1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

基坑工程在我国出现较晚，2O 世纪70年代，国内只在少数大工程项目中有开挖深度达 10m 以上的基坑工程，而且是在较少或者没有相邻建筑物和地下结构物的地区。8O年代以来，我国首先在北京、上海、广州、深圳等大型城市大量兴建高层建筑，而高层建筑多数带有地下室，基坑支护工程随之剧增，基坑支护设计、施工与监测成为基础工程中的新热点。90 年代以后，大多数城市都进入了大规模的旧城改造阶段，在繁华的市区内进行深基坑开挖给这一古老的课题提出了新的内容， 那就是如何提高深基坑开挖的环境效应问题，从而进一步促进了深基坑开挖技术的研究与发展，产生了许多先进的设计计算方法，众多新的施工工艺也不断付诸实施，出现了许多技术先进的成功的工程实例。

基坑工程一般包括下述内容： （1） 基坑工程勘察(2)基坑支护结构的设计与施工 （3）控制基坑地下水位 （4） 基坑土方的开挖与运输 （5） 基坑土方开挖过程中的工程监测 （6）基坑周围的环境保护

1.1 基坑支护的原则与依据

基坑工程根据其开挖和施工方法可分为无支护开挖和有支护开挖两种方法。 有支护的基坑工程一般包括以下内容：围护结构、支撑体系、土方开挖、降水工程、地基加固、现场监测和环境保护工程。有支护的基坑工程可进一步分为无支撑围护和有支撑围护。无支撑围护开挖适合于开挖深度较小、 地质条件好、 周围环境保护要求较低的基坑工程，具有施工方便、工期短等特点。有支护围护系统开挖适合地层软弱，周围环境复杂、周围环境保护要求高的深基坑开挖。 无支护的放坡基坑开挖是在空旷施工场地环境下的一种常用基坑开挖方法，一般包括以下内容：降水工程、土方开挖、地基加固及土坡坡面保护。放坡开挖深度通常限于 3～6m，如果大于这一深度，则必须分段开挖，分段之间设置平台。深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[1]。深基坑的支护结构通常情况下由支挡结构，支撑结构和止水系统三个部分组成，也有的把支挡结构和止水系统结合成一个整体，比如地下连续墙、水泥搅拌桩等。

(一）总原则：

1安全可靠：满足支护结构本身强度、稳定性、变形要求。

2经济合理：在安全可靠的前提下，从工期、造价、材料、设备、人工、环境保护综合分析确定具有明显技术经济效益的方案。

3施工便利并保证工期：在安全可靠、经济合理的前提下，最大限度的满足方便施工（例如：合理的支撑布置、便于挖土施工等），缩短工期。

4信息化设计和施工。

（二）一般原则：

1重视基本理论的指导作用；

2设计要全面，避免漏项，考虑最不利的工况；

3做好基坑工程总体方案的选择；

4做好地下水和地表水的控制；

5软土地区重视”时空效应”，精心安排挖土和施工方案；

6认真做好监测、预测，及时反馈和采取合理措施；

7认真研究地方规范和经验。重大工程专家论证。

基坑支护的依据：勘察报告、地下结构物（底板、桩位图、零点位置）、开挖深度、周边环境（建构筑物高度埋深基础结构形式、市政管线、文物）以及岩土工程各类规范。

1.2基坑等级与重要性系数

基坑等级：一般根据基坑环境、破坏后果、基坑深度、工程地质和地下水条件等划分。各地规范划分标准不一。

一级	支护结构破坏、土体失稳或变形过大对基坑周边环境及地下结构施工影响很严重。	1.1
二级	支护结构破坏、土体失稳或变形过大对基坑周边环境及地下结构施工影响一般。	1.0
三级	支护结构破坏、土体失稳或变形过大对基坑周边环境及地下结构施工影响不严重。	0.9

基坑侧壁安全等级和重要性系数γo（JGJ120-99）

基坑工程安全等级划分（JGJ72-2004）

安全等级	基坑环境、破坏后果、基坑深度、工程地质和地下水条件
一级	周边环境条件复杂；破坏后果严重；基坑深度hgt;12m；工程地质条件复杂；地下水位很高、条件复杂、对施工影响严重。
二级	周边环境条件较复杂；破坏后果较严重；基坑深度6m
三级	周边环境条件简单；破坏后果不严重；基坑深度h≤6m；工程地质条件简单；地下水位低、条件简单、对施工影响轻微。
注：从一级开始，有二项或二项以上，最先符合该基坑等级标准者，即可定位该等级

