南京腾业生命科技楼深基坑（一、二层地下室）支护设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文献综述

进入新世纪以来，随着经济与科技的高速发展。城市高层建筑逐渐增多，发展特点是：高度增大，基础埋置深度加深，平面布置复杂，与周边临近建筑物的关系越来越紧密；地下空间的开发不断加大，使得基坑开挖不断的加深加大，对基坑支护的技术及安全性提出了更高的要求，在近些年来发展了很基坑支护形式，如：钻孔灌注桩，地下连续墙，深层搅拌止水桩，加筋水泥挡土墙和土钉等，计算理论也有了很大的进步。内部支撑结构也从以前的钢支撑渐渐发展到了钢筋混凝土支撑。支撑的形式也有了多种：对撑，角撑，桁架支撑等。而且在施工技术也较之以前有了很大的进步，如：逆作法，地下连续墙中的两墙合一等新兴施工技术，不仅提高了施工的安全性，同时也加快了施工进程、降低施工费用等。由此可见，基坑支护技术在如今社会越来越受到重视，也是一个需要不断研究、创新的技术。

基坑支护体系，是一个比较复杂体系，经常采用的围护墙、支撑（或土层锚杆）、围檩、防渗帷幕等结构体系都总称为支护结构[1]。一般基坑支护设计中，常有以下几个方面：

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

2.1工程概况

南京东山国际企业研发园管理委员会拟在南京市江宁区万象路以西、天安路以南、科创路以东、文靖路以北建南京腾亚生物科技有限公司研发总部，规划用地面积13185.05平方米，总建筑面积50406.925平方米，该项目由三幢研发大楼和地下车库组成。

本工程拟建建筑物概况如下:

2.2工程地质情况

2.2.1地形地貌

拟建场地位于南京市江宁区万象路以西、天安路以南、科创路以东、文靖路以北，钻探时场地为空地，局部有堆土，拟建场地地势较平坦，现场地标高8.97～10.90m，孔口最大高差为1.93m。

2.2.2地基土构成及物理力学性质

经钻探揭露、原位测试并结合室内土工试验、成果综合分析，场区岩土层自上而下可分为如下几层：

①层素填土：灰黄色，可～软塑状态，土质不均匀，主要成份为粉质粘土，夹有少量的碎砖石屑，填积时间约15年左右，分布不均。层厚1.30～4.10m，层底埋深1.30～4.10m。

②-1层粉质粘土～粘土：黄褐色、灰黄色，可塑状态为主，局部软塑，含较多铁锰质氧化斑纹，无摇振反应，中偏高压缩性，稍有光泽，干强度较高，韧性较高。场区部分地段分布。该层层厚0.30～4.60m，层底埋深3.20～6.50m。

②-2层粉土：土黄色，湿～很湿，稍～中密状态，主要矿物成分为石英、长石、云母，夹粉质粘土，中等压缩性，干强度低，韧性低。该层层厚1.20～3.90m，层底埋深5.50～8.30m。

②-3层粉质粘土：灰色，软塑状态为主，局部流塑，无摇振反应，中偏高压缩性，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。场区部分地段分布。该层层厚1.30～9.70m，层底埋深5.70～16.30m。

③层粉质粘土：黄褐色，可塑状态为主，局部硬塑，含较多铁锰质结核，土切面稍有光泽，干强度中等，韧性中等，中压缩性，土质较均匀，厚度变化较大。层厚0.70～6.80m，层底埋深6.70～14.80m。

⑤-1层强风化泥岩：土黄色，组织结构大部分破坏，风化剧烈，上部呈土状，向下渐变为碎块状、块状，麻花钻不易钻进，芯块手可捏碎，遇水易软化。属极软岩，岩体破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。层厚1.00～3.30m，层底埋深7.40～17.30m。

⑤-2层中风化泥岩：土黄色，组织结构部分破坏，主要矿物成份为长石及粘土矿物，岩体较完整，RQD约80%，岩块锤击易碎，锤击声哑，属极软岩，局部为泥质砂岩，属极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。岩块天然单轴抗压强度标准值为0.629MPa。该层未钻穿。

2.2.3水文地质条件

南京属亚热带湿润气候，温暖宜人，四季分明，雨量充沛。年平均气温15.4,年均降水量1106毫米。

地表水：拟建场地及周边未发现地表水存在。

地下水位埋深情况：野外勘探时间为2013年6月10日至2013年6月18日进行，勘探期间多降雨。勘探期间测得孔隙潜水初见地下水位埋深1.00～2.60m，稳定地下水位埋深1.20～2.80m，其相应标高7.77～8.10m，地下水主要由大气降水及地表水补给，场地地形起伏较大，地下水排泄方式主要以自然蒸发及侧向迳流为主，受地形影响明显，地下水年变幅1.0～2.0m。

