1 题目背景

改革开放以来，随着我国国民经济和城市化的高速发展，城市空间日趋缺乏，为满足市民出行、轨道交通的换乘、商业和民用的需要，在用地日趋紧张的城市中心，大型地下空间成为重要的自然资源加以开发，诸如高层及超高层建筑的多层地下室、地铁车站、地下道路、地下商场、地下停车库、地下仓库、地下变电站，地下民防工程以及地下工业与民用设施等^[1]。

大型地下空间的大规模开发，随之而来的是深基坑工程在我国的城市建设中大量出现，其开挖深度也不断增加,例如北京地区最大基坑开挖深度已超过30m，上海中心大厦的基础开挖深度已达到31m，广东、苏州、成都等其他城市都有开挖深度已达30m深的深基坑工程。

深基坑工程的综合性很强，其支护方案受制于诸多因素。深基坑工程的深度一般在10m以上，开挖面积大、地域性强、工程造价高、平面布置复杂、与周围环境联系密切，传统的支护方式面临深度和广度的挑战。为保证深基坑工程的安全施工，支护设计根据工程实际情况和地区经验来确定。本深基坑设计正是在这一背景下的软土地区深基坑。

拟建建筑物高度约200m，基坑开挖深度在14.95~15.45m范围内。基坑开挖面积约21000m²，支护周长约613。基坑周边有道路，高层建筑和轨道交通的隧道，环境条件比较复杂，破坏后果很严重。工程场地位于南京河西地区，工程地质条件复杂，地下水埋深较浅，对施工影响严重。为保证基坑开挖，地下室的施工的安全顺利进行，减小的基坑周围环境的影响，基坑工程施工时需要采取必要的防护措施。

2 国内外研究现状

深基坑支护设计与施工既是地基基础工程中的一个的传统课题，又是一个综合性的岩土工程难题，不但涉及土力学中典型的强度、变形和稳定性问题，还涉及土与支护结构的相互影响、共同作用问题。对这些问题的认识及其对策的研究，是随着土力学理论、测试技术、监测技术、计算技术以及施工机械、施工技术的进步而逐渐完善的^[2]。

2.1国外研究现状

深基坑支护设计与施工等岩土工程问题的研究始于20世纪30年代Terzaghi。20世纪40年代时期，Pack和Terzaghi等人率先提出预估挖方稳定程度与支撑荷载大小的总应力法^[3]，这一理论在后人的改进和修正中一直沿用至今。

1950年，意大利学者第一次将地下连续墙的支护方法运用于堤坝和水池的防渗墙，20世纪50年代，Eide和Bierrum通过模拟实验的方法，得出深基坑坑底隆起的计算方法方法^[4][5]，50年代末期，土层锚杆的支护方法应用于实际工程中，挡土结构进入一个全新的发展时期。

20世纪60年代初期，随着测量仪器在墨西哥和奥斯陆城软黏土基坑工程中的使用，得到大量的基坑施工过程中土体变化实测数据，微小的土体变化对工程有着巨大的影响，监测仪器的使用提高了基坑在开挖的过程中分析和预测的准确性。同一时期，有限单元法及其与之配套的计算机技术在岩土工程领域得到应用。信息技术的应用既提高基坑支护模拟计算的速度，又方便呈现出土体间的微妙关系。

20世纪70年代，土钉墙支护方法率先在技术比较先进的美国、德国和法国的实际工程中广泛运用，例如德国的Stuttgart大型工程和美国匹兹堡PPG工业总部^[6]。70年代中期，SWM工法（水泥土搅拌桩墙）在日本应运而生，因其工期短、绿色、环保，并且具有受力的抗渗两大主要功能广受设计者使用。