1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1.1 基坑的围护支档形式

基坑支护是为满足地下结构的施工要求及保护基坑周边环境的安全，对基坑侧壁采取的支档、加固与保护措施。对于基坑支护结构形式的选择，应综合场地工程地质与水文地质条件、地下室的要求、基坑开挖深度、降排水条件、周边环境和周边荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素。常用的支护形式有：

1.1.1 深层搅拌水泥土围护墙^【1】

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

2.1工程概况

拟建苏州燃气服务中心位于苏州市西环路和劳动西路交叉口的西南角，呈不规则梯形，东西长约70～100米，南北长约48～72米，占地面积为5287平方米，总建筑面积36897平方米，其中地下建筑面积7666平方米，地上建筑面积29231平方米，建（构）筑物包括：地下二层，地上三层高15.4m的裙房和地上二十一层，局部二十二层的主楼，及其北侧、西侧纯地下两层车库。本工程#177;0.00为标高3.60m，室外地坪标高为3.40m，基础埋深在标高-7.0m左右，各建筑物性质详见表_1-1。

拟建建筑物性质一览表

表_1-1

本工程重要性等级二级，场地等级二级，地基等级二级，岩土工程勘察等级乙级，基坑重要性和安全等级为二级，抗震设防类别为乙类。

2.2 地形及地貌特征

苏州地处长江三角洲东南缘太湖水网平原中部，根据区域地质资料，其构造格局的基础应属于印支-燕山运动，印支运动褶皱成陆，燕山运动造成东北向及北西向褶皱和断裂，加上后期的新构造运动及各种内、外营力的作用下，逐渐形成苏州今日两类绝然不同的地貌单元，即：西-西南部以基岩山体为基础的构造-剥蚀低山丘陵地貌和东-东北部厚度较大的第四纪松散沉积物组成的堆积平原地貌。本工程位于东部的平原地貌。场地内原有建筑已拆除，局部因勘探作业需要稍作开挖，地面标高在1.34～3.45ｍ间（1985国家高程基准）。

2.3 岩土情况及说明

拟建场地在本次勘探最大深度(100.3m)范围内，共揭露包括上部填土和第四纪各期陆、海相沉积层15层，自上而下分述如下：

①填土：灰黄～灰色，松软状态，表层大部为水泥地坪，上部以松散状态的建筑垃圾为主，下部为软塑状态的素填土为主。本土层在整个场地均有分布，厚度在0.5～3.3m，层面标高在1.34～3.45 m，静力触探比贯入阻力Ps=1.01MPa，压缩模量Es＝3.43MPa，均一性差，工程性能差。

②粘土：褐黄色，可塑状态，含铁锰质结核，无摇振反应，光泽反应光滑，韧性高，干强度高。本土层在场地大部有分布，局部缺失，厚度1.2～2.7ｍ，层面标高-0.38～1.32ｍ。静力触探比贯入阻力Ps=2.48MPa，压缩模量Es＝8.49MPa，承载力特征值f_ak＝200kPa，工程性能良好。

③粉质粘土：灰黄色，可塑状态。无摇振反应，稍有光泽，韧性中等，干强度中等。本土层在全场分布，厚度0.9～1.5ｍ，层面标高-1.73～-1.00ｍ。静力触探比贯入阻力Ps=2.09MPa，压缩模量Es＝7.13MPa，承载力特征值f_ak＝170kPa，工程性能较好。

④粉质粘土：灰黄色，软塑状态。无摇振反应，稍有光泽，韧性中等，干强度中等。本土层在整个场地均有分布，厚度1.0～2.6ｍ，层面标高-2.96～-2.00ｍ。静力触探比贯入阻力Ps=1.37MPa，压缩模量Es＝5.48MPa，承载力特征值f_ak＝130kPa，工程性能一般。

⑤粉质粘土：灰黄～灰色，可塑～软塑状态。无摇振反应，稍有光泽，韧性中等，干强度中等。本土层分布于整个场地，厚度2.4～4.2ｍ，层面标高-5.10～-3.36ｍ。静力触探比贯入阻力Ps=2.08MPa，压缩模量Es＝5.85MPa，承载力特征值f_ak＝140kPa，工程性能一般。

