1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告

文献综述

背景概况

随着我们国民经济的高速发展，城市空间日趋紧张，三维城市空间已开始作为一种重要的自然资源加以开发。一方面，地下空间开发和利用是21世纪城市建设的方向；另一方面，80年代以来，高层建筑的数量和高速都不算增加。随着建筑高度的增加，根据构造及使用要求，基础埋深也随之不断增加，从而产生了大量的深基坑工程。尤其是进入90年代后，大中城市地价不断上涨，空间利用率随之提高，出现了众多的超高层建筑，使深基坑工程向大深度和大规模方向发展。我国的高层建筑施工得到了很大的发展。

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。为了挖掘围护结构材料的潜在能力，使围护结构形式更加合理，并能适合各种基坑形式，综合利用”空间效应”，发展了组合型围护型式；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。

1.1基坑支护的目的和要求

(1)确保坑壁稳定，施工安全；

(2)确保邻近建筑物、构筑物和管线安全；

(3)有利于挖土及地下室的建造；

(4)支护结构施工方便、经济合理。

1.2基坑支护设计方案选择的基本原则和依据

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：规范：岩土工程规范；基坑支护工程勘察报告；基坑支护结构设计资料；周边环境；基坑的深度。

1.3 基坑支护的结构分类

基坑支护结构分类:

支护结构分挡土（挡水）及支撑拉结两部分，而挡土部分因地质水文情况不同又分透水部分及止水部分。透水部分的挡土结构须在基坑内外设排水降水井，以降低地下水位。止水部分挡土结构主要不使基坑外地下水进人坑内，如作防水帷幕、地下连续墙等，只在坑内设降水井。

挡土系统：常用的有钢板桩、钢筋混凝土板桩、深层水泥搅拌桩、钻孔灌注桩、地下连续墙。其功能是形成支护排桩或支护挡土墙阻挡坑外土压力。

挡水系统：常用的有深层水泥搅拌桩、旋喷桩、压密注浆、地下连续墙、锁口钢板桩。其功能是阻挡抗外渗水。

支撑系统：常用的有钢管与型钢内支撑、钢筋混凝土内支撑、钢与钢筋混凝土组合支撑。其功能是支承围护结构侧力与限制围护结构位移。

1.4 常见的基坑支护方法，技术类型

1.4.1基坑主要支挡方法、技术类型

（1）放坡开挖：它使用于基坑侧壁安全等级为三级，基坑较浅，周围无紧邻的重要建筑及地下管线，地基土质较好。放坡只要求稳定，位移控制无严格要求，价钱最便宜，但回填土方较大，当地下水位高于坡脚时，应采取降水措施。放坡可以独立或与其他支护结构结合使用。

采用放坡开挖时，应该考虑到边坡稳定性，边坡稳定验算方法有极限平横法、极限分析法和有限元法。在工程实践中，稳定性分析较多采用极限平衡法，将土坡稳定问题视作平面应变问题。极限平衡法修定边坡的失稳是土体内部产生某一滑裂面，根据滑动土体的静力平衡条件和摩尔#8212;库仑破坏准则计算滑动土体沿滑裂面滑动的可能性，即安全系数的大小，然后采用同样的方法选取多个可能的滑裂面，分别计算相应的稳定安全系数。安全系数最低的滑裂面即可能性最大的滑裂面，为稳定性设计控制滑裂面，取最危险滑裂面的安全系数K≥1.35~1.5。常用的方法有圆弧滑动法和条分法。

（2）土钉墙支护：它是在基坑开挖过程中将较密排列的细长杆件土钉置于原位土体中，并在坡面上喷射钢筋网混凝土面层，通常土钉、土体和喷射混凝土面层的共同工作，形成复合土体。土钉墙支护充分利用土层介质的自承力，形成自稳结构，承担较小的变形压力，土钉承受主要压力，喷射混凝土面层调节表明应力分布，体现整体作用；同时，由于土钉排列较密，通过高压注浆扩散后使土体性能提高。土钉墙施工快捷简便，经济可靠，土钉墙适用于地下水位以上或人工降水后的粘性土、粉土、杂填土及非松散砂土和卵石土等。

土钉墙支护设计应满足规范的强度、稳定性、变形和耐久性等要求。土钉墙支护的土钉设计和稳定性计算采用总安全系数法。其中以荷载和材料性能的标准值作为计算值，并根据此确定土压力。层面设计计算采用以概率理论为基础的结构极限状态计算方法，此时作用于层面的土压力乘以分项系数1.2 后作为计算值。

（3）水泥土搅拌桩围护：它是利用水泥、石灰等材料作为固化剂，通过深层搅拌机械，将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理-化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体。一般用于开挖深度不超过6m 的基坑，适合于软土地区，环境保护要求不高，施工低噪声、低振动，结构止水性较好，造价经济，但围护较宽，一般取基坑开挖深度的0.7～0.8 倍。

深层搅拌法最适宜于各种成因的饱和软土，包括淤泥、淤泥质土、粘土和粉质粘土等，加固深度从数米至30～40m。一般认为含有高岭石、多水高岭石与蒙脱石等粘土矿物的软土加固效果较好；含有伊利石、氯化物等粘性土以及有机质含量高、酸碱度（pH）较低的粘性土的加固效果较差。当地表杂填土层为厚度大于100mm 的石块时，一般不宜使用搅拌桩。

搅拌桩的平面布置可视地质条件和基坑围护要求，结合施工设备条件，分别选用桩式、块式、壁式、格栅式或拱式，它在深度方向可采取长短结合形式。搅拌桩是一种具有一定刚性的脆性材料所构成，其抗拉强度比抗压强度小得多，在工程中要充分利用抗压强度高的特点，”重力坝”式挡墙就是利用结构本身自重和抗压不抗拉的一种结构形式。

水泥土围护结构的计算包括抗倾覆、抗滑动验算、整体稳定、抗渗计算及墙体应力计算。

（4）复合型土钉墙支护：它是以水泥土搅拌桩等超前支护组成防渗帷幕，解决土体的自立性、隔水性及喷射面层与土体的粘结问题。对于淤泥质土、饱和软土，应采用复合型土钉墙支护。

