1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）
文 献 综 述
随着城市的建设基坑支护技术的不断发展，对于不同的工程环境及条件，采用何种支护形式至关重要，把是否能保证基坑及周围环境的安全及工程造价作为判断一个支护设计方案是否合理的标准。若选择合理，就可以做到基坑以及整个建筑物的安全可靠，并能带来可观的经济与社会效益。
基坑工程是指建筑物基础工程或其他地下工程施工中进行的基坑开挖、降水、支护和土体加固以及监测等综合性工程。是一个综合性的岩土工程问题，既涉及土力学中典型的强度、稳定与变形问题，又涉及土与支护结构共同作用以及工程、水文地质等问题，同时还与计算涉及、测试技术、施工设备和技术等密切相关。
1.1 基坑支护的原则及依据
基坑支护的基本原则：1）在满足支护机构本身强度、稳定性和变形要求的同时，确保周围环境的安全；2）在保证安全可靠的前提下，设计方案应有较好的技术经济和环境效益；3）为基坑支护工程施工和基础施工提供个最大限度的施工便利并保证施工安全和工期。
基坑支护的依据：1）国家及地区的有关规范及规程；2）场地岩土工程地质勘察资料；3）周围环境资料；4）主体结构的设计资料；5）施工条件。
1.2 基坑主要支护技术类型
基坑工程中采用的围护墙、支撑（或土层锚杆）、围檩、防渗帷幕等结构体系总称为支护结构。基本类型及适用条件如下：
1.2.1 放坡开挖及简易支护
放坡开挖是指选择合理的坡比进行开挖。适用于地基土质较好，开挖深度不大以及施工现场有足够放坡场所的工程。放坡开挖施工简便、费用低，但挖土及回填土方量大，有时为增加边坡稳定和减少土方量，采用简易支护。
1.2.2 悬臂式支护结构
悬臂式支护结构是指不带内撑和拉锚的板桩墙、排桩墙和地下连续墙支护结构。悬臂式支护结构依靠足够的入土深度和结构的抗弯能力来维持坑壁稳定和结构的安全。但对开挖深度很敏感，易产生较大的变形，只适用于土质较好、开挖深度较浅的基坑工程。
1.2.3 水泥土桩墙支护结构
利用水泥作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械在地下深部将水泥和土体强制拌合，便可形成具有一定强度和遇水稳定的水泥土桩。适合软土地区的基坑支护。
1.2.4 内撑式支护结构
内撑式支护结构由支护桩或墙和内支撑组成。支护桩常采用钢筋混凝土桩或钢板桩，支护墙通常采用地下连续墙。内支撑常采用木方、钢筋混凝土梁或钢管做成。内支撑支护结构适合各种地基土层，但设置的内支撑会占用一定的施工空间。
1.2.5 拉锚式支护结构
拉锚式支护结构由支护桩或墙和锚杆组成。支护桩和墙同样采用钢筋混凝土桩和地下连续墙。锚杆分地面拉锚和土层拉锚。地面拉锚需要足够的场地设置锚桩或其他锚固装置。土层锚杆需要土层提供较大锚固力，不适用与软粘土地层。
1.2.6 土钉墙支护结构
土钉墙支护结构是由被加固的原位土体、布置较密的土钉和喷射于坡面上的混凝土面板组成。适合地下水位以上的粘性土、砂土和碎石土等地层，不适合于淤泥或淤泥质土层，支护深度不超过18米。
1.2.7 地下连续墙
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。但地下连续墙施工法存在不足：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。
1.2.8 其他支护结构
有双排桩支护结构、连拱式支护结构、逆作拱墙、加筋水泥土拱墙支护结构以及各种组合支护结构。
双排桩支护结构支护深度比单排悬臂式结构要大，且变形相对较小。
连拱式支护结构通常采用钢筋混凝土与深层搅拌水泥土拱以及支锚结构组合而成。水泥土抗拉强度很小，抗压强度较大，形成水泥土拱可有效利用材料强度。拱脚采用钢筋混凝土桩，承受由水泥土拱传递来的土压力。