⑥淤泥质粉质粘土：灰色，流塑状态。无摇振反应，稍有光泽，韧性中等，干强度中等。本土层分布于整个场地，厚度4.5～5.5ｍ，层面标高-8.30～-7.10ｍ。静力触探比贯入阻力Ps=0.88MPa，压缩模量Es＝3.61MPa，承载力特征值f_ak＝90kPa，工程性能差。

⑦粉质粘土夹粉土：灰色，软塑状态，局部以粉土为主，欠均匀。摇振反应缓慢，稍有光泽反应，韧性中低，干强度中低。本土层分布于整个场区，厚度6.0～11.0ｍ，层面标高-13.18～-11.93ｍ。静力触探比贯入阻力Ps=2.99MPa，压缩模量Es＝5.75MPa，承载力特征值f_ak＝120kPa，工程性能较差。

⑦₁粉砂：灰色，中密状态。本土层呈透镜体状分布于⑦粉质粘土夹粉土中下部，厚度1.0～6.0ｍ，层面标高-19.58～-18.35ｍ。静力触探比贯入阻力Ps=10.69MPa，标准贯入锤击数N=18击，压缩模量Es＝16.00MPa（建议值），承载力特征值f_ak＝160kPa，工程性能一般。

⑧粉质粘土：青灰黄色，可塑状态。无摇振反应，稍有光泽，韧性中等，干强度中等。本土层分布于整个场地，厚度5.4～9.2ｍ，层面标高-25.37～-22.33ｍ。比贯入阻力平均值Ps=3.40MPa，压缩模量Es＝7.87MPa，承载力特征值f_ak＝220kPa，工程性能良好。

⑨粉土～粉砂：灰色，密实状态，底部局部夹少量粉质粘土状态稍差，呈中密状态。摇振反应迅速，无光泽反应，韧性低，干强度低。本土层分布于整个场地，厚度29.4～30.7ｍ，层面标高-31.79～-30.33ｍ。静力触探比贯入阻力Ps=15.51MPa，标准贯入锤击数N=44击，压缩模量Es＝50.00MPa（建议值），承载力特征值f_ak＝260kPa，工程性能良好。

⑩粉质粘土：灰色，软塑状态。无摇振反应，稍有光泽，韧性中等，干强度中等。本土层在整个场区均有分布，厚度12.4～14.6ｍ，层面标高-61.48～-60.88ｍ。压缩模量Es＝5.59MPa，承载力特征值f_ak＝140kPa，工程性能一般。

#9322;粉质粘土：灰白色，硬塑状态。无摇振反应，稍有光泽，韧性中等，干强度中等。本土层厚度5.3～7.3ｍ，层面标高-75.48～-73.33ｍ。压缩模量Es＝10.39MPa，承载力特征值f_ak＝300kPa，工程性能良好。

#9323;粉质粘土：灰色，软塑状态。无摇振反应，稍有光泽，韧性中等，干强度中等。本土层在整个场地均有分布，厚度6.7～11.9ｍ，层面标高-80.78～-75.48ｍ。压缩模量Es＝6.59MPa，承载力特征值f_ak＝150kPa，工程性能一般。

#9324;粉质粘土：青灰～灰黄色，硬塑状态。无摇振反应，稍有光泽，韧性中等，干强度中等。本土层厚度4.0ｍ，层面标高-87.38～-87.33ｍ。压缩模量Es＝13.08MPa，承载力特征值f_ak＝330kPa，工程性能良好。

#9325; 粉土：灰色，密实状态。摇振反应迅速，无光泽反应，韧性低，干强度低。本土层未揭穿，揭露最大厚度5.7ｍ，层面标高-91.33ｍ。标准贯入锤击数N=153击，压缩模量Es＝180.00MPa（建议值），承载力特征值f_ak＝400kPa，工程性能良好。