（5）钢板桩：用槽钢正反扣搭接而组成，或用U 型、H 型和Z 型截面的锁口钢板桩。用打入法打入土中，相互连接形成钢板桩墙，既用于挡土又用于挡水。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；于多道钢支撑结合，可适合软土地区的较深基坑，施工方便，工期短，如能拔出重复使用则造价省，否则用钢量大造价高。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。而且钢板桩本身柔性较大，如支撑或锚拉系统设置不当，其变形会很大，所以当基坑支护深度大于7m时，不宜采用。同时由于钢板桩在地下室施工结束后需要拔出，因此应考虑拔出时对周围地基土和地表土的影响。

钢板桩支护结构，有永久性结构和临时性结构两类。永久性结构在海港码头中应用较多，如：码头岸墙，护墙等；临时性结构多用于高层建筑的深基础。

（6)劲性水泥土搅拌连续墙（SMW工法）：它是以水泥土搅拌桩法为基础，在水泥土搅拌桩中插入型钢或其它芯材料形成的同时具有承力和防渗两种功能的支护形式。凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可以使用SMW 工法，特别是适合于以粘土和粉性土为主的软土地区。

（7）排桩支护：排桩支护是指柱列式间隔布置钢筋混凝土挖孔、钻（冲）孔灌注桩作为主要挡土结构的一种支护形式。柱列式间隔布置包括桩与桩之间有一定净距的疏排布置形式和桩与桩相切的密排布置形式。柱列式灌注桩作为挡土围护结构有很好的刚度，但各桩之间的联系差必须在桩顶浇注较大截面的钢筋混凝土帽梁加以可靠联接。为了防止地下水并夹带土体颗粒从桩间孔隙流入（渗入）坑内，应同时在桩间或桩背采用高压注浆，设置深层搅拌桩、旋喷桩等措施，或在桩后专门构筑防水帷幕。

灌注桩施工简便，可用机械钻（冲）孔或人工挖孔，施工中不需要大型机械，且无打入桩的噪声、振动和挤压周围土体带来的危害，成本较地下连续墙低。同时，灌注桩围护结构在建筑主体结构外墙设计时也可视为外墙中的一部分参与受力（承受侧压），这时在桩与主体之间通常不设拉结筋，并用防水层隔开。

排桩支护可分为悬臂式和支锚式，而支锚式又分单点支锚和多点支锚。大多数情况下，悬臂式柱列桩适用于三级基坑，支锚式柱列桩适合于一、二级基坑工程。一般来说，当基坑深h=8m～14m，周围环境要求不十分严格时，多考虑采用排桩支护。柱列式灌注桩的工作比较可靠，但要重视帽梁的整体拉结作用，在基坑边角处，帽梁应连续交圈。当要求灌注桩围护结构起到抗水防渗作用时，必须做好桩间和桩背的深层防水搅拌桩或旋喷桩。当周围环境保护要求严格时，为减少排桩的变形，在软土地区有时对基坑底沿灌注桩周边或部分区域，用水泥搅拌桩或注浆进行被动区加固，以提高被动区的抗力，减少支护结构的变形。

悬臂式排桩围护在坑底以上外侧主动土压力作用下，桩将向基坑内侧倾移，而下部则反方向变位，可根据静力平衡条件计算桩的入土深度和内力。通常用静力平衡法和布鲁姆（Blum）法。

单支点排桩围护是顶端支撑的围护结构，由于顶端有支撑而不致移动而形成一铰接的简支点。通常用图解分析法（弹性线法）和等值梁法。

多支点排桩围护，为了减少支护桩的弯矩可以设置多层支撑。支撑层数及位置要根据土质、坑深、桩径、支撑结构的材料强度，以及施工要求等因素拟定。目前对多支撑围护结构的计算方法一般有等值梁法（连续梁法）；支撑荷载的1/2 分担法；逐层开挖支撑力不变法；有限元法等。

排桩围护的一般计算方法，包括悬臂式排桩围护、单支点排桩围护、多支点排桩围护的各种计算方法以及杆系有限元法，都适用于地下连续墙的静力计算。同时，还有其他一些方法可以计算，如假定支撑轴力、山肩邦男法和弹性法，以及考虑土与结构作用的有限元法。

（8）地下连续墙：它是利用特制的成槽机械在泥浆（又称稳定浆）护壁的情况下进行开挖，形成一定槽段长度的沟槽；再将地面上制作好的钢筋笼放入槽段内，采用导管法进行水下混凝土浇筑，完成一个单元的墙段，各墙段之间的特定的接头方式相互联结，形成一道连续的地下钢筋混凝土墙。

地下连续墙具有墙体刚度大、整体性好，因而结构和地基变形都较小，既可用于超深围护结构，也可用于主体结构；适用于各种地层；可以减少工程施工时对环境的影响；可进行逆筑法施工。逆筑法施工一般用在城市建筑高层时，周围施工环境比较恶劣，场地四周邻近建筑物、道路和地下管线不能因任何施工原因而遭到破坏，为此，在基坑施工时，通过发挥地下结构本身对坑壁产生支护作用的能力（即利用地下结构自身的桩、柱、梁、板作为支撑，同时可省去内部支撑体系），减少支护结构变形，降低造价并缩短工期的有效方法。

但是，地下连续墙施工法也有不足之处：对废泥浆的处理；槽壁坍塌；地下连续墙如作临时挡土结构，则造价高，不够经济。

1.4.2基坑主要支撑方法、技术类型

深基坑的支护体系由两部分组成，一是围护壁，还有是内支撑或者土层锚杆。作用在挡墙上的水、土压力可以由内支撑有效地传递和平衡，也可以由坑外设置的土锚维持平衡，它们可以减少支护结构位移。

内支撑可以直接平衡两端围护墙上所受到的侧压力，结构简单，受力明确。土锚设置在围护墙的背后，为挖土、结构施工创造了空间，有利于提高施工效率。在软土地区，特别是在建筑密集的城市中，应用比较多的还是支撑。

在深基坑的支护结构中，常用的支撑系统按其材料分可以有钢管支撑、型钢支撑，钢筋混凝土支撑，钢和钢筋混凝土组合支撑等种类；按其受力形式分可以有单跨压杆式支撑，多跨压杆式支撑，双向多跨压杆支撑，水平桁架相结合的支撑，斜撑等类型。

