1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

随着我国建设事业的飞速发展，基坑工程呈现出方兴未艾的发展态势。大规模的高层建筑地下室、地下商场的建设和大规模的市政工程如地下停车场、大型地铁车站、地下变电站、大型排水及污水处理系统的施工都面临深基坑工程，并且不断地刷新着基坑工程的规模、深度和难度记录。大量的工程建设和复杂多变的工程环境以及市场竟争机制的引人，给深基坑工程开挖与支护新技术的表现提供了广阔的舞台。我国基坑工程在理论、设计、施工、监测与检测等各方面均取得了长足的进步，并积累了更为丰富的经验。

随着经济的发展，城市化步伐的加快，为满足日益增长的市民出行、轨道交通换乘、商业、停车等功能的需要，在用地愈发紧张的密集城市中心，结合城市建设和改造开发大型地下空问已成为一种必然，诸如高层建筑多层地下室、地下铁道及地下车站、地下道路、地下停车库、地下街道、地下商场、地下医院、地下变电站、地下仓库、地下民防工事以及多种地下民用和工业设施等。地下空问开发规模越来越大，如上海市地下空问开发面积达 1030万平方米的地下综合体项目近年来多达儿十个，基坑开挖面积一般可达2}6万平方米，如上海仲盛广场基坑开挖面积为5万平方米;天津市117大厦基坑面积为9.6万平方米，上海虹桥综合交通枢纽工程开挖面积达35万平方米等;基坑的深度也越来越深，一般基坑深度为1625米以上，如天津津塔挖深23.5米，苏州东方之门最大挖深22米，而上海世博SOOkV地下变电站挖深34米，上海地铁四号线董家渡修复基坑则深达41米。这些深大基坑通常都位于密集城市中心，基坑工程周围密布着各种地下管线、各类建筑物、交通干道、地铁隧道等各种地下构筑物，施工场地紧张、工期紧、地质条件复杂、施工条件复杂、周边设施环境保护要求高。所有这些导致基坑工程的设计和施工的难度越来越大，重大恶性基坑事故不断发生，工程建设的安全生产形势越来越严峻。

1.1基坑支护的原则与依据

基坑支护的原则：安全可靠；经济合理；施工便利和工期保证。

基坑支护的依据：国家及地区的有关规范及规程；基坑支护工程勘察报告；基坑支护结构设计资料；工程地质和水文地质资料；场地周边环境及地下管线状况；基坑的深度，施工条件等。

1.2基坑常见的支护结构类型

基坑的支护结构由围护墙和支撑体系两部分组成。围护墙的主要功能都是承受土压力、水压力、地面荷载等产生的侧向力，且不超过允许的变形，在地下水位较高的地区，围护墙还必须具有止水的作用。而为使围护墙经济合理并控制变形，对于较深的基坑需要支撑。

1.2.1常见的围护墙类型

围护墙的选型主要根据基坑周围环境、开挖深度、土质情况、地下水位高低以及基坑侧壁安全等级（基坑类别）来进行。

目前，我国常用的支护结构围护墙有下述几种：

（1）放坡

放坡开挖施工工艺简单、工程造价低、施工工期较短，在条件允许时应优先选用。其选用的必要条件是场地开阔，其次是土质较好，地下水位较低，还应具备符合边坡稳定的充分条件。当场地为杂填土、黏性土或粉性土环境条件允许下，降水后不会对相邻建筑物、道路及管线产生不利影响时，亦可采用放坡开挖。

对于放坡开挖，为了维持坡面稳定，在必要时，可对基坑放坡坡面采用保护处理措施，可采用水泥抹面、铺塑料布或土工布、挂网喷水泥浆、喷射混凝土护面以及浆砌片石等，还可采用土钉墙、螺旋锚、喷锚以及在坡脚处堆砌草袋、土工织物砂土袋或砌筑砖石墙等措施。当基坑深度超过5.0m，在软土地区不能采用一次放坡，需要设置多级平台，需采用按平台分层开挖的方法，平台的宽度需根据土体的整体稳定性验算确定，一般要求设1.5m宽平台，这是指最小的施工作业宽度。

