1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

从20世纪80年代以来，尤其是近些年以来大量的工程实践，我国的高层建筑施工技术得到很大的发展，已经达到了世界先进水平。

目前由于深基坑的增多，支护技术发展很快，多采用钻孔灌注桩，地下连续墙，深层搅拌水泥土墙、加筋水泥土墙和土钉墙等，计算理论相比较于从前都有很大的改进。支撑方式有传统的钢柱（或者型钢）和混凝土支撑，亦有在坑外采用土锚拉固。内部支撑形式也有多种，有对撑，角撑，桁架式边撑等。在地下连续墙用于深基坑支护的方面，还推广了”两墙合一”和逆作法施工技术，能有效的降低支护结构的费用和缩短工期。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

2.1工程概况

江浦新浦路7号地块建筑工程位于南京市浦口区，拟建场地东至迎江路；西至新浦路；北至华庭路；南至下河街路。交通方便，地理位置优越。拟建工程由幼儿园、小高层住宅、配套商业、社区住房和物业用房等组成的住宅小区，设两层地下室。该地块规划总用地42780.85m²，总建筑面积108007.03m²。地基基础设计等级为甲级。

2.2基坑周边环境

基坑东距迎江路约15m，西距新浦路约8m，南侧相邻下河街路，北侧相邻华庭路。北侧有相邻住宅。交通方便，地理位置优越。根据基坑周边环境条件，基坑开挖深度、地质条件复杂以及破坏后果，本工程基坑安全等级为二级。

现场对基坑周围环境调查表明：基坑影响范围内无地下埋藏物。

2.3工程、水文地质条件

2.3.1 工程地质条件

（1）地形、地貌：

拟建场地地貌类型为长江漫滩地貌单元，场地地势平坦，场地南有公路与沿江公路相通，交通便利。

（2）土层条件：

拟建场地地貌类型为长江漫滩。基坑开挖影响范围内的土层分布如下：

1-1，杂填土：色杂，松散，主要由碎砖、碎石等建筑垃圾组成硬质含量20%-60%，底部含有有20#12316;30cm的耕植土，填龄小于十年。

1-2，素填土：灰色，可塑，主要由粉质粘土为主，夹少量植物茎根，填龄小于10年。

1- 2A，淤泥质填土：灰黑色，流塑，由淤泥质粉质粘土含腐殖物、生活垃圾等组成，具有腥臭味，分布于填塘底部，填龄大于10年。

2-1，粉质粘土：灰黄色，可塑，局部软塑，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等。

2-2，淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，局部为流塑#12316;软塑状粉质粘土，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，局部夹粉土、粉砂。

2-2A，粉砂:灰色，稍密#12316;中密，饱和，主要由石英、云母、长石等组成，颗粒形状主要为次圆形，级配一般，该层不均匀，局部为细砂。场区普遍分布。

2-3层粉质粘土：灰色，软塑，局部为夹软塑状淤泥质粉质粘土，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等。

2-4层粉质粘土：灰色，可塑，局部软塑，稍有光泽，无摇震反应，无摇震反应，干强度中等，韧性中等。

2-4A层粉砂：灰色，稍密#12316;中密，局部夹细砂。

2-5层中细砂：灰色，中密～密实，局部夹粉砂。

4卵砾石：杂色，饱和，中密，骨架颗粒含量空间分布不均匀，局部地段为稍密状态,颗粒含量60%左右，直径为20～60mm，最大超过100mm，磨圆度一般，分选性一般，充填物为中粗砂，局部为粉砂。

5-1,强风化砂质泥岩:棕红色，碎块状，组织结构大部分风化破坏，岩芯破碎局部呈短柱状，遇水软化强烈, 属极软岩，岩体基本等级为ⅴ级。

5-2,中等风化砂质泥岩：棕红色，裂隙较发育，岩芯呈短柱状，取芯率85～90%，岩芯较完整，属极软岩，岩体基本等级为ⅴ级。

2.3.2水文地质条件

场地与基坑开挖有影响的地下水类型主要为孔隙潜水，主要赋予1-1、1-2素填土、1-2A人工填土。本次勘探施工期间测得钻孔内初见水位埋深为0.90～3.80m，相应标高为4.91～7.61m，稳定水位埋深为 1.10～4.00m，相应标高为4.71～7.41m。其主要补给来源为大气降水和地表水垂直入渗，以地面蒸发及民井抽取为主要排泄方式，受季节影显，年变幅约1～2m左右。潜水主要接受大气降水的入渗补给和地表水侧向补给以垂直蒸发和径流方式排泄。水位受季节变化影响，年变化幅度在1.0m左右。

