1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

深基坑设计与施工是土力学基础工程中的一个古老的传统课题，同时又是一个综合性的岩土工程难题，既涉及土力学中典型的强度、稳定与变形问题，同时还涉及土与支护结构的共同作用问题。对这些问题的认识及其对策的研究，是随着土力学理论、测试技术、计算技术以及施工机械、施工技术的发展而进步完善的。

深基坑的支护工程，采用何种支护方案，除了与基坑深度直接有关外，更主要的是根据底层土质的好坏来采用不同的支护方案。基坑支护工程包含挡土、支护、防火、降水、挖土等许多紧密联系的环节，如其中某一环失败，将会导致整个工程的失败。根据基坑工程事故的统计分析，基坑工程事故发生率较高，竟占基坑总数的1／4以上，而这些工程事故主要表现为支护结构产生较大位移、支护结构破坏、基坑塌方及大面积滑坡、基坑周围道路开裂和塌陷、与基坑相临的地下设施(管线、电缆)变位以至于破坏，邻近的建筑物开裂甚至倒塌等。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

2.1工程概况

主体结构设置情况根据苏州市建筑设计研究院有限公司提供的该工程”地下二层底板结构布置图”。

（1）本工程主体结构#177;0.000相当于吴淞高程＋3.300。（本基坑工程设计除特别说明外均采用主体结构相对高程系统。）

（2）主体结构：该工程由主楼、裙楼与地下车库组成。主楼22层，框剪结构；裙楼6层，框架结构；主楼、裙楼两层地下室与周边二层地下车库连为一体，中间根据结构单元的布置情况设置后浇带。

（3）基坑规模：由于场地条件的限制，基坑西侧边线呈阶梯状。东西方向长约120m，西侧南北方向约35m，东侧南北方向约65m，基坑开挖面积约6000㎡，周长约370m。

（4）基坑挖深：根据场地勘察孔口高程，该场地周边自然地面相对标高为-0.400～-0.800m，考虑基础高度及垫层厚度后基坑开挖深度（预估值）详见表1－1。

（5）安全等级：根据该基坑的周边环境及挖深，确定该工程侧壁安全等级为二级。

2.2基坑周边环境

该工程位于吴中东路与吴中北路交叉处，环境较为复杂，其周边建（构）筑物、公共设施具体分布如下：

西侧：为东吴中北路，地下室边线距离用地红线（人行道边线）约8m；

北侧：为吴中东路，地下室边线距离用地红线（人行道边线）约4m；

东侧：分布有建筑物5栋建筑物，分别为：5层人民银行、4层长城证券、2层及1层的民用建筑，距离基坑边线大于10m；

南侧：该侧建筑的分布情况为：15层中国银行，距离基坑边线约15m；7层住宅楼，距离基坑边线约15m；1层车库，距离基坑边线6m。

另道路下埋设有市政、通信管线，距离管线类型、埋深及与基坑边线距离不详。

2.3 工程、水文地质条件

2.3.1 工程地质条件

场地地形、地貌

拟建场地属于长江三角洲冲积平原，地势较平坦，地面高程为1.56~3.33m，最大高差为1.77m。

岩土层分布及分布特征

根据钻探揭示、原位测试及室内土工试验综合分析，勘探深度范围内按其沉积环境、成因类型及岩土的工程地质性质，分为9大工程地质层，17个亚层。基坑开挖影响深度范围的岩土层分布主要为：

①1杂填土：杂色，湿~饱和，结构松散。表层为砼路面，厚度约0.30~0.60m。其下主要为大量建筑垃圾、砖块、砼块夹粉质粘土组成。杂物含量约10~80%，直径0.05~0.60nm，少量直径大约1.0m。高压缩性，工程特性差。厚度0.30~2.40m。

①2素填土：灰褐色，湿~饱和，软~流塑为主，结构松散。主要由粉质粘土夹少量碎石组成，局部夹少量淤泥质土。土层不均，高压缩性，工程特性差。层厚0.60~3.00m。

②粘土：灰褐色、灰黄色，饱和，可塑，无摇震反应，切面稍有光滑，干强度高，韧性高，中压缩性，土质较均匀，工程地质性能好。顶板埋深0.00~3.50m，层厚1.00~3.90m。

③粉质粘土：灰黄色、灰褐色，饱和，可塑，局部软塑，无摇震反应，切面稍有光泽，干强度中等，韧性中等，中压缩性，土质不均。顶板埋深3.20~5.70m，层厚0.80~2.20m。

④1粉土：灰色，湿~很湿，中密，中压缩性，摇震反应快，干强度低，韧性低。局部夹少量薄层粉砂及粉质粘土。该层土质欠均匀。顶板埋深5.00~6.90m，层厚1.40~3.40m。

