1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1．研究目的

深基坑支护的设计、施工、监测技术是近年来经常遇到的技术难题。深基坑支护不仅要求确保边坡的稳定，而且要满足变形控制要求，保证基坑内正常作业安全，而且要防止基坑及坑外土体移动，保证基坑附近建筑物、道路、管线的正常运行。尤其是在闹市区，场地十分狭窄，无法放坡。如今支护结构日臻完善，出现了许多新的支护结构形式与稳定边坡的方法，为了降低工程成本，减少土方工程量和对周边建筑的影响，绝大多数高层建筑都采用垂直开挖。这样给挡土支护技术带来了革命性的发展，采用大直径灌注桩加土层锚杆的挡土支护技术以及土钉支护技术在深基坑开挖过程中广泛应用，且经济效果和社会效果十分可观^[2]。

基坑支护设计应确保岩土开挖、地下结构施工的安全，并应确保周围环境不受损害^[1]。基坑支护结构的功能就是为地下结构的施工创造条件、保证施工安全，并保证基坑周围环境得到应有的保护^[7]。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1.工程概况

南京东方#183;万汇城北区项目(南京浦口区迎宾大道北侧N04地块)是由南京东方置业房地产实业有限公司投资兴建的大型商业办公区，位于南京市浦口经济开发区迎宾大道北侧，西临东方红河，北临镇南河路，南临迎宾大道，距长江隧道江北出口约1km。项目建设用地面积约7.3万平方米，总建筑面积约52.3万平方米。本项目用地红线3米以内设二层地下室，地下室长#215;宽约为286米#215;221米，底板埋深约12.0米，基底标高-4.00～-5.00米（吴淞高程）。地上北部为6栋27～32层高层建筑群（栋号：1#～6#，高度H=83.0～97.50m）,框支剪力墙结构，框支柱柱底最大轴力范围在35000～45000KN；南部为大面积5～6层商业裙房，高度在30～42米，采用框架结构，柱底最大轴力范围在8000～10000KN，其上1＃-Ａ座酒店及办公为36层超高层建筑，高164.7米，采用框架-核心筒结构，柱底最大轴力在30000～55000KN。

本次勘察建筑物安全等级为二级，地基基础设计等级为甲级～乙级，建筑物抗震设防类别为乙类（重点设防类）。据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001，2009年版），拟建物重要性等级为一级、场地及地基复杂程度等级为二级，确定岩土工程勘察等级为甲级。据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99），本工程基坑安全等级为一级。

2.周边环境

本项目全场地设大范围地下室，基坑底标标高-4～-5米，开挖深度约12.0米。基坑边界西侧为东方红河，地下室外墙距红线最近处约为3.0米,距东方红河河岸线最近处约为22.9米；北侧为镇南河路，地下室外墙距红线最近处约为3.0米,距镇南河路路牙最近处约为7.0米；东侧为规划道路，地下室外墙距红线最近处约为3.0米；南侧为迎宾大道，地下室外墙距红线最近处约为3.0m,距迎宾大道路牙最近处约为14.7m。本项目基坑周边地下管线较为复杂，基坑破坏后果严重。

3.场地水文地质条件

3.4.1 场地地下水类型及赋存条件

场地地下水类型主要为孔隙潜水和承压水。孔隙潜水主要赋存于上部土层①层填土、②-1层粉质粘土和②-2层淤泥质土中，以接受大气降水及地表水补给，排泄以蒸发为主。水位埋深雨季浅，旱季稍深，水位年变幅0.5米～1.0米左右。勘探期间，测得孔隙潜水初见水位埋深在0.40～1.70米之间，稳定水位埋深在0.50～2.30米之间、稳定水位标高在4.25～5.71米之间。整体上，由于场地内上部含水层的不均匀性，潜水迳流滞缓。

②-3粉砂夹粉土、②-4和②-5层粉细砂组成中部承压含水层，其富水性及透水性中等。勘探期间，经现场设置的简易观测孔，测定其稳定水位埋深2.5～2.7米之间（标高在4.00～4.46米之间）。下部③、④层土为深部承压水层，由于埋深很大，对本工程影响较小。

3.4.2 地基土透水性评价

据室内渗透试验，场地浅部土层为不透水～弱透水地层，具体透水性指标见表4”各层土体渗透性评价一览表”。

各层土体渗透性评价一览表 表4

3.4.3 场地地下水对建筑材料的腐蚀性评价

根据本场地J5、J50孔内所取二组地下水水样的水质分析成果（见表5，结果详见附件中”水质分析报告”），确定场地地下水化学类型为HCO₃－Ca型水。由《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001,2009年版）中附录G，可确定场地环境类别为Ⅱ类。依据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001,2009年版）表12.2.1～12.2.4判定场地地下水对混凝土结构、钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性（长期浸水及干湿交替状态下）。

水化学分析成果表 表5

3.4.4地基土对建筑材料的腐蚀性评价

场地位于长江漫滩区，且地下水位埋深较浅，可判定场地浅层地基土对混凝土结构、钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

4．计算内容的方法

(1)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。

(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：

MEa1 MEa2-MEp=0

R=Ea1 Ea2-Ep

(3)弯矩计算

由等值梁法可以求得最大弯矩Mmax值。

（4）土压力、水压力计算

对砂性土宜按水土分算计算；对粘性土宜按水土合算计算；也可按地区经验确定。

根据该场地特点土压力拟采用郎肯土压力理论进行土压力的计算：

（1）砂性土，内聚力c=0:

主动土压力 P_a=(q γH)tg²(45ordm;- / φ/2)

被动土压力 P_p=(q γH)tg²(45ordm; φ/2)

（2)粘性土，内聚力c≠0:

主动土压力 P_a=(q γH)tg²(45ordm;-φ/2)-2ctg(45ordm;-φ/2)

被动土压力 P_p=(q γH)tg²(45ordm; φ/2) 2ctg(45ordm; φ/2)

（5）稳定性验算

5.1基坑整体抗滑稳定验算

计算方法：瑞典条分法

应力状态：总应力法

利用边坡稳定分析程序进行分析，计算整体抗滑分项系数

5.2基坑抗倾覆稳定验算

抗倾覆安全系数: Ks=Mp/Ma

Mp#8212;#8212;被动土压力及支点力对桩底的弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。

Ma#8212;#8212;主动土压力对桩底的弯矩;

锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。

校验是否满足Ks大于1.2的要求；

5.3坑底抗隆起的稳定性验算；

Prandtl(普朗德尔)公式(Ks ≥1.1～1.2)

安全系数：

Ks=(γDNq cNc)/[γ(H D) q]；

校验是否满足Ks大于1.1的要求。

(6)支撑结构的内力、变形计算

依据计算得到的围护桩、支撑和围檩的内力及变形，并取一定的分项系数，按照混凝土结构设计规范，进行截面配筋，并按照规范设计计算支撑结构的钢立柱。