1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1.1 基坑主要支挡方法、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。支护结构的传统方法是钢板桩加支撑系统或钢板桩锚拉系统，其优点是材料可以回收，但拔出板桩时会引起土体的变形。下面简单介绍一些支护结构.

1.1.1 深层搅拌水泥土挡墙（以下简称搅拌桩）

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

2.1 南京市幸福里项目地块工程概述

2.1.1 地理位置

华润置地（南京）有限公司拟建南京市幸福里项目地块位于南京市建邺

区所街，应天大街与云锦路交汇处北东隅，北侧紧邻所街路，东邻湖西街。

拟建幸福里项目总用地面积81703平方米，地上建筑面积277792.58平方米，

地下建筑面积67570平方米，总建筑面积345362.58平方米。

2.1.2拟建筑物概况

该项目分为一期、二期建设。其中一期项目位于地块东部，由五栋高为29层的高层住宅楼和一栋高为1-3层的15班幼儿园教学楼组成；二期项目位于地块西部，由七栋高为29层的高层住宅楼，二栋高为11层的酒店式公寓和一栋高为1-3层的会所及社区中心组成。除15班幼儿园地段块无地下室，全场区均设二层满堂地下室，其中酒店式公寓地段地下一层，层高4.5米；其它位置均为地下二层，层高分别为4.5米和3.6米。29层的住宅楼和11层酒店式公寓均采用框支剪力墙结构；会所、幼儿园和地下车库均采用框架结构。拟建场地整平标高与四周道路路面大致持平。

根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第3.0.1条因场地设置大面积二层地下车库，判定该工程地基基础设计等级为甲级。根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）（2008版）和《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008），该工程抗震设防类别为丙类。根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009版）第3.1岩土工程勘察分级的有关规定，该工程的重要性等级为二级，场地复杂程度等级为二级，地基的复杂程度等级为二级，综合判定该工程岩土工程勘察等级为乙级。

2.2南京市幸福里项目地块场地分析

2.2.1地形 地貌

拟建场地位于南京河西所街地区，原为老居民区和菜田，局部分布沟塘，早已拆迁并推填整平，现为预留建设用地。地表砖瓦碎石多，地形较平坦。地面高程5.01~6.23米（国家1985高程），局部最大高差1.22米。

据《南京城区地貌类型图》划分，拟建场地属长江漫滩地貌单元。

2.2.2岩土层描述以及分析

拟建场地表层为填土，填土之下场地浅部局部为全新统（Q4）漫滩相新近沉积的粘性土、淤泥质土，中下部为厚达五十余米河流相一般沉积的粉细砂等，下部为更新统（Q3）含砾中粗砂，底部为白垩系上统浦口组（K2P）风化泥岩。在勘察深度内，拟建场地岩土层可分为五大工程地质层，十三个亚层，现自上至下分述如下：

①1杂填土（Q4ml）：褐黄色、灰黄色，很湿~饱和，结构松散。主要由粉质粘土夹块石和碎砖瓦砾组成，硬物质分布不均，含量gt;20%，局部达40%，大小不等，粒径1~5㎝，局部大于20 ㎝，为新近填土，填龄5年左右。分布普遍，层厚0.40~4.00米。

①2素填土（Q4ml）：灰色，很湿~饱和，结构较松散。主要由软~可塑状粉质粘土夹少量碎砖瓦砾和植物根须组成。硬物质分布不均，大小不等，含量10%~15%，为新近填土，土质不均匀，填龄5-8年左右。分布不普遍，局部缺失。层厚0.20~2.50米。

①3含淤泥质填土（Q4ml）：灰色、灰黑色，很湿~饱和，结构松散。夹少量的腐植物，有少许淤臭味。局部分布。层厚0.60~1.30米。

②1粉质粘土夹粉土（Q4al）：灰褐色、灰黄色，饱和，可塑，局部软塑，中偏高压缩性。局部粉土富集，呈稍密状。摇震反应缓慢，切面稍有光泽，干强度中等偏低，韧性中等偏低。土质不均。分布不普遍，局部缺失。顶板埋深0.60~4.00米，层顶标高1.69~5.29米，层厚0.40~3.80米。