《高层建筑岩土工程勘察规范》 （JGJ 72-2004）基坑等级确定说明：

1基坑环境条件：指临近既有建（构）筑物、管线、道路的重要性、邻近程度、荷载大小、基础类型和埋深、变形控制要求等；

2破坏后果：包括对本工程或周边环境的破坏后果；

3工程地质条件复杂程度：按照侧壁软土、砂土层的性质和厚度衡量；

4地下水位低：指地下水位低于基坑深度；

1.3 基坑主要支挡方法、技术类型

支护结构：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。

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。

随着社会的发展，基坑支护的形式也在发生着大的变化，目前国内主要的支挡方法有以下几种类型：

（1）放坡开挖：少数基坑地基土质较好、基坑周围具备放坡条件，不影响相邻建筑物的安全及正常使用的情况下采用放坡开挖，在地基土稳定性较好的地区，不少基坑垂直放坡开挖深度可达 5 ～ 6 米。

（2）深层搅拌水泥土挡墙[2] （以下简称搅拌桩）：将土和水泥强制搅和成水泥土桩，结硬后成为具有一定强度的整体壁状挡墙，一般用于开挖深度不超过 7m 的基坑，适合各种成因的饱和软粘土，包括淤泥、淤泥质土、粘土和粉质粘土等。加固深度从数米至 50～60m，国内最大深度可达 15～18m。这种支挡结构不透水，不设支撑，使基坑能在敞开的条件下开挖， 而使用材料仅水泥而已， 因此具有良好的经济效益， 深受欢迎。近几年被广泛用于 5～7m 的基坑支护结构。

（3）钢板桩[3]：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，用于开挖深度 3～10m 的基坑。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；与多道钢支撑结合，可适合软土地区的较深基坑，施工方便，工期短。但钢板桩刚度比排桩和地下连续墙小，开挖后绕度变形较大，打拔桩振动噪声大，容易引起土体移动，导致周围地基较大沉陷。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。

（4）钻孔灌注桩挡墙[4] ：对于开挖深度lt;6m 的基坑，在场地条件允许的情况下，采用重力式深层搅拌桩挡墙较为理想。当场地受限制时，也可先用Φ600mm 密排悬臂钻孔桩，桩与桩之间可用树根桩密封，也可在灌注桩后注浆或打水泥搅拌桩作为止水帷幕;对于开挖深度在 4～6m 的基坑， 根据场地条件和周围环境可选用重力式深层搅拌挡墙或打入预制混凝土板桩或钢板桩，其后注浆或加加搅拌桩防渗，设一道围檩和支撑，也可采用Φ600mm 钻孔桩， 后面用搅拌桩防渗， 顶部设一道圈梁和支撑； 对于开挖深度为 6～10m 的基坑， 常采用Φ800～Φ1000mm 的钻孔桩， 后面加深层搅拌桩或注浆防水， 并设 2～3 道支撑，支撑道数视土质情况、周围环境及维护结构变形要求而定；对于开挖深度大于 10m 的基坑，也可采用Φ800～Φ1000mm 大直径钻孔灌注桩代替地下连续墙，同样采用深层搅拌桩防水，设多道支撑。这种方法在国内已成功用于开挖深度达 13m 的基坑。这种支护结构具有噪声和振动小，刚度大，就地浇制施工，对周围环境影响小等优点。此外，钻孔灌注桩的整体刚度比较大，变形小，整体稳定性较好，安全可靠，在国内已有相当成熟的经验和施工工艺。

（5）地下连续墙[5] ：在地下成槽后，浇筑混凝土，建造具有较高强度的钢筋混凝土挡墙，用于开挖深度达 10m 以上的基坑或施工条件较困难的情况。具有施工噪声低，振动小，就地浇制、墙接头止水效果较好，整体刚度大，对周围环境影响小等优点。适合于软弱土层和建筑设施密集城市市区的深基坑。 高质量的刚性接头的地下连续墙可作永久性结构，并可采用逆筑法施工。地下连续墙按成桩 （成槽） 形式的不同， 划分为桩排式连续墙和壁式连续墙两大类，前一类主要用各种类型的桩，相互连接或搭接以及交错的单桩连锁组成的直线、圆弧、圆形等形式的排桩组合，具有一定的入土深度，墙顶用压顶圈粱连在一起，形成地下连续墙的墙体。壁式地下连续墙具有多种功能，有着广泛的应用前景。最主要用于深基坑工程的围护，特别适合于软土地区深基坑的开挖。