按不利组合考虑，建议设计基准期内年平均最高水位按拟建建筑室外地坪以下0.50m计算。抗浮水位可取拟建地下车库室外地坪以下0.50m。

2.2.4土质参数

根据《南京腾亚生物科技有限公司研发总部工程岩土工程勘察报告》（勘察编号：20132107）各土层基坑开挖及基坑支护的土层相关参数如下：

2.3设计的主要内容

基坑工程支护设计是一个综合性很强的基坑开挖支护包括支护结构、支撑（或锚固）系统、土体开挖、土体加固、地下水控制、工程检测、环境保设计等，设计过程中需要注意很多方面，本次设计中包括以下内容：

1.支护方案的选择

基坑支护方法多种多样，它应当是符合国家的经济技术方针、政策、规范及条例，技术先进，安全可靠，造价经济，施工方便的支护形式。

2.土压力的计算

土压力计算包括对土体的主动土压力、被动土压力进行计算。同时还要根据土层情况分析水土分算、与水土合算的问题

3.支护结构的计算

基坑支护形式应满足剪力和弯矩要求。计算包括内力计算，弯矩计算，和配筋计算，嵌固深度计算等。

4.基坑稳定性验算

包括基坑整体稳定性计算、基坑坑底抗隆起稳定性分析、基坑抗倾覆验算、基坑抗管涌验算、基坑突涌稳定性分析计算。

5.降止水设计

由于场地中存在地下水，考虑为了确保施工安全，一方面要进行降水，另一方面也要打止水桩，防止水进入基坑

6.监测方案的设计

主要包括内力监测和变形监测两大方面的监测。

2.4研究思路与方法

4.4.1基坑支护的方案

南京腾业生命科技楼，拟建三幢科技大楼，一幢14层（局部3层）高，两幢12层高，工程有两层（部分一层）地下车库，基坑开挖面积约为13185.05平方米，基坑开挖深度约为6.6m~11.9m左右，基坑周围环境较为复杂，基坑安全等级为一级。考虑到场地土层内⑤-2层为中风化泥岩，岩体较为完整，强度较高，是合适的持力层，工程拟采用钻孔灌注桩方案，考虑将⑤-2层作为桩端持力层，基坑内部再设置两道内支撑。

由于场地地下水埋藏比较浅，含水量较大，针对这一现象，采用深层搅拌桩止水，再加上含水层的透水性较好，拟采用管井进行降水

4.4.2计算理论和方法

拟垂直开挖、钻孔灌注桩加两道钢筋混凝土支撑、采用深层搅拌桩止水，利用管井井点降水。

（1）土压力计算

计算拟采用朗肯主动土压力的计算方式，墙后采用主动土压力，墙前被动土压力。

主动土压力：e=γZKai-2C√Kai

被动土压力：e=γZKai 2C√Kpi

在本次设计中，地下水位深度约1.2m-2.8m.地下水位以下的土层是粉土和粉质粘土，渗透性较，因此拟采用水土分算的方法。

（2）支护结构计算：

本设计支护结构是多点支护，其嵌固深度应根据整体稳定采用圆弧滑动条分法来计算嵌固深度。

拟采用弹性支点法或极限平衡法来计算支护结构内力、弯矩、剪力等

根据计算得到的剪力设计值V,弯矩设计值M等，计算截面承载力，进行桩配筋计算。

（3）基坑稳定性验算

根据极限平衡法对边坡整体稳定性和基坑坑底隆起稳定性进行分析；基坑抗倾覆则根据力矩平衡来进行分析；根据基坑渗流的水力梯度不应超过临界水力梯度的原理对基坑渗流稳定性进行分析；基坑突涌稳定性分析多是从压力平衡的角度分析而得出得结论。

（4）基坑降水止水设计

降水设计：应根据基坑底面上覆土压力承压含水层作用在顶板上的水头压力相平衡的原理进行基坑降水设计，进行该工程管井降水设计。

止水桩长：深搅桩止水结构，利用抗渗验算计算嵌入深度，嵌入深度的计算采用采用如下公式：hd≥1.2γ0(h-hwa)

其中：hwa坑外降水深度

h基坑深度

则桩长L的计算如下式：

L=h hd

4.4.3监测方案设计

利用水准仪、经纬仪进行各种监测、观察。水准仪用于测量标高、沉降等内容，经纬仪用于测量水平位移，其内容包括以下几个方面：

①沿基坑周边设置水平位移监测点；

②在基坑周边道路、建筑物上设置沉降监测点；

③在基坑周边设置测斜管监测深层水平位移；

④支撑轴力监测；

⑤桩身应力监测。