2.3.3基坑支护设计参数

根据本工程的岩土勘察报告，基坑支护设计所需地质参数指标列于表 2.3.3.

表 2.3.3.基坑设计参数

层号	名称	重度	直剪固快（Cq）	渗透系数
γ	Ccq	φcq	Kv	Kh
kN/msup3;	kPa	度	cm/s
1-1	杂填土	（18.5）	(5.0)	(16.0)	（5.0E-03）
1-2	素填土	18.9	(10)	(15)	（5.0E-04）
1-2A	淤泥质填土	(18.0)	(6.0)	(12.0)	（5.0E-04）
2-1	粉质粘土	18.8	16	13.4	1.10E-06	2.86E-05
2-2	淤泥质粉质粘土	17.5	8	15.0	1.80E-06	5.65E-05
2-2A	粉砂	19.1	6	31.0	1.68E-04	5.86E-04
2-3	粉质粘土	18.7	10	13.7	1.13E-06	9.38E-05

( )代表经验值

2.4 本基坑支护类型

根据对本基坑的场地工程地质条件、水文地质条件、基坑开挖深度、场地周边环境的综合考虑，本工程拟采用排桩加支撑的支护形式，采用深搅桩做止水帷幕。

2.4.1 计算步骤

（1）土压力

水土分算（无粘性土）

主动土压力： （式1.1.1）

被动土压力： （式1.1.2）

式中：#8212;#8212;土的有效重度； #8212;#8212;水的重度

水土合算（粘性土）

主动土压力： （式1.1.3）

被动土压力： （式1.1.4）

式中：#8212;#8212;土的饱和重度

（2）桩的嵌固深度、桩身最大弯矩

1、单支点支护结构

用等值梁法确定计算支点力的大小，然后根据倾覆稳定条件计算嵌固深度设计值。当板桩墙的入土深度较大，土体对入土部分的墙体起嵌固作用，此时可将地下部分近似看成固定端，支锚位置相当于简支，将板桩墙简化成一端固定另一端简支的梁来研究。

图2.4.1 等值梁法受力示意图

图中分析可知，等值梁法应用于板桩墙等柔性支挡结构的计算时，首先要知道正负弯矩的转折点（即反弯点）的位置。反弯点C确定后，则可将板桩分成AC、BC两段，根据平衡条件可求得板桩入土深度及最大正、负弯矩。由于C点的位置在开始计算时是未知的，因此如何确定C点的位置是应用等值梁法的关键。根据经验，地面以下土压力分布零点位置与弯矩分布零点位置很接近。所以，为简化可用土压力等于0的位置代替弯矩零点的位置。这种简化造成的误差很小，对计算结果影响不大。

首先，根据基坑深度、地质资料确定主、被动土压力系数；再求桩(墙) 净土压力零点深度(零弯矩点)，以D点为零点，y为坑底以下的距离。

图2.4.2 等值梁法计算简图

由，得；

求支点力，由，

由

得：；；

在有的作用下，嵌入段的土压力分布更接近于简单分布形式，即在C点以上的嵌入段作用着被动土压力与主动土压力之差，所以对C点取矩，设C点至D点的距离为x，由，得：；则有桩的最小入土深度。

