是非线性弹性模型所依据的标准排水三轴试验的双曲线模型，但是随着弹塑性Hardening―Soil模型的完善和提高，已经取代了双曲型模型。原因包括：弹塑性Hardening―Soil模型是塑性理论，不是弹性理论，充分考虑了土体的剪胀性；同时引入了屈服帽盖。对于下层岩土，均可视为均质线弹性体，利用线性弹性模型进行模拟。

（二）有限元数值分析

1.土体初始应力的生成

土体初始应力是土体开挖前本身存在的应力作用，这种应力场是由于长期地质作用不断变化形成的，包括自重应力和构造应力。土体初始应力会应材料容重和土体形成历程而受到一定影响，其应力状态一般用 表征。初始水平有效应力 通过侧向土压力系统K0和初始竖向有效应力确定，可以表示为：

通常情况下，在有限元设计计算软件中的初始应力可以通过 生成，也能够应用重力荷载来生成。在初始点上的初始应力应结合该位置的材料容重与 的值来计算并得出结果：

在上述公式中， 表示土体的容重，hi表示土层厚度；Pw表示应力点上的初始孔隙水压。

二、工程案例分析

某火车站兴建站房工程，上部结构为3层，地下结构为1层，局部为2层，各片区的基础埋深均存在一定的差异，基础最低出建筑标高为17.1m。基坑开挖的面积较大，地下室面积约为24200，周长约2500m。根据工程实际情况，可以将基坑开挖划分为4平面区域，即I区、II区、III区、IV区。将I区作为本文数值分析的对象。

（一）支护设计方案

根据工程地质条件和周边环境，该工程支护结构设计选用桩锚支护结构，采用灌注桩作为支护桩，灌注桩要嵌入基岩2m以上，各桩的距离保持在1.2m，入岩深度应在0.5m以上，锚杆间距为2.5m，钻孔直径控制在标准范围内，下层岩层使用简单的土钉进行支护，注意保证土钉质量及操作过程中角度、倾角以及支撑岩肩的预留大小。

（二）有限元模型的建立

首先，对有限元模型的建立进行假设：基坑开挖采用平面应变模型；围护结构及支撑锚杆为弹性受力状态，围护桩体用无厚度弹性板模拟；施工开挖过程中引起的土体应力变化不予以考虑。

其次，施工阶段的模拟，由于该工程基坑支护设计具备对称性，所以选取其基坑平面设计的一部分来建立模型，将距离开挖面100m作为水平向影响范围，下层岩土，将距离基地以下15m作为影响范围，模型竖直边界采用水平向约束，水平底面边界采用竖直向约束，施工开挖分为4各步骤，第一步是放坡开挖第一层土体并达到一定标高为止，还需设置施工支护桩机第一道锚杆；第二步是延续第一步的进程继续开挖第二道锚杆的标高，并设施第二道锚杆；第三步施工是开挖土体至下层基底岩面，设置第三道锚杆；第四步施工是爆破岩石，放坡开挖至基底设计标高。有限元模型见图一。

（三）结果分析

第一，桩身嵌入岩层深度计算。当基坑开挖至10m以上时，计算上层土体开挖时桩身需嵌入岩层的深度。对桩身嵌入岩层的深度取3m左右进行模拟分析，其他设计尺寸和参数保持不变。经几何模拟图进行分析后，结果表明，要想保证基坑的稳定性，桩身嵌入岩层的最小深度应控制在1.4m，但是随着嵌固岩层的深度不断增加，支护桩的变形得不到明显的减小，弯矩变化也不够明显，这是因为桩体嵌入的是花岗岩岩层，嵌入固力较大，使得嵌入深度无法满足桩体稳定和位移的要求，进而产生变形和弯矩变化不大的情况。可见，对上层土体开挖支护采用传统设计方法是可行的，在设计过程中，将支护桩嵌入岩层深度控制在2m以上，就能够满足上层土体开挖时对基坑稳定性的要求。

第二，预留岩肩宽度的影响，经几何模拟图分析表明，随着岩肩宽度增加，桩体水平位移明显减小，从无岩肩到岩肩宽度大于一定数值时，对位移的影响较小。岩肩宽度越大，桩体弯矩越大，位移变化规律一致，当宽度达到一定数值时，其影响作用不明显。弯矩增大是由于桩体整移减小。使得主动土压力增大，弯矩增大。因此，在实际工程中，应将岩肩宽度作为重要影响因素加以考虑。

三、结语

综上所述，在本文论述和工程案例分析中，对二元结构岩土基坑设计，其上层土体开挖可以采用传统设计计算方法进行设计，计算桩身嵌入岩层深度，以此判断上层土体开挖时，基坑支护是否满足其稳定性的要求。预留岩肩宽度时，要有效控制支护结果的位移大小。总之，在本文研究中，采用弹塑性Hardening―Soil模型对二元结构岩土基坑设计进行有限元数值模拟分析，结果与实测结构较为接近，可作为解决这种特殊设计计算的计算依据。

参考文献：

[1]陈玲灵.岩土基坑开挖工程支护技术的应用[J].建材与装饰：上旬，2009（7）.

第4篇：岩土工程典型案例范文

在这样的大环境下，量大面广的岩土工程建设需求与国内工程技术力量相对不足、管理滞后的矛盾也凸显出来，表现为岩土工程建设的事故频发，形势日益严峻，状况令人堪忧。近些年来，我国重特大事故形势一直比较严峻，造成的经济损失和人员伤亡居高不下，其中涉及岩土工程领域的比例高达10%以上，风险管理机制体系薄弱是主导原因。以桥梁和地铁为例，对收集的较为典型的20例桥梁事故、30例地铁事故进行了事故原因分析}1]，发现人的不安全行为引起的工程事故约占55.6%，物的不安全状态引起的事故约占31.2%，其他因素引起的事故约占13.2%，见图1。以地下工程灾害为例，统计了较为典型的塌方案例61项、突涌水案例86例，发现在隧道、隧洞施工过程中，人的不安全行为引起的塌方事故约占36.1%，物的不安全状态引起的塌方事故约占48.7%，其他因素引起的塌方事故约占15.2%，具体见图2。钱七虎从事故发生的类型和原因等对工程建设事故进行分析，指出责任事故及主观原因是构成地下工程建设安全管理巨大挑战的主因，结合海恩安全金字塔、海因里希安全法则、约翰逊的工程变化一失误理论模型等工程事故管理理论，提出工程事故预防的可行性和工程建设安全管理实施的对策。通过对中国大型岩土工程建设安全的现状及典型安全事故的原因和机理的深入调查分析，总结得到岩土工程施工安全事故具有以下特点:    

（1）岩土工程安全事故的发生具有偶然性及必然性。    

岩土工程安全事故事故是一种意外现象，是由人为原因、物和环境的原因、技术原因、管理原因致使生产过程意外中断并造成危害的随机性事件，因此具有偶然性。但是，海恩法则}3]指出:每一起严重事故的背后，必然有29次轻微事故和300起未遂先兆以及1000起事故隐患。海恩法则告诉我们，事故案件的发生看似偶然，其实是各种因素积累到一定程度的必然结果。也正如墨菲定律描述的一样:如果事情有可能变坏，不管这种可能性多么小，它迟早都会发生。土木工程建设过程中，除了极少数不可预防的事故外(如深地下矿山隧道工程中，由于目前地质勘察的认知水平和技术手段的局限性导致），其他的事故发生都有着必然的条件，即多种不安全因素。   

 （2）安全事故的发生具有规律性。    

单一事故发生的时间、地点、事故原因和事故后果的严重性等都是不确定的，这说明事故的预防具有一定的难度。但是，事故这种随机性在一定范畴内也遵循统计规律。对21世纪以来发生的140起典型土木工程事故进行统计，结果表明，大型岩土工程建设的安全事故类型、事故发生部位、事故发生时间等都具有一定的规律性。    

①浅层土质地下工程的主要事故类型是:塌方、涌水涌砂、大变形、以及由此引起的周边建构物破坏;深部岩石地下工程的主要事故类型是:塌方/大变形、突涌水、岩爆、瓦斯。   

②明挖地下工程的事故发生部位以支撑和围护结构居多。矿山地下工程事故发生部位以掌子面、拱顶、进洞口居多。盾构//TBM法主要是盾构机机械事故。房屋建筑工程以脚手架、机械为事故主要发生部位。桥梁工程以支架为事故发生的主要部位。    

③不同类型的土木工程在7月份均有一个事故高发期，这与我国大部分城市降雨季节重合，表明天气是事故的一个重要诱发因素。对于地下工程、桥梁工程等施工周期较长的项目，11-12月份冬季施工也是事故高发的一个季节，表明春节前容易为完成年度任务赶工期，导致事故发生。对于房屋建筑工程，冬季施工的项目不多，因此，事故数量也相对较少。    