②2淤泥质粉质粘土（Q4al）：灰色，饱和，流塑，高压缩性。摇振反应缓慢，刀切面稍有光泽，干强度与韧性中等偏低。局部粉粒含量较高。分布不普遍，局部缺失。顶板埋深1.00~4.80米，层顶标高1.21~4.91米，层厚0.40~3.30米。

②1粉质粘土夹粉土、②2淤泥质粉质粘土为新近沉积土。

③1粉细砂夹粉土（Q4al）：灰色、青灰色，饱和，稍-中密，局部中密，中偏低压缩性。主要由石英、云母、长石等矿物碎屑组成，颗粒级配不均。具水平沉积层理。局部夹稍密状薄层粉土，单层厚1~3mm，分布不均，局部富集。分布普遍。据静力触探比贯入阻力Ps平均值为5.20MPa，标准值为4.85 MPa。顶板埋深2.00~14.50米，层顶标高-8.617~3.54米，层厚0.90~21.20米。

③1a淤泥质粉质粘土 (Q4al)：灰色，饱和，流塑，高压缩性。摇振反应缓慢，刀切面稍有光泽，干强度与韧性中等偏低。局部粉粒含量较高。该层呈不稳定夹层分布③1粉细砂夹粉土中。顶板埋深8.20~14.00米，层顶标高-8.11~-2.48米，层厚0.30~1.30米。

③2粉细砂（Q4al）：青灰色，饱和，中-密实，中偏低压缩性。主要由石英、云母、长石等矿物碎屑组成，颗粒级配不均。分布普遍。据静力触探比贯入阻力Ps平均值为8.94MPa，标准值为8.15 MPa。顶板埋深12.40~24.50米，层顶标高-19.14~--6.55米，层厚5.00~21.90米。

③3粉细砂（Q4al）：青灰色，饱和，密实，中偏低压缩性。主要由石英、云母、长石等矿物碎屑组成，颗粒级配不均。局部夹少量中砂。分布普遍。据静力触探比贯入阻力Ps平均值为12.88MPa，标准值为12.25 MPa。顶板埋深25.00~50.60米，层顶标高-45.14~-19.60米，层厚6.50~33.90米。

③3a粉土夹粉质粘土（Q4al）：青灰色，饱和，中高压缩性。粉土稍密状，中偏高压缩性。局部夹薄层软塑状粉质粘土。摇振反应中等，刀切面稍有光泽，干强度与韧性低。该层呈不稳定夹层分布③3粉细砂中。顶板埋深45.50~48.50米，层顶标高-43.04~-39.99米，层厚0.50~3.40米。

④含砾中粗砂（Q3al）：青灰色，饱和，中密，中偏低压缩性。主要由石英、云母、长石等矿物碎屑组成，颗粒级配不均。局部夹砾石，砾径1~5cm，成份为石英质，呈次圆状~次棱角状，含量8~15%；砾石分布不均匀。分布普遍。顶板埋深57.40~63.00米，层顶标高-56.99~-51.76米，层厚0.50~5.50米。

⑤1强风化泥岩(K2P)：紫红色，受强烈风化作用岩石结构大部分破坏，矿物成分显著变化，上部岩芯多呈硬塑土状；下部岩芯呈硬土夹碎石状-碎块状，手捏易碎，岩石强度往下逐渐提高，遇水极易软化。全场区分布。顶板埋深58.00~65.10米，层顶标高-59.09~-52.43米，层厚1.20~4.50米。

⑤2中风化泥岩(K2P)：紫红色，泥质结构，块状构造，主要由粘土矿物及少量白云母碎片组成，局部见沉积微层理，岩芯一般呈中柱状，风化裂隙较发育，多呈闭合状，由方解石细脉充填。岩体较完整，锤击岩芯声哑，无回弹，有较深凹痕，浸水后易软化。局部夹薄层状中风化泥质粉砂岩以及粉砂岩，岩石天然抗压强度局部离散性较大，平均值fr为1.82MPa，标准值frk为 1.63 MPa，软化系数为0.157，属极软岩，岩体基本质量等级Ⅴ级。全场区分布。顶板埋深59.40~68.70米，层顶标高-62.79~-53.66米，最大揭露厚度10.90米。

