东华理工大学毕业设计(论文) 基坑基本概况
1.2.2 水文地质条件：
根据地下水的赋存条件，将本场地浅层地下水分划为两类：
一类为孔隙潜水，赋存于第(1)层素填土中，勘察期间测得该场地初见水位埋深为2.50m～2.60m，初见水位的标高为0.10m~0.77m；稳定水位埋深为0.65m~1.15m，稳定水位的标高为1.80m~2.52m。
另一类为孔隙微承压水，主要赋存于砂性土中，对本程有影响的主要为浅部④1、④2层粉性土中，通过对钻孔J1、J4下套管止水测得钻孔浅部微承压水的稳定水位埋深为3.20～2.70米，微承压水的稳定水位标高为0.11m～0.40m。
据苏州市区域水文地质勘察资料，苏州市孔隙潜水历史最高水位为2.63米（黄海高程，下同），近3～5年最高水位约为2.50米，历史最低潜水位约为-0.21米，地下水年变幅为1.0～2.0米；近3～5年最高水位约为1.60米，历史最低水位约为0.62米；地下水年变幅约为0.80米左右。
有关基坑支护的详细设计参数如下表所示：
表1.2 基坑支护设计参数一览表
土层 编号 ② ③ ④1 ④2 ⑤ 土层 名称 粘土 粉质粘土 粉土夹粉粘 粉土 粉质 粘土 Kv （cm/s） 5.82E-07 7.77E-06 3.25E-04 8.14E-03 6.54E-06 渗透试验 KH （cm/s） 5.40E-07 6.22E-03 3.64E-04 6.36E-03 5.32E-03 固结快剪（cq） C KPa Ф (゜) 三轴剪切(uu) C KPa 39 21 Ф (゜) 1.6 2.0 19.2 18.8 18.6 18.6 18.5 0.60 0.50 0.40 0.42 0.58 重度γ 静止土压(KN/m) 力系数K0 336.8 12.1 23.3 12.2 10.3 14.3 11 25 14.5 12.7
4
东华理工大学毕业设计(论文) 基坑支护方案选择
2 基坑支护方案选择
2.1 基坑支护设计基本要求
(1)基坑设计以“安全、合理、经济、便于施工”为原则，同时保证施工周期较短，结合本工程地质、环境、挖深等诸多因素；
(2)替基坑土方开挖和地下室施工创造一个安全干燥的施工条件；支护结构稳定、牢固、安全，确保地下室施工安全以及周边建筑物和道路的安全；有效止水，确保周边建筑物和道路不产生沉降；。
(3)支护结构基坑内壁与地下室基础承台边缘应留有足够的施工工作面；基坑周边有良好的围护，确保坑边行人安全；
(4)基坑支护范围不超过建设用地红线、不影响现有临时办公用房的正常使用；基坑周边排水畅通，地面雨水、污水不流入基坑；
(5)参照苏州地区以往深基坑工程成功实践经验；
(6)考虑到邻近坑边有重点保护道路及房子，为确保安全，以“位移变形”控制设计算
(7)考虑到支撑中心标高尽可能下落，以减少支护桩配筋、桩径及桩长，从而大大降低支护结构造价成本；
(8)考虑到本场地地质条件由于该场地地下水位埋深较浅，地下水较丰富，透水性大，为杜绝“侧壁流砂，坑底管涌”等不良现象出现，关键做好基坑止水，降水设计和施工；
(9)考虑到本基坑面积规模大，跨度大，不适合布置内支撑，但考虑到基坑“长边效应”，长边最大达250m,中部变形较大,所以在基坑每边中部设置竖向斜支撑，并在局部基坑地段底部设置深搅桩墩，以防止支护结构倾覆失稳。以利于基坑土方开挖和地下室结构施工。
2.2 基坑支护方案选择
依照基坑勘探点平面布置图，长宽约250m3100m，对基坑支护进行区段划分：AB以及DE段,BCD段，EF段，FGA段。各区段应根据岩土工程勘察报告的地质剖面图来进行计算和分析
综合各种支撑方案，首先排除了悬臂支撑的可能性，因为该方案保证不了这么大基坑的水平向变形的稳定性，再者浪费资源，增加工程量；
对于用内支撑水平式的支撑也不太现实，基坑的纵横向跨度大，将致使水平支撑在竖向产生过大的挠曲，不利于支撑的稳定和支护功能的完成，故排除在外；
用土钉墙支护将使工程量烦琐和增加，且整个场地的地下水位较高，土钉本身利用不了土体的抗剪强度，故也不适合本工程。
综合舍取采用基坑四周采用钻孔灌注桩加预应力拉锚杆支撑支护方案，局部地