逆作拱支护结构采用自上而下分道、分段逆作法建造而成，
1.3 基坑主要止（降）水技术类型
当地下水位高于基坑坑底高程时，开挖中可能因基坑积水影响施工，扰动地基土，增加支护结构上的荷载，甚至发生渗透破坏。当坑底弱透水层之下的含水层中有强承压水是，可能引起基底土层发生流土破坏。因而要对地下水进行控制。控制方法有：截水、集水明排、井点降水、回灌和引渗法等。
1.3.1 截水
除了在基坑外围地面采用封堵、导疏等措施以防止地表水流入或渗入基坑中以外，还可采用垂直防渗措施和坑底水平防渗措施以防止地下水涌入基坑或引起地基土的渗透变形。用于基坑工程的垂直防渗措施主要包括各类防渗墙和灌浆帷幕。
防渗墙可以采用深层搅拌法、高压喷射注浆法及开槽灌注法在基坑周边构筑。
止水帷幕是用于阻止或减少基坑侧壁及基坑底地下水流入基坑而采取的连续止水体。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。
防水帷幕的实质，是利用钻孔灌注浆液的方法，改变矿床充水途径上某些地段的岩层渗透性能，拦截帷幕以外的大量地下水为了提高帷幕的防渗透能力。采用防水帷幕后，有时还需要在帷幕内或外面降水。
1.3.2 集水明排
集水明排法又称表面排水法，是在基坑开挖过程中以及基础施工和养护期间，在基坑四周开挖集水沟汇集坑壁及坑底渗水，并引向集水井。
可单独采用，也可与其他方法结合使用。单独使时，降水深度不宜大于5米，否则在坑底容易产生软化、泥化，坡角出现流砂、管涌，边坡塌陷地面沉降等问题。与其他方法结合使用时，主要功能是收集基坑中和坑壁局部渗出的地下水和地面水。
1.3.3 井点降水
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。
表1-1 井点降水法的使用范围
井点类型 | 土层渗透系数m/d | 降水深度（m） | 适用土层种类 |
单层轻型井点 | 0.1~20 | 3~6 | 粘土、粉土、砂土、填土 |
多层轻型井点 | 0.1~20 | 6~9 | 粘土、粉土、砂土、填土 |
喷射井点 | 0.1~20 | 8~20 | 粘土、粉土、砂土、填土 |
电渗井点 | 0.1 | 8~20 | 粘土、淤泥质粘土 |
管井井点 | ≥10-4 | 3~5 | 砂土、砂质粉土、碎石土、可溶岩、破碎带 |
1.3.4 回灌
回灌可采用井点、砂井、砂沟等，一般回灌井与降水井相距不小于6米。回灌水宜用清水，回灌水量可通过水位观测孔进行控制和调节，一般回灌水位不宜高于原地下水位标高。
1.3.5 引渗法
引渗法的基本原理是，在具备多层含水层，并且存在水头差的情况下，可以用引渗井穿越不同含水层，将上部的浅层地下水通过引渗井自渗，或者抽渗到下部的含水层中去，使上部疏干，达到基坑降水的目的。
引渗井的类型有自渗降水和抽渗降水两种。前者可以用管井或者砂砾井，后者一般用管井。具体布置有垂直引渗和水平引渗两种。。
1.4 基坑开挖注意事项
（1）开挖顺序及方法必须按施工方案确定得进行。严禁超挖，控制开挖速度，防止土体失稳或渗流破坏。
（2）土方要分层均衡开挖，不要在垂直方向上开挖深浅不一，平面上坑坑洼洼，以至造成何在分布不均匀或局部应力集中，引起土体失稳及支护结构受荷不均。
（3）基坑边应做好排水沟，防止地表水流入基坑。
（4）基坑的变形与暴露的时间有很大的关系，因此施工时间要尽可能短，土方开挖后须在24小时内浇筑垫层。开挖到坑底设计标高后即使验槽，合格后立即进行垫层施工，对坑底进行封闭，防止浸水和暴露时间过长，并及时进行基础施工。
1.5 基坑监测
基坑监测主要包括：支护结构、相关自然环境、施工工况、地下水状况、基坑底部及周围土体、周围建（构）筑物、周围地下管线及地下设施、周围重要的道路、其他应监测的对象。