（3）事故发生具有预兆性。    

海恩安全法则告诉我们另外一个规律，任何事故发生前，有大量的未遂先兆和事故隐患。土木工程建设事故也是如此。如:杭州地铁湘湖站事故发生前，测得地面最大沉降已达316 mm，测斜管最大位移已达65 mm;上海轨道交通4号线事发前，测得旁通道处水压力为2.3kg/（mz，与该层承压水水压接近;广州市海珠广场基坑发生滑坡前，坡顶就已出现开裂;珠海市拱北祖国广场发生特大基坑坍塌前，就出现基坑边工地职工宿舍倾斜，钢支撑爆裂、扭曲等现象;宜万铁路马鹿管隧道特大突水事故前，工人听到掌子面有掉块、坍方响声，并伴随少量流水;广东省韶关市坪乳公路白桥坑大桥因施工支架失稳突然坍塌前，曾多次出现模板和钢筋翘起等事故预兆。1969年瑟利提出一个事故模型，把事故的发生过程分为危险出现和危险释放两个阶段。因此，可结合土木工程施工特点，通过仪器、经验和观察及时捕捉种种异常或不正常现象，采取应对措施进行预防，将事故或灾害消除在未发生前或将损失降减到最低限度。研究事故与灾害预兆的现象和应用，是防止和减少事故或灾害发生的有效途径之一，应该引起普遍重视。    

（4）技术原因对地下工程建设安全影响大。    

由于目前许多工程自身结构和周围环境、以及工程地质水文地质条件等都非常复杂，现有的一些建设规范和标准已不能完全满足工程建设的要求。尤其是在地下工程方面，常出现对工程地质情况认识不足、设计计算和施工参数选取不够合理等，如岩爆、突水等安全事故，实际上，大部分也是由于目前有关技术不成熟、尚不能较好地解决，从而导致事故发生。  

（5）需采用动态风险管理的手段实施安全管理。    

根据能量意外释放理论，岩土工程建设安全事故的风险源可分为两大类，即静态风险源和动态风险源。静态风险源是指在安全系统中存在的、可能产生能量、发生意外释放的能量源或拥有能量的能量载体。由于静态风险源是固有存在的，在一定的触发条件下，这类风险源可能导致实际的事故，因此，可从技术的角度，对静态风险源进行防护和安全处理以提高风险源的触发I=}7值(如提高工程设计的安全系数），降低风险源爆发的可能性和爆发后的危险程度，增加系统整体安全性。动态风险源是指造成约束、限制能量措施失效或破坏的各种不安全因素，在工程实施过程中，风险源只有在一定的触发条件下，才会爆发产生事故，因此，应实施工程安全风险的动态控制。    

第5篇：岩土工程典型案例范文

关键词：岩土锚固；锚固技术；失效因子

中图分类号： C35 文献标识码： A

随着我国经济社会的快速发展，岩土锚固技术已经逐渐成为建筑工程中很重要的一个部分。之所以这样，是因为首先其自身具有很多的优点，主要体现在：岩土锚其自身具有主动受力的机制,而且能够充分调动岩土体的自稳能力。除此之外，还具有使用灵活、抗滑性能强等等优点。其次, 改革开放三十多年来，我国的基础设施建设不断完善，各个大型的工程项目雨后春笋般的兴建起来，但是 伴随着基础设施建设不断完善的同时，由于我国地质条件较为复杂，岩土问题广泛存在于各个地方，因此也促使了岩土锚固技术的发展。

一、对于一些失败岩土锚固工程案例的分析

（一）柏林煤矿的滑坡治理工程

1、工程概况

柏林煤矿滑坡治理工程属于较为典型的失败的岩土锚固工程，其滑坡治理是预应力锚索抗滑桩这一技术手段。但是，经过三年多的治理，煤矿的整体结构遭到破坏，因此，需要对之前采用的技术手段进行重新的考量。最终经过各方专家的论证，该项治理工程被确定为一项因重大勘察失误而导致失败的治理工程。

2、对该项工程的评价

针对该项失败的治理工程，其调查报告已经形成。该调查报告对于该项工程失败做了定性。该报告认为，该项工程无论是在滑坡类型和成因以及危险状态判断，包括对于滑坡的定量勘察以及计算等等方面都存在较大的错误。但是笔者通过对该报告进行了较为全面的分析，认为其报告中的一些内容是值得商榷的。

（1）滑坡范围:对于柏林煤矿的滑坡范围，该报告的解释分为两个阶段，第一阶段认为，柏林煤矿的岩窝至老林脚段为滑动体，但是在之后的第二个阶段又认为其处于稳定状态，而且没有考虑其滑坡推力的计算。笔者认为，该篇报告所 提到的这一阶段属于岩崩堆积区。因为其属于岩崩堆积区，因此大量的岩土由于洪水的作用，导致其不断地坍滑，而且逐渐地堆积在整个滑坡后缘的敏感区域，因此导致滑坡的复活、发展以及推力不断增大。因此，对于这一区域，不管是在对于其推力的计算还是治理上，都应该给予充分的重视，但是该篇报告所得出的结论却与此相反。

（2）滑动面位置: 笔者人文：该篇报告对于滑动面的分析基本上是正确的。尤其是其对于滑动面滑坡滑动机理以及力学关系，分析都比较准确。但是需要注意到：该篇报告在对于滑动面位置进行具体分析时，认为滑动面产生于粘土层之中，而且其在招待所的围墙外面剪出，因而划分出了一个不合理的反翅滑动面。更为重要的是，其最后指出滑动面下段“近似稳定”笔者认为，这一分析不够准确，甚至存在着一些错误。

（3）滑动面形状以及深度: 在实际的滑动工程施工中，滑动面形状以及深度是工程设计的重要依据。该篇调查报告认为该滑动面的反翅处深度为6. 8m,但是经过分析，实际深度应9. 8m。由于报告中所得出的结论与实际情况存在较大的出入，因此这种误差会给整个抗滑工程带来很大的影响，甚至会给抗滑工程造成成倍的误差。

(4) 计算参数: 值得注意的是，该篇报告由于并未作有关残余强度方面的实验，因此其提供的参数仅仅只能被划分为经验参数，对于实际工作来说，只能提供参考；除此之外，该篇报告结论中所得出的关于主轴推力计算表的数值存在误差，而且其所得出的有关主轴断面的比例尺不符合相关要求, 因此想要用作推力复核计算是比较困难的。

3、重新设计

针对柏林煤矿的滑坡治理工程，想要做到有效正确的治理，首先对于其滑坡类型、成因以及发育阶段要有一个正确的认识。简而言之，就是在实际的工作中要做到对于滑坡周界，滑动面的性状以及计算参数要有一个正确的认识。为了促进整个设计的安全性与可靠性，笔者在对原有调查报告较为详细准确分析的基础上, 结合其他相关资料， 从而形成以下看法:

（1）从柏林煤矿的岩窝一直到老林脚，其整个的堆积物是以坍塌的形式而发生破坏,随着时间的推移，其堆积长度已经超过了最初的150 m, 由于目前已经坍滑了将近110 m， 而且这些坍塌的物体由于洪水的作用，都被冲到了位于整个滑坡后缘的部分，根据对目前资料的分析可知，整个后缘部分的滑体已经平均增高了2. 0 m，随着其高度的增高，其推力也由150T增加为230T。笔者认为，由于目前该段坍塌体还没有形成实际上的滑坡，因此可以通过实施边坡工程，来进行支挡, 从而增加其安全系数。

（2）从柏林煤矿的老林脚一直到简塘河沟,，其属于一个完整的粘土滑坡, 因为两个岩层的交界面会产生滑坡面。对于这个滑坡面来说，其滑体厚度不完全相同，其中矿车道处的滑体厚度约为10m，而且整个滑体其上部属于农田，滑体粘土目前来说已经基本处于饱和状态，考虑到该处地区部分属于矿车道，因此需要对其进行保护，笔者认为，应该设计一道抗滑工程来对该段滑坡面进行保护。

（3）虽然滑坡出口的位置不尽相同，但是其有一个共同的特点，那就是必然处在整个滑舌部位强度的软弱面上，由于该处滑体自身处于塑性状态, 而且滑体呈现推移式，因此整个滑体的变形在翻沙厂附近表现的较大，而且对于该处滑坡来说，其显著的特点是下部的变形小而且滞后，只有当等到滑坡完全发育, 其剪出口的变形才会明显。考虑到该处附近有进矿公路以及简槽河，因此，笔者认为该段滑坡应该为其设置一道支挡的结构，从而防止堵塞。而且由于有阻抗段的作用, 整体施工也更加易于进行。

（二）陈列馆滑坡治理工程

1、工程概况

某陈列馆位于某大桥南桥头的古滑体上，由于施工需要，该大桥南桥头的桥台部位需要进行施工开挖，因此需要对公路修建切坡，由于这一系列工程，导致原本的古滑坡问题再一次地出现。由于整个工程设计不当，导致抗滑能力不足，进而影响了整个施工进度。甚至导致了整个抗滑结构在该地区雨季到来之前还没有完工，由于原本的古滑坡出现大面积的复活，因此不得不对整个陈列馆进行重新选址，因而造成了很大的经济损失以及人工浪费。笔者认为，造成这一系列后果的主要原因在于对预应力锚索抗滑桩的设计不当。

