1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

深基坑开挖与支护结构是基础和地下工程施工中的一个传统课题，也是一个综合性的岩土工程难题，涉及工程地质、水文地质、工程结构、施工工艺和施工管理。随着城市居住空间的发展，高层、超高层建筑以及地下工程的不断涌现，对基坑工程的要求越来越高，出现的问题也越来越多，促使工程技术人员以 新的眼光去审视这一古老课题，使许多新的经验和理论的研究方法得以出现和成熟。

早在20 世纪30 年代，terzaghi 等人已开始研究基坑工程中的岩土工程问题，提出了预估挖方稳定程度和支撑荷载大小总应力法，这一理论一直沿用至今，只不过有了许多改进与修正。在以后的时间里，世界各国的许多学者都投入了研究，并不断在这一领域取得丰硕的成果。在我国，20 世纪80年代以后，随着经济发展和城市建设的需要，土地资源紧张的矛盾日益突出，向高空、向地下争取建筑空间成为一个发展趋势，对基坑工程的研究逐步发展起来。特别是20 世纪90 年代以来，随着城镇建设中高层及超高层建筑的大量涌现，深基坑工程越来越多，同时密集的建筑物、复杂的深基坑形式，使得基坑开挖的条件越来越复杂。因此，对基坑开挖与支护的计算与设计理论、施工技术等的要求也越来越高。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1、工程概况

　　紫金（建邺）科技创业特别社区一期项目位于河西梦都大街与云龙山路交界处东南隅，其北侧附近为向阳河。由南京新城科技园建设发展有限公司投资建设的本项目由A、B、C、D四个地块组成，总用地面积约21950。

　　一期项目工程B地块由办公主楼、裙房、连廊和连体地下车库组成。建筑物采用框架、框剪结构，地基基础方案拟采用桩基础形式。拟建物层数、结构型式和预估荷载等见表1.1，室内外地坪设计标高尚未最终确定。

本工程地基基础设计等级为甲级，抗震设防类别为丙类。按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）2009年版划分建筑物重要性等级为二级，场地和地基等级为二级（中等复杂场地，中等复杂地基），岩土工程勘察等级为甲级。

2、地形、地貌

　　紫金（建邺）科技创业特别社区一期项目B地块位于河西梦都大街与云龙山路交界处东南隅。场地西北侧为建设中的云龙山路，西南侧为规划道路规一路，东南侧为规划道路云台山路，北侧附近为向阳河。场内原有建筑物大部已拆除，仅东南部有少量民房未拆迁。

　　拟建场地东南角有水塘分布，勘察期间经量测，塘水面高程为5.8m（吴淞高程系），水深约1.2m，塘底淤泥厚度0.5m；，场地南部附近原有一条走向为W#8212;E的河道，现已被填埋整平，地地面高程为6.00~8.40m（吴淞高程系），地形较为平坦。

场地地貌单元为长江漫滩。

3、工程地质条件

　　根据野外勘探鉴别、原位测试，结合室内岩土试验资料分析，场地岩土层分布见报告附件#8212;《工程地质剖面图》，现自上而下详细描述如下：

　　①-1杂填土：灰黄~褐灰色，松散~稍密，为粉质粘土混碎砖、碎石填积，夹淤泥质土，密实度、均匀性差，填龄5年以上。局部填有建筑垃圾，层厚0.5~4.7m。

　　①-2素填土： 灰色~灰黄色，可~软塑，由粉质粘土混少量碎砖填积，均匀性较差，填龄在10年以上。层顶面埋深0.7~3.1m，层厚0.5~1.8m。

　　①-2a淤泥质填土：灰色~灰黑色，流塑，含腐植物，夹少量碎砖、碎石，有腐臭味。层顶面埋深2.4~3.4m，层厚0.1~0.9m。

　　②-1粘土：灰黄色，软~可塑，局部为粉质粘土。切面有光泽，韧性，干强度高。层顶面埋深0.5~3.8 m，层厚0.2~3.1m。

　　②-2淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，偶夹薄层粉土。切面稍有光泽，韧性、干强度中等。层顶面埋深2.2~4.8m，层厚16.1~21.7m。

　　②-3淤泥质粉质粘土、粉质粘土：灰色，软~流塑，局部夹薄层粉土。切面稍有光泽，韧性、干强度中等。层顶面埋深21.9~39.2m，层厚4.9~17.5m。

4、场地水文地质条件

（1）浅层潜水

　　对本工程有影响的地下水位潜水，含水层由①层人工填土②-1层、②-2层、②-3层和②~4层软弱粘性土构成含水层组。

　　场地①-2层人工填土层因密实度差，其间的大孔隙往往成为地下水的赋存空间，且连通性较好，富水性及透水性较好，属弱透水层，雨季水量较丰富。

　　新近沉积的②~1、②~2、②~3和②~4层粘性土饱含地下水，但给水性较差、透水性弱，属微~弱透水地层，因渗透性弱，开挖出水量一般不大。

（2）弱承压水

　 弱承压水层由中下部的②~5层粉细砂构成含水层。

　 层顶的②~3层及②~4层淤泥质粉质粘土、粉质粘土由于透水性弱，与砂土层渗透性差异性大，可以作为弱承压含水层的相对隔水顶板，隔水底板为下伏基岩。

　　该含水层富水性好，透水性强，属弱透水~透水地层。

本次勘察量测的弱承压含水层（②~5层粉细砂、④层含卵砾石粉细砂）承压水头埋深在地面以下3.0~4.4m之间，高程为3.30~3.54m（吴淞高程系）。主要接受侧向径流和上部潜水的越流补给，以侧向径流方式排泄，水头较为稳定，但会随季节性略有升降，但变幅一般小于0.5m。

基坑支护设计参数 表3.