参考文献
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4) 国家规范《建筑基坑工程监测技术规范》（GB 50497-2009）
5) 国家标准《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
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7) 国家规范 《混凝土结构工程施工质量验收规范－GB 50204-2002》
8) 国家规范 《建筑地基基础工程施工质量验收规范－GB 50202-2002》
9) 国家规范 《钢筋焊接及验收规程－JGJ 18-2003》
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其它中华人民共和国国家、行业及江苏省、市现行的有效设计标准、规范、规程和标准图集2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
2.1 工程概况
拟建场地位于靖江市靖南八队，靖江市烟草大厦西侧，江平公路南侧。结构类型为框架剪力墙结构体系。地下设置一层地下室。基础型式为桩筏基础。基坑面积约2800.0平方米，周长约234.0米。
2.2 基坑周边环境
1）基坑北侧为江平路，基坑边距路边距离约4.80m；
2）基坑东侧为烟草大厦，和居民楼，基坑边距建筑物边距离约9.00m；
3）基坑南侧为居民楼，基坑边距建筑物边距离约14.00m；
4）基坑西侧为小区道路，北侧距离近，约2.00～4.00m。南侧距离稍远，约4.00～10.00m
2.3 工程地质概况
2.3.1 地形地貌
拟建场地位于靖江市靖南八队，靖江市烟草大厦西侧，江平公路南侧。场地地形较平坦，地面标高范围：4.45～4.95m（黄海高程）。拟建场地在地貌上属长江三角洲冲(沉)积地貌单元。
2.3.2 岩土层分布
基坑开挖影响范围内，各层地基土类别、状态、物理特征及分布情况，综述如下：
①杂填土: 场地表层以水泥地面及碎石、砖块等建筑垃圾为主，下部素填土以稍密状粉土为主，厚度为1.20～1.90m，层底标高2.89～3.64m。该层物理力学性质不均匀，不宜作为建筑物持力层。
②粉砂夹粉土：灰黄色，3.00米以下渐变为灰色，稍密，摇振反应迅速，干强度和韧性偏低。夹有软塑状粉质粘土，具层理，夹层厚度在0.20～0.40m。该土层全场地分布，揭露厚度为6.40～8.30m，平均7.46m；层底标高：-4.95～-3.06m，平均-4.09m；层底埋深：7.90～9.70m，平均8.88m。该土层属中等压缩性、中低强度土，工程性质一般。
③淤泥质粉质粘土：灰色，流塑状态，含有腐殖质，刀切面光滑有光泽，干强度和韧性中等。该土层全场地分布，揭露厚度为3.70～5.60m，平均4.38m；层底标高：-9.12～-7.78m，平均-8.47m；层底埋深：12.60～13.90m，平均13.25m。该土层属高压缩性、低强度土，工程性质差。
④粉砂：灰色～青灰色，稍密～中密，饱和；摇震反应迅速，以亚圆形石英、长石为主，含云母及贝壳碎屑，干强度和韧性低。该土层全场地分布，揭露厚度为4.10～5.30m，平均4.65m；层底标高：-13.77～-12.11m，平均-13.12m；层底埋深：16.90～18.60m，平均17.90m。该土层属中等压缩性、中等强度土，工程性质一般。
⑤粉细砂：青灰色，中密，饱和；以亚圆形石英、长石为主，含云母及贝壳碎屑，干强度和韧性低。该土层全场地分布，揭露厚度为7.60～9.10m，平8.37m；层底标高：-22.20～-20.77m，平均-21.48m；层底埋深：25.50～27.10m，平均26.27m。该土层属中低压缩性、中等强度土，工程性质较好。