（1）钢支撑

钢支撑便于安装和拆除，材料消耗量小，可以施加预紧力以合理控制基坑变形，钢支撑架设速度较快，有利于缩短工期。但是钢支撑系统的整体刚度较弱，由于要在两个方向上施加预紧力，所以纵横杆之间的联结始终处于铰接状态。

（2）钢筋混凝土支撑

钢筋混凝土支撑结构的整体刚度好，变形小，安全可靠，施工制作时间长于钢支撑，但拆除工作比较繁重，材料回收利用率低，钢筋混凝土支撑因其现场浇筑的可行性和高可靠度而在目前国内被广泛的使用。

（3）土层锚杆

土层锚杆是一种新型的受拉杆件，它的一端与结构物或挡土墙联结，另一端锚固在地基的土层或岩层中，以承受结构物的上托力、拉拔力、倾侧力或挡土墙的土压力、水压力，是利用地层的锚固力维持结构物的稳定。拉锚的优点是在基坑内部施工时，开挖土方与支撑互不干扰，便于施工，施工时噪音和振动均小，锚杆可采用预应力，以控制结构的变形。

锚固方法以钻孔灌浆为主，受拉杆件有粗钢筋、高强钢丝束和钢绞线等不同类型。锚杆支护体系由挡土构筑物，腰粱及托架、锚杆三个部分所组成，以保证施工期间边坡的稳定与安全。

锚杆长度应为锚固段、自由段的长度之和，并应满足下列要求：

（1）锚杆自由段长度按外锚头到潜在滑裂面的长度计算，预应力锚杆自由段长度应不小于5m，且应超过潜在滑裂面1.5m。

（2）锚杆锚固段长度应按规定进行计算，并取其中大值，同时，土层锚杆的锚固段长度不应小于4m，且不宜大于10m；岩石锚杆的锚固段长度不应小于3m，且不宜大于和6.5m 或8m（对预应力锚索）；位于软质岩中的预应力锚索，可根据地区经验确定最大锚固长度。当计算锚固段长度超过上述数值时，应采取改善锚固段岩体质量、改变锚头构造或扩大锚固段直径等技术措施，提高锚固力

1.5 基坑支护选型小结

基坑支护式的合理选择，是基坑支护设计的首要工作，应根据地质条件，周边环境的要求及不同支护形式的特点、造价等综合确定。一般当地质条件较好，周边环境要求较宽松时，可以采用柔性支护，如土钉墙等；当周边环境要求高时，应采用较刚性的支护形式，以控制水平位移，如地下连续墙等。同样，对于支撑的形式，当周边环境要求较高地质条件较差时，采用锚杆容易造成周边土体的扰动并英雄周边的环境的安全，应采用内支撑形式较好；当地质条件特别差，基坑深度较深，周边环境要求较高时，可采用地下连续墙加逆作法这种最强的支形式。基坑支护最重要的是要保证周边环境的安全。

1.6基坑主要止（降）水方法、技术类型

在沿海软土地区，一般地下水位都比较高，当地层中有厚层饱和淤泥质土、

粘质粉土、砂质粉土或粉砂等，基坑开挖时，坑内地下水位必然产生大大低于四

周，周围的地下水向坑内渗流，产生渗透力。为了防止由此产生的渗流破坏，基

坑必须有止（降）水方案。

地下水控制的设计和施工应满足支护结构设计要求应根据场地及周边工程

地质条件水文地质条件和环境条件并结合基坑支护和基础施工方案综合分析确

定，地下水控制方法可分为集水明排、降水、截水、和回灌等型式，单独或组合

使用。

1.6.1 降水

工程降水是基坑工程的一个难点。由于土质和地下水位的条件不同，基坑开

挖的施工方法大不相同。在地下水位以下开挖基坑时，采用降水的作用是：

（1）截住基坑边坡面及基底的渗水；

（2）增加边坡的稳定性，并防止基坑从边坡或基底的土粒流失；

（3）减少板桩和支撑的压力，减少隧道内的空气压力；

（4）改善基坑和填土的砂土特性；

（5）防止基底的隆起和破坏。

降水有各种不同的方法，应视工程性质、开挖深度、土质特性及经济等因素

进行考虑。在选择和设计基坑降水前，必须由甲方提供工程地质勘察资料，建筑

物平面图和立面图，建筑物场地附近房屋平面图等，对于重大工程，设计人员除

掌握相应资料外，必须在设计前到工程现场亲自了解，最好能目测各土层的土样，

对将来降水工程的布置及其与邻近建筑物的影响。

降水方法按降水机理不同，可分为明沟排水和井点降水。明沟排水是在基坑

的周围，有时在基坑中心，设置排水沟，每隔30~40cm 设一个集水井，使地下

水汇流于集水井内，用水泵将水排出基坑外。明沟排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、深井井点、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。

各类井点的使用范围

井点类型	土层渗透系数 （cm#183;s-1）	降低水位深度（m）	适用土层种类
单级轻型 井点	10-3 ~10-6	3~6	粉砂、砂质粉土、粘质粉土、含薄层粉砂层的粉质粘土
多级轻型 井点	10-3~10-6	6~9(由井点级数确定）	粉砂、砂质粉土、粘质粉土、含薄层粉砂层的粉质粘土
喷射井点	10-3	8~20	粉砂。砂质粉土、粘质粉土、粉质粘土、含薄层粉砂层的淤泥质粉质粘土
电渗井点	≤10-6	根据阴极井点确定	淤泥质粉质粘土、淤泥质土
管井井点	≤10-4	3~5	各种砂土、砂质粉土
深井井点	≥10-4	≥5或降低深部地层承压水头	各种砂土、砂质粉土
真空深井 井点	10-3~10-7	≥5	砂质粉土、粘质粉土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土