2、多支点支护结构

对于多层支点支护结构，嵌固深度计算值宜按整体稳定条件采用圆弧滑动简单条分法确定。

（3）桩的配筋计算

根据计算得到的支点力设计值、弯矩设计值和剪力设计值，可以计算截面承载力，进行桩的配筋计算。

（4）圈梁、围檩配筋计算

（5）整体稳定性验算

锚拉式、悬臂式支挡结构和双排桩应进行整体稳定性验算。整体稳定性验算方法是按平面问题考虑，以瑞典圆弧滑动条分法为基础。在进行力矩极限平衡状态分析师，仍以圆弧滑动土体为分析对象，并假定滑动面上土的剪力达到极限强度的同时，华东面外贸干拉力也达到极限拉力，因此，在极限平衡关系上，增加锚杆拉力对圆弧滑动体圆心的抗滑力矩。整体圆弧滑动稳定安全系数按下列公式进行计算（图2.5.1）：

（式5.1.1）

式中：#8212;#8212;圆弧滑动稳定安全系数；安全等级为一级、二级、三级的支挡结

构，分别不应小于1.35、1.3、1.25；

#8212;#8212;第i个圆弧滑动体的抗滑力矩与滑动力矩的比值；抗滑力矩与滑动

力矩之比的最小值宜通过搜索不同圆心及半径的所有潜在滑动圆弧确定；

#8212;分别为第j土条滑弧面处土的黏聚力（kPa）、内摩擦角（#176;）；

#8212;#8212;第j土条的宽度（m）；

#8212;#8212;第j土条滑弧面中点处的法线与垂直面的夹角（#176;）；

#8212;#8212;第j土条的滑弧段长度（m），取；

#8212;#8212;第j土条上的附加分布荷载标准值（kPa）；

#8212;#8212;第j土条的自重（kN），按天然重度计算；

#8212;#8212;第j土条在滑弧面上的孔隙水压力（kPa）；采用落底式截水帷幕时，

对地下水位以下的砂土、碎石土、砂质粉土，在基坑外侧，可取，

在基坑内侧，可取；滑弧面在地下水位以上或地下水位以下的

黏性土，取；

#8212;#8212;地下水重度（kN/msup3;）；

#8212;#8212;基坑外侧第j土条滑弧面中点的压力水头（m）；

#8212;#8212;基坑内侧第j土条滑弧面中点的压力水头（m）；

#8212;#8212;第k层锚杆在滑动面以外的锚固段的极限抗拔承载力标准值与锚杆

杆体受拉承载力标准值（）的较小值（kN）；进行锚固段的极限抗拔

承载力计算时锚固段应取滑动面以外的长度；对悬臂式、双排桩支挡结构，

不考虑项。

#8212;#8212;第k层锚杆的倾角（#176;）；

#8212;#8212;第k层锚杆的水平间距（m）；

#8212;#8212;计算系数；可按取值，此外，为第k层锚杆与

滑弧交点处土的内摩擦角（#176;）。

图2.5.1 圆弧滑动条分法整体稳定性验算

1-任意圆弧滑动面； 2-锚杆

整体稳定性验算最危险滑弧的搜索范围限于通过挡土构件底端的滑弧，穿过挡土构件的滑弧不需要验算。

（6）抗隆起、倾覆、管涌验算

1、抗隆起验算

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（太沙基公式）进行：

（式6.1.1）

2、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：

（式6.2.1）

式中：#8212;#8212;被动土压力及支点力对桩底的弯矩；

#8212;#8212;主动土压力对桩底的弯矩。

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：

（式6.3.1）

式中：#8212;#8212;侧壁重要性系数；

#8212;#8212;土的有效重度；

#8212;#8212;水的重度；

#8212;#8212;地下水位至基坑底的距离；

#8212;#8212;桩（墙）入土深度。

（7）止水帷幕的桩型、桩长设计和抗渗验算

1、止水帷幕桩型和桩长

止水帷幕的厚度应该满足基坑的防渗要求，且止水帷幕的渗透系数宜小于。

落底式竖向止水帷幕应插入下卧不透水层，其插入深度可以按下式计算：

（式7.1.1）

式中：#8212;#8212;帷幕插入不透水层的深度；

#8212;#8212;作用水头；

#8212;#8212;帷幕宽度。