⑥粉质粘土：青灰色，软塑～可塑，无摇振反应，刀切面光滑，干强度和韧性中等。该土层全场地分布，揭露厚度为3.80～5.20m，平均4.43m；层底标高：-26.27～-25.17m，平均-25.83m；层底埋深：30.00～31.10m，平均30.62m。该土层属中等偏高压缩性、中等强度土，工程性质较差。
⑦粉质粘土：青灰色～灰黄色，可塑，刀切面光滑，干强度和韧性中等。该土层全场地分布，揭露厚度:2.50～3.20m，平均2.99m；层底标高:-29.47～-28.37m，平均-28.82m；层底埋深:33.20～34.30m，平均33.61m。该土层属中等压缩性、中等强度土，工程性质一般。
⑧粉细砂：灰黄色，中密～密实；以亚圆形石英、长石为主，摇振反应迅速，刀切面粗糙，干强度低，无韧性，级配较好；夹有中砂，局部含姜结石，粒径2～5cm左右。场地普遍分布，本层未揭穿，属中低压缩性、中高强度土，工程性质好。
2.3.2 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。
1）浅部孔隙潜水主要赋存于①层、②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。
2）下部有三层弱承压水，分别赋存于④层、⑤层、⑧土层中。根据水文钻孔（位于C9孔边）水位观测，④层中承压水头标高2.10m，埋深2.70m左右。由于基坑开挖深度在4.0m左右，而④层顶面埋深在12.60～13.90m左右，故该层弱承压水对本工程基开挖有影响。
潜水初见水位情况
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 | |
7 | 1.40 | 1.60 | 1.50 | 3..29 | 3.35 | 3.33 |
2.3.3 基坑支护设计参数
根据靖江市建筑设计研究院有限公司提供的岩土工程勘察报告（勘察编号：2010050），各土层基坑开挖和支护的有关设计参数如下表所示：
基坑支护设计参数一览表
层号 | 岩土名称 | 重度γ(g/m) | 固结快剪 | 渗透系数(cm/s) | ||
Ck(Kpa) | φk() | KH | KV | |||
① | 杂 填 土 | 17.5 | 10.0 | 12.0 | 7.00E-04 | 1.50E-03 |
② | 粉砂夹粉土 | 17.9 | 6.0 | 28.7 | 7.06E-04 | 8.78E-04 |
③ | 淤泥质粉质粘土 | 17.6 | 13.0 | 10.0 | 6.82E-06 | 8.89E-06 |
④ | 粉砂 | 18.0 | 2.0 | 28.0 |
2.4 基坑支护设计
2.4.1 基坑支护体系
结合本工程的开挖深度、基坑的平面形状、工程地质条件、水文地质及周边环境等各种因素，本着安全、经济、方便施工的原则，具体支护形式选择如下：
1）ABCD段：采用钻孔灌注桩加一道支撑加外围止水帷幕，钻孔灌注桩600@800，桩长：在AB段的G轴-K轴桩长17.0米，CD段桩长16.0米，其它地段桩长15.0米。止水帷幕为双排双轴搅拌桩，桩长10.50米。
2）EFGA段：采用重力式水泥搅拌桩(格栅式)，水泥搅拌桩双轴水泥搅拌桩，宽度4.20米（8排）桩长12.00m。
3）DE段：沿9轴线3排水泥搅拌桩（宽度1.7米），桩长12.00米，坑内放坡开挖。坡度系数1：1.50。
4）坑内坑中坑，承台与地下室底板之间的高差，采用放坡开挖，坡度系数1：1.0。
2.4.2 基坑降排水设计