明沟排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。明沟排水一般适

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。

1.6.2 止水帷幕

采用防水帷幕，用来阻止或限制地下水渗流到基坑中去。采用防水帷幕后，

有时还需要在帷幕内或外面降水。常用的防渗帷幕有以下三种：

(1)水泥土搅拌桩连续搭接的水泥土搅拌桩，是一种最常用的防渗止水结

构。水泥土挡墙可以同时起到挡土和止水作用。在钻孔桩排桩挡土时，可以用水

泥土搅拌桩止水。

⑵地下连续墙地下连续墙一般能达到自防渗，不会产生渗漏情况。地下

连续墙的防渗薄弱点是墙段间的接头部位，在防渗要求较高时，可在墙段接头处

的坑外增设注浆防渗。

(3)水泥和化学灌浆帷幕在透水的土层内，沿基坑喷射水泥化学浆以填充

土的孔隙，灌浆孔一个紧靠以形成连续防水帷幕。

1.6.3 降水时的注意事项

在城市中由于深基坑降水，使邻近建筑物下的水位也降低，若其下是软弱土

层，则将因水位降低而减少土中地下水的浮托力，从而使软弱土层压缩而沉降，

影响邻近建筑物和管线，降水的时候应该注意：（1）井点降水应减缓降水速度，

均匀出水；（2）井点应连续运转，尽量避免间歇和反复抽水；（3）降水场地外侧

设置挡水帷幕，减小降水影响范围；（4）设置回灌井系统。

采用止水帷幕，将坑外地下水位保持原状，仅在坑内降水。目前，采用钻孔

压浆成桩法、地下连续墙、板桩、深层搅拌桩墙等止水结构形式，效果均较好。

其入土深度，取决于土层的透水性，要防止出现管涌、流砂等问题。

当因降水而危及基坑及周边环境安全时，宜采用截水或回灌方法，截水后，

基坑中的水量或水压较大时，宜采用基坑内降水；当基坑底为隔水层且层底作用

有承压水时，应进行坑底突涌验算，必要时可采取水平封底隔渗或钻孔减压措施

保证坑底土稳定。

1.7深基坑开挖与支护工程

深基坑开挖与支护工程程序

为了确保工程的顺利进行和周围建筑物的安全，基坑开挖时的注意事项：

（1）基坑开挖应根据支护结构设计降排水要求确定开挖方案；

（2）基坑边界周围地面应设排水沟且应避免漏水渗水进入；

（3）坑内放坡开挖时应对坡顶坡面坡脚采取降排水措施；

（4）基坑周边严禁超堆荷载；

（5）软土基坑必须分层均衡开挖层高不宜超过1m；

（6）基坑开挖过程中应采取措施防止碰撞支护结构工程桩或扰动基底原状土；

（7）发生异常情况时应立即停止挖土并应立即查清原因和采取措施方能继续挖土；

（8）开挖至坑底标高后坑底应及时满封闭并进行基础工程施工；

（9）地下结构工程施工过程中应及时进行夯实回填土施工。

1.8基坑工程监测

基坑工程监测是基坑工程施工中的一个重要的环节，组织良好的监测能够将施工中各方面信息及时反馈给基坑开挖组织者，根据对信息的分析，可对基坑工程围护体系变形及稳定状态加以评价，并预测进一步挖土施工后将导致的变形及稳定状态的发展。根据预测判定施工对周围环境造成影响的程度，以制定进一步施工策略，实现所谓信息化施工。

现场测试主要项目及测试方法

监 测 项 目	测 试 方 法
地表、围护结构及深层土体分层沉降 地表、围护结构及深层土体水平位移 建（构）筑物的沉降及水平位移 建（构）筑物的裂缝开展情况 建（构）筑物的倾斜测量 孔隙水压力 地下水位 支撑轴力及锚固力 围护结构上土压力	水准仪及分层沉降标 经纬仪及测斜仪 水准仪及经纬仪 观察及测量 经纬仪 孔压传感器 地下水位观察孔 钢筋应力计或应变仪 土压力计

1.9基坑支护研究发展趋势

⑴ 基坑向着大深度、大面积方向发展，周边环境更加复杂，深基坑开挖与支护的难度愈来愈大。因此，从工期和造价的角度看两墙合一的逆作法将是今后发展的主要方向。但逆作法施工受桩承载力的限制很大，采用逆作法时不能采用一桩一柱，而是一柱多桩，增加了成本和施工难度。如何提高单桩承载力，降低沉降，减少中柱桩，达到一柱一桩，使上部结构施工速度可以放开限制，从而加快进度，缩短工期，这将成为今后的研究方向。

⑵ 土钉支护方案的大量实施，使得喷射混凝土技术得以充分使用和发展。为减少喷射混凝土的回弹量以及保护环境的需要，湿式喷射混凝土将逐步取代干式喷射混凝土。

⑶ 目前，在有支护的深基坑工程中，基坑开挖多以人工为主，效率不高，今后必须大力研究开发小型、灵活、专用的地下挖土机械，以提高工效，加快施工进度，减少时间效应的影响。

⑷ 为了减少基坑变形，通过施加预应力的方法控制变形将逐步被推广，另外采用身材搅拌或注浆技术对基坑底部或被动区上土体进行加固，也将成为控制变形的有效手段被推广。

⑸ 为减少基坑工程带来的环境效应（如因降水引起的地面附加沉降），或出于保护地下水资源的需要，有时基坑采用帷幕形式进行支护。除地下连续墙外，一般采用旋喷桩或深层搅拌桩等工法构筑成止水帷幕。目前，有将水利工程中的防渗墙的工法引入到基坑工程中的趋势。

⑹ 在软土地区，为避免基坑底部隆起，造成支护结构水平位移加大和邻近建（构）筑物下沉，可采用深层搅拌桩或注浆技术对基坑底部上体进行加固，即提高支护结构被动区上体强度的方法。

参考文献

[1] JGJ120-99 建筑基坑支护技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,1999

[2] GB50007-2002 建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002

[3] GB50021-2001 岩土工程勘察规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2001

[4] GB50011-2001 建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2001

[5] GB50202-2002 建筑地基与基础工程施工质量验收规范[S].北京:中国建筑

工业出版社,2002

[6] GB50009-2001 建筑结构荷载规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2001