5
东华理工大学毕业设计(论文) 基坑支护方案选择
段增设竖向斜撑和深搅桩墩来加固支撑；经设计验算和电算之后，能满足几坑土方开挖，地下室结构施工和对周围环境保护的要求。
2.2 计算方案
严格按照《建筑基坑技术规范》（JGJ120－99）中的有关章节进行。土压力：采用“朗肯”土压力公式“分层”计算，基坑面下主动土压力采用“三角形”分布模式。填土和粘性土采用“水土合算”；粉砂性土采用“水土分算”，水压力计算采用“三角形”分布模式。
(1) 计算模式：采用单支点支护结构“等值梁”法计算，桩顶圈梁兼作围檩；分“各种工况”计算。因该场地土层变化较大，计算断面较多，部分区段采用同济启明星软件对支护结构的稳定性进行验算；
(2)计算断面:根据地质条件分布、周边环境及挖深不同等情况进行对应的设计； (3)计算复核:最后采用同济启明星基坑支护分析软件进行电算复核，结果基本一致；
(4)计算结果:具体参见设计图纸。
6
东华理工大学毕业设计(论文) 基坑支护设计
3 基坑降止水设计
3.1 基坑止水计算
整个基坑四周采用外围“双排双轴”深搅桩形成一个三面止水帷幕。东侧可不做止水帷幕，降水和止水结合。水泥掺入比aw?15%，水灰比为0.5，Φ700@500，相邻的桩搭接200mm，其抗管涌验算为：
'kg???h'?2t/?0??w??h' 其计算简图如图4.1所示：
q-1.000m??????土层参数c,γ,ФH0.5-1.0mhd
图3.1 抗管涌计算简图
式中：
?h??降水水头差；t??桩端到坑底水头的垂直距离'?0??基坑侧壁重要性系数
3.1.1 西侧挖深7.5米抗管涌计算
考虑局部地段水位差别，取该地段的平均地下水位-1.000m，则水头差：
?h'?7.5?1?1.0?7.5m，设止水桩长为L，则t’=（L-7.5-1）m，
取?w?10KN/m3，，则可得：?'?9.0KN/m39.0??7.5??L?7.5?1?2??????2.0 kg?10.0?7.5解得出L?13.1m，取该段的止水桩长为13.5m。
13
东华理工大学毕业设计(论文) 基坑支护设计
3.1.2 北侧挖深7.0米抗管涌计算
考虑局部地段水位差别，取该地段的平均地下水位-1.000m，则水头差：
?h?7.0?1?1.0?7.0m，设止水桩长为
'L，则t’=（L-7.0-1）m，
2取?w?10KN/m3，，则可得：?'?9.0KN/m39.0??7.0??L?7.0?1?????2.0 kg?10.0?7.0解得出L?10.9m，取该段的止水桩长为11m。3.1.3 南侧挖深9.0米抗管涌计算
考虑局部地段水位差别，取该地段的平均地下水位仍为-1.000m，则水头差：
?h?9.0?1?1.0?9.0m，设止水桩长为
'L，则t’=（L-9.0-1）m，
2取?w?10KN/m3，，则可得：?'?9.0KN/m39.0??9.0??L?9.0?1?????2.0 kg?10.0?9.0解得出L?15.5m，取该段的止水桩长为16m。3.2 基坑降水计算
止水设计在于防止管涌，但实际的水力渗透系数可能会随着开挖的进行而影响到水位基准面的变化，进而使实际水力剃度跟工勘报告有所变化，可能会大于临界管涌水力剃度，再加上一面流渗地下水，故需考虑降水。本次综合考虑基坑水位降深较大，约为9m；以及基坑所处土体的渗透性在0.1m/d-3m/d之间，可采用喷射井点降水方案。
3.2.1 降水井型
选6型喷射井点：外管直径为150mm，采用环形布置方案。 3.2.2 井点埋深
埋置深度须保证使地下水降到基坑底面以下，本工程案例取降到基坑面以下1.0m处。埋置深度可由下式确定：
L?H?h??h?ix??h1?r0??l
式中：L——井点管的埋置深度,m; H——基坑开挖深度,m;
h——井点管露出地面高度,m;一般可取0.2m;
?h——降水后地下水位至基坑底面的安全距离，本次可取1.0m; i——降水漏斗曲线水力坡度，本次为环状，取0.1 h1——井点管至基坑边线距离，本次取1.0m;
r0——基坑中心至基坑边线的距离，本次工程案例去最近值宽边的一半，即50m;
14