2、滑坡的成因以及机理

首先对于该陈列馆的位置进行分析，该所陈列馆拟建于某大桥南桥头的古滑体上。由于该处古滑体长度较长（纵长约为200m）, 宽度约为500m。而且特殊之处在于其滑动面位于堆积物和基岩之间的接触面上,整个滑体厚度约为15～21m，属于堆积层滑坡中较厚的滑坡。笔者认为，从该滑坡所处地区的地质地貌、岩性以及地形进行分析，该古滑坡最初是在坡脚的100m范围之内形成，随着时间的推移，逐步向外扩展，而且在扩展的过程中，由于其滑坡面前部逐渐变缓，从而在一定程度上形成了有效的阻抗段，因而整个滑坡逐渐地趋于稳定。但是，笔者认为，这种稳定状态并不是无条件的、绝对的。而是一种特殊的极限状态,其保持稳定的基本条件如下：

（1）对于该滑坡来说，想要保持稳定，就要要求主滑段堆积物不能大量增加。

（2）想要使整个滑坡保持稳定，那么阻抗段就不能被大面积的削弱。

（3）想要保持滑面稳定，还需要保证滑动面不能被雨水侵入。

3、滑坡治理工程设计失败的原因

由于陈列馆建设的需要，当施工位置到达大桥南桥头引道时，由于要对阻抗段进行路基的开挖，因此一定程度上来说，破坏整个古滑坡维持稳定的条件，因而导致了主滑段出现滑动,即古滑坡出现局部的复活。对于该滑坡的治理，目前的工程设计同样是采用了预应力锚索抗滑桩，但是笔者认为，之所以该项工程出现失败，主要是由于其预应力锚索抗滑桩的设计不当。该项抗滑工程，预应力锚索抗滑桩的基本技术参数是: 桩径1000mm、桩间距5m， 锚索采用的是600kN级的预应力锚索。然而，经过验算，该段古滑坡下滑力能够达到1398kN/ m，该项工程采所用的一排预应力锚索抗滑桩以及其附属的桩基础重力式挡墙其承受力根本不足以抵挡滑坡的下滑力。

（三）武警医院后边坡治理工程

1、工程概况

我国南方某城市的武警医院其后边坡出现塌滑，因此采用预应力锚索抗滑桩板墙技术手段来进行治理。

2、事故过程

整体施工从下到上逐步进行，对两级预应力锚索抗滑桩板墙分别进行施工。先进行第一级的预应力锚索抗滑桩板墙的施工，然后进行第二级预应力锚索抗滑桩板墙的施工。

当整体施工进度达到第一级板墙完工后,执行该项治理工程的施工单位处于加快施工进度的考虑，在对第二级板墙进行施工时，调整了整个板墙的施工次序

但是，正是因为这一次不当的施工次序调整，造成了整个滑坡治理工程的失败，也造成了很大的损失。主要表现在当时的实际施工过程中，对挡墙实行填土工作，填土仅仅不到挡墙高度的三分之二时，第二级的预应力锚索抗滑桩板墙就倾覆倒塌了。

3、原因分析

笔者认为，之所以出现挡墙坍塌，主要原因在于回填土的顺序问题。简而言之，作为一项抗滑技术，预应力锚索抗滑桩板墙其本质上来说是一种轻型的支挡结构。其具有这样的特点：当挂锚之前, 其整体呈现的是一种大悬臂的轻型结构，重点在于其轻型的特质上，由于其本身是一种轻型的结构，所以抗滑的能力相当小。也就决定了其填土的顺序，即挂锚之前是不能回填土的。该项滑坡面治理工程的失败之处就在于此。正是由于在实际的操作中，没有注意到这一关键问题，才导致了因为所回填土的压力促使了抗滑桩板墙的倾覆倒塌。因此，在实际的工作过程中，要特别注意回填土的顺序问题。

（四）某小区道路挡墙

1、工程概况

某小区道路为了抗滑，采用了预应力锚索抗滑桩板墙。其预应力锚索抗滑桩板墙的设计参数为：500mm钢筋混凝土钻孔灌注桩，桩间距为2m， 其嵌固的深度大于5m，预应力锚索为600kN级，孔径130mm，13mm镀锌钢绞线以及长度为6m的中风化岩层内锚固段，还包括厚度为16cm的钢筋混凝土挡土板等等。

2、事故分析

该抗滑挡墙1993年6月竣工，其竣工投入后使用情况正常。事故原因在于工程投入使用之后的1997年3月，主要原因是，当地的地产开发商在对挡墙前趾的土地进行开发的时候，没有严格按照设计方案中要求的开挖面来进行开挖， 盲目施工，由于盲目的施工，导致实际的开挖面要比设计方案要求的开挖面深达3m之多，从而导致抗滑桩板墙剪断，引起事故的发生。

二、常见岩土锚固工程的失效因子

由于篇幅有限，本文仅以以上所述的4个岩土锚固工程的失败案例，作为原型，进而阐述岩土锚固工程的失效因子。由于我国国土面积广大，人口众多，而且随着近年来岩土锚固工程的不断应用，因此在实践中，有关岩土锚固工程的案例远远不止这些，由于篇幅关系，在此不一一列举。

通过对以往岩土锚固工程失败案例的分析，笔者得出以下结论：导致岩土锚固工程失败的原因众多，而且往往都不是单一的原因导致了工程的失败。而且众多原因之间还存在着错综复杂的关系。本文通过对以往一些岩土锚固工程失效因子的总结，列出以下表格，希望能够简要地涵盖一些岩土锚固工程失效的原因。（见表1）

工程阶段

失效因子

典型特征

勘查 灾害性质判断失误 滑坡与边坡的区别

灾害范围 滑体厚度定量不准确 滑动面与破裂面

岩土体力学指标 值的确定

设计 下滑力计算 滑体厚度几何参数

结构型式选择及结构计算失误 点锚

锚固设计 锚索类型锚固地层

施工 材料 锚具防腐材料

机具 成孔 灌浆 张拉设备

施工工艺 施工次序 填料及施工方法

施工管理 工程质量低劣 偷工减料

运营 维护 维修不当 检测外锚具的防护

临近土地开发环境条件恶化 乱填 乱挖

不可抗力 战争超过设防烈度的地震

表1 岩土锚固工程失效因子

结束语：

表1简要列出了几大能够导致岩土锚固工程失效的原因，主要是从勘察、设计、施工、运营四个工程阶段来说明可能导致岩土锚固工程失效的原因，所有的失效因子都是建立在对以往事故的分析总结上面，具有一定的借鉴意义和指导作用。

在实际的工作中，为了避免发生岩土锚固工程事故,笔者需要各方密切配合，政府有关部门、建筑行业协会以及岩土锚固工程界三方缺一不可，而且三方应该做到协同负责。

首先三方应该建立严格的岩土锚固工程施工的单位准入制度。

其次要深入地开展有关岩土锚固技术的研究，集中力量解决诸如岩土工程勘探、锚固材料、以及材料的防腐处理、岩土锚固机具设备、整体施工工艺等施工问题，还包括质量检测、安全评价、修复技术等竣工后的工程检验问题。从而做到整体提升我国岩土锚固工程的技术水平。

而且，要重视有关岩土锚固工程知识的普及工作，要做到让施工单位真正地掌握岩土锚固的相关理论。

参考文献：

[1] 程良奎. 岩土锚固研究与新进展[J]. 岩石力学与工程学报，2005.

[2] 程良奎，范景伦，韩军，等. 岩土锚固[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2003.

第6篇：岩土工程典型案例范文

对输变电工程有直接影响的地质灾害主要包括岩土变形(主要包括崩塌、滑坡、泥石流)、地面变形（主要是采空和岩溶地面塌陷）和特殊土地质灾害等3种类型。本文将重点分析泥石流、滑坡、冻土、软土等地质灾害。