当止水帷幕未插入不透水层，其嵌固深度应满足抗渗透稳定条件，其嵌固深

度可以按下式计算：

（式7.1.2）

式中：#8212;#8212;坑外地下水位；

#8212;#8212;基坑深度。

则桩长可以按下式计算：

（式7.1.3）

式中：#8212;#8212;不透水层层顶深度。

当地下水含水层渗透性较强，厚度较大时，可采用悬挂式竖向止水与坑内井点降水相结合或采用悬挂式竖向止水与水平封底相结合的方案。

止水帷幕的施工方法、工艺和机具的选择应根据现场工程地质、水文地质及施工条件等综合确定。施工质量应满足《建筑地基处理规范》JGJ79-2002 的有关规定。

2、抗渗验算

当止水帷幕未插入不透水层时，还应进行抗渗验算，可以按基坑抗管涌验算进行。

（8）混凝土支撑和立柱桩的设计

（9）降水设计

1、基坑涌水量计算

1）均质含水层潜水完整井

（式9.1.1）

式中：#8212;#8212;基坑涌水量；

#8212;#8212;渗透系数；

#8212;#8212;潜水含水层厚度；

#8212;#8212;基坑水位降深；

#8212;#8212;降水影响半径；

#8212;#8212;基坑等效半径。

2）均质含水层潜水非完整井基坑涌水量计算

（式9.1.2）

3）均质含水层承压水完整井涌水量

（式9.1.3）

式中：#8212;#8212;承压含水层厚度

4）均质含水层承压水非完整井基坑涌水量计算

（式9.1.4）

2、等效半径

当基坑为圆形时，基坑等效半径应取为圆半径，当基坑为非圆形时，等效半

径可按下列规定计算：

1）矩形基坑等效半径

（式9.2.1）

式中：a、b#8212;#8212;分别为基坑的长、短边。

2）不规则块状基坑等效半径

（式9.2.2）

式中：#8212;#8212;基坑面积。

3、降水影响半径

降水井影响半径宜通过试验或根据当地经验确定，当基坑侧壁安全等级为二、三级时。

潜水含水层：

（式9.3.1）

承压含水层：

（式9.3.2）

式中：#8212;#8212;降水影响半径（m）；

#8212;#8212;基坑水位降深（m）；

#8212;#8212;渗透系数（m/d）；

#8212;#8212;含水层厚度（m）。

4、降水

降水井宜在基坑外缘采用封闭式布置，井间距应大于15倍井管直径，在地下室补给方向应适当加密；当基坑面积较大、开挖较深时，也可在基坑内设置降水井。

降水井的深度应根据设计降水深度、含水层的埋藏分布和降水井的出水能力确定。设计降水深度在基坑范围内不宜小于基坑地面以下0.5m。

降水井的数量n可按下式计算：

（式9.4.1）

式中：#8212;#8212;基坑涌水量

#8212;#8212;设计单井出水量

设计单井出水量可按下列规定确定：

1）井点出水能力可按36-60 确定；

2）真空喷射井点出水量可按查表确定

3）管井的出水量（）可按下列经验公式确定：

（式9.4.2）

式中：#8212;#8212;过滤器半径（m）；

#8212;#8212;过滤器进水部分长度（m）；

#8212;#8212;含水层渗透系数（m/d）。

过滤器长度宜按下列规定确定：

1.真空井点和喷射井点的过滤器长度不宜小于含水层厚度的 1/3；

2.管井过滤器产度宜与含水层厚度一致。

基坑中心水位降水计算可按下列方法确定：

1）块状基坑降水深度可按下式计算：

a.潜水完整井稳定流：

（式9.4.3）

b.承压完整井稳定流：

（式9.4.5）

式中：#8212;#8212;在基坑中心处或各井点中心处地下水位降深；

#8212;#8212;各井点距基坑中心或各井中心处的距离。

2）对非完整井或非稳定流应根据具体情况采用相应的计算方法；

3）计算出的降深不能满足降水设计要求时，应重新调整井数、布井方式。在降水漏斗范围内因降水引起的计算沉降量可按分层总和法计算。

2.4.2出图

1、基坑周边环境信息图（1#215;A2）

2、基坑支护平面布置图（1#215;A2）

3、基坑支护结构、止降水结构剖面图（1#215;A2）

4、基坑支护结构大样图、节点大样图（1#215;A2）

5、基坑开挖监测点平面布置图（1#215;A2）