[7] JGJ94-2008 建筑桩基技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2008

[8] GB 50497-2009 建筑基坑工程监测技术规范[S].北京:中国建筑工业出版

社,2009

[9] GB10-89 混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002

[10] JGJ120-99 建筑基坑支护技术规范

[11] DB32/112-95 南京地区地基基础设计规范,1995

[12] 候学渊,刘建航.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1997

[13] 岩土工程手册 中国建筑工业出版社，1994

[14] 刘正峰主编，地基与基础工程新技术。北京：海潮出版社，2000

[15] 陈国兴,樊良本,等.基础工程学[M].北京:中国水利水电出版社,2002

[16]连续墙与土体接触特性对深基坑变形分析的影响--《上海交通大学学报》2006年12期? 上海交通大学土木工程系 上海200030

[17] 深基坑支护结构上土压力研究及新进展 汤连生, 中山大学地球科学系,岩土工程研究所(广州); 杜赢中, 中山大学地球科学系,岩土工程研究所(广州); 王洋, 中国矿业大学北京校区,力学与建筑工程学院(北京)

[18]Nagaraj, T. S., and Miura, N. （2001）. Soft clay behaviour, Balkema, The Netherlands.

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告

2.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）

2.1 工程概况

工程项目：城南花苑（北区）

城南花苑（北区）由靖江市经济开发区城南园区投资兴建。该工程共建六幢公寓楼、三幢商业用房及一幢老年活动中心。并在公寓楼之间设独立地下室车库一层。地下室为钢筋混凝土结构，埋深约4.0米；高层公寓楼为为钢筋混凝土剪力墙结构，商业用房及老年活动中心为框架结构。

拟建场地位于靖江市城南园区，六圩港东侧，东桥路南侧，四院西侧，江阴园区法庭北侧。拟建工程重要性等级为二级，场地复杂程度与地基复杂程度等级均为二级。按《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)第3.1条规定，岩土工程勘察等级为乙级；按《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）表3.0.1规定，地基基础设计等级主楼为甲级、北辅楼为乙级；按《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）表3.1.2规定，建筑桩基设计等级主楼为甲级、北辅楼为乙类。按《建筑工程抗震设防分类标准（GB50223-2008）规定，抗震设防类别为标准设防类（简称丙类）。

拟建建筑物概况见表2.1-1。

拟 建 建 筑 物 概 况 表

表2.1-1

工程 项目	长#215;宽(m)	建筑 高度	层 数	结构 类型	建筑 面积	拟采用 基础形式
公寓楼 （1～4#）	59.6#215;16.7	46.4m	15F 1	框剪结构	87558m2	桩基
公寓楼 （5～6#）	59.6#215;16.7	34.8m	11F 1	框剪结构	桩基
7、8、9#楼 商业及物管	27.2、39.7、39.9#215;10.0	7.5～11.0m	2～3F	框架结构	桩基
10#楼老年 活动中心	30.5#215;10.0	7.5～11.0m	2～3F	框架结构	桩基
地下室	151.0#215;46.0 151.0#215;28.2	4.0m	-1F	钢筋混凝土结构	11204m2	桩基

各建筑物抗震设防类别及勘察等级见表2.1-2。

工程 项目	建筑抗震 设防类别	工程重要性等级	场区复杂程度等级	地基复杂程度等级	岩土工程勘察等级	地基基础设计等级
公寓楼	丙类	二级	二级	二级	乙级	乙级
商业用房及物管	丙类	三级	二级	二级	乙级	丙级
老年活动中心	丙类	三级	二级	二级	乙级	丙级
地下室	丙类	三级	二级	二级	乙级	丙级

2 场地工程地质条件

2.1区域地质条件及环境地质条件

拟建场地处于扬子地层东北部，地层发育较齐全，中元古界海州群、张八岭群为区域变质岩系，构成扬子准地台基震旦系-三叠系不整合覆盖，以海相沉积为主，各系、组间成假整合或整合接触；侏罗系以陆相碎屑和中酸性火山岩为主，假整合在三叠系层位上；白垩系为内陆盆地，红色碎屑岩为主，局部夹中性、碱性火山岩不整合在白垩系上；第四系以三角洲相冲积为主，属长江三角洲流域，勘探揭示深度范围内属第四纪全新统。场地附近无全新世活动断裂构造，处于相对稳定的构造断块中。

场地周边未发现有污染源，且场地地势平坦，无影响工程稳定性的环境地质条件。

2.2地形、地貌

该场地位于靖江市城南园区，六圩港东侧，东桥路南侧，四院西侧，江阴园区法庭北侧。场地地形较平坦，勘探点标高在3.63～2.21m之间（黄海高程系），地面最大高差1.42m左右。

场地地貌单元为长江三角洲冲积平原，地貌单一。

2.3地基土构成及分布特征

根据野外钻探鉴别、现场原位测试及室内土工试验成果综合分析评价，将钻探揭露深度内各土层自上而下分述如下：

①层素填土：灰黄色，松散状态，主要以稍密状的粉砂及粉土为主。密实度不均匀，结构松散。层厚：0.80～2.30m。

②层淤泥质粉质粘土：暗黄色，1.50米向下渐变灰色，流塑，有光泽，无摇震反应，干强度和韧性中等；该土层压缩性低，场地普遍分布，层顶埋深：0.80～2.30m，层厚：3.5～6.3m。

③层淤泥质粉质粘土夹薄层粉砂：灰色，流塑状态，切面稍有光泽，稍有摇震反应，干强度和韧性中等,夹粉砂处呈松散状，该土层压缩性高，场地普遍分布，层顶埋深：4.7～7.5m，层厚：1.10～4.30m。

④层粉砂夹粉土：灰色，稍密，饱和，砂质不纯，颗粒分布不均匀，夹粉土处呈稍密状，摇震反应迅速，干强度低，含云母片、腐殖质，该土层压缩性中等，场地普遍分布，层顶埋深：7.4～10.30m，层厚：2.60～7.20m。

⑤层细砂：夹粉砂，灰色，饱和，中密，局部密实，砂质纯，颗粒分布均匀，含云母片、腐殖质及贝壳碎屑，该土层压缩性中等偏低，场地普遍分布，层顶埋深：11.10～15.50m，层厚：4.00～7.80m。