关键词：

输变电工程；地质灾害；防灾减灾；标准条文

1输变电工程典型地质灾害分析

在电网工程建设和运行过程中，地质灾害对电网工程造成不同程度的损失，通过对一些典型地质灾害案例的分析，可以看出造成这些地质灾害的原因是多方面的，既有前期勘测设计的原因，也有施工质量的原因，值得反思。案例一：泥石流——油坊沟二自线N205铁塔倒毁事件事故介绍：2000年7月，西昌地区发生暴雨造成普格县油坊沟发生泥石流，造成临近沟坎的二滩至自贡输电线路二普三线（二自III回）N205铁塔地基因滑塌而倒毁，并将相邻铁塔折断，共造成倒塔6基，铁塔损坏3基，在该耐张段内的导线、绝缘子及金具全部损坏，经济损失巨大。原因分析：（1）铁塔位置位于油坊沟冲沟的坎边，距坎边的安全距离太小；（2）地基主要土层为第4系松散碎石土组成，抗冲蚀能力差，易受水流冲蚀而发生滑塌；（3）前期工作中对土坎在水(泥)流作用下发生后退的趋势预测分析不够。整治措施：移位改线。其中第一次移位改线后，由于部分塔位于陡坎上，后又发生滑坡灾害，致使铁塔变形，不得不进行第二次移位改线。案例二：滑坡——二自线一回N45～N48铁塔变形损坏事故介绍：二自二回N45～N48铁塔位于凉山州美姑县九口乡政府所在地的甲谷村，工程运行数年后，塔架发生严重变形，影响线路的正常运行和安全。原因分析：经调查，该N45～N48位于一巨型古滑坡体上，工程投入运行以来，因降雨等原因，滑体发生整移，最大位移达1m，年平均位移10余cm，造成滑体地表开裂，滑体上的铁塔发生移位变形。前期工作中没有鉴别出该地段为古滑坡体分布区，致使4基铁塔被布置在活动的古滑坡体上。对策措施：取消中间的N47塔位，通过重新移位采用大跨越方式跨过古滑体。案例三：软土——220kV灌云变电站软土地基变形220kV灌云变电站位于江苏连云港，地基为海相类软土，1998年投运后不久，主控楼多处发生裂缝，主变也出现不均匀沉降，给供电维护造成一定影响。原因分析：该变电站位于淤泥质软土上，由于前期勘测对软土的性质评价不准确，主控楼基础采用筏型基础，直接位于淤泥质软土天然地基上，未进行基础处理。工程运行后，由于淤泥质软土承载力不够，导致基础发生不均匀沉降，墙面多处发生裂缝，主变区变形过大。至目前为止，沉降仍未停止。处理措施：对主变加升高座，主控楼无法进行处理，只能进行沉降观测。

2标准条文梳理及适应性分析

2.1标准条文梳理及适应性分析通过对电网工程相关标准的梳理，涉及到地质灾害的相关设计标准有国家电网公司企业标准Q/GDW179-2008《110～750kV架空输电线路设计技术规定》、GB50545-2010《110kV～750kV架空输电线路设计规范》及电力行业标准DL/T5218－2012《220kV~500kV变电站所设计技术规程》等3项标准。因此，本次条文适应性分析的重点针对上述3个标准的相关条文进行分析。（1）Q/GDW179-2008《110～750kV架空输电线路设计技术规定》第5.1条规定：路径选择应采用卫片、航片、全数字摄影测量系统等新技术，必要时可采用地质遥感技术，综合考虑线路长度、地形地貌、城镇规划、环境保护、交通条件、运行和施工等因素，进行多方案技术比较，使路径走向安全可靠，经济合理。分析：此条文中在线路比较时，只提出了考虑地形地貌等因素，而没有提到地质因素，不能适应防灾减灾要求。如前所述，地质因素是决定线路安全和经济的重要因素之一，因此建议将“地形地貌”改为“地形地貌、地质条件”。第5.3条规定：路径选择应尽量避开不良地质地带和采动影响区，当无法避让时，应采取必要的措施；路径选择应尽量避开重冰区及影响安全运行的其他地区；应尽量避开原始森林、自然保护区、风景名胜区。该条文只提出了对无法避开的不良地质地带和采动影响区采取必要措施，没有提出具体应考虑的因素，从防灾减灾要求考虑，应提出进行专题论证，分析地质灾害和采空区的影响范围，以选择最佳路线；除此之外，在塔位定位时，应充分考虑地质条件，避免将塔位选在不良地质点上，如“三边”（即陡崖边、陡坎边和冲沟边）等不良地段。因此建议将此条文第一部分修改为：“路径选择应尽量避开不良地质发育地段和采动影响区，当无法避让时，应进行专题论证，选择最佳路线，并采取必要的措施；塔位定位时，应充分考虑塔周的地质条件，确保塔位选定在稳定的地质体上”。第12.0.1条规定：基础型式的选择，应综合考虑沿线地质、施工条件和杆塔型式等因素，并应符合下列要求：有条件时，应优先采用原状土基础；一般情况下，铁塔可以选用现浇钢筋混凝土基础或混凝土基础；岩石地区可采用锚筋基础或岩石嵌固基础；软土地基可采用大板基础、桩基础或沉井等基础；运输或浇制混凝土有困难的地区，可采用预制装配式基础或金属基础；电杆及拉线宜采用预制装配式基础。

山区线路应采用全方位长短腿铁塔和不等高基础配合使用的方案。本条款基本考虑了地质条件因素，但未考虑采空区、冻土、膨胀土等特殊地质条件的基础设计要求，建议进一步研究，形成指导工程设计的导则。建议在12.0.1之前补充以下内容：杆塔地基基础，均应满足承载力、变形和稳定性的要求。地基基础设计前，应进行岩土工程勘察，勘察内容和方法应符合GB52001、DL/T5049-2006和DL/T5122-2000的规定。第12.0.6条规定：岩石基础的地基应逐级鉴定。该条款仅考虑了岩石基础的地基，实际上在地质条件复杂、易于发生地质灾害的地段，也应进行逐基鉴定。如二自线一些位于地质条件复杂地段的塔位，由于没有进行逐基鉴定，使基础位于一些软弱土层上，致使运行期间铁塔因不均匀沉陷而变形。因此建议此条改为：岩石基础的地基应逐基鉴定，对岩土条件变化大、易于发生地质灾害地区的地基应进行专题或专项分析。第12.0.7条规定：基础的埋深应大于0.5m，在季节性冻土地区，当地基土具有冻胀性时应大于土壤的标准冻结深度，在多年冻土地区应遵照相应规范。本条只提出了冻土区的基础处理要求，应增加其他特殊性土如黄土、盐渍土、软土等基础的处理设计要求。（2）GB50545-2010《110kV～750kV架空输电线路设计规范》本标准的第3.0.1条、第3.0.2条、第3.0.3条、第3.0.6条、第12.0.1条、第12.0.6条、第12.0.7条及第12.0.9条等条文的适应性分析与前述国家电网公司企业标准Q/GDW179-2008《110～750kV架空输电线路设计技术规定》的分析基本一致。（3）DL/T5218－2012《220kV～500kV变电站所设计技术规程》第5.0.5条规定：所址应具有适宜的地质、地形条件，并避开滑坡、泥石流、明和暗的河塘、塌陷区和地震断裂带等。本条要求基本符合防灾减灾条文要求，但应避开的地段不仅仅是上述所列，还有盐渍土区、岩溶发育区等，所以建议改为“所址应具有适宜的地形地质条件，并避开滑坡、泥石流、塌陷区、地震断裂带、明和暗的河塘等不良地质带（区）。

2.2地质灾害防治设计原则研究通过对电网工程中地质灾害的案例分析和对有关规范的条文适应性分析可知，现行规定总体上可行，但由于地质灾害的复杂性，现行规程规范的规定还不能完全满足地质灾害的防治要求，在地质灾害的具体防治设计过程中，需要更详细的原则指导。在总结国内外电网工程地质灾害的防治经验基础上，针对不同的地质灾害提出以下不同的防治设计原则。（1）泥石流地质灾害的防灾设计原则治理泥石流以防为主，以避为宜，以治为辅，防、避、治相结合的方针；以生物生态为主，以工程为辅，生物与工程配套的举措；防一般、避要害、治重点、科学管理、减灾兴利5个层次；全面规划，统筹兼顾，融防灾、抗灾、减灾、救灾与国民经济建设和国土整治为一体，达到4个效益的统一；从大环境着眼，小流域着手，从上游到下游，从局部到全体，治坡与治沟相结合的思路；工程防御体系，绕避措施，生物生态防御体系，监测预报体系，环境保护与管理体系相结合的防治对策。综合国内外先进有用的技术，方能使泥石流这项复杂的防治运作体系进入最佳状态，获取最佳效果。我国在泥石流防治过程中，一般常用的泥石流防治方案为绕避泥石流灾害的防治方案、综合治理方案、单项工程防治方案、行政法制管理及预测预报防治方案等四大类。（2）冻土地区的电网工程防灾设计原则1）冻土地区线路宜选择在地势相对较高的地方通过，而不宜在山坡坡脚通过；当线路穿越山坡时，一般选择在阳坡通过，而不宜选择在阴坡；线路应选择在干燥、含水量少的地方通过，而不宜在沼泽湿地通过；当线路穿越融区、冻融过渡带及冻土区时，尽量选择在融区通过；线路一般穿越植被的地段，植被覆盖度好的地段往往厚层地下冰发育，不宜通过。2）冻土区施工应做到尽量避免在高含冰量冻土地段大范围开挖，避免对植被破坏，避免由于热扰动使热融滑塌及融冻泥流等产生，严禁在沼泽湿地开展工程活动等。3）冻土地区常用的几种基础型式：桩基础，主要包括钻孔灌注桩和钻孔插入桩，一般适用于河流融区和热融湖塘等存在热源的地区；装配式基础，该基础适合于非多年冻土地区、多年冻土地区的基岩及融区、低含冰量的冻土区、地下冰分布均匀的富冰冻土粗粒土地段及不冻胀和弱冻胀性的地基上；锥柱基础，该基础型式适合于季节冻土区、低含冰量的多年冻土区、地下冰分布均匀的富冰冻土粗粒土地段地基；拉“V”塔独立基础，由于拉“V”塔是一级塔只设一个独立基础，对冻土的开挖破坏面小且产生不均匀变形问题的机率低，而且在出现问题时便于快速抢修,因而适合于高温高含冰量的地基。（3）软土地区的电网工程防灾设计原则1）软土地区首先应作好地质勘察工作，查明软土层的分布及相应的物理力学性质。2）为减少软土地基的沉降差，对于地质情况较差的软土地基，不论是主要构筑物，还是次要构筑物都要进行地基处理，并采用不同的处理方法来调整互相间的沉降差，直至符合规范要求。3）软土地基可采用大板基础、桩基础或沉井等基础。软土地基开挖要注意作好支护措施。4）对于深厚淤泥质软土地基上进行大面积填土的变电站工程应先填土后建设，以减小施工后的沉降。

3结语

第7篇：岩土工程典型案例范文

论文摘要:本文通过对一个地质条件比较特殊的深基坑支护实例进行剖析,阐述在特殊性软土地区作深基坑支护过程中时常遇见的问题及成因,最终得出几点深基坑支护的经验及体会,以供 参考 .