2.4 水文地质条件及评价

2.4.1 水文地质条件

据勘察揭露，本场地勘探深度内与本工程设计、施工直接有关的地下水类型有二个：

1)潜水：主要赋存于地表素填土①层和粘土②层上部的根孔、虫孔及裂隙中，其水量极微小，该类型地下水系直接通过大气降水#8212;地面渗入补给，通过蒸发排泄。根据区域水文地质资料并结合近3～5年的观测资料得知，通常高水位出现在7、8、9月，水位可升至标高2.5m左右。低水位出现在1、2、3月，水位可降至标高1.00～1.5m左右。勘察期间测得钻孔内稳定地下水位深度为1.5～1.8ｍ，相当于标高1.52～1.77ｍ，初见水位与稳定水位一致。

2)微承压水：主要赋存于粉质粘土夹粉土⑦和粉砂⑦1中，其水量较潜水大，该类型地下水除有较小部分为潜水垂直补给外，主要受远处较深河流的侧向补给，与河水间存在一定的水力联系，水位与河水位基本呈现同步升降规律，但其幅度较小，时间稍有滞后，微承压水位常年略低于当地河水位，年变化幅度1.0m左右。降水量正常年份微承压水的高水位为标高1.5m左右，低水位约在0.5m。勘察期间通过套管隔水实测得微承压水稳定水位标高在0.91～0.97m，初见水位在标高-10.5～-11.5m之间。

2.4.2 场地水和地基土对建筑材料的腐蚀性评价

根据《岩土工程勘察规范》（GB50021#8212;2001）附录G本场地环境类型属Ⅱ类。

从本场地4#、16#孔二个水试样水质分析成果看，本场地地下水为HCO3－Mg－Ca型水，PH=7.03。结合本场地及周围环境无污染源可判断：a）、按环境类型可判断地下水对砼结构的腐蚀性等级为微腐蚀级；b）、按地层渗透性可判断地下水对砼结构的腐蚀性等级为微腐蚀级；c）、地下水对钢筋砼结构中的钢筋在长期浸水和干湿交替条件下的腐蚀性等级为微腐蚀级。

2.5 拟采用支护方案的选择及依据

本工程基坑北侧坑壁距离劳动西路边缘约4.7m，基坑东侧坑壁距离西环路边缘约11.8m，劳动西路及西环路路边分布有大量电缆、雨水、污水等管线，同时基坑东侧坑壁距离南侧待拆迁民房9.8m左右，西侧场地稍有空余。因此本场地施工空间紧凑，不允许采用放坡大开挖。因有大量机械、材料储运在此作业，故本工程对基坑的变形控制要求很高。

由于本工程基坑开挖深度较大，为减少或阻断周围地下水流向基坑内，以降低涌水量，防止基坑周边因降水而产生的沉降，危及周边地下管线、道路及建筑物的安全，故有必要对基坑设置防渗隔水帷幕墙。

本工程地下部分工程量大，施工周期长，很可能要跨雨季施工，因此应有防止地表雨水汇入基坑的措施，可采用明沟排水的排水措施。

本场地赋存于粉质粘土夹粉土⑦和粉砂⑦₁中的微承压水初见水位在标高-10.5～-11.5m，勘察期间其稳定水位水位标高在0.91～0.97m，当基坑开挖至-6.0m以下将可能发生突涌事故，因此必须有周密可靠的降水措施来确保地下工程施工的顺利实施，可采用轻型井点降水方法。

故本基坑可采用钻孔灌注桩围护墙做支档体系 由三轴搅拌桩或高压旋喷桩构成的隔水帷幕 内支撑（两道）的支护体系。

本工程并未有选择悬臂式支护结构，虽然悬臂式支护对于施工有十分大的方便，但由于本基坑较深较大，不适宜用悬臂式支护，故采用的多层支点排桩进行的支护。

2.6 计算及验算

2.6.1 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c=0:

主动土压力 P_a=(q γH)tg²(45ordm;- )

被动土压力 P_p=(q γH)tg²(45ordm; )

2)粘性土，内聚力c≠0:

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

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

2.6.2 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：

M_Ea1 M_Ea2-M_Ep=0

R=E_a1 E_a2-E_p

2.6.3 弯矩计算

由等值梁法可以求得最大弯矩M_max值。

2.6.4 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。

2.6.5 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：

t≥

2.6.6 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：

K_q=≥1.3

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：

K_s= ≥1.2

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：

γ＇≥Kj=Ki*γ_w