对于土质边坡设计的坡度允许值参考如下

放坡开挖的基坑，其稳定性验算可采用简单条分法。对于正常固结土，可采用总应力法确定土体的抗剪强度，采用固结快剪峰值指标。安全系数应根据土层性质和基坑规模等条件确定：一级基坑取1.38~1.43；二、三级基坑取1.25~1.30.快速卸荷的边坡验算，当采用直剪快剪试验的峰值指标是，安全系数可相应减少20%。采用简单条分法验算稳定性时，对于土层性质变化较大的土坡，应分别采用个土层的重度和抗剪强度。当含有可能出现流砂的土层时，宜采用井点降水或电渗排水措施，渗透力可采用替代重度法确定。

基坑采用放坡开挖这不仅施工简便，而且比较经济。但是在一些软土地区，地下水位距离地表只有0.5~1.0m，即使采用设计安全系数较大的边坡，也未必能完全避免土体的移动或地表变形，当土体的移动或地表变形的范围和幅度达到一定程度时，就会产生边坡滑移，对周围环境产生严重影响，严重影响施工安全。由此可见，虽然放坡开挖经济简便，但无法能完全保证施工安全与质量。

（2）土钉墙支护

土钉用来加固或同时锚固现场原位土体的细长杆件，通常采取土中钻孔，置入变形钢筋即带肋钢筋，并沿孔全长注浆的方法做成土钉依靠与土体之间的界面粘结力或摩擦力，在土体发生变形的条件下被动受力，并主要承受拉力作用。土钉也可用钢管，角钢等作为钉体，采用直接击入的方法置入土中。

土钉支护是以土钉作为主要受力构件的边坡支护技术。它由密集的土钉群、被加固的原位土体、喷混凝土面层和必要的防水系统组成。由于随挖随支，能有效地保持土体强度，减少对土体的扰动。

土钉墙支护使用与地下水位以上或经人工降水后的人工填土、黏性土或弱胶结砂土，开挖深度为5~10m的基坑支护。土钉墙不适用于含水丰富的粉细砂层、砂砾卵石层、饱和软弱土层，亦不适用于对变形有严格要求的基坑支护。

（3）复合土钉墙

复合土钉技术是指土钉与其他传统工法如排桩、地下连续墙、锚杆（索）等有机、合理复合而成的新型支护结构形式，它弥补了一般土钉墙的许多缺陷和使用限制，极大地扩展了土钉墙技术的应用范围。适用于一般岩土介质，也适用于不良地质体，适用于可塑、硬塑或坚硬的黏土，胶结或弱胶结（包括毛细水粘结）的粉土、砂土和角砾，填土，风化岩土，松散砂土，软塑和流塑黏土等。

复合土钉墙技术具有安全可靠，造价低、工期短、使用范围广等特点，获得了越来越多的工程运用。以薄层的水泥土桩墙或压管注浆等超前支护措施来解决土体的自立性、隔水性及喷射混凝土面层与土体的粘结问题；以水平向压密注浆及二次压力灌浆来解决围护墙土体加固和土钉抗拔问题；以一定的插入深度来解决坑底隆起、管涌和渗流等问题；即以止水帷幕、超前支护和土钉三者组成复合土钉支护技术。

（4）锚杆支护

锚杆是将受拉杆件的一端(锚固段)固定在稳定地层中，另一端与工程构筑物相联结，用以承受由于土压力、水压力等施加于构筑物的推力，从而利用地层的锚固力以维持构筑物的稳定。土层锚杆锚固段不应设置在未经处理的软弱土层、不稳定土层和不良地质地段，及钻孔注浆引发较大土体沉降的土层。

岩土锚固通过埋设在地层中的锚杆，将结构物与地层紧紧地联系在一起，依赖锚杆与周围地层的抗剪强度传递结构物的拉力或使地层白身得到加固，以保持结构物和岩土体稳定。

与其它支护形式相比，锚杆支护具有以下特点:

1.提供开阔的施工空问，极大地方便土方开挖和主体结构施工。锚杆施工机械及设备的作业空问不大，适合各种地形及场地。

2.对岩土体的扰动小;在地层开挖后，能立即提供抗力，且可施加预应力，控制变形发展。

3.锚杆的作用部位、方向、问距、密度和施工时问可以根据需要灵活调整。

4.用锚杆代替钢或钢筋混凝土支撑，可以节省大量钢材，减少土方开挖量，改善施工条件，尤其对于面积很大、支撑布置困难的基坑。

5.锚杆的抗拔力可通过试验来确定，可保证设计有足够的安全度。

（5）重力式挡土墙

水泥土重力式围护墙是以水泥系材料为固化剂，通过搅拌机械采用喷浆施工将固化剂和地基土强行搅拌，形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。根据墙背倾斜情况，重力式挡墙可分为俯斜式挡墙、仰斜式挡墙、直立式挡墙和衡重式挡墙等类型。

水泥土重力式围护墙的类型主要包括采用搅拌桩、高压喷射注浆等施工设各将水泥等固化剂和地基土强行搅拌，形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。水泥土重力式围护墙按平面布置区分可以有:满膛布置、格栅型布置和宽窄结合的锯齿形布置等形式，常见的布置形式为格栅型布置。水泥土重力式围护墙按竖向布置区分可以有等断面布置、台阶形布置等形式，常见的布置形式为台阶形布置。

水泥土重力式围护墙是无支撑白立式挡土墙，依靠墙体白重、墙底摩阻力和墙前基坑开挖面以下土体的被动土压力稳定墙体，以满足围护墙的整体稳定、抗倾稳定、抗滑稳定和控制墙体变形等要求。水泥土重力式围护墙可近似看作软土地基中的刚性墙体，其变形主要表现为墙体水平平移、墙顶前倾、墙底前滑以及儿种变形的叠加等。

（6）排桩

基坑开挖时，对不能放坡或由于场地限制不能采用搅拌桩支护，开挖深度在6~10米左右时，即可采用排桩支护。排桩的桩型与成桩工艺应根据桩所穿过土层的性质、 地下水条件及基坑周边环境要求等选择混凝土灌注桩、型钢桩、钢管桩、钢板桩、型钢水泥土搅拌桩等桩型。

排桩支护结构可分为:

(1)柱列式排桩支护当边坡土质尚好、地下水位较低时，可利用土拱作用，以稀疏钻孔灌注桩或挖孔桩支挡土坡。

(2)连续排桩支护在软土中一般不能形成土拱，支挡桩应该连续密排。密排的钻孔桩可以互相搭接，或在桩身混凝生强度尚未形成时，在相邻桩之闻做一根素混凝土树根桩把钻孔桩排连起来。也可以采用钢板桩、钢筋混凝土板桩。

(3)组合式排桩支护在地下水位较高的软土地区，可采用钻孔灌注桩排桩与水泥土桩防渗墙组合的形式。

按基坑开挖深度及支挡结构受力情况，排桩支护可分为以下几种。

(1)无支撑(悬臂)支护结构当基坑开挖深度不大，即可利用悬臂作用挡住墙后土体。

(2)单支撑结构当基坑开挖深度较大时，不能采用无支撑支护结构，可以在支护结构项部附近设置=单支撑(或拉锚).

(3)多支撑结构当基坑开挖深度较深时，可设置多道支撑，以减少挡墙的内力。

（7）钢板桩

钢板桩是一种施工简单、投资经济的支护方法，它由钢板桩、锚拉杆（或内支撑、锚碇结构、腰梁等）组成。钢板桩具有较高的可靠性和耐久性，在完成支挡任务后，可以回收重复利用；与多道钢支撑结合，可适合软土地区的较深基坑，施工方便，工期短。钢板桩的施工可能会引起相邻地基的变形和产生噪声振动，对周围环境影响很大，因此在人口密集、建筑密度很大的地区，其使用常常会受到限制。

但由于钢板本身柔性较大，如支撑或锚拉系统设置不当，其变形会很大，因此当基坑深度达7m以上的软土地层，基坑不宜采用钢板桩支护，除非设置多层支撑或锚拉杆。

（8）SMW工法

SMW工法亦称新型水泥土搅拌桩墙。 SMW工法是利用专门的多轴搅拌机就地钻进切削土体，同时在钻头端部将水泥浆液注入土体，经充分搅拌混合后，再将H型钢或其他型材插入搅拌桩体内，形成地下连续墙体，利用该墙体直接作为挡土和止水结构。其主要特点是构造简单，止水性能好，工期短，造价低，环境污染小，特别适合城市中的深基坑工程。