⑥层粉土粉砂：局部夹淤泥质粉质粘土，灰色，稍密，很湿，切面无光泽，摇震反应中等，干强度和韧性低，含少量腐殖质，夹有粉砂处呈稍密状；该土层压缩性中等，场地普遍分布。层顶埋深：18.7～20.90m，层厚：4.90～8.30m。

⑦层粉砂夹粉土：灰色，稍密，饱和，含云母片、腐殖质及贝壳碎屑，夹粉土处呈稍密，该土层压缩性中等，场地普遍分布。层顶埋深24.50～29.0m，层厚：0.7～3.8m。

⑧-1层粉质粘土：灰绿色，可塑，局部软塑，无摇振反应，切面有光泽，干强度及韧性中等，该土层属中等压缩性，场地普遍分布。层顶埋深：26.6～30.5m，层厚：1.5～5.7m。

⑧-2层粉质粘土夹薄层粉砂：暗黄色，可塑，切面有光泽，干强度及韧性中等；夹薄层粉砂处为中密，饱和状，该土层压缩性中等，场地普遍分布。层顶埋深：29.1～33.3m，层厚：1.9～5.9m。

⑨层粉砂夹粉质粘土：黄褐色，中密，饱和，砂质不纯，含云母片；局部夹粉质粘土处呈可塑状，该土层压缩性中等，场地局部缺失。层顶埋深：34.1～36.6m，层厚：1.0～3.6m。

⑩层细砂：青灰色，饱和，中～密实，砂质纯，颗粒级配良好，局部夹中砂及小砾石，含云母及贝壳；该土层属中低压缩性土，上部夹微薄层粉质粘土，场地普遍分布。层顶埋深36.1～39.1m，未揭穿。

2.4气象及场地水文地质条件

2.4.1气象资料

拟建区属亚热带湿润季风气候。气候的特点是：季风显著，四季分明，雨量集中，雨热同季，冬冷夏热，春温多变，秋高气爽；光能充足，热量富裕。年平均温度14.7℃，极端最高气温41.0℃(1988年)，极端最低温度-23.4℃(1969年)。靖江地区40年年平均降雨量1051.70mm， 最大年降雨量1449.4mm，年平均蒸发量1200mm以上。夏季受热带气流的控制，形成多雨、高温的天气形势，雨水多集中在7～9月份，占全年降水量的50%左右，冬季干旱少雨，气候适中。

2.4.2水文地质条件

拟建场地在勘察深度范围内地下水类型主要为浅部孔隙潜水及深部弱承压水，浅部孔隙潜水主要赋存于①层土中，补给主要为大气降水和地表径流，排泄方式主要为自然蒸发。地下水位呈季节性周期变化。下部有两层弱承压水，第一层赋存于④、⑤、⑥、⑦层土层中，第二层赋存于⑨层及⑨层以下土层中，根据水文钻孔（位于C21孔边）中水位观测，④层中承压水头标高约0.73m，埋深2.50m左右。由于基坑开挖深度在4.0m左右，而④层顶面在7.4～10.3m之间，该层承压水对本工程基坑开挖有一定影响。第二层承压水埋深较大对本工程基坑开挖无影响。地下水位量测情况见下表：

水 初 见 水 位 情 况

数据 个数	初见水位埋深（米）	初见水位标高（米）
最小值	最大值	平均值	最小值	最大值	平均值
22	0.6	1.9	1.25	1.55	1.65	1.60

表2.4-1

潜 水 稳 定 水 位 情 况

表2.4-2

数据 个数	稳定水位埋深（米）	稳定水位标高（米）
最小值	最大值	平均值	最小值	最大值	平均值
22	0.4	1.8	1.1	1.75	1.85	1.80

根据区域资料，场地历史最高水位与自然地面接近，近3～5年内最高水位标高在黄海高程3.00m左右，最低水位标高在黄海高程1.40m左右。地下水位年变化幅度约为1.40～3.00m，呈冬季向夏季渐变高的趋势。

拟建区上部属湿润区含水量w≥30％的弱透水土层，根据《岩土工程勘察规范》GB50021#8212;200l附录G判定场地环境类型为II类。

2.4.3地下水腐蚀性分析评价

J6、J43二个钻孔的水质分析结果见下表（表3.3-1）。根据水质分析结果，场区地下水属HCO3#183;SO4-Ca#183;Na＋K型水。按《岩土工程勘察规范》12.2腐蚀性评价，判定地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

水 腐 蚀 性 分 析 成 果 表 表2.4-3

	pH	Ca2	Mg2	Na K	Cl-	SO42-	HCO3-	游离CO2	侵蚀性CO2	总矿 化度
mg/l
J6	6.8	135.2	24	2.4	28.4	53	423	44.0	0.0	455.7
J43	6.8	104.7	21	4.8	34.3	62	298	38.6	0.0	376.7

根据场地地下水质分析报告按《岩土工程勘察规范》判定地下水对混凝土结构具有微腐蚀性，在长期浸水或干湿交替作用下该场地地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。场地四周无污染源，地下水埋深小于1.5米，根据类似工程经验，当地下水对混凝土结构具有微腐蚀性时，地基土对混凝土结构亦具有微腐蚀性。

综合判定：该场地地下水和土对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。

2.4.4 室内土工试验指标

（1）土层主要物理力学指标平均值统计表（表2.4-4）

指 标 层 号	W %	γ kN/m3	e	IP	IL	a1-2 MPa－1	ES MPa
①	28.6	18.4	0.845	10	0.78	0.19	10.22
②	38.1	17.8	1.072	12.1	1.34	0.58	4.15
③	37.3	17.8	1.057	12.1	1.37	0.53	4.38
④	31.6	18.1	0.923			0.23	8.75
⑤	27.9	18.5	0.822			0.14	13.52
⑥	32.4	17.9	0.959	10.1	1.24	0.29	7.25
⑦	31.1	18.0	0.930			0.27	7.72
⑧-1	27.9	18.8	0.813	11.5	0.53	0.30	6.40
⑧-2	25.3	19.4	0.715	11.3	0.31	0.17	11.18
⑨	24.9	19.2	0.715			0.14	14.10
⑩	26.5	18.8	0.779			0.12	15.33