（6）SMW 工法[6]（劲性水泥土搅拌桩）：劲性水泥土搅拌桩以及水泥土搅拌桩法为基础，凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可以使用劲性桩。特别是适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层，对于含砂卵石的地层要经过适当处理后方可采用。劲性桩适宜的基坑深度与施工机械有关， 国内目前一般以基坑开挖深度 6～10m， 国外尤其是日本由于施工钻孔机械先进，基坑深度达到 20m 以上时也采用 SMW 工法，劲性桩法可取得较好的环境和经济效果。劲性桩是在水泥土搅拌桩中插入受拉材料构成的，常插入 H 型钢。

（7 ） 土锚 [7]： 用拉杆锚固支护基坑的开挖或用作抗拔桩抵抗浮托力等的应用已日益普遍。拉锚最大的优点是在基坑内部施工时，开挖土方与支撑互不干扰，尤其是在不规

则的复杂施工场所，以锚杆代替挡土横撑，便于施工。这是人们乐于大量使用的主要原因。随着对锚固法的不断改进和使用可靠性的监测手段，使拉锚支护的范围更加广泛。拉锚是将一种新型受拉杆件的一端（锚固段）固定在开挖基坑的稳定地层中，另一端与工程构筑物相联结（钢板桩、挖孔桩、灌注桩以及地下连续墙等），用以承受由于土压力等施加于构筑物的推力，从而利用地层的锚固力以维持构筑物（或土层）的稳定。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。

（8）土钉墙：土钉墙支护是通过沿土钉通长与周围土体接触形成复合体。在土体发生变形的条件下， 通过土钉与土体的接触界面上的粘结力或摩擦力， 使土钉被动受拉，通过受拉工作面给土体约束加固， 提高整体稳定性和承载能力， 增强土体变形的延性[8]。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。对于淤泥质土、饱和软土，应采用复合型土钉墙支护。[9]

（9）高压旋喷桩：高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆，它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体，相互搭接形成排桩，用来挡土和止水。高压旋喷桩的施工费用要高于深层搅拌水泥土桩，但其施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少，并且施工机具的振动很小，噪音也较低，不会对周围建筑物带来振动的影响和产生噪音等公害，它可用于空间较小处，但施工中有大量泥浆排出，容易引起污染。对于地下水流速过大的地层，无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质，由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固，不宜采用该法。

（10）钢筋混凝土板桩：钢筋混凝土板桩具有施工简单、现场作业周期短等特点，曾在基坑中广泛应用， 但由于钢筋混凝土板桩的施打一般采用锤击方法， 振动与噪音大，同时沉桩过程中挤土也较为严重，在城市工程中受到一定限制。此外，其制作一般在工厂预制， 再运至工地，成本较灌注桩等略高。但由于其截面形状及配筋对板桩受力较为合理并且可根据需要设计，目前己可制作厚度较大(如厚度达 500mm 以上)的板桩，并有液压静力沉桩设备，故在基坑工程中仍是支护板墙的一种使用形式。

1.4 基坑主要支撑方法

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。为施工需要而构筑的深基坑各类支撑系统，既要轻巧又需有足够的强度、刚度和稳定性，以保证施工的安全、经济和方便，因此支撑结构的设计是目前施工方案设计的一项十分重要的内容[10]。

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。

这些支撑系统在实践中有各自的特点和不足之处，以其材料种类分析。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[11]。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[12]。

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。 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基坑主要止（降）水方法、技术类型

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[13]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，减少孔隙水压力；

（4）改善基坑和填土的砂土特性；

（5）防止基底的隆起和破坏。

一个场地的地质条件和土质条件，将决定降水或排水的形式。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[14]。

降低地下水位的常用方法可分为明沟降水和井点降水两类。明沟降水用于基坑不深，地下水高出基坑开挖面不多且坑壁土层不易产生流砂、管涌或坍塌的基坑。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、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[14]。