（注：按《南京地区建筑地基基础设计规范》（DGJ32/J12-2005）第9.2.3.5规定，当frklt;2 MPa时，按强风化岩计）

2.3南京市幸福里项目地块水文地质条件

2.3.1场地地表水

本场地无地表水体分布。

2.3.2场地地下水

拟建场地地表全为填土，填土之下多处地段即为③1粉细砂夹粉土，场地地下水为孔隙潜水，主要赋存于③1粉细砂夹粉土、③2粉细砂、③3粉细砂和④含砾中粗砂层中,为统一含水层。初见水位埋深0.90~3.00米，稳定水位埋深1.00~4.80米，该含水层透水性强，水量丰富，水位变化部分受大气降水，主要受地下水的侧向迳流补给影响。其余岩土层透水性较差，富水性弱，可视为相对隔水层。据调查近3~5年场地最高水位埋深1.00米左右。

2.4场地水与土的腐蚀性评价

2.4.1场地水的腐蚀性评价

据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009版）附录G表G.0.1分类规定，拟建场地环境类型属于Ⅱ类。

通过对拟建场地JK1、JK7和JK39三孔所取水样的水质分析结果见下表

孔号 项目	JK1	JK7	JK39
水化学类型	HCO3－Na(K)	HCO3－Na(K)	HCO3－Na(K)
PH值	7.4	7.5	7.7
总矿化度(mg/L)	443.56	492.28	516.32
侵蚀性CO2 (mg/L)	0.6	0.7	0.6
Mg2	11.91	7.54	11.91
SO42- (mg/L)	38.42	78.77	102.78
Cl-(mg/L)	51.76	41.12	43.96
HCO3-(mg/L)	347.81	347.81	335.61
NH4	lt;1	lt;1	lt;1
OH-	0.00	0.00	0.00
CO3-	0.00	0.00	0.00

经判别地下水对混凝土结构具微腐蚀性，在长期浸水和干湿交替环境下地下水对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性（详见水质分析检测报告）。

2.4.2场地土的腐蚀性评价

通过对场地JK3、JK12、JK35三孔中地下水位以上土样的分析结果见下表。

孔号 项目	JK3	JK12	JK35
水浸提取液PH值	7.3	7.3	7.4
Mg2 (mg/Kg土)	21.18	23.42	31.62
SO42- (mg/Kg土)	89.96	89.29	138.52
Cl-(mg/Kg土)	38.22	29.71	39.55

经判别地下水以上土对混凝土结构和钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性（详见土的易溶盐检测报告）。

2.5场地与地基的地震效应

2.5.1场地稳定性

场地位于南京-湖熟断裂与瓜埠-牛首山断裂交会部西南侧新生代沉积凹陷中。喜马拉雅晚期构造运动以来，断裂活动明显减弱，趋于稳定。基岩为白垩系上统浦口组碎屑岩系，强风化基岩顶面埋深58.00~65.10米（标高-59.09~-52.43米）,中风化基岩顶面埋深59.40~68.70米（标高-62.79~-53.66米），岩面较平缓，由东往西渐深，局部略有起伏。区域资料表明厚度巨大，在钻孔揭示深度内未发现影响场地稳定性的断裂和破碎带。

拟建场地表层分布较厚层填土，其下分布局部新近沉积的软塑~可塑状的粉质粘土夹粉土和流塑状淤泥质粉质粘土。根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）（2008版）第4.1.1条划分建筑场地处于抗震不利地段。

2.5.2地震效应

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）（2008版），南京地区抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.10g。