（2）各土层地基承载力 （表2.4-5）

层 号	按土工试验 fak(kPa)	按公式计算 fak(kPa)	按标验 fak(kPa)	按单桥静探fak(kPa)	按双桥静探fak(kPa)	综合建议值 fak(kPa)
②	105	74	80	65	66	70
③	84	63	92	102	106	80
④	164	102	112	152	173	130
⑤	391	204	177	223	242	200
⑥	160	101	151	143	150	115
⑦	139	93	120		158	130
⑧-1	160	155	156		167	160
⑧-2	136	160	214		241	170
⑨	170	120	160		187	165
⑩	418	223	236		353	230

2.5 拟采用的研究方案

综合分析本工程的地理位置、土质条件、基坑开挖深度及周围环境的影响，有以下的特点：

（1）场地工程地质条件简单，无不良地质作用，场地稳定性好；

（2）基坑开挖深度范围内的土层的工程性较差；

（3）基坑周围的环境条件较复杂，场地地基复杂程度为二级；

（4）开挖深度在现地面下3.40-4.50m，属于二级基坑；

（5）地下水位较高，施工期间需要降水和止水。

根据以上工程特点，拟采用进采用钻孔灌注桩作为挡土结构、深层水泥搅拌桩为止水帷幕及结合三道钢管内支撑的支护体式，并采用轻型井点降水。

2.6桩基类型

根据地基土层分布特点及上部荷载情况，可选的桩型为混凝土预应力管桩或钻孔灌注桩。

钻孔灌注桩可钻穿密实度较大的砂层，进入预定深度，桩径、桩长不受限止，单桩承载力较高，缺点是孔底沉渣难以控制，桩基后期沉降较大，施工时对泥浆循环系统尤其是泥浆排放的管理要求严格，且造价相对较高。

预制桩的特点是施工工期短，桩身质量及单桩承载能力能得到保证，造价相对于灌注桩略有降低。但沉桩过程中遇到较为密实的砂土，则沉桩较为困难，不易到达预定设计深度，另外，如果持力层层面有一定起伏时，桩长也难以准确控制。场地上部分布有较厚的饱和、高压缩性的软土，孔隙水压力消散缓慢，施工时会产生挤土效应。但施工时采取一定措施后，上述困难和缺点均可以克服。

鉴于以上的分析，在单桩承载力满足设计要求的前提下，高层建筑建议优先选择Φ500预应力管桩；商业用房和老年活动中心建议优先选择Φ400预应力管桩，地下室建议选择400#215;400预制实心方桩或钻孔灌注桩。

2.7 计算步骤

（1）土压力

水土分算（无粘性土）

主动土压力：ea=γ'Htansup2;（45#176;-φ#8217;/2)-2c'tansup2;（45#176;-φ#8217;/2） γwH

被动土压力：ep=γ'Htansup2;（45#176;-φ#8217;/2) 2c'tansup2;（45#176; φ#8217;/2） γwH

注：γ '#8212;#8212;土的有效重度； w γ #8212;#8212;水的重度

水土合算（粘性土）

主动土压力：ea=γsatHtansup2;（45#176;-φ/2)-2ctansup2;（45#176;-φ/2）

被动土压力：ep=γsatHtansup2;（45#176; φ/2) 2ctansup2;（45#176; φ/2）

（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。根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99 4.1 条计算。

首先，根据等值梁法计算弯矩为零点的位置，令坑底面以下支护结构设定弯

矩零点位置至坑底距离为hc1，hc1 按下式确定：ealk=eplk

单支点支护结构支点力计算简图 单支点支护结构嵌固深度计算简图

根据静力平衡，支点力按下式确定：

Tcl=（halΣEac-hplΣEpc）/(hT1 hc1)

式中:ea1k#8212;#8212;水平荷载标准值；

ep1k#8212;#8212;水平抗力标准值；

ΣEac#8212;#8212;弯矩零点位置以上基坑外侧各土层水平荷载标准值的合力之和；

ha1#8212;#8212;合力ΣEac 作用点至设定弯矩零点的距离；

ΣEpc#8212;#8212;弯矩零点位置以上基坑内侧各土层水平抗力标准值的合力之和；

hp1#8212;#8212;合力ΣEpc 作用点至设定弯矩零点的距离；

hT1#8212;#8212;支点至基坑底面的距离；

hc1#8212;#8212;基坑底面至设定弯矩零点位置的距离。

根据抗倾覆稳定条件，并令抗倾覆稳定安全系数为1.2，考虑基坑重要性系

数γo，嵌固深度设计值hd 应满足下式：

h pΣEpi Tc1 (hT1 h d)#8722;1.2γ0 haΣE ai≥ 0

根据静力平衡计算截面弯矩与剪力，图2.1，设结构上某截面满足以下条件：

halΣac = hp1Σpc (hc1 hT1 )

则该截面上的剪力即为最大剪力，其值为：

Vc=Σac-(Σp Tc1 )

同样假设结构上某截面hc1 满足以下条件：

Σac=Σp Tc1

则该截面上的弯矩即最大弯矩，其值为：

Mc=halΣac-(hplΣpc (hc1 hT1 )Tcl)

