1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1 题目背景

随着城镇建设中高层及超高层建筑的大量涌现,基坑工程越来越多。同时,密集的建筑物、大深度的基坑周围复杂的地下设施,使得放坡开挖这一传统技术不再能满足现代城镇建设的需要,因此,基坑开挖与支护问题引起了土建及环保部门的广泛重视。尤其是20世纪90年代以来,由于城市地价越来越昂贵,建筑物的高度和层数不断增加,地下空间开发利用的规模、深度和广度日益加强,导致基坑工程规模不断加大,深度不断加深,于是基坑工程是当前大家十分关注的工程热点,也是技术复杂综合性很强的难点,又是提高工程质量减少事故的重点。这必然对基坑工程的设计与施工技术提出更高的要求。

深基坑工程是涉及到土力学、流变学、结构力学、钢筋混凝土结构等多门学科，是一项综合性的岩土工程问题。主要涉及到土层性质、支护结构、支撑形式、地基处理、地下水防治以及环境影响等方面，目前研究的课题主要有：土压力理论、支护结构内力和变形的计算理论、基坑失稳破坏的机理等方面。对于深基坑工程问题，目前国内外己有很多研究成果^[1]。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1 工程概况

1.1 基本概况

（1）工程名称：徐州建国西路商业街基坑工程；

（2）地理位置：徐州市二环西路东侧，新建国西路与老建国西路中间；

（3）建设单位：徐州高铁置业有限公司；

（4）勘察单位：江苏华晟建筑设计有限公司；

1.2 项目概况

主体结构参考建设单位提供的该工程的主体结构二层平面图及勘探点总平面位置图。

（1）本工程主体结构#177;0.00相当于黄海高程 33.450，本设计除特别说明外均采用主体结构相对高程系。

（2）主体结构： 1＃综合楼、2＃、3＃商业楼及整体二层地下车库组成，其中：1＃综合楼包括1栋32层、1栋12层高层及2栋4层多层组成，2＃商业楼由3栋4-5层多层组成，3＃商业楼由2栋4层多层组成，二层地下室埋深-9m左右,总建筑面积约9.9万平方米。

（3）基坑规模：基坑形状为规则的矩形，东西方向长254.4m，南北向宽53.8m，基坑面积约13686㎡，周长约616m。

（4）基坑挖深：周边自然地面相对标高为-0.750～-0.150，基坑开挖深度详见表1－1。

基坑开挖深度一览表 表1-1

区段	筏板底标高（m）	垫层厚（m）	自然地面相对标高（m）	开挖深度（m）
BCD	-10.3	0.10	-0.45	9.95
DE	-9.4	0.10	-0.45	8.95
其余段	-9.1	0.10	-0.45	8.75

（5）安全等级：根据该基坑的周边环境及挖深，确定该工程侧壁安全等级为一级。1.3环境概况

本工程位于建国西路取直段与老建国西路及二环西路三路交叉处,场地四侧均为道路，其中，

北侧：紧邻老建国西路路边线；

南侧：紧邻建国西路路边线；

西侧：距离环西路2.5m；

东侧：距离道路较近，是电影院疏散口；

2、地质概况

2.1 场地地形、地貌

拟建场区位于建国西路取直段与老建国西路及二环西路三路交叉处，西南约1.6km为韩山,东南约2km为云龙山,其海拔70-140m，南约1.2km为云龙湖，北约1.6km为废黄河景观带，其云龙湖大坝海拔标高37.5-37.9m左右，废黄河二岸海拔标高39.5-41.5m左右，场地内地势较为平坦，地面标高32.7-33.3m。

场地处于三条路交叉处（拟建建筑北轴线处于老建国西路路中），各条路路边各类管线较多，其中：老建国西路南侧各管道井处于拟建建筑物轴线内；新修建国西路北侧电力管道检修井处于拟建地下室南轴线内1.0-1.5m左右；二环路东侧有电力管道井（距甲方介绍为废弃管道井）处于拟建建筑西轴线内；场地东侧一变压器房坐落于拟建建筑东轴线上。另场地原有建筑物已拆除，局部残留有较多的旧基础及管道井等；根据勘察报告知这些管线均需移除。

2.2 岩土层分布及分布特征

经已完成勘察工作量查明：场地平均9.19m上为人工填土、新近沉积土、一般粘性土，之下为老粘土层；场地土层分布较均匀，为均匀场地土。

①层为人工填土

软硬不均，工程性质差。

②、②－1层为新近沉积土：

为洪水泛滥冲洪积稍密粉土层、软塑为主的粉质粘土层，其中粉土为液化土层，工程性质稍差，承载力一般。

③层为一般粘性土：

③层粉质粘土，可塑状态，工程性质尚可，根据基坑开挖深度，可作为多层及地下室天然地基基础持力层。

④～⑦层为老粘土：

④、⑥及⑦层粘土，硬塑，承载力高、压缩性低，工程性质良好，其中④层含砂姜粘土埋深8.0－10.0m，平均9.19m，根据基坑开挖深度，可作为多层及地下室天然地基基础持力层。⑤层粉质粘土为可－硬塑状态，工程性质尚可；其⑥层含砂姜粘土及⑦层粘土可作为预制桩桩端持力层。