SMW 支护结构的支护特点主要为：施工时基本无噪音，对周围环境影响小，结构强度可靠，凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用，特别适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层；挡水防渗性能好，不必另设挡水帷幕，可以配合多道支撑应用于较深的基坑；此工法在一定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙，在费用上如果能够采取一定施工措施成功回收H 型钢等受拉材料，则大大低于地下连续墙，因而具有较大发展前景。

（9）地下连续墙

地下连续墙的施工工艺是利用特制的成槽机械在泥浆（又称稳定液）护壁的情况下进行开挖，形成一定槽段长度的沟槽；再将在地面上制作好的钢筋笼放入槽段内。采用导管法进行水下浇筑，完成一个单元的墙段，各墙段之间采用特定的接头方式进行相互联接，形成连续的地下钢筋混凝土墙。地下连续墙围护呈封闭状，则在基坑开挖后，加上支撑或锚杆系统，就可以起到挡水和止水作用，更有利于深基础的施工。

地下连续墙有很多优点。墙体刚度大、整体性好，因而结构和地基变形很小，既可用于超深围护结构，也可用于主体结构；适用于各种地质条件，对砂卵石地层或要求进入风化岩层时，钢板桩就难以施工，但却可采用合适的成槽机械进行地下连续墙施工；可减少工程施工对环境的影响，施工时振动少，噪音低，对周围相邻工程结构和地下管线的影响较小，对沉降及变位较易控制；可进行逆作法施工，缩短工期，降低造价。逆作法施工可缩短基坑开挖后支护结构大面积暴露的时间,可改善支护结构受力性能,使其刚度大为增强,可节省支撑或锚杆的费用,并可使支护结构的变形及其对相邻建构筑物的影响大为减少,从而使总造价降低。

但是，地下连续墙施工法也有些不足之处。对废泥浆的处理不但会增加工程费用，一但泥水分离技术不完善或处理不当，会造成新的环境污染；槽壁坍塌问题，如地下水位急剧上升、护壁泥浆液面急剧下降、土层中有软弱疏松的砂性夹层、泥浆变质，施工管理不当均有可能造成槽壁坍塌，一旦坍塌就会造成邻近地面沉降，危害邻近工程结构和地下管线的安全。

1.2.2常见的支撑类型

支撑有钢和混凝土之分。钢支撑多为H形钢或钢管，规格按计算确定。钢支撑自重轻，装拆方便且迅速，可减少围护墙由于无支撑时间长、土体蠕变而变形增大，即减少时间效应；还可施加预应力；还可根据围护墙变形的发展及时调整预应力值，以控制变形；钢支撑是工具式结构，可多次重复使用，亦多由专业队伍施工。因此钢支撑优点显著，条件允许时宜优先选用，但其节点构造相对复杂，刚度也不如混凝土支撑，且多为直线杆件，无法适应曲线支撑的需要。

现浇的混凝土支撑在软土地区应用也较广泛，它布置形式灵活，无论是曲线还是直线杆件，现浇均无困难；整体性好、刚度大，有利于控制围护墙变形和保护周边环境；由于承载能力大，支撑间距大，便于机械挖基坑土。其缺点是不能重复使用，用后须拆除，可采用控制爆破或人工拆除，由于采用控制爆破，对周围环境会造成一定的影响，所以在某些特定条件下只能用人工拆除；混凝土支撑的浇筑和养护时间较长，如果组织不当，工期影响较显著。

在实际工程中，可结合基坑深度、基坑形状、周围环境保护要求和挖土方法，经比较后先用支撑类型；当然也可在同一基坑中同时采用钢支撑（多在下部）和混凝土支撑（多在上部），各用其所长。