5、基坑特点及周围环境分析

从基坑周围环境条件开挖深度和地质条件来分析，本基坑具有以下几个特点：

Oslash; 开挖深度较大：主体结构为地下三层，开挖深度约为12m；

Oslash; 周边环境复杂：基坑的东南角有水塘，北侧为河，东南、西北、西南侧为道路，场地及周围无历史文物、古迹及重大建筑物；

Oslash; 地质条件较好：场地开挖深度影响范围内存在淤泥质土，开挖面基本在淤泥土层中，土质条件差；

Oslash; 基坑平面形状：基坑形状规则，呈方形。

6、设计原则和设计思路

6.1 设计思路：

1、本基坑支护坚持安全、经济、方便施工的设计原则和思路。在掌握基坑工程要求（平面尺寸和深度等）、场地工程和水文地质条件、场地周边环境条件等资料后，对影响基坑工程维护体系安全的主要矛盾作出分析。根据本基坑的特点，基坑首先要保证其安全性，这就要求控制坑壁的变形，基坑设计时选用变形小的支护体系。

2、安全原则不仅指维护体系本身安全，保证基坑开挖、地下结构施工顺利，而且要保证临近建（构）筑物和市政设施的安全和正常使用。

3、经济原则不仅是指维护体系的工程费用，而且要考虑工期，考虑开挖是否方便，考虑安全贮备是否足够，应采用综合分析，确定该方案是否经济合理。

4、方便施工原则也应是维护体系的选用原则和思路之一。方便施工可以降低开挖费用，而且可以节约工期、提高维护体系的可靠性。

5、围护设计要因地制宜，根据基坑工程周围建（构）筑物对维护体系变位的适应能力，选用合理的围护型式，进行围护结构体系设计。

6.2 设计原则：

1、确保基坑维护体系能起到挡土作用，使基坑四周边坡稳定；

2、确保基坑四周相邻的建（构）筑物、地下管线、道路等的安全，在基坑土方开挖及地下工程施工期间，不因土体的变形、沉陷、坍塌或位移而受到危害；

3、在有地下水的地区，通过排水、降水、截水等措施，确保基坑工程施工在地下水以上进行。

7、方案说明

本工程基坑总面积约21950，开挖深度9.85m，属于大、深基坑工程。根据本工程基坑开挖深度、平面面积和周边环境等条件，周边围护结构既可以选择临时性的围护结构，也可以选择与主体结构相结合的围护结构。

（方案一）排桩支护与止水方案：考虑到基坑面积较大，全范围采用SMW工法桩，H型钢租赁成本很高。作为挡土受力结构与止水体系合二为一的围护结构，围护结构的变形直接影响三轴水泥土搅拌桩的止水效果，如果要通过增大围护结构的刚度来控制变形，则SMW工法桩中需要满插H型钢，含钢量的增加导致工法桩的工程造价也大幅提高，且场地空间紧张，届时可能出现工法桩的内插型钢无法回收的情况，由此综合考虑造价及各不确定因素，排除SMW工法方案。

（方案二）地下连续墙方案：”两墙合一”的地下连续墙在如此规模的深基坑工程中也有广泛应用。在本工程这样开挖深度12m左右的基坑中，经济性不高；采用”两墙合一”的设计，也会使的主体设计对周边地下室外墙进行较大的调整，而且地下连续墙施工需要占用较大的场地，施工工期较长，施工队伍的选择范围也远远小于钻孔灌注桩。因此，地下连续墙也不适宜作为本工程的围护结构。

在经济合理的原则下，结合本工程的特点，从基坑受力合理、施工可行、周围环境、围护造价以及节约工期等多方面综合考虑，采用钻孔灌注桩结合内支撑的围护方案。内支撑系统采用现浇钢筋混凝土结构；止水帷幕主要采用水泥搅拌桩，具体布置如下：

1、围护桩

围护桩采用桩径钻孔灌注桩，桩顶设钢筋砼压顶梁兼支撑围檩。

2、内支撑系统

内支撑采用钢筋混凝土结构，支撑系统的竖向支承构件采用常规钻孔灌注桩与型钢构架组成的立柱。

3、止水帷幕

止水帷幕采用水泥搅拌桩施工。

4、基坑降排水

本工程地基开挖范围内土层主要为淤泥质土，透水性较差。故仅需在坑外采用排水沟排除地表水，坑内则建议采用盲沟和集水井方式及时将积水排出。

8、基坑降水

（1）根据场地条件，基坑内采用管井降水，并可在基坑外侧设置适量回灌井，兼作观测井。具体参数可以做抽水试验来确定。

（2）管井施工要求如下：

a、管井直径800，抽水井周围必须填充一定级配和磨圆度较好的中粗砂。孔内填1～5mm有一定级配和磨圆度较好的绿豆砂。严格控制填滤料的规格，保证水井出清水，防止水井淤塞和坑外掏空。

b、应保证水井的施工质量，成井后应立即进行冼井，可用空压机自下而上冼至水清、井底不存在泥砂为止，冼井后安装水泵并进行单井试抽。基坑开挖前应提前1周进行降水，整个基坑内降水井内水位必须位于坑底下1.0m。

c、水泵应置于设计深度，水泵吸水口应始终保持在动水位以下。

d、降水单位在基坑开挖期间应每天测报抽水量及坑内地下水位。

（3）基坑支护结构外侧设置止水帷幕。

（4）排出水体及时排放到市政管线及影响基坑范围以外，严禁水体倒流入基坑内浸泡坡脚。

（5）基坑顶部做好截水措施，防止水体倒流入基坑内部。