④2粉砂夹粉土：青灰色，饱和，中密，主要成分为石英、长石、云母片组成。颗粒级配不均，多夹中密状薄层粉土，单层厚1~3mm，分布不均，局部富集。顶板埋深7.00~9.90m，层厚10.60~13.50m。

④3粉质粘土夹粉土：灰色，饱和，软塑，局部流塑，中压缩性，无摇震反应，切面稍有光泽，干强度中等偏低，韧性中等偏低，局部夹薄层稍密状粉土。该层土质欠均匀，顶板埋深19.40~22.00m，层厚6.50~9.70m。

2.3.2 水文概况

地下水类型及埋藏条件

场地内地下水主要为孔隙潜水和基岩裂隙水。孔隙潜水主要赋存于填土体孔隙中，勘察期间测得地下水初见水位埋深1.10～1.90m，稳定水位埋深1.00～1.80m，地下水位年变幅约1.0m,设计时年最高水位一般可按整平后埋深0.70m考虑。

基岩裂隙水富水性较弱，主要分布在中等风化岩面以上风化岩体空隙内，富水性不均，整体涌水量较小，对挖孔桩施工具有一定的影响。

对基坑开挖影响的场地地下水主要为浅部孔隙潜水及弱承压水。

孔隙潜水主要赋存于表层填土层中，该层富水性一般，透水性一般，水量较小，水位变化主要受大气降水及地下水的侧向径流补给影响，水位受季节性影响变化明显。勘察期间测得初见水位为0.50~1.50m，稳定水位埋深0.77~2.65m。

浅部弱承压水主要赋存于④1粉土及④2粉砂夹粉土，该含水层富水性好，水量丰富，透水性好，勘察期间实测弱承压稳定水位埋深约5.20~5.50m，水位相应标高为-2.40~-2.70m，水位变化主要受地下水的侧向径流补给影响，年变幅1.0m左右，该含水层有一定的渗流压力。

2.3.3基坑支护设计土质参数

基坑支护结构设计采用地质参数见表1-2。

基坑支护设计土质参数 表1-2

注：1、以上参数均由勘察报告提供（提供三轴固结不排水剪切指标时设计采用三轴固结不排水指标）。

2.4 本工程拟采用的基坑支护方案、计算理论和方法

2.4.1拟采用的基坑支护方案及选型依据

根据拟建场地周边环境复杂：两侧临近道路，两侧存在多栋建筑物，开挖深度8.7～10.9m，综合考虑该工程的特点如下：

1.地质条件较差：除表层填土及粘土层外，下部为深厚的粉土、粉砂层，基坑底部落在粉砂层，粉砂层含水量丰富、渗透性较好，易产生流砂管涌现象；承压水水压力较大，对支护结构的产生较大的内力。

2.周边环境复杂：北侧与东侧为道路，且距离道路较近，最小处仅为4m，且路面下存在分布各种市政管线等，支护结构的变形可导致路面开裂及市政管线的损坏，影响正常适用；南侧、西侧为建筑物，部分多层建筑物为浅基础，基坑降水引起的固结沉降及基坑开挖变形可能引起建筑的不均匀沉降，严重时可导致建筑物开裂，影响建筑物的正常使用。支护结构的选取应考虑支护结构的变形对周边环境的影响，故采用人工挖孔桩施工。施工时，应注意弃土远置，加强孔壁支护、及时排除孔底积水。采用坑内集水明排疏干地下水。

2.4.2 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。

（2）支撑轴力计算

单支点支撑支护结构，桩的右侧为主动土压力，左侧为被动土压力。可采用平衡法确定水平支撑轴力R。

取支护单位长度，对支撑点取矩，令∑M=0,水平方向合力∑N=0，则有：

MEa1 MEa2-MEp=0

R=Ea1 Ea2-Ep

（3）弯矩计算

由等值梁法可以求得最大弯矩Mmax值。

（4）桩的嵌固深度计算

桩的嵌固深度即为保证桩的稳定性所需的最小的入土深度，可根据静力平衡条件即水平力的平衡方程(∑H=0)和对桩底截面的力矩平衡方程(∑M=0)联解求得。

（5）止水桩长计算

基坑开挖后，地下水形成水头差h＇，使地下水由高处向低处渗流。止水桩深度应满足相应条件，以免产生管涌。

（6）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。

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算。

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：

γ＇≥Kj=Ki*γw

2.4.3 降水方案

本基坑深为7.50m，西北侧距丽泽路约15m,东北侧距龙眠大道约20m，东侧距已建实训楼最近处约15m，紧邻校园内已有道路，且周边有绿化带分布。开挖空间较狭小，建议采用人挖桩支护，采用坑内集水明排疏干地下水。

2.4.4 监测方案

(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。

2.5 基坑设计图纸及张数

（1）深基坑支护设计平面布置图 1-2张

（2）深基坑支护设计节点详图 1-2张

（3）施工说明 1 张