明沟降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。明沟降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[16]。

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，达到降水效果，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

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。

减小地面沉降，降低对周围环境与管线的影响，最好的办法是采用止水帷幕，将坑外地下水位保持原状，仅在坑内降水。

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。

(2)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 基坑开挖

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。

1.7 基坑工程监测

为正确指导施工，确保工程的顺利进行和周围建筑物的安全，应加强施工期间的监测工作，实施信息化施工，随时预报，及时处理，并根据监测数据及时调整施工进度和施工方法。

基坑监测的内容大致有：

（1）围护结构的竖向位移与水平位移；

（2）坑周土体位移

（3）支撑结构轴力

（4）邻近建（构）筑物、道路及地下管网等的变形；

（5）地下水位及孔隙水压力

（6）坑底隆起量

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] GB50204-2002 混凝土结构工程施工质量验收规范[S].北京:中国建筑工业

出版社,2002

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

[9] 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

[10] JGJ 18-2003 钢筋焊接及验收规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2003

[11] DB32/J-12-2005 南京地区地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版

社, 2005

[12] GB50010-2002 混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002

[13] 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.

[14] 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

[15] 陈忠汉,黄书秩,程丽萍.深基坑工程[M].北京:机械工业出版社,2002

[16] 唐业清.基坑工程事故分析与处理[M].北京:中国建筑工业出版社,1999

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

2.1海门市鸿泰-乐颐佳园新建工程工程概况

拟建工程位于海门市海永乡海永大道西侧，万年路东侧。项目总用地面积约70200 m²。新建工程包含3栋26层住宅楼、2栋23层住宅楼、1栋22层住宅楼、13栋4层住宅楼、1栋4层商业用房、1层地下车库及变电站、门房等配套设施，总建筑面积约为12942m²。拟建高层住宅基础沉降变形允许值为：整体倾斜0.003，最大沉降量200mm。拟建多层住宅基础沉降变形允许值为：整体倾斜0.004。

建筑物详情见表2.0.1。

序号	建筑编号及名 称	层数、结构形式	建筑物规模 m	拟采用 基础形式	预估总荷载（单幢） kN	预估埋深 m
1	3#、4#、7#住宅	1层地下室 26层住宅剪力墙	51.8#215;14.4	桩基	362500	4.0
2	5#、6#住宅	1层地下室 23层住宅剪力墙	53.0#215;15.9	364000
3	2#住宅	1层地下室 22层住宅剪力墙	53.0#215;15.9	349000
6	1#商业	4层框架	59.8#215;33.0	142000
7	8#-13#住宅	4层框架	24.2#215;12.7	独立 基础	22100	2.0
8	14#-20#住宅	4层框架	72.5#215;12.7	157250
9	变电房	1层框架	14#215;8.4	66300
10	垃圾房门房、调压站	1层框架	7#215;5	700
11	地下车库	地下1层	总面积4054	筏基		4.0

本工程设计室外地坪标高2.40m，建筑物#177;0.00=3.30m，1985国家高程。

拟建工程由南通红磡房地产开发有限公司筹建，委托海门市建筑设计院有限公司对拟建工程场地进行详勘阶段岩土工程勘察。

2.2基坑周边环境概况

场地现状为耕地及农村居民地，钻探深度内未发现地下障碍物存在。场地现状为农田，有多条明沟分布，地形平坦，本场地区域地质属扬子准地台，无活动型断裂通过，为相对稳定地块。无形成滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的地质条件，适宜兴建该建筑物。

2.3 工程、水文地质条件

2.3.1 工程地质条件

地形、地貌：

拟建场地地处长江三角洲冲积平原，地面标高在2.09～2.87m，平均标高在2.37m左右。

场地内有较多明沟、明塘分布，深度1.00-2.50m左右，沟底、塘底有厚30～50cm左右的黑色淤泥。

拟建场地内无临空面、土洞等不良地质现象，地基稳定。地基主要受力层在各单个建筑的基础范围内横向分布稳定，建议持力层土层坡度lt;10%，为中低-中等压缩性土，该地基为均匀地基。