前言

随着城市建设及旧城改造进程的加快,各类工程建设向着高,深,重 发展 ,须进行深基坑支护的工程随之与日俱增,深基坑支护设计,施工中的技术要求越来越严格,它不仅要保证支护结构体系的安全,控制岩土体的变形,而且要保证周边环境(道路,建筑,管线等)的安全,所以深基坑支护已成为城市建设中一个亟待攻克的课题.深基坑支护是一门理论性和实践性相结合的的技术,作为一门新兴的学科,它涉及到岩土力学,水文地质学,结构力学,钢筋混凝土等 科学 ,主要研究岩土体的强度与变形,支护结构体系的强度及岩土体与支护结构共同作用机理等问题.土压力 计算 理论主要郎肯理论和库伦理论,深基坑设计依据主要采用郎肯理论,郎肯土压力理论是根据半空间的应力状态和土的极限平衡条件而得出的土压力计算方法,是以墙背与土接触面上剪应力为零的边界条件推出主,被动土压力的计算方法,所以深基坑支护设计采用经典理论,存在着许多不成熟和不完善之处,必须通过大量的工程实践信息来检验,修正,所以在基坑支护过程中必须牢牢把握"动态设计,信息施工"的原则,以提高每个深基坑工程的安全性.

1工程实例

1.1工程概况

某工程位于厦门厦禾路西段,拟建筑物地上33层,设有两层地下室,基坑深度约8.0米,基坑侧壁安全等级为一级.拟建场地原始地貌为典型的港湾滩涂,后因城市建设需要,经人工回填改造成现状,基坑支护主要土层有杂填土,淤泥,含泥砾砂,残积土及强,中风化花岗岩,其中杂填土主要由建筑垃圾,碎石块,碎砖组成,以砂质粘土填充空隙,未作过专门压实处理,均匀性差;淤泥层厚度大(8.2～12.8米),呈软～流塑桩,工程性能极差,土层构造较为特殊,基坑支护地质条件较为恶劣.拟建场地地下水主要附存和运移于杂填土,含泥砾砂的孔隙中以及下部强,中风化花岗岩的孔隙～网状裂隙中,地下水位埋深最浅的0.6米.拟建筑为厦禾旧城改造项目,西,北两侧有已建6层的建筑,采用沉管桩作为基础,桩基以残积土作为持力层,南侧为规划路,东侧为市政道路,基坑四周空间较为有限,地下室及基础施工要求必须进行深基坑支护.

1.2,本深基坑支护设计采用的典型土层参数

本场地基坑支护主要土层为杂填土和淤泥,地下水位较高,淤泥土层较厚,呈流～软塑状,透水性差,固结时间不长,所以抗剪强度采用天然快剪指标进行计算.

1.3,设计思路

该基坑因属旧城改造,场地狭小,没有足够的放坡空间,加上场地地质条件差,所以必须采用排桩加内支撑的支护方式.拟建场地淤泥层较厚,支撑若采用锚杆,根据以往同地区的锚杆抗拉实验结果,在该种淤泥土层,采用二次注浆的锚杆设计抗拉力不足10kn/m,难以满足本基坑设计的要求,且在淤泥层中制作长锚杆,施工难度大.利用本工程地下室的平面几何尺寸趋近于一个边长50米的正方形的特点,内支撑设置成一

个半径27米的圆形钢筋混凝土圈梁外加若干小支撑的支撑系统,充分利用圆形的几何受力特性和钢筋混凝土的受力特性,减少圈梁受弯,达到圈梁混凝土处处受压的理想效果.圆形圈梁截面几何尺寸设定为1400×700mm2,后经与围护桩协同计算,最大的弯距与剪力只要求圈梁构造配筋即能满足受力要求,达到较为理想的效果.(详见附图1)

围护桩采用何种桩型最后在人工挖孔桩与冲钻孔桩之间比较.若采用冲钻孔桩,施工场地狭小,施工工期长(约为人工3挖孔桩的2倍),造价高(约为人工挖孔桩的1.8倍),淤泥层间容易造成缩径,桩身质量较难保证,且冲钻孔形成的泥浆对周边的污染是不可避免,现场文明施工很难作到.若采用人工挖孔桩,本场地特殊的土层构造决定着人工挖孔桩存在成孔难度大,杂填土含水量大,淤泥土层厚,工程性能差,含泥砾砂层将会出现流砂现象,甚至局部区域存在着淤泥层底即为强风化岩,没有残积土揭露,该层间地下水为承压水,以上问题的存在均会对人工成孔造成阻碍.通过多次方案比对和论证,综合考虑两种桩型的优,缺点,最后确定围护桩采用人工挖孔桩,另外在围护桩施工之前,先在基坑边上设置4口φ130降水井进行局部场地降水,降水井打设深度为入中风化岩2.0米,降低人工成孔的难度.

围护结构体系受力 计算 方法采用弹性支点法和极限平衡法进行分析比较,最后发现本工程这两种电算结果基本相同,由此可证实,计算模式及边界条件假定与实际状况基本吻合.计算参数控制:a,支护结构的抗倾覆安全系数k≥1.25,整体稳定(采用瑞典条分法)安全系数k≥1.30,抗管涌安全系数k≥1.50.计算结果详见右附图2.

围护结构内支撑换撑受力计算:在地下室地板同标高处,对应每根围护桩设置一根250×250mm2的临时支撑,支撑在地下室底板上,待这些临时支撑混凝土强度养护达到设计强度的100%以后,拆除圆形内撑圈梁,围护体系转变成以临时支撑为结点的悬臂结构,桩顶理论最大水平位移fmax=12mm.

围护结构最终设计结果:围护桩选用φ900间距1900～2200的人工挖孔桩,根据计算弯距的分布及大小,采用变截面的配筋方式,节约围护桩的成本.考虑到基坑土方开挖时,桩间及背后的淤泥会因自重及上部荷载而产生侧向变形,从而加大地面沉降量,在围护桩间设置一道180mm厚的砖砌反拱.围护结构体系经协同计算后,发现在边长中部均出现水平最大挠度,南侧fmax=42.3mm,针对这一特点,利用以前成功的设计经验,把每边中部的围护桩在不变水平间距的前提下,桩位轴线错开1.2米,形成双排桩的支护形式,基坑土方开挖至设计标高后一个月内,边长中部最大监测水平位移尚不足10mm,由此证实此种构造型式对减少基坑变形的效果显著,今后可结合工程具体情况大力推广.围护锁口梁至地面3.0米区间采用1:1 自然 放坡.

围护桩的施工抽取地下水导致的地面沉降量计算:采用太沙基-维固结理论计算降水期间内的地面沉降量,采用分层总和法计算地面最终沉降量.

计算公式:

   　其中бz为降水后附加荷载,k为土层渗透系数,α为土层压缩系数,es为土层压缩模量.

经计算得出tv=0.015,查得uz =0.12,围护桩抽取地下水三个月,地面理论沉降量为68mm.

2基坑支护施工中出现的问题及成因分析

围护桩在杂填土段成孔过程中,出水量大,地面严重下沉,在此期间,西侧人行道最大累计监测沉降量约为40mm,大部分路段的路面错裂.究其原因主要是:西侧杂填土最厚,且其成分主要由建筑及生活垃圾组成,挖孔桩一抽水,杂填土中的部分物质在水力作用下,被地下水带走,导致部分孔桩出现流泥,流砂现象,这就造成本来就不密实的杂填土有足够的下陷空间.针对该问题,在距基坑边3米以外补充设置一排口径130mm,水平间距3.0米的回灌井,打设深度入淤泥层2.0米处,常压24小时回灌,经过一周后的沉降观测,该侧路面回弹量超过5mm,此后地面沉降变形趋于稳定.

基坑东侧,由于土层构造较为特殊,即淤泥层下面没有残积土,直接揭露的是砂砾状强风化或含泥砾砂,基岩裂隙发育,导致地下水相当丰富,且为承压水,挖孔桩挖至该层段出现大量的涌砂现象.针对该问题,在此区段增设2口φ130的降水井,对该层间的地下水压力进行卸荷,取得较好的成效.