支撑的平面布置主要取决于基坑形状和平面尺寸，常用的有角撑、对撑、边桁架、边框架、圆拱形撑等。设计支撑平面布置时，应注意避免妨碍主体工程施工，支撑轴线应避开主体工程的柱网轴线。支撑布置要便于挖土，边桁式、圆拱式和角撑均能提供较大的空间，便于机械挖土和运土。支撑的水平间距不宜过小（机械挖土不宜小于8m），以满足机械施工要求；为使围檁受力合理，当相邻支撑间的水平距离较大时，宜在支撑端部设置八字撑易减少支撑点间距，八字撑宜左右对称；立柱一般应设置在纵横向支撑的交点处或平面桁（框）架式支撑的节点处，并应避开主题工程梁、柱及称重墙位置，立柱的间距取决于支撑杆件的稳定和竖向荷载的大小，一般不宜超过15m。一般支撑系统不宜承受垂直荷载，因此不能在支撑上堆放钢材，甚至做脚手用。

1.3基坑常见的止（降）水方法、技术类型

基坑施工中，为避免产生流砂、管涌、坑底突涌，防止坑壁土体的坍塌，保证施工安全和减少基坑开挖对周围环境的影响，当基坑开挖深度内存在饱和软土层和含水层及坑底以下存在承压含水层时，需要选择合适的方法进行基坑降水与排水。降排水的主要作用为:

(1)防止基坑底面与坡面渗水，保证坑底干燥，便于施工。

(2)增加边坡和坑底的稳定性，防止边坡或坑底的土层颗粒流失，防止流砂产生。

(3)减少被开挖土体含水量，便于机械挖土、土方外运、坑内施工作业。

(4)有效提高土体的抗剪强度与基坑稳定性。对于放坡开挖而言，可提高边坡稳定性。对于支护开挖，可增加被动区土抗力，减少主动区土体侧压力，从而提高支护体系的稳定性和强度保证，减少支护体系的变形。

(5)减少承压水头对基坑底板的顶托力，防止坑底突涌。

降低地下水位的常用方法可分为明沟降水和井点降水两类。明沟降水由于其制约条件较多，尚不能得到广泛的应用，而井点降水的适用条件较广，并经过二十多年来的应用、发展和改进，已形成了多种井点降水的方法。目前常用的井点降水方法有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井点，辐射井点等。这些有效的降水方法现已被广泛用于各种降水工程中，但由于降低地下水位以后，可能带来一些不良影响，如地面沉降，邻近已有建筑物或构筑物的安全稳定及残留滞水的处理等。

表各类井点将水的适用范围

明沟降水是在基坑内设置排水明沟或渗渠和集水井，使进入基坑内的地下水沿排水沟渠流入井中，然后用水泵将水抽出基坑外的降水方法。明沟降水一般适用于土层较密实，坑壁较稳定，基坑较浅，降水深度不大，坑底不会产生流砂和管涌等的降水工程。

在地下水位以下施工基坑工程时，通常采用井点（垂直和水平井点）降水法来降低地下水位。垂直井点常沿基坑四周外围布设，水平井点则可穿越基坑四周和底部，井点深度大于要求的降水深度，通过井点抽水或引渗来降低地下水位，实现基坑外的暗降，保证基坑工程的施工。经井点降水后，能有效地截住地下渗流，降低地下水位，克服基坑的流砂和管涌现象，防止边坡和基坑底面的破坏；减少侧土压力，增加挖掘边坡的稳定性，有利于边坡的支护和施工；防止基底隆起和破坏，加速地基土的固结作用；有利于提高工程质量，加快施工进度及保证施工安全。

止水方法

如果基坑底面处于地下水位以下，降水有困难时，基本都需要设置止水帷幕，以防止地下水的渗漏。连续搅拌桩（水泥土搅拌桩等），单管、三管旋喷桩形成的止水墙称为止水帷幕。

常见的止水帷幕有高压旋喷桩、深层搅拌桩止水帷幕，旋喷桩止水帷幕，近来出现了螺旋钻机素砼或压浆止水帷幕；像地下连续墙、钻孔咬合桩等形式的地下围护结构形式，因为自防水效果较好，有的都不需要再施作止水帷幕。

1.4基坑工程的监测

监测方案应包括工程概况、监测依据、监测目的、监测项目、测点布置、监测方法及精度、监测人员及主要仪器设备、监测频率、监测报警值、异常情况下的监测措施、监测数据的记录制度和处理方法、工序管理及信息反馈制度等。