该场区上部土层均为长江流水搬运堆积，粒径从粘性土到粉砂，各粒径土多呈有规律的互薄层分布，多呈水平层理。在钻探70m深度范围内自上而下可分为素填土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土夹粉土、粉砂夹粉土、粉土夹粉砂、粉土夹粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土、粉土与粉质粘土互层、粉土夹粉质粘土、粉土夹粉质粘土、粉砂夹粉土、粉土夹粉砂共计8个工程地质层，其中第2层、第3层、第5层、第6层、第8层各分为2个亚层。其中层1为人类活动扰动层，层2～层8为第四系全新统长江河口 海相相冲（淤）积层。

土层条件：

本场区勘察深度范围内，地基土自上而下分为如下8层:

1层素填土:耕作土、以粘性素填土为主，杂色，松散，土质不均，局部夹有淤泥。场区普遍分布，厚度:0.40～2.50m,平均0.98m;层底标高:-0.09～1.95m,平均1.39m;层底埋深:0.40～2.50m,平均0.98m。

2-1层淤泥质粉质粘土: 灰色，流塑～软塑，稍有光泽，干强度中等，韧性中等，中高压缩性，局部夹薄层粉土，很湿，稍密。场区普遍分布，厚度:0.80～4.00m,平均1.77m;层底标高:-2.48～0.68m,平均-0.33m;层底埋深:1.60～5.20m,平均2.69m。

2-2层粉质粘土夹粉土：灰色，软塑，稍有光泽，韧性及干强度中等，中等压缩性，土质不均匀，局部夹薄层粉土，很湿，稍密，场区普遍分布，厚度:1.70～5.60m,平均4.32m;层底标高:-6.48～-3.69m,平均-4.63m;层底埋深:6.10～9.00m,平均7.00m。

3-1层粉砂夹粉土: 灰色，饱和，稍密，局部中密，含云母屑、贝壳碎片，矿物成分主要为石英、长石和云母等，中等压缩性，所夹粉土，很湿，稍密。场区普遍分布，厚度:1.70～4.30m,平均2.62m;层底标高:-9.48～-6.18m,平均-7.25m;层底埋深:8.60～12.30m,平均9.62m。

3-2层粉土夹粉砂: 灰色，饱和，稍密～中密，无光泽，摇振反应迅速，中等压缩性，韧性及干强度低，所夹粉砂，灰色，饱和，稍密～中密，局部夹薄层粉质粘土，灰色，软塑。场区普遍分布，厚度:3.20～9.70m,平均7.23m;层底标高:-16.47～-11.65m,平均-14.66m;层底埋深:14.30～18.80m,平均17.07m。

4层粉土夹粉质粘土: 灰色，很湿，稍密，无光泽，摇振反应较迅速，中等压缩性，所夹薄层粉质粘土，灰色，软塑。局部分布，厚度:1.60～5.00m,平均3.19m;层底标高:-18.22～-14.40m,平均-15.71m;层底埋深:16.90～20.80m,平均18.24m。

5-1层淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，以淤泥质粉质粘土为主，夹薄层粉土、粉砂，稍有光泽，韧性及干强度中等，中高压缩性，土质不均匀。场区普遍分布，厚度:9.90～15.10m,平均12.91m;层底标高:-29.70～-26.97m,平均-28.15m;层底埋深:29.40～32.10m,平均30.62m。

5-2层粉质粘土：灰色，流塑，稍有光泽，韧性及干强度中等，中等压缩性，夹薄层粉土，灰色，很湿，稍密，土质不均匀。场区普遍分布，厚度:1.30～3.20m,平均2.43m;层底标高:-32.60～-29.48m,平均-30.58m;层底埋深:31.90～35.00m,平均33.05m。

6-1层粉土与粉质粘土互层: 本层以粉土为主，灰色，很湿，稍密～中密，中等压缩性，韧性及干强度低，无光泽，摇振反应迅速，与夹层粉质粘土呈互层分布，夹层粉质粘土，灰色，可塑～软塑，中等压缩性，韧性及干强度中等，稍有光泽，场区大部分地段分布，局部有缺失。厚度:1.00～7.10m,平均3.52m;层底标高:-37.62～-31.12m,平均-34.02m;层底埋深:33.60～40.00m,平均36.49m。

6-2层粉土夹粉质粘土: 灰色，很湿，稍密～中密，无光泽，摇振反应迅速，韧性及干强度低，中等压缩性，局部夹薄层粉质粘土，灰色，可塑～软塑。局部有缺失，厚度:6.50～10.30m,平均7.73m;层底标高:-41.70～-38.65m,平均-40.12m;层底埋深:41.30～44.50m,平均42.63m。