2.3 水文地质概况

场地环境类型及水、土腐蚀性分析依据为国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001（2009年局部修订），根据该规范，场地环境类型为Ⅱ类。

通过勘察资料分析，该场地地下水主要为潜水及弱承压水，浅水赋存于①杂填土及②－1粉土层中，以大气降水为其主要补给来源，排泄方式主要以地面自然蒸发为主。弱承压水赋存于④、⑥层粘土的砂姜层中，主要接受侧向补给。本工程含二层地下室，基坑开挖深度预计达到④层含砂姜粘土层，对本工程影响最大的为潜水及弱承压水混合水。

勘察期间为枯水期，所测钻孔初见水位平均埋深2.01m，平均标高30.85m，稳定地下水位平均1.53m，平均标高31.32m。根据地区资料结合地区经验，水位随季节变化，年变幅1.0m左右。雨季水位上升，抗浮水位标高建议可按32.30m考虑。

本场地粉土层主要为②-1层粉土，根据室内渗透试验，②-1层粉土渗透系数0.20－0.30 m/d，为弱透水层；

另根据经验①层杂填土渗透系数在5－8m/d，为透水层；②、③、⑤层粉质粘土渗透系数0.005－0.01 m/d，为微透水层；④、⑥含砂姜粘土层渗透系数0.8－1.5 m/d，为弱透水－透水层。

2.4 地质参数

基坑支护结构设计采用地质参数见表1-2。

基坑支护设计土质参数 表1-2

层 号	γ KN/m	抗剪强度（建议值）	渗透系数 m/d
直剪（q）	固结快剪（cq）	三轴不固结不排水剪（uu）
c kPa	Φ （#176;）	c kPa	Φ （#176;）	c kPa	Φ （#176;）
①杂填土	18.5	* 7	* 10	* 10	* 10	－	－	5～8（经验值）
②粉质粘土	17.9	9.9	5.7	28	10.8	18	0.6	0.005～0.01（经验值）
②－1粉土	18.9	7	34.6	13	22.9	* 10	* 1.5	0.20～0.30
③粉质粘土	19.4	50	11.6	43	11.6	38	1.2	0.005～0.01（经验值）
④含砂姜粘土	19.7	74.9	15.7	104	15.6	75	2.0	0.8～1.5（经验值）
⑤粉质粘土	19.8	49.8	14.6	－	－	47	1.7	0.008～0.01（经验值）
⑥含砂姜粘土	19.9	102.5	15.9	－	－	73	1.7	0.8～1.5（经验值）

3. 本工程拟采用的基坑支护方案、计算理论和方法

3.1 拟采用的基坑支护方案及选型依据

拟建建筑物基坑工程开挖深度为 8.75-9.95，开挖深度大于 9 米的基坑，可采用地下连续墙加支撑的方法，也可采用 800～1000mm 大直径钻孔桩加深层搅拌桩防水，设置多道支撑。

3.2 计算理论和方法

3.2.1 土压力计算

支护结构所承受的土压力，要精确的加以确定是有一定困难的。目前，对土压力的计算，主要采用朗肯土压力理论进行计算。

1）砂性土，内聚力

主动土压力

被动土压力

2）粘性土，内聚力

主动土压力

被动土压力

3.2.2 支撑轴力计算

单支点支撑支护结构，桩的右侧为主动土压力，左侧为被动土压力。可采用

平衡法确定水平支撑轴力 R 。

取支护单位长度，对支撑点取矩，令∑ M =0,水平方向合力∑ N =0，则有：

3.2.3 弯矩计算

由等值梁法可以求得最大 弯矩值。

3.2.4 桩的嵌固深度计算

桩的嵌固深度即为保证桩的稳定性所需的最小的入土深度，可根据静力平衡条件即水平力的平衡方程(∑H=0)和对桩底截面的力矩平衡方程(∑ M =0)联解求得。

3.2.5 止水桩长计算

基坑开挖后，地下水形成水头差 h＇，使地下水由高处向低处渗流。止水桩深度应满足相应条件，以免产生管涌。止水桩桩长的最小嵌固深度可按下式计算：

3.2.6 稳定性验算

1）抗倾覆验算

水泥土挡墙如截面、重量不够大，在墙后推力作用下，会绕某一点产生整体倾覆失稳。为此，需要进行抗倾覆验算。倾覆稳定性验算可按下式进行：

2）抗坑底隆起验算

在软粘土地区，如挖土深度大，可能由于挖土处卸载过多，在墙后土重及地面荷载作用下引起坑底隆起。为此，需要进行抗坑底隆起验算。坑底隆起稳定性验算可按下式进行：

3)抗管涌验算

在砂性土地区，当地下水位较高、坑深很大时，挖土后在水头差产生的动水压力作用下，地下水会绕过支护墙连同砂土一同涌入基坑。为此，需要进行抗管涌验算。管涌稳定性验算可按下式进行：

3.3毕业设计内容

1.基坑支护设计资料的收集；

2.基坑支护和降水方案的选择；

3.基坑支护设计和降水设计计算；

4.基坑支护设计和降水设计图件的绘制；

5.编写基坑支护设计报告；

3.4 基坑设计图纸及张数

深基坑支护设计平面布置图；1-2 张。

深基坑支护设计节点详图；1-2 张。

施工说明 1 张。