在计算得到截面最大弯矩Mc 和最大剪力Vc 的计算值后，按下列公式计算支

点力设计值Td、弯矩设计值M 和剪力设计值V：

Td=1.25γ#183;cl

M=1.25γ#183;c

V=1.25γ#183;c

由设计值即可进行截面承载力计算。

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h0 宜按整体稳定条件采用圆弧滑

动简单条分法确定：

Σcikli Σ(q0bi ωi）cosθitanφik-γkΣ（q0bi ωi）sinθi≥0

式中：cik、φik#8212;#8212;最危险滑动面上第i 土条滑动面上土的固结不排水（快）剪粘

聚力、内摩擦角标准值；

li#8212;#8212;第i 土条的弧长；

bi#8212;#8212;第i 土条的宽度；

γk#8212;#8212;整体稳定分项系数，应根据经验确定，当无经验时可取1.3；

ωi#8212;#8212;作用于滑裂面上第i 土条的重量，按上覆土层的天然重度计算；

θi#8212;#8212;第i 土条弧线中点切线与水平线夹角。

当嵌固深度下部存在软弱土层时，尚应继续验算下卧层整体稳定性。

对于均质粘性土及地下水位以上的粉土或砂类土，嵌固深度h0 按下式确定：

ho=n0h

式中：n0#8212;#8212;嵌固深度系数，当γk 取1.3 时，可根据三轴试验（当有可靠经验时，

可采用直剪试验）确定的土层固结不排水（快）剪内摩擦角φk 及粘

聚力系数δ查表（《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99 表A.0.2）；

粘聚力系数δ应按下式确定：

δ=ck/rh

式中：γ#8212;.土的天然重度。

嵌固深度设计值可按下式确定：

hd=1.1ho

当按上述方法确定的悬臂式及单支点支护结构嵌固深度设计值得hdlt;0.3h

时，宜取hd=0.3h；多支点支护结构嵌固深度设计值小于0.2h 时，宜取hd=0.2h。

当基坑底为碎石土及砂土、基坑内排水且作用有渗透水压力时，侧向截水的

排桩、地下连续墙除应满足上述规定外，嵌固深度尚应满足公式：

Hdgt; 1.2γo (h- hwa )

式中：hwa#8212;#8212;坑外地下水位

（3）桩的配筋计算

根据计算得到的支点力设计值Td、弯矩设计值M 和剪力设计值V,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

（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：

Ks=(γDNq cNc)/[γ(H D) q]≥1.2

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：

Kp=Mp/Ma≥1.2

式中：Mp#8212;#8212;被动土压力及支点力对桩底的弯矩；

Ma#8212;#8212;主动土压力对桩底的弯矩。

3 抗管涌验算（附图)

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：

1.5γoh'γw≤(h' 2D)γ'

式中：γ0#8212;#8212;侧壁重要性系数；

γ'#8212;#8212;土的有效重度；

γw#8212;#8212;水的重度；

h'#8212;#8212;地下水位至基坑底的距离；

D#8212;#8212;桩（墙）入土深度。

管涌验算简图

（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

1.0#215;10-6cm/s。

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：

l=0.2hw-0.5b

式中：l#8212;#8212;帷幕插入不透水层的深度；

hw#8212;#8212;作用水头；

b#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：

hd≥1.2γo（h-hwa）

式中：hwa#8212;#8212;坑外地下水位；

h#8212;#8212;基坑深度。

则桩长L 可以按下式计算：

L=l x 或者L=h hd

式中：x#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

1 围檩设计

1）计算

围檩初拟采用H型钢，由于八字撑与支撑及围檩连接的整体性不易做好，故围檩的计算跨度取相邻支撑与八字撑间距的平均值：

l=4

围檩最大弯矩：

围檩最大剪力：

初拟选用，

工字钢

其相关参数查表：《钢结构》P323

2）验算

钢，查《钢结构》P322附表1.1有：

强度设计值：抗弯，压，拉

抗剪

满足要求

2 支撑设计

本基坑按照国内通常做法，拟采用钢管，同时根据《建筑基坑技术设计规范》YB9258-97对支撑的相关规定，合理布置支撑，如图示，其计算跨度为安全起见，取较长的为准，即取，钢管壁厚，

每根支撑的最大轴力为（支撑的水平距离为4m）：

则：钢管支撑的应力：

满足

稳定系数（一般为0.6~0.9之间，此处取0.867）

支撑的最大轴力：

3 立柱设计

本基坑格构柱基础拟采用桩基，且分布均匀，故本基坑的所有立柱都利用现成的工程桩，其稳定性不必验算。

（9）降水设计

1 基坑涌水量计算

1）均质含水层潜水完整井

a.基坑远离边界时

式中Q#8212;#8212;基坑涌水量；

k#8212;#8212;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；

ro#8212;#8212;基坑等效半径。

b.岸边降水时

c.当基坑位于两个地表水之间或位于补给区与排泄区之间时

d.当基坑靠近隔水边界

2）均质含水层潜水非完整井基坑涌水量计算

a.基坑远离边界时

b.近河基坑降水，含水层厚度不大时

c.近河基坑降水，含水层厚度很大时

3）均质含水层承压水完整井涌水量

a.当基坑远离边界时

式中M#8212;#8212;承压含水层厚度

b.当基坑位于河岸边时

c.当基坑位于两个地表水之间或位于补给区与排泄区之间时

4）均质含水层承压水非完整井基坑涌水量计算

a. 均质含水层承压~潜水非完整井基坑涌水量计算

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：

式中A#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：

承压含水层：

式中R#8212;#8212;降水影响半径（m）；

S#8212;#8212;基坑水位降深（m）；

k#8212;#8212;渗透系数（m/d）；

H#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：

式中Q#8212;#8212;基坑涌水量

Q#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36~60msup3;/d 确定；

2）真空喷射井点出水量可按下表确定

3）管井的出水量q（msup3;/d）可按下列经验公式确定：

式中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。

群井抽水时，各井点单井过滤器进水部分长度，可按下式验算：

y0 gt; l

单井井管进水长度yo，可按下列规定计算：

1）潜水完整井：

R0=r0 R

式中r 0#8212;#8212;圆形基坑半径；

rw#8212;#8212;管井半径；

H#8212;#8212;潜水含水层厚度；

R0#8212;#8212;基坑等效半径与降水井影响半径之和；

R#8212;#8212;降水井影响半径。

2）承压完整井：

式中H'#8212;#8212;承压水位至该承压含水层底板的距离；

M#8212;#8212;承压含水层厚度。

当过滤器工作部分长度小于2/3 含水层厚度时应采用非完整井公式计算。若

不满足上式条件，应调整井点数量和井点间距，再进行验算。当井距足够小不能

满足要求时应考虑基坑内布井。

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：

b.承压完整井稳定流：

式中S#8212;#8212;在基坑中心处或各井点中心处地下水位降深；

r1r2r3r4#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。

2.8 出图

1.计算断面土压力分布图（两个断面，两张）

2.基坑支护结构平面图1张

3.支护结构剖面图1-2张

4.圈梁配筋详图1-2张

5.钻孔灌注桩截面图一张

6.立柱大样图一张

7.基坑监测平面图一张

8.基坑支护总说明1张