7层粉土夹粉质粘土：灰色，很湿，稍密～中密，摇振反应较迅速，无光泽，韧性及干强度低，中等压缩性，所夹粉质粘土，灰色，可塑～软塑，土质欠均匀。局部分布，厚度：2.10～5.50m,平均3.95m;层底标高:-44.40～-38.65m,平均-42.51m;层底埋深:41.00～47.00m,平均45.03m。

8-1层粉砂夹粉土: 灰色，中密～密实，饱和，中低压缩性，含云母屑、贝壳碎片，主要成分为石英、长石、云母等，所夹粉土，灰色，中密，主要分布在场地中部及东侧，该层未被揭穿。

8-2层粉土夹粉砂: 灰色，中密，饱和，无光泽，摇振反应迅速，韧性及干强度低。中低压缩性，夹薄层粉砂，灰色，饱和，中密，主要分布在场地西侧，该层未被揭穿。

2.3.2 水文地质条件

建筑场地位于长江三角洲冲积平原富水亚区。勘察期间平均实测初见水位高程1.40m,平均稳定水位为高程1.50m，水位受降水影响，季节变化性明显。据调查，场地近3～5年历史最高地下水位在2.80m（85国家高程）左右，结合考虑抗浮设计水位取室外地坪标高以下0.5m，抗浮设计水位可取2.80m，地下水位年变化幅度为1.0m左右。本场地在100米深度内无承压水层。

本场地地下水位较高，在地面下0.8m左右，稳定水位1.50m（标高），基槽开挖较深时，因渗流作用易发生渗流破坏，产生流砂或管涌现象，引起基坑侧壁的坍塌，坑底隆起等后果。故地下水会对基础施工产生不利影响。

场地现状为耕地及农村居民地，无工矿企业和垃圾填埋场，不存在污染源。

据本地区已有资料和建筑经验进行综合评价，地下水位以上土对混凝土及混凝土中的钢筋具微腐蚀性，且本场地地下水位较高，一般冬季少雨时在地面下0.8m左右，多雨期可到地面，考虑到基坑开挖均在地下水位以下，回填土与场地表层土不一致，故本次勘察未作取土分析。

2.4 场地地震效应评价

抗震设计基本参数：根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)，场地的抗震设防烈度 6度 ,设计基本地震加速度 0.05g ,设计地震分组为第二组。抗震设防类别均为丙类。

根据当场勘察资料，并结合区域地质资料，场地覆盖层厚度大于80米。

建筑场地土层为中软土，有饱和粉土、粉砂分布，地貌类型为长江三角洲冲积平原，地形平坦，按《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）表4.1.1条规定及条文说明，本场地属对建筑抗震不利地段。本场地抗震设防烈度为6度，拟建物抗震设防类别为丙类，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）4.3.1条之规定，本场地可不进行饱和粉土和砂土的地震液化判别

实测场地平均等效剪切波速154.4m/s，场地覆盖层厚度大于80米，按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）中表4.1.6，判定此建筑场地类别为Ⅲ类。

场地地基土的特征周期：按《建筑抗震设计规范》第4.1.6条有关规定及条文说明，按查表法为0.55s,按差值法后乘以相关系数后确定地震作用计算所用的设计特征周期为0.60s。

2.5 地基基础方案

拟建变电房、调压站、门卫建议以第2-1层淤泥质粉质粘土作为天然地基持力层，承载力特征值为60kPa ，采用条形基础，基础埋深1.2m,基底标高1.10m左右。因拟建变电站位置分布有沟和塘分布（勘察时已回填），施工时应挖除回填土及塘底淤泥，以级配良好的砂石回填并压实，压实系数满足设计要求。

基槽开挖应采取可靠的降低地下水位措施，可用井点降水，确保施工质量及安全。

根据周边工程经验，拟建8#-20#多层住宅为4层，荷载不大，建议采用复合地基方案。建议以加固层为基础直接持力层，基础形式采用钢筋混凝土条形基础，基底标高1.00m，基础埋深1.30m左右，建议复合地基土承载力特征值120kPa。