围护桩的嵌岩爆破加剧周边地面沉降,同时引起周边采用桩基建筑物的沉降.分析其成因主要有两方面:一,本场地淤泥层较厚(厚度≥8.2米),理论固结期间沉降量就为68mm,加上淤泥层下或层间夹杂有含泥砾砂,含泥砾砂透水性强,该土层失水后也固结沉降;二,淤泥工程性能差,呈流软塑状,嵌岩爆破的振动泼势必造成淤泥重塑,由此出现淤泥振陷现象.此期间监测结果,地面最大沉降量约50mm,建筑最大沉降量约为10mm.为了确保基坑周边生活,生产的安全,建设单位组织召开紧急专题会议,最后确定须改良施工爆破措施,即在围护桩内靠近外侧一排φ45150的爆破减振孔,以降低地震波对周边环境的影响.

土方开挖顺序的确定.根据本基坑内撑系统对称受力的特点,制定了基坑土方对称开挖的方案.本基坑土方总共约2.5万立方,分9个区域,以对角线为对称轴,同时对称开挖两个区域,分两层开挖开挖到底,这样可避免因被动区不对称卸荷而导致圆形圈梁受力状态改变的工况存在.

拆除内支撑圈梁问题.临时支撑混凝土强度养护达到设计强度的100%以后,对称拆除内支撑,由于在此之前,地面沉降量超过预警指标,为了避免爆破拆撑对周边造成更大的安全隐患及突然的应力释放造成新的支护结构体系的破坏,要求采用人工凿除方式进行拆撑,内支撑梁混凝土总共约200方,施工单位花费不到一周就拆除完毕.换撑后至地下室土方回填期间,桩顶水平位移不足5mm,比理论计算值fmax=12mm少一倍以上,这刚好证实了人工挖孔桩护壁混凝土对提高桩身抗弯刚度的作用是不可忽略的.

基坑周边共设置12个水平位移监测点,32个沉降监测点,最大地面累计沉降102mm,最大水平累计位移13mm,最终趋于稳定.虽然地面沉降导致西侧住宅区人行通道路面和南侧拟建规划路面开裂,但未造成不必要的损失及人生伤害,因此本基坑支护最终取得成功.

3认识与体会

深基坑支护设计应严格把握"动态设计,信息施工"的设计原则,一个成功的支护方案,是必须通过不断地论证,在支护过程中不断地信息反馈,设计不断地修善才能形成的.本基坑设计方案经多次组织专家进行论证,在支护过程中,通过现场遇见的实际状况及监测成果,及时对设计方案进行调整,把理论成果与实践经验相结合,这是本基坑支护成功的关键.特别在特殊地质条件下,"动态设计,信息施工"是深基坑支护设计必须遵循的原则.

提高各有关单位对深基坑的认识程度和重视程度.基坑支护是一个有机的统一体,它涉及岩土设计,施工,监理,监测等单位,要做到信息化设计和施工,与各有关单位对深基坑应有高度的重视程度,密切配合,及时反馈是是分不开的.

通过对本深基坑支护设计与周边同条件几个成功基坑典例的对比,在这种地质条件下,如果基坑周边环境对基坑变形要求不是很严格的情况下,采用人工挖孔桩挡围护桩还是比较 经济 ,合理的.

第8篇：岩土工程典型案例范文

关键词：卓越计划；岩石力学；教学改革；矿山建设

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1005-2909（2016）05-0075-04

“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010―2020年）》的重大改革项目，也是促进中国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措，科学时报[1]将“卓越计划”启动列为2010年中国高等教育十件大事之一。该计划旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量的各类型工程技术人才。“卓越计划”具有三大培养特点：一是行业企业深度参与培养过程；二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才；三是强化培养学生的工程能力和创新能力。

针对“卓越计划”的总体要求，面向卓越工程师的培养，许多从事工程教育的专家进行了深入探讨。林健[2]从课程体系的价值取向、课程体系的结构形式、课程体系的整合与重组等方面为“卓越计划”参与高校专业课程体系和教学内容改革提供了借鉴和参考。张文生等[3]围绕“回归工程”教育理念，论述了本科“卓越计划”的四个主要问题：制定专门性培养方案、改革培养模式、培养青年教师工程教育能力、建立健全保障体系，以期培养更多优秀的工程技术人才。王家臣等[4]根据卓越工程师的要求，从战略角度对科学培养采矿人才进行了深入思考。

一、 岩石力学课程的特点

岩石力学是一门应用性和实践性很强的应用基础学科，是采矿工程、水利水电工程、交通/铁道工程、工民建工程和石油工程等众多学科的专业基础课，属于典型的跨学科、跨行业的通用课程。虽然中国推行了跨行业的统一标准，如GB/T 50266―2013《工程岩体试验方法标准》、GB/T 50218―2014《工程岩体分级标准》等，但是由于借鉴前苏联的高等教育体制，目前还存在许多行业背景鲜明的规范在广泛应用，如GB/T 16414―2008《煤矿科技术语岩石力学》、DL/T 5368―2007《水电水利工程岩石试验规程》和JTG E 41―2005《公路工程岩石试验规程》 等。

为了提高教学质量，不同行业内的岩石力学课程教师从行业特色角度对课程教学改革进行了有益的尝试，比如采矿工程[5]、石油工程[6]、地下建筑工程[7]和海洋工程[8]等，都取得了很好的成效。此外，还有学者从模块化教学[9]、案例教学[10]、研究型教学[11]以及数值方法辅助教学[12]等方面进行了岩石力学课程的教学改革实践。遗憾的是，对岩石力学这门跨行业、特点鲜明的应用基础学科，目前还未见针对“卓越计划”培养特点的教学改革研究成果。

作为“卓越计划”试点高校的中国矿业大学经过长期发展和建设已形成了以工科为主、矿业为特色、多学科协调发展的基本格局，对中国煤炭能源行业发展发挥着不可替代的引领和支撑作用。岩石力学是学校土木工程、采矿工程及地质工程等专业本科生专业基础课程，为后续如矿山建设工程、采矿学及矿山压力与岩层控制等煤炭行业背景鲜明的专业课程提供岩石力学基础知识，地位尤其显著。

在上述背景下，如何在有限的教学时间内按通用标准和煤矿行业标准培养工程人才，强化学生的工程能力和创新能力已成为摆在教育工作者面前的一道难题。笔者结合自己的教学实践，初步探讨面向“卓越计划”的岩石力学教学改革思路，期望能够抛砖引玉，对其他涉及岩石力学的行业类院校起到启迪作用。

二 、岩石力学课程教学中存在的问题

（一）课程安排顺序及学时不合理

广义上讲，岩石力学应是力学与地质学相结合的交叉学科，更侧重于固体力学与岩石地质学的结合，具体地说，岩石力学是在弹塑性力学、土力学及工程地质学的基础上发展起来的。岩石力学的很多概念、理论和公式由土力学和工程地质学借鉴而来，但是目前高校经常将土力学、工程地质学与岩石力学同时开课，给教师讲授课带来诸多不便。

为了研究工程环境下岩体的力学性态，岩石力学需要涉及诸如材料力学、弹塑性力学、断裂损伤力学、裂隙渗流力学及流变力学等复杂深奥的力学内容；岩石力学的研究对象是地球千百万年来复杂地质作用而形成的各类岩体，岩石学、工程地质学、水文地质学、地球物理学和构造地质学等地学学科的内容在教材中不断出现；岩体工程涉及地基工程、边坡工程和地下工程等具体工程形式，各种新施工技术和方法层出不穷。由此可见，岩石力学课程的内容丰富而繁杂，然而随着通识教育课程的增加，各专业课程课时被大幅削减，岩石力学课时由80学时精简为如今的32 学时， “满堂灌”现象成为普遍，学生对该课程内容的掌握和应用难度较大，学习积极性难以调动。

（二） 基本概念模糊，难以培养创新性思维

基本知识的深刻理解，是创新思维形成的力量之源。一些教师在课堂教学中对基本概念强调不够，分析不透，着重于公式推导、施工工艺或科研项目介绍等细枝末节的讲解，本末倒置，背离了岩石力学课程设置的初衷。重点概念比如地应力、流变、强度理论、应变软化现象、剪胀、尺度效应、围岩支护工作作用原理等内容应该重点分析。此外，由于岩石力学部分内容与材料力学、土力学内容相近（如强度理论、剪胀、三轴试验、二次应力和附加应力等），如果不进行相关内容的分析对比，学生容易产生疲倦心理，导致思想上的不重视。