基坑工程的现场监测应采用仪器监测与巡视检查相结合的方法。

基坑工程现场监测的对象包括:

1、支护结构；

2、相关的自然环境；

3、施工工况；

4、地下水状况；

5、基坑底部及周围土体；

6、周围建(构)筑物；

7、周围地下管线及地下设施；

8、周围重要的道路；

9、其他应监测的对象。

基坑工程仪器监测项目应根据下表进行选择。

建筑基坑工程仪器监测项目表

注：基坑类别的划分按照国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002执行。

参考文献

[1]刘国彬 王卫东主编.基坑工程手册[M]（第二版）中国建筑工业出版社，2009.11；

[2]陈忠汉，黄书秩，程丽萍.深基坑工程[M].机械工业出版社，2002；

[3]刘宗仁，刘雪雁编著.基坑工程[M].哈尔滨工业大学出版社，2008；

[4] DGJ32/J12-2005 南京地区建筑地基基础设计规范[S]；

[5] CECS96-1997 基坑土钉支护技术规程[S]；

[6] GB50007-2011建筑地基基础设计规范[S]；

[7] GB50330-2002建筑边坡工程技术规范[S]；

[8] JGJ120-2012 建筑基坑支护技术规程[S]；

[9]余志成.深基坑支护设计与施工[M] 北京：中国建筑工业出版社，1992；

[10]陈国兴，樊良本.基础工程学[M] 北京：中国水利出版社，2002；

[11]史佩栋.深基坑工程技术现状[J].岩土工程.1998年3月；

[12]GB 50202-2002 建筑地基与基础工程施工质量验收规范[S]；

[13]工程地质手册编委会.工程地质手册[M]（第四版）.中国建筑工业出版社，2007.2；

[14]白玉华编著．工程水文地质学 [M]．北京：中国水利水电出版社，2002；

[15]GB50497-2009 建筑基坑工程监测技术规范[S]。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

2.1工程概况

南京市科利华中学扩建工程位于南京市玄武湖隧道口北侧、中央北路科利华中学校园内，由南京市科利华中学投资兴建。用地面积10545平方米，总建筑面积16968平方米，其中地上建筑面积10564平方米，地下建筑面积6404平方米。基坑开挖面积约为7000平方米，支护周长约345米，基坑挖深为5.4～6.4米。

2.2基坑周边环境

拟建场地位于后大树根路、锦盈大厦和新立基大厦以东，中央路玄武湖隧道入口以北，明城墙和玄武湖以西，科利华中学行政楼和综合教学楼以南。

1.北侧：科利华中学行政楼和综合教学楼

1.1.红线：基础边线距用地红线最近处约15.3米。

1.2.建筑物、构筑物：基础边线距4～5层行政楼和综合教学楼外墙最近处约5.0米。

2.南侧：玄武湖隧道入口

2.1.红线：基础边线距用地红线最近处约4.7米。

2.2.建筑物、构筑物：基础边线距玄武湖隧道外墙最近处约16.9米。

3.西侧：后大树根路

3.1.红线：基础边线距用地红线最近处约5.0米。

3.2.道路：基础边线距道路路牙最近处约6.2米。

4.东侧：高架桥和明城墙

4.1.红线：基础边线距用地红线最近处约3.0米。

4.2.明城墙：基础边线距城墙最近处约34.4米。

2.3 工程、水文地质条件

2.3.1地形地貌

拟建场地位于后大树根路、锦盈大厦和新立基大厦以东，中央路玄武湖隧道入口以北，明城墙和玄武湖以西，科利华中学行政楼和综合教学楼以南。

场地地势较平坦，总体上呈东高西低，地面高程10.70-11.88m。

场地地貌单元隶属于古河道漫滩。

2.3.2岩土层分布

基坑开挖深度影响范围内的地基土层构成及特征自上而下分述如下：

①-1杂填土：主要由碎石、碎砖夹粘性土、砂性土共同组成，表层约30-40cm素混凝土。场地西南部分布较厚，含大直径硬质块石、混凝土块。土质不均，填龄大于10年。普遍分布。层厚0.3~3.8m。