复合地基可采用水泥粉喷桩加固方案。水泥粉喷桩桩径500mm，桩顶标高1.00m，桩底标高-4.00m，有效桩长5.00m。初步设计时，按《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）7.1.5-3条公式估算单桩竖向承载力特征值。桩周土侧阻力特征值②-1层淤泥质粉质粘土取5kPa , ②-2层粉土夹粉质粘土取9kPa。桩底②-2层粉质粘夹土粉土承载力特征值100kPa。桩端端阻力发挥系数可取0.5，单桩承载力特征值估算值为70kN。按《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）7.1.5-2条公式估算复合地基的承载力特征值。桩间土承载力承载力特征值fsk按②-1层淤泥质粉质粘土取60kPa ,桩间土承载力发挥系数取0.3，单桩承载力发挥系数取1.0。复合地基面积置换率取0.3，复合地基承载力特征值估算值为120kPa。实际加固后的复合地基承载力特征值应通过现场静载荷试验确定。建议水泥粉喷桩喷灰量18%，②-1层淤泥质粉质粘土复喷7%。

2.6基坑工程设计岩土参数

根据本工程的岩土工程勘察报告， 选取各土层的固快指标作为基坑支护计

计算参数，并按照朗肯土压力计算理论作为土侧向压力设计的计算依据。

层序	层 名	γ kN/m3	Cq	φc	垂直Kv	水平Kh	备注
kPa	度	cm/s	cm/s
①	素填土	（18.0）	(15)	(10)	(3.00E-06)	(3.00E-06)
②-1	淤泥质粉质粘土	18.1	15	9.5	1.61E-06	3.54E-06
②-2	粉质粘土夹粉土	18.3	18	12.2	5.07E-06	8.07E-06
③-1	粉砂夹粉土	19.0	1	28.4	2.33E-04	5.35E-04
③-2	粉土夹粉砂	18.7	10	16.8	3.96E-04	5.87E-04

根据对本工程的场地工程地质条件、基坑开挖深度、场地周边环境的综合考

虑，本工程拟采用排桩加支撑的支护形式，采用搅拌桩做止水帷幕，坑内采用管

井降水。

基坑开挖后宜进行完全封闭，防止地表水流入基坑，基坑周围 5.0m 范围内严禁堆载。基坑开挖及施工过程中必须进行基坑水平位移和周围建筑物、地面等变形观测。降水时应根据周围建筑物的重要性及对不均匀沉降的敏感程度， 严格控制建筑物两侧的水位差，必要时可考虑采用止水帷幕与井点降水联合方案，建议必要时进行现场抽水试验，以确定实际的渗透系数和影响半径。在此之前，为便于进行降水设计与降水施工，根据类似场地已取得的经验数据，粘性土渗透系数可按 k=7-8m/d 考虑，降水方案必须由具有相应资质的单位进行专门设计。在降水施工过程中注意以下几点：

（1）建立健全观测系统。在周围建筑物各角点及紧邻马路一侧布置变形观测点，

并且布置相应的水位观测孔，水位观测与建筑物变形观测应协调同时进行，并随时分析变化趋势，采取相应措施，保证周围建筑物及公共设施的安全。

（2）建立健全水位控制系统。采用回灌注水法（在建筑物靠基坑一侧布置适量注水井），以保证建筑物两侧水位能得到有效控制，一旦观测系统发现水位差过大，可及时回灌。

2.7计算步骤

（1）土压力

水土分算（无粘性土）

主动土压力：

被动土压力：

注：Y#8217;#8212;#8212;土的有效重度； Yw#8212;#8212;水的重度

水土合算（粘性土）

主动土压力：

被动土压力：

注：Ysat#8212;#8212;土的饱和重度；

（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（即土压力为零地点）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：

图 2-1 单支点支护结构支点力计算简图 图 2-2 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：

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：

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：

则该截面上的剪力即为最大剪力，其值为：

同样假设结构上某截面 hc1 满足以下条件：

则该截面上的弯矩即最大弯矩，其值为：

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：

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：

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：

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 按下式计算。

式中：γ#8212;#8212;土的天然重度。

嵌固深度设计值可按下式确定：

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：

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：

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：

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

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（见图

2.3）。

管涌稳定性验算可按下式进行：

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。

（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

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：

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：

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：

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

（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；

o r #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

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：

单井井管进水长度 yo，可按下列规定计算：

1）潜水完整井：

式中 r0#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.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