1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文献综述

基坑工程是指包括基坑开挖、降水和支护结构设计、施工与监测在内的总称。

深基坑支护结构一般包括挡墙和支撑（或拉锚）两部分。常用的挡墙结构有下列一些形式：钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩、h型钢支柱、地下连续墙、深层搅拌水泥桩挡墙；当基坑深度较大，悬臂挡墙在强度和变形方面不能满足要求时，即需设置支撑系统。支撑系统分为两类：基坑内支撑和基坑外拉锚。目前支护结构的内支撑，常用的有钢结构支撑和钢筋混凝土结构支撑两类。基坑外拉锚又分为顶部拉锚与土锚杆拉锚。支撑与围护墙之间的相互联系，增强了支护结构的整体稳定性，不仅直接关系到基坑的安全和土方开挖，对基坑工程的造价和施工进度产生很大影响。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

基坑工程的设计资料如下：

一、 工程概况

马鞍山金鹰项目位于马鞍山市湖东北路与湖南西路十字路口的西北角，紧邻雨山湖。裙房主要为多层商铺，占地面积31127 ㎡，层数3、5、8层，3～5层楼高15～26.50m，8层楼高42.10m；地下室为-3F商业和汽车停车库，建筑面积86140㎡，基础埋深约14.10m，整个地下室接近满铺，西侧局部为绿地。场区地面整平标高（#177;0.00）相对应的56年黄海高程为13.80m，上部结构拟采用框架结构，采用的基础型式为钻孔灌注桩。

据《岩土工程勘察规范（2009年版）》（GB50021-2001）第3.1条，该项目岩土工程勘察等级为甲级；据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第3.0.1条和表3.0.1确定，拟建建筑物地基基础设计等级为甲级。据《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008），拟建裙楼抗震设防类别为重点设防类。据《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72-2004）表8.7.2，基坑工程安全等级为一级。据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）表3.1.2，拟建建筑桩基设计等级为乙级。

二、地形地貌

场区地貌属长江下游丘陵平原区，地势较平缓。湖塘（阳湖塘、雨山湖等）河网交错，间有孤丘（雨山、佳山等）。场区原为湖东路二村小区民房，经人工拆迁改造后堆填，地势东高西低，地面平整开阔，地面高程一般在10.00～13.00m，局部为14.00～15.00m。地表为杂填土，厚度不均。

三、工程地质条件

拟建场地上覆地层主要为第四系全新统填土及上更新统黏性土等，下伏基岩为燕山晚期侵入岩。根据野外勘探了解,结合部分室内岩土实验综合分析,场地岩土层自上而下为:

①层杂填土：杂色，松散，稍湿，以建筑垃圾为主，粉质黏土充填，偶含抛石，局部顶部为水泥地坪。均有揭露、普遍分布。该层土厚度0.50～6.20m、平均1.49m。土层具高压缩性、工程地质性能极差。

②层粉质黏土：黄灰色，可塑，含铁锰质结核及浸染，有光泽，韧性及干强度中等，摇震反应无。仅少数孔有揭露，主要分布于场区西侧靠近雨山湖附近。该层土层顶埋深0.50～1.90m、平均0.92m；层顶标高9.69～11.02m、平均10.38m；厚度1.30～3.90m、平均2.48m。土层具中偏高压缩性、工程地质性能一般。

③1层粉质黏土：灰黄色，可塑，土质均匀，含铁锰质结核及浸染，有光泽，韧性及干强度中等，摇震反应无。大多数孔有揭露，局部地段缺失。该层土层顶埋深0.00～2.30m、平均1.18m；层顶标高7.99～12.34m、平均10.38m；厚度0.70～5.00m、平均2.61m。据土工试验成果，该层自由膨胀率为24%～39%，不具膨胀性。土层具中压缩性、工程地质性能较好。

③层粉质黏土：灰黄色，可塑－硬塑，土质均匀，含铁锰质结核及浸染，有光泽，韧性及干强度中等偏高，摇震反应无，底部夹少量碎石土。均有揭露、普遍分布。该层土层顶埋深0.00～6.60m、平均2.00m；层顶标高5.07～15.06m、平均10.34m；厚度11.60～20.60m、平均15.92m。据土工试验成果，该层自由膨胀率为21%～34%，不具膨胀性。土层具中偏低压缩性、工程地质性能较好。

④层全风化花岗岩：灰黄色杂灰白色，局部为肉红色，岩芯呈砂土状，原岩结构已完全破坏，手掰易碎，局部夹强风化岩块，见球形风化现象。大多数孔有揭露，局部地段缺失。该层土层顶埋深13.60～20.70m、平均17.96m；层顶标高-10.26～0.78m、平均-5.59m；厚度0.70～12.70m、平均3.66m。工程地质性能较好。