①-2素填土：以粘性土和粉土为主，夹粉砂及少量碎石，粘性土为可塑，粉土湿~很湿，稍密状，局部见淤泥质土，土体松散，土层不均，填龄大于10年。层顶埋深0.3~0.8m，层厚0.5~2.1m。

②-1粉质粘土与粉土互层：灰黄色，粉质粘土为软塑，局部为可塑或淤泥质粉质粘土；粉土为稍密，很湿，摇振反应中等。土质不均。该层主要分布在场地北部。层顶埋深0.7~3.4m，层厚1.0~4.7m。

②-2粉砂、粉土：灰色，粉砂为中密，饱和，含云母碎片。局部夹细砂。粉土为稍密-中密，湿；全场分布。层顶埋深2.5~6.5m，层厚3.5~9.4m。

②-3淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，局部为软塑粉质粘土。含少量腐殖物，局部夹粉土粉砂，高压缩性，土质不均。全场分布。层顶埋深8.5~12.8m，层厚1.0~6.1m。

②-4粉质粘土 ：灰~灰褐色，可塑，切面较光滑，韧性、干强度中等。全场分布。层顶埋深12.8~17.3m，层厚2.3~6.4m。

2.3.3水文地质条件

1.地下水类型及赋存条件

场地地下水类型主要为孔隙潜水，主要赋存于②-1粉质粘土与粉土互层、②-2粉砂、②-3淤泥质粉质粘土中，为统一含水层，其中②-1、②-2富水性较好、透水性较强。

场地下部分布的②-4粉质粘土，含水微弱，基本不透水，为相对隔水层。

地下水主要接受大气降水渗透补给及侧向径流补给。地下水排泄方式以自然蒸发及地表径流为主。

2.地下水水位

孔隙潜水稳定地下水位埋深1.7～2.3米，水位高程8.77～9.58m。

2.4本工程拟用的支护类型

由于周围环境场地限制，不适合使用锚杆支护。同时基坑开挖深度较浅，使用地下连续墙支护方案不经济。综观本工程的工程水文地质条件、周边环境条件，初步暂定采用重力式挡土墙结合钢筋混凝土支撑。

2.4.1计算步骤

（1）水、土压力的计算

水泥土重力式围护墙的设计计算图式如下图所示。

土体作用在围护墙上的侧压力，粘性土应按水土合算原则计算，粉性、砂性土应按水土分算的原则计算(侧压力等于土压力和水压力之和)。

计算中通常考虑粘性土的内摩擦角中和粘聚力c的影响。为简化计算土体，墙底以上各层土的物理力学性质指标按各层土的厚度加权平均计算。

重度

内摩擦角

粘聚力

式中 #8212;#8212;墙底以上各层土的有效重度（kN/）；

#8212;#8212;墙底以上各层土的内摩擦角（#176;）；

#8212;#8212;墙底以上各层土的粘聚力（k Pa）；

#8212;#8212;墙底以上各层土的厚度（m）；

H#8212;#8212;墙的高度（m），。

（2）水泥土墙嵌固深度的计算

水泥土墙嵌固深度计算议案整体条件采用圆弧滑动简单条分发确定

（3）水泥土墙墙体厚度的计算

水泥土墙厚度设计值b宜根据抗倾覆稳定条件计算

（4）基坑稳定性验算

稳定性验算包括整体稳定、坑底抗隆起稳定、墙体绕前趾的抗倾覆稳定、沿墙底面的抗滑动稳定和抗渗流稳定等。

重力式围护体系的整体稳定性验算

重力式围护体系的整体抗滑稳定性仍可采用圆弧滑动法进行验算，如下图所示。验算中需要考虑，圆弧通过围护墙体底部以及圆弧切墙两种可能模式。对于水泥土桩墙支护当验算切墙圆弧的安全系数时，可取墙体强度指标，其中为挡墙体无侧限抗压强度。当 gt; 0.8MPa时可不计算切墙圆弧的安全系数。当支护体系下面有软弱土层时，应增大计算深度，直至整体稳定安全系数增大为止。