（三）标准选择混乱陈旧

如前所述，由于岩石力学是多个专业的专业基础课，每个工程领域都有各自的行业术语、标准、规范和教材。但是如果教师在岩石力学基础知识和工程应用方面的讲解都遵照本行业的规范和术语，将会造成学生知识面过窄，不利于国家通用标准的推广和学生就业；若完全脱离行业工程背景，则教学过程难免出现学非所用、理论脱离实际。如何达到“按通用标准和行业标准培养工程人才”的目标值得思考。随着工程技术的发展，很多新理论、新技术和新方法蓬勃发展，国家相关部门也会适时推出新的标准和规范，比如深部资源开采带来的“三高一扰动”、软岩大变形和冲击地压灾害频发等问题。但是由于教材的更新速度较慢，如果授课教师不能及时跟踪行业发展动态，将会导致课程知识体系陈旧无用。

（四）忽视工程能力的培养

实践是工程教育培养的关键环节，岩石力学是一门应用性很强的工程学科，然而受授课时间、资金、场地和工程条件等因素制约，目前的教学方式主要以书本知识传授为主，强调科学基础，试图传授更多的理论知识，理论与工程实践脱节严重，忽略了工程的系统性及其实践特征。“重理论、轻实践，重课堂、轻课外”的教学模式导致学生动手能力差、工程能力弱化，对于岩石力学课程中诸如地应力测量方法、监控量测、松动圈测试、超前地质预报和地下工程支护技术等工程现场的常规问题无法直观体验，不适应企业要求。这种现状不符合岩石力学服务于工程的课程特点，难以激发学生学习的积极性和创造性。

三、面向“卓越计划”的教学改革思路及实施路线

学校土木工程专业分为矿山建设工程、城市地下工程、工民建工程和交通土建工程四个方向，所有方向都开设岩石力学课程。依据专业实际情况，以矿山建设工程方向为重点，具体就面向“卓越计划”的岩石力学课程教学改革思路及实施路线进行深入探讨。

（一）教学内容模块化，合理选择培养标准

为了达到“学校按通用标准和行业标准培养工程人才”的要求，在教学内容安排上不能 “一刀切”。首先将教学内容模块化，根据不同培养方向调整培养方案。

（1）“前置基础”模块4学时，包括岩石力学课程中涉及的材料力学、弹性力学、工程地质学和土力学等前置学科的基础知识，根据各方向前置课程的授课内容确定合理的知识点。比如，弹性力学课程不在工民建方向的培养计划之内，对该方向应该加大弹性力学的权重。

（2）“岩石力学基础知识”模块20学时，包括“岩石组构及其物理性质”“岩块变形与强度”“弱面变形和强度”“岩体变形和强度”以及“原岩应力”等5部分，是各专业方向按共同标准和要求学习的内容。模块内容中岩块室内物理性质（如含水率、耐崩解性等）、强度和变形试验、岩体原位变形、强度和声波速度试验以及原岩应力测试等内容，应严格按照通用的国家标准GB/T 50266―2013《工程岩体试验方法标准》来讲授。

（3）“工程应用”模块8学时，根据专业方向的不同，选择各方向重要的工程应用及案例进行讲解。岩体分级是各方向都应该着重讲授的内容，应该以通用标准GB/T 50218―2014《工程岩体分级标准》为主，并辅以各方向的分级标准。如矿山建设工程方向的普氏分级标准、交通土建工程方向的 JTG D70-2004《公路隧道设计规范》和Q分类等。对于具体工程形式而言，矿山建设工程方向和城市地下工程方向以岩体地下工程为主，工民建工程方向以岩石基础工程为主，而交通土建工程方向则以边坡工程和地下工程并重。各方向还应对工程实践中常见的灾害机理作介绍，比如深部矿山工程中的软岩大变形、煤与瓦斯突出、冲击地压和底板透水等。

（二）强化基本概念理解，培养创新能力

概念和原理是创新的基础，只有掌握概念、清晰原理，才能举一反三而后应用自如。因此，在授课过程中，教师应多措并举，把基本概念讲清楚，讲透彻，让学生深入理解。

（1）刚性试验机是20世纪70年代岩石力学的重要进展，对其机理进行严谨的理论推导，对于初次接触的学生难以激发学习兴趣。为了解释柔性结构比刚性结构易于储存变形能的特点，笔者以弹簧和圆钢柱的压缩为例，让学生很快就明白柔性试验机压缩蓄能的快速释放是使脆性岩样产生爆裂的根本原因。

（2）室内岩样力学试验是课程的重要内容，书面讲解试验步骤较为枯燥，效率低下，但若先上试验课，一缺乏必要的准备知识，二受试验条件所限，难以让每个学生都参与其中，必然导致教学效果较差。由于视觉化的知识能够在短时间内留下深刻的印象，因此，可采用拍摄试验全过程的方法，包括声波速度测试、单轴压缩试验、单轴抗压强度试验、直接剪切试验、角模压剪试验、巴西劈裂试验和点荷载试验等，在每个试验讲解前播放视频，然后书面讲解试验机理和数据处理程序，最后通过试验课直观体验，巩固教学效果。

（3）原岩应力是地下工程围岩变形、破坏的根本源动力，在岩体工程具有举足轻重的地位，并由此带来“先加载，后开挖”、次生应力、开挖扰动和围岩等一系列岩体工程特有的概念。对于从理论力学、材料力学、弹性力学和结构力学一路学过来的学生而言，理解这些概念并非易事。笔者选择理想试验的方式来形象化该概念，具体来讲，就是将地层简化为弹簧-质点系统。该系统在重力作用下平衡后，弹簧发生压缩变形，系统内存在“原岩应力”，此时“开挖”去除一部分质点，必然带来“应力重分布”和“开挖扰动”。

（三）深入工程现场，提升工程能力

为达到“行业企业深度参与培养过程，强化培养工程能力”的培养目标，学校土木工程专业矿山建设工程方向实行“卓越计划”培养方案，学生企业实训学时达到36周，有充足的时间在煤矿现场进行实践学习。在学院层面与永煤集团车集煤矿、城郊煤矿签订了本科生合作培养协议，建立了现场实践教学基地。

在这种良好的前提下，可在课堂教学（32学时）之外，将部分课堂教学内容与学院在煤矿现场的科研项目有机结合，相互配合，是一种高效集约的授课模式，既可以加深学生对理论知识的认识，又能提高学生的动手能力。如课堂内的“岩体声波速度测试”与现场巷道松动圈测试，“原岩应力测试”与现场常用的空心包体法测试，“古典地压理论”与支护结构地压实测方法等。在教学过程中应该在确保安全的前提下，采用小班精细化教学模式以适应现场的恶劣条件。

聘请富有工程经验的工程师与授课教师进行交流合作。选择科学的授课方法、制定合理的授课内容是一种有效的培养方式，既可以使学生尽快适应企业要求，又能对青年教师起到帮助作用。比如：参观软岩大变形实例，加深学生对岩石流变的认识；观摩支护施工流程，掌握新奥法施工的原则；通过“沿空留/掘巷”“应力转移维护巷道”等工程措施的学习，深刻理解开挖引起原岩应力重分布机理在现场的应用。

四、结语

工程教育必须“回归工程”， 在“卓越计划”下的岩石力学课程教学改革，要以培养学生的工程实践能力和创新能力为目标，注重行业背景，优化教学内容，丰富教学手段，重视基础概念与机理，深入工程现场，加强实践环节，激发学生兴趣，切实提高教学质量，培养行业需要的优秀工程人才。

参考文献：

[1]陆琦，孙琛辉. 2010中国高等教育十件大事[N].科学时报，2010-12-7（B1大学周刊）.

[2]林健. 面向“卓越工程师”培养的课程体系和教学内容改革 [J]. 高等工程教育研究，2011（5）：1-9.

[3] 张文生，宋克茹.“回归工程”教育理念下实施“卓越工程师教育培养计划”的思考[J]. 西北工业大学学报：社会科学版，2011， 31（1）：77-79.

[4]王家臣，钱鸣高.卓越工程师人才培养的战略思考―科学采矿人才培养[J]. 煤炭高等教育，2011， 29（5）：1-4.

[5]徐营，万志军，柏建彪，等. “矿山岩体力学”课程的教学改革研究[J]. 煤炭高等教育，2013， 31（3）：122-125.

[6]李玮，刘永建，殷代印，等. 石油工程中“岩石力学”课程的教学改革研究[J].科学促进发展，2010（S1）：179.

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[8]张广清. 海洋工程《岩石力学》的研讨式教学[J].教育教学论坛，2014（13）：83-84.

[9]王渭明.《岩石力学》教学改革与回顾[J]. 教育教学论坛，2011（14）：221-222.

[10]王迎超，耿凡，张成林. 岩石力学课程的现状与案例教改思路探讨[J]. 高等建筑教育，2013，22（6） ：51-55.