⑤层强风化花岗岩：灰褐色，局部肉红色，岩芯呈碎块状，粒状结构，块状构造，敲击不易碎，球形风化现象明显。均有揭露、普遍分布。该层土层顶埋深16.50～30.00m、平均21.19m；层顶标高-17.10～-2.30m、平均-8.74m；厚度0.80～17.40m、平均9.68m。工程地质性能较好。

⑥1层碎裂状中风化花岗岩：肉红色，岩芯呈块状、短柱状，局部为长柱状，粒状结构，块状构造，裂隙发育，敲击声脆不易碎，岩面粗糙，锈迹明显。该层饱和单轴极限抗压强度为22Mpa，岩石坚硬程度分类属于较软岩；岩体完整性指数为0.52，岩体完整程度分类属于较破碎；岩体基本质量等级为IV类。该层间断分布，大多地段缺失，层顶埋深15.70～32.10m、平均25.72m；层顶标高-20.91～-4.18m、平均-13.64m；厚度1.90～13.00m、平均6.29m。该层岩面起伏较大，最大坡度达31%，工程地质性能一般。

⑥层中风化花岗岩：肉红色－浅灰色，岩芯呈柱状、长柱状，局部为块状，粒状结构，块状构造，裂隙发育，敲击声响不易碎。该层饱和单轴极限抗压强度为85MPa，岩石坚硬程度分类属于坚硬岩；岩体完整性指数为0.58，岩体完整程度分类属于较完整；岩体基本质量等级为II类。该层均有揭露、普遍分布，层顶埋深21.50～39.70m、平均31.59m；层顶标高-26.08～-9.98m、平均-19.23m；厚度2.00～22.50m、平均8.86m（未揭穿）。工程地质性能较好。基坑开挖及支护设计参数详见表1。

基坑开挖及支护设计参数 表1

注：土体与锚固体极限摩阻力标准值按《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）表4.4.3查表提供。

固结快剪（标准值）指标适用于《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）。

四、水文地质条件

根据含水层（组）岩性、埋藏条件、补径排特征等，场地地下水类型可分为第四系松散岩类孔隙潜水及基岩裂隙水。

潜水主要赋存于上部填土及黏性土中，地下水类型为HCO3#8226;SO4#8212;Ca#8226;Mg型水，其主要补给来源为大气降水及地表水入渗，排泄方式一般以蒸发及侧向径流为主，该含水层（组）连通性、富水性均较差，水量较小，受季节影响较大。

基岩裂隙水主要赋存于下部基岩风化带中，地下水类型为HCO3#8212;Ca#8226;Na型水，受风化、裂隙发育程度不同呈网状、脉状分布，岩层赋水性及渗透性与裂隙发育情况及贯通情况密切相关，补给及排泄方式以径流为主。岩层裂隙发育，贯通性较好，含水层承压性较大。

据区域资料及勘察成果，场区地下水位受大气降水影响较大，变化幅度为1.50m左右，场区抗浮设计水位标高取14.50m。

岩土层赋水性及透水性情况详见表2。

岩土层赋水性及透水性情况 表2

五、不良地质作用及特殊性岩土

拟建场地内上覆土层未发现不良地质作用分布。特殊性岩土主要为①层杂填土及风化岩。

杂填土主要以建筑垃圾为主，黏性土充填，形成年代小于5年，含水量为20%，重度为23.0kN/msup3;。该层场区地表分布广泛，厚度0.50～6.20m、平均1.49m。成分复杂、厚度不均，具高压缩性，工程地质条件差，基坑开挖时易导致坑壁失稳。

场区④层全风化、⑤层强风化花岗岩具有强度高、暴露易风化、球形风化（孤石）等的特性。场区风化层厚度不均，起伏较大，球形风化（孤石）现象明显，风化程度不均，基础建在风化程度不同的地基上，易产生不均匀沉降，桩基施工成孔困难。场区基岩裂隙发育，在天然状态下强度虽较高，局部岩面暴露在空气中易风化，强度降低，影响坑壁稳定，降低基底岩层强度。场区上覆第四系上更新统黏性土自由膨胀率为21%～39%，不具膨胀性。

六、基坑周围环境及重要地下障碍物

拟建基坑南侧距湖南西路约7m；东侧距湖东北路约9m；北侧距湖东路第二小学约10m，距档案馆约1.50m；西侧距雨山湖最近距离约20m。湖南西路及湖东北路道路两侧均布有通信和电力管线、自来水和污水管道、燃气管道等设施。场区原为居民小区，地下管线较多，多数已被移走，尚未移走主要为1根燃气管及1束军用光缆。燃气管沿场区西侧通入湖东路第二小学，埋深0.7-0.8m，口径300mm，材质为铸铁。军用光缆沿场区南侧通入湖东北路，埋深1.0-2.0m。