水泥土墙正截面承载力验算

墙身压应力验算

墙身拉应力验算

水泥土墙抗滑移稳定验算

水泥土墙抗倾覆稳定验算

重力式挡墙绕前墙趾A点的抗倾覆安全系数为

（5）止水帷幕设计

（6）混凝土支撑和立柱桩设计

（7）降水设计

1、基坑涌水量计算

根据水井理论，水井分为潜水（无压）完整井、潜水（无压）非完整井、承压完整井和承压非完整井。这几种井的涌水量计算公式不同。

a．均质含水层潜水完整井基坑涌水量计算

根据基坑是否邻近水源，分别计算如下：

1）基坑远离地面水源时（图6-168a）

式中 Q#8212;#8212;基坑涌水量；

K#8212;#8212;土壤的渗透系数；

H#8212;#8212;潜水含水层厚度；

S#8212;#8212;基坑水位降深；

R#8212;#8212;降水影响半径；宜通过试验或根据当地经验确定，当基坑安全等 级为二、三级时，对潜水含水层按下式计算：

对承压含水层按下式计算：

k#8212;#8212;土的渗透系数；

r0#8212;#8212;基坑等效半径；当基坑为圆形时，基坑等效半径取圆半径。当基坑非圆形时，对矩形基坑的等效半径按下式计算：

r0＝0.29（a＋b）

式中 a、b#8212;#8212;分别为基坑的长、短边。

对不规则形状的基坑，其等效半径按下式计算：

式中 A#8212;#8212;基坑面积。

2）基坑近河岸

（b＜0.5R）

3）基坑位于两地表水体之间或位于补给区与排泄区之间时

4）当基坑靠近隔水边界时

图2.9.1均质含水层潜水完整井基坑涌水量计算简图

（a）基坑远离地面水源；（b）基坑近河岩；

（c）基坑位于两地表水体之间；（d）基坑靠近隔水边界

b．均质含水层潜水非完整井基坑涌水量计算

1）基坑远离地面水源

2）基坑近河岸，含水层厚度不大时

（b＞M/2）

式中 M#8212;#8212;由含水层底板到滤头有效工作部分中点的长度。

3）基坑近河岸（含水层厚度很大时）：

（b＞l） （b＜l）

图2.9.2均质含水层潜水非完整井涌水量计算简图

（a）基坑远离地面水源；（b）基坑近河岸，含水层厚度不大；

（c）基坑近河岸，含水层厚度很大

c．均质含水层承压水完整井基坑涌水量计算

1）基坑远离地面水源（图6-170a）

式中 M#8212;#8212;承压含水层厚度。

2）基坑近河岸（图6-170b）

（b＜0.5r0）

3）基坑位于两地表水体之间或位于补给区与排泄区之间（图6-170c）

图2.9.3 均质含水层承压水完整井涌水量计算简图

（a）基坑远离地面水源；（b）基坑近河岸；（c）基坑位于两地表水体之间

d．均质含水层承压水非完整井基坑涌水量计算

图2.9.4 均质含水层承压水非完整井涌水量计算简图

e．均质含水层承压-潜水非完整井基坑涌水量计算

图2.9.5 均质含水层承压-潜水非完整井基坑涌水量计算简图

2.降水

降水即在基坑土方开挖之前，用真空（轻型）井点、喷射井点或管井深入含水层内，用不断抽水方式使地下水位下降至坑底以下，同时使土体产生固结以方便土方开挖。

降水井（井点或管井）数量计算

式中 Q#8212;#8212;基坑总涌水量；

q#8212;#8212;设计单井出水量；

真空井点出水量可按36~60m3/d确定；

真空喷射井点出水量按表6-128确定；

管井的出水量q（m3/d）按下述经验公式确定：

rs#8212;#8212;过滤器半径（m）；

l#8212;#8212;过滤器进水部分长度（m）；

k#8212;#8212;含水层的渗透系数（m/d）。

喷射井点的设计出水能力

2.5毕业设计成果

1、基坑设计总说明图（1#215;A2）

2、基坑周边环境信息图（1#215;A2）

3、基坑支护平面布置图（1#215;A2）

4、基坑支护结构、止降水结构剖面图（1#215;A2）

5、基坑支护结构大样图、节点大样图（1#215;A2）

6、基坑开挖监测点平面布置图（1#215;A2）

7、井点布置图（1#215;A2）