第9篇：岩土工程典型案例范文

关键词： 双排桩 河道整治工程 永久支护 方案比选 弹性地基梁法

1工程概述

峡口～樟村段河道整治工程为东莞市东引运河、寒溪水流域综合整治工程的一部分，是峡口水闸、樟村水闸及峡口节制闸的配套工程。工程范围为拟建峡口节制闸～新建樟村水闸约6.2km的河段，内容包括河道疏浚、左岸堤防、右岸东莞大堤护脚及穿堤涵等部分。东引运河城区段堤防工程的防护对象为东莞市，其防洪标准为堤、库、闸结合100年一遇，左岸堤防级别为2级。该河道左岸埋设有多种类型的管道设施，局部地段距离控制岸线较近，势必影响到堤防护岸结构设计方案的选择。因而特地委托相关单位进行物探，以便进一步查明本段各类管道的走向及埋深，为设计提供准确可靠的地下管线资料。根据提供的物探资料，发现左岸桩号DZI5+276～DZI5+446段各类管路设施分布最为集中，且距离控制岸线最近，因而是本工程的设计难点，同时也是本论文要研究介绍的对象。左岸桩号DZI5+276～DZI5+446段长170m，为本工程左岸堤防护岸的一部分。经过综合考虑该段防洪堤断面型式采用直斜复合式断面。该段设计河底高程为-1.84～-1.85m，设计洪水位（P=1%）为4.77～4.75m，由此确定的设计护岸顶高程为4.16～4.15m，设计堤顶高程为5.77～7.81m。

2工程地质条件

2.1地层岩性

根据钻孔揭露，该段地层自上而下依次为:

①人工填土：主要由粘性土为主，局部夹有碎石块、混凝土块体、淤质土及粉细砂、中粗砂，局部欠压实。土质不均一，物理力学指标离散性大，孔隙比大，中～高压缩性，强度变化较大，结构松散，易产生较大沉降。厚4.5～6.4m。其天然密度ρ=1.89g/cm3，凝聚力C=12kPa，内摩擦角Φ=12°。

②淤泥质土： 灰黑色淤泥质土局部淤质砂，土质均匀，粘性好，软塑，为高压缩性、微透水层。厚1.5～2.5m。其天然密度ρ=1.77g/cm3，凝聚力C=8kPa，摩擦角Φ=5°。

③全风化泥质粉砂岩：风化完全，呈粘性土状， 可塑～硬塑状，局部坚硬，夹少量未风化透的强风化岩块，为中压缩性、微透水层。厚1.5～2.5m。其天然密度ρ=1.90g/cm3，凝聚力C=28kPa，内摩擦角Φ=18°。

④强风化泥质粉砂岩：岩质较软，钻探岩芯多呈饼状或短柱状，完整性较差，风化较剧烈，不均，局部间夹风化土及弱风化岩。厚4.0～4.5m。其天然密度ρ=2.50g/cm3，凝聚力C=50kPa，内摩擦角Φ=23°。

⑤弱风化泥质粉砂岩：岩质稍硬，钻探岩芯多呈5～20cm柱状，岩芯较完整，岩面光滑，RQD一般在60～90%。其天然密度ρ=2.64g/ cm3，凝聚力C=200kPa，内摩擦角Φ=30°。

2.2水文地质条件

该段地下水类型主要为第四系砂土孔隙水和基岩裂隙、孔隙水。地下水以潜水为主，局部有大面积粘性土覆盖，存在微承压水。地下水埋深为1.5～3m。

3护岸永久支护结构设计

3.1方案选择

3.1.1方案拟定

挡土墙结构是最常用的垂直护岸结构，但由于该段河岸土体中各类管路设施分布最为集中，距离控制岸线最近且管道又无法改迁，无法进行放坡开挖施工，因此也就无法采用，而只能采用无需放坡开挖施工的永久支护结构。根据工程经验和结合本工程实际，初步拟定的支护结构形式有：锚杆式单排桩支护结构、T型地下连续墙支护结构、双排桩支护结构。

3.1.2方案比选

锚杆式单排桩支护结构具有造价低、施工速度快、工期短等优点[1]，且可通过锚杆施加预应力减少水平位移。但根据物探资料在堤防断面图中定位后发现，按工程经验初定的锚杆距离管道太近，甚至在某些地段锚杆会穿过管道，这在工程设计中是绝对不允许的。因此本设计不能采用锚杆式单排桩支护结构。

T型地下连续墙支护结构具有侧向刚度大、施工占用场地小等优点。根据物探资料和按工程经验初定的T型地下连续墙结构在图中定位，发现T型地下连续墙和管道之间的距离满足安全要求。但按工程经验为满足稳定要求T型地下连续墙需要较大的嵌固深度，而该段具有岩面线较高的地质特征，因而墙底进入岩层的深度也就大了。这就造成槽孔开挖施工技术难度大，进度缓慢。因而从施工技术难易程度上考虑本设计不宜采用T型地下连续墙支护结构。

与锚杆式单排桩支护结构相比，双排桩支护结构施工占用场地小，可以有效的避开管道设施，而与T型地下连续墙支护结构相比，钻孔相对于槽挖从施工技术角度上看难度小，进度快，因而也就更可行。

综上，本设计堤防护岸结构采用双排桩支护结构型式。

3.2结构计算

3.2.1计算原理

目前我国国内挡土结构计算采用的方法为经典土压力法和弹性支点法。两者各有一定的适用范围。挡土结构按其刚度及位移方式可分为刚性挡土结构与柔性挡土结构。刚性挡土结构由于其刚度大，结构在侧向土压力的作用下，仅能发生整体平移或转动，墙身的绕曲变形可忽略不计。而经典土压力法正是以刚性挡土结构为计算模型的。因而经典土压力法适用于刚性挡土结构。柔性挡土结构由于其刚度小，结构在侧向土压力的作用下会发生明显绕曲变形，因而会影响土压力的大小和分布。而弹性支点法的计算模型是将结构、土体、支点三者共同作用的整体分析，正是考虑结构变形对土压力影响的一种计算理论，因而适用于柔性挡土结构。而双排桩支护结构显然属于柔性挡土结构。

3.2.2计算模型与工况

双排桩支护结构的计算模型与双排桩排距有关。双排桩排距过小(小于2倍桩径)时，双排桩受力近似于单排，未能考虑由于后排桩的作用使得土体破裂面发生变化。而当双排桩排距过大(大于6倍桩径)时，双排桩受力近似于拉锚桩，起不到双排桩之间的门架作用。这两种计算模型都不合理。只有当双排桩排距为2～4倍桩直径时, 双排桩才能有效地共同作用从而使得结构本身有着良好的调整桩身弯矩的功能，计算模型才趋于合理，计算时按门式刚架结构考虑。本设计初步拟定桩径为1m，桩间距为2m，排距为3m，前排桩冠梁断面为1.2×1m，后排桩冠梁断面为1×1m，连系梁断面为1×1m，前排桩之间设桩径为1m的短桩进行封堵，迎水面设0.2m厚的护面，各结构构件均采用C25钢筋混凝土。排桩保护层厚度取70mm。采用门式刚架结构的计算模型。

由于支护结构面侧水压力对结构的受力和稳定是有利的，因而河道内无水的完建期显然是控制性工况。本设计采用完建期为计算工况。

3.2.3计算过程与结果

由于本设计中的双排桩支护结构为堤防护岸，属于永久性结构，与通常情况下运用于基坑支护而属于临时性结构的情况不同。其要求比属于基坑支护的临时性结构高，所以应采用适用于永久性结构的相关规范要求进行设计。本结构所在的左岸堤防级别为2级，根据规范要求本结构按2级建筑物的标准设计。该段取一控制断面进行计算。计算断面与各地层厚度见图1。

图1计算断面示意图

本设计采用北京理正软件设计研究所开发的《理正深基坑支护结构设计软件》进行计算。主要计算结果汇总见表1。

表1 计算成果汇总表

3.2.4计算结果分析

桩身最大位移为19.05mm，满足堤防的正常使用。按照堤防工程设计规范（GB 50286―98）的规定，2级堤防在正常运用条件下边坡抗滑稳定安全系数不小于1.25，本次计算结果为5.394，满足要求。按照水工挡土墙设计规范（SL 379―2007）的要求，2级水工挡土墙在基本组合条件下的抗倾覆安全系数不小于1.5，本次计算结果为1.5，满足要求。

4结语

本工程经过多方面因素的考虑与对比，选定双排桩支护结构为左岸桩号DZI5+276～DZI5+446段堤防护岸结构的最终实施方案。双排桩支护结构方案成功解决了在河道整治工程中遇到因河岸附近埋设有各类管道且管道无法改迁而造成无法开挖施工的特殊问题，避开了各类管道设施的干扰。可以说为遇到为相似工程提供可借鉴的设计经验。

与常用支护结构相比，双排桩支护结构具有下列优点：（1）双排桩支护结构通过桩顶冠梁将前后排桩连结形成门式刚架而拥有较大的侧向刚度[2]，可以有效限制支护结构位移变形。（2）不需要设置锚杆或支撑[3]，需要的施工场地范围小，受场地条件因素干扰小。（3）对地质条件的适应能力强，施工方便，进度快。综上所述，双排桩支护结构是一种具有多方面优点的新型支护结构体系，有良好的发展前景，在未来的工程界将拥有更广阔的运用领域

参考文献：

[1] 李瑜．挡土锚桩深基坑支护在东改工程中的应用[J]．水利规划与设计，2004，（4）：51-53．

[2] 张强，梁凤美．双排桩在软土深基坑支护中的应用初探[J]．山西建筑，2010，36（13）：75-76．