拟建地下室地下3层，基坑开挖深度约14.10m，周边环境条件很复杂，破坏后果很严重。参照《高程建筑岩土工程勘察规程》表8.7.2有关内容，拟建基坑工程安全性等级为一级。

七、拟采用的研究手段

基坑围护形式多种多样，具体选择时根据工程地质及水文地质条件、基坑深度、地面建筑及道路交通情况、周边环境等，结合对周边环境保护的要求确定。所选定的围护结构，首先应具有施工的可行性、应能满足根据站位环境所确定的基坑保护等级对基坑水平位移和地表沉降的限制要求，在满足上述要求的前提下，再经技术、经济比较后确定最终的围护结构形式。

拟建地下室地下3层，基础埋深约14.10m，基坑开挖深度约14.10m，开挖深度内土层主要为①层杂填土、②层、③1层及③层粉质黏土，局部为全风化花岗岩。基坑开挖较深时，地下水位以下土层易扰动造成坑壁坍塌，对基坑稳定性及坑内施工安全影响较大。考虑到场区南侧与东侧紧邻交通要道，北侧与现有建筑物相邻，西侧为雨山湖，周围环境极为复杂，场区浅部开挖深度内分布杂填土，极为松散。基坑施工的主要问题是边坡失稳和对周边建筑物、道路、地下管线设施的影响，因此应采用有效措施对坑壁进行支护。根据工程情况及基坑特点，基坑可采用的围护形式主要为排桩或地下连续墙。地下连续墙既可以控制土压力，又可以有效地阻隔地下水，同时还可以作为地下室结构的一部分，在类似项目中得到广泛应用。

基坑开挖深度范围内有潜水及基岩裂隙水分布，对基坑开挖施工均有影响。潜水含水层透水性、赋水性均较差，水量较小，基坑降水以明排为主；基岩裂隙水含水层赋水性较好，透水性与裂隙发育情况及贯通情况密切相关，勘察施工期间有少量孔有冒水现象。基坑大面积开挖后，不排除有多处冒水的可能性。基岩裂隙水对基坑影响较大，需设置降、排水井降。

八、支护方案选择

本深基坑工程开挖面积大、开挖深度大、周边环境复杂，如果采用放坡需要足够的空间，采用土钉墙则会对坑外的管线不利，因此不能采用放坡或者土钉墙本工程。在满足安全可靠的前提下，优化支护方案设计，努力做到施工方便、经济合理。结合本工程的岩土条件和基坑特点，基坑支护结构选用地下连续墙 内支撑方案：

采用地下连续墙 内支撑的支护形式具有以下的优点：①地下连续墙刚度大，能避免因支护结构产生较大的水平位移，保证周围管线的安全；②地下连续墙作为一道连续的地下钢筋混凝土结构，其止水效果较其它方式都好，能很好的防止坑壁出现冒水淅土的发生；③地下连续墙作为挡土、止水、结构墙”三合一”墙，可增加地下室使用面积，减少地下室外墙的后期施工砼量和施工工期；④地下连续墙施工无震动、无噪音、污染小、可昼夜施工，不会影响学校上课，并可缩短工期；⑤后期土方开挖和土方回填量、费用均较常规方案要少，减少土方施工工期。

由于该基坑较深，地下承压水丰富，基坑降水采用深井井点降水方案。深井井点降水是在深基坑的周围埋置深于基底的井管，使地下水位低于坑底。深井井点降水法具有排水量大，降水深（gt;15m），不受吸程限制，排水效果好；井距大，对平面布置的干扰小；可用于各种情况，不受土层限制；成孔（打井）用人工或机械均可，较易于解决，井点制作、降水设备及操作工艺、维修均较简单，施工速度快；如井点管采用钢管、塑料管，可以整根拔出重复使用；单位降水费用较轻型井点低等优点；但一次性投资大，成孔质量要求严格。该法适用于渗透系数较大（1-250m/d）、土质为砂类土、地下水丰富、降水深（15-20m）、工期时间长的降水工程，因此，降水方案选取深井井点降水法。

基坑施工时应进行基坑工程监测，监测内容主要有：

①支挡结构的内力、变形和整体稳定性。

②基坑边坡土体的水平和竖向位移，基坑坑底土体隆起。

③邻近道路及地下管线的水平、坚向位移、邻近建筑物、构筑物的沉降和裂缝，基坑卸荷回弹观测。

④基坑开挖影响范围内的地下水位、孔隙水压力的变化。

九、最终成果

1、 基坑设计计算书

2、 基坑支护平面图

3、 基坑支护剖面图

4、 基坑支护大样图

5、 基坑监测平面布置图