对基坑内的地下水，采用外堵内排的方法，对ABCD段采用水泥搅拌桩止水帷幕，坑内设置管井降水，管井降水数量为5口，长度15.0m。坑外地表布设截排水导流明沟，疏排雨水及地表水。
2.5 施工工况
基坑采用明挖顺作法施工。施工方法及主要施工顺序如下：
（1）场地整平至设计标高；
（2）施工钻孔灌注桩、立柱桩、水泥搅拌桩并养护；
（3）冠梁及混凝土支撑施工，布设坡顶截水沟。
（4）钻孔灌注桩、冠梁、混凝土支撑、水泥搅拌桩达到设计强度后进行土方开挖。
（5）开挖基坑土体，遵循"分层、分段、分区、对称、均衡"开挖的原则。
（6）开挖至坑底时要及时浇注垫层，垫层要浇至支护桩边，地下室底板施工。
（7）地下室顶板施工完毕后，地下外墙与支护桩间空隙进行土体回填，土体分层夯实严密。
2.6 计算说明
（1）本工程基坑支护方案的设计计算，严格按照《建筑基坑工程技术规范》（JGJ 120-99）中的有关基坑支护结构设计要求进行。
（2）根据本基坑的周边环境要求确定本工程的侧壁安全等级为二级，基坑周边附加荷载均取20.0.0 kPa，局部荷载60.0 kPa。
（3）建筑物 0.000=5.10米(绝对标高），结合场地标高，实际开挖深度为5.10～7.25m。本设计图所有标高皆相对此标高标注。本图纸中尺寸除标高以米计外，其它均以毫米计。
（4）荷载取值及其分项系数按《建筑结构荷载规范》的使用要求确定，除以下注明外，其余均按有关规范规定取用。
a.侧向水、土压力：施工阶段水土压力按照朗肯土压力计算；
坑外迎土面的土压力取主动土压力，开挖面深度以下的土压力按矩形分布考虑，坑内开挖面以下背土面的土压力取为被动土压力，土压力系数为：
主动土压力系数：
被动土压力系数：
b.粘性土和粉土采用水土合算；
水土合算
主动土压力可根据《建筑基坑支护技术规范》(JGJ120-2012)式（3.4.2-1）求得：
被动土压力可根据《建筑基坑支护技术规范》(JGJ120-2012)式（3.4.2-3）求得：
式中： ──支护结构外侧，第i层土中计算点的主动土压力强度标准值(kPa)；
当pak＜0时，应取pak＝0；
、 ──分别为支护结构外侧、内侧计算点的土中竖向应力标准值(kPa)；
、 ──分别为第i层土的主动土压力系数、被动土压力系数；
──支护结构内侧，第i层土中计算点的被动土压力强度标准值(kPa)。
水土分算
主动土压力可根据《建筑基坑支护技术规范》(JGJ120-2012)式（3.4.2-5）求得
被动土压力可根据《建筑基坑支护技术规范》(JGJ120-2012)式（3.4.2-6）求得
式中： ua、up──分别为支护结构外侧、内侧计算点的水压力(kPa)。
c.地面荷载：施工期间基坑周围5米范围内严禁大量堆载，地面堆载小于10kPa；
（5）在施工阶段，支护结构按施工过程进行受力计算分析，开挖期间支护结构作为支挡结构，承受全部的水土压力及路面超载引起的侧压力。
（6）抗倾覆稳定性验算
Mp被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力
决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。
Ma主动土压力对桩底的倾覆弯矩。
（7）抗隆起验算采用普朗德尔公式或太沙基公式进行计算。
（8）抗管涌验算采用
式中：γ0侧壁重要性系数；
γ'土的有效重度；
γw水的重度；
h'地下水位至基坑底的距离；
D桩（墙）入土深度
（9）本设计按相关规范采用理正深基坑支护设计软件进行了计算。
2.7 出图
1.基坑设计总说明图
2.基坑周边信息图
3.围护结构平面图
4.支撑平面布置图
5.大样图
6.监测点布置图
7.井点布置图
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