根据上述规范中第4.1.3条关于土层剪切波速测量的有关规定。通过对场区JK20、JK18、JN24、JK6、JK1、JK26、JN40、JK33、JK37、JK39、JK41、JK28、JK44、JK30和JK51共15孔的岩土层剪切波速测试值，场地土层等效剪切波速Vse=114.0~156.8m/s，场地覆盖层厚度为58.00~65.10米左右，按不利因素考虑，经综合判定拟建场地为Ⅲ类建筑场地。特征周期值采用0.45s。

2.5.3地基液化评价

经计算场地20米以浅分布的③1粉细砂夹粉土标贯试验实测击数N均大于临界击数Ncr，在抗震设防7度条件下，为不液化土。

2.5.4软土震陷评价

②2淤泥质粉质粘土其实测剪切波速Vse大于90m/s，且厚度小，分布不稳定。根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009版）条文说明第5.7.11条判定，可不考虑震陷影响。

2.6 本工程拟采用的基坑支护方案、计算理论和方法

2.6.1拟采用的基坑支护方案及选型依据

该项目总共涵盖十二栋高为29层的高层住宅楼、二栋高为11层的酒店式公寓、一栋高为1-3层的15班幼儿园教学楼和一栋高为1-3层的会所及社区中心，并设有地下一层，层高4.5米；以及地下二层，层高分别为4.5米和3.6米。29层的住宅楼和11层酒店式公寓均采用框支剪力墙结构；会所、幼儿园和地下车库均采用框架结构。

根据场地岩土层结构、分布特征及其物理力学性质，结合拟建建筑物结构、层次及荷载要求，拟建场地浅部无良好的天然地基持力层，应采用桩基础。

拟建筑物有二种桩型可供选择，即钻孔灌注桩、预应力管桩。选用预应力管桩具有施工速度快，承载力较高，桩长和桩体质量易控制的优点。采用钻孔灌注桩可根据上部荷载要求对桩径进行调整，单桩承载力高，但钻孔灌注桩施工过程中需要泥浆，孔底沉渣不易控制，排污对周围环境具一定影响。

拟建29层住宅建筑上部荷载大，本场地以厚达五十余米的粉细砂为主，且密实程度较好~好，预应力管桩无法穿越巨厚状的粉细砂层，桩长难以控制，故本工程高层住宅应该采用钻孔灌注桩，钻孔灌注桩在施工过程中软弱土层易缩径，砂性土层易坍塌，孔底沉渣不易控制，建议采取有效的施工方案确保施工质量。拟建11层酒店式公寓、1-3层会所及幼儿园上部荷载相对较小，采用预应力管桩分别以③3、③2粉细砂为桩端持力层。

因此，29层的高层住宅楼采用钻孔灌注桩，以⑤2中风化泥岩为桩端持力层； 11层的酒店式公寓、1~3层的会所及社区中心和1-3层的15班幼儿园教学楼采用预应力管桩，酒店式公寓以③3粉细砂为桩端持力层，会所、幼儿园以③2粉细砂为桩端持力层。

2.6.2 拟采用的计算理论和方法

（1）土压力计算

支护结构所承受的土压力，要精确的加以确定是有一定困难的。目前，对土压力的计算，主要采用朗肯土压力理论进行计算。

1)砂性土，内聚力c=0:

主动土压力 Pa=(q γH)tg2(45ordm;-)

被动土压力 Pp=(q γH)tg2(45ordm; )

2)粘性土，内聚力c≠0:

主动土压力 Pa=(q γH)tg2(45ordm;-)-2ctg(45ordm;-)

被动土压力 Pp=(q γH)tg2(45ordm; ) 2ctg(45ordm; )

（2）单桩竖向承载力估算

1）钻孔灌注桩：场地底部⑤2中风化泥岩，据南京地区建筑地基基础设计规范》，以⑤2中风化泥岩为桩端持力层，应采用大直径桩的单桩竖向承载力特征值估算，计算公式如下：

2）预应力管桩：根据《南京地区建筑地基基础设计规范》，粉土、砂土地基中宜采用单桥静探资料估算预制桩单桩承载力，估算公式如下：

（3）稳定性验算

1）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：

2）抗坑底隆起验算

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进行：

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。管涌稳定性验算可按下式进行：