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（2）基坑工程施工监测、反演分析与安全预报研究

目的是通过监测和分析各施工阶段的相关信息，来了解支护结构的受力状态和变形特征及对周围环境的影响；反演推求土性参数，不断修正支护设计，使设计逐渐逼近实际情况，并对基坑的安全性状及时预报。国内外对基坑施工监测、反演分析和安全预报的研究一直非常关注。今后应重视基于反演分析和安全预报双重要求的基坑施工监测的研究和实践，在积累丰富工程资料的基础上，完善反演分析和安全预报的计算模型并研制相应的应用软件。

（3）基坑支护结构设计可靠度分析

长期以来，对基坑支护结构的设计都是按传统方法采用安全系数来表达，虽然直观简便，但由于支护系统的荷载、结构抗力特别是土性参数等均非定值，而是随机变量，传统的定值设计法越来越显露出其缺陷。对基坑支护结构可靠度的研究起步较晚，且由于问题的复杂性，至今仍处于探索性研究阶段，还没能取得实质性的成果。今后对如何合理地进行土性参数的统计分析，如何确定可靠指标和建立极限状态方程，特别是怎样建立与传统定值分析法相应的计算模型，尚需进行大量的研究。

（4）对新型支护结构型式的设计理论与计算方法研究

数量众多的工程项目和复杂多变的工程环境以及市场竞争机制的引人，给基坑工程开挖与支护新技术的表现提供了广阔的舞台，富于创新精神的广大工程建设者在工程实践中不断地探索和应用新的基坑开挖与支护技术。新的支护结构型式不断出现，它们在概念和理论上与传统方法迥异。设计理论滞后于工程实践的情况是基坑工程的一个重要特点。如近年来逐渐应用的拱形支护结构，由于许多单位仍沿用传统的平面计算理论，未能充分发挥该结构空间受力合理的优势，迫切需要新的计算理论与方法来指导。再如很有发展前途的冻结支护技术，对冻结以后土的强度特性，包括强度——温度关系、强度——时间关系、土的冻胀性等问题，都有待进行深入研究。

在实际工程中，每个基坑的平面尺寸、开挖深度、水文地质条件和周围环境都不一样，为了解决复杂的基坑工程问题，常需要多种技术的综合应用，这就需对具体基坑进行支护设计。

本论文主要明确钻孔灌注桩+深层搅拌桩+两道混凝土支撑的支护机理及稳定分析原理，基于具体基坑工程的工程概况和工程设计参数对该项目基坑支护做初步设计，并对基坑稳定性进行验算，利用CAD软件将设计图纸画出，掌握基本的基坑设计方法和步骤。

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1 工程基本情况

1.1 建筑工程概况

合肥枫林物业发展有限公司拟在枫林大厦的北侧兴建一幢地上7层、地下2层(车库)的办公楼。由于本工程基坑深达-9.80米，长为80米，宽70米，且基坑的西侧为宿州路，南侧为枫林大厦，为确保基坑的安全，本工程采用钻孔灌注桩φ800@1000+深层搅拌桩φ600支护，内支撑采用钢筋混凝土结构。本支护方案主要是根据基坑工程地质及水文地质条件进行初选、并通过设计计算最终确定。 1.2 工程地质与水文地质条件 1.2.1 场地工程地质条件

拟建场地属于南淝河一级阶地地貌单元，现场地西高东低，根据安徽省建设工程勘察设计院《枫林大厦扩建工程枫娅大厦勘察报告》反映支护施工深度范围内地层层序自上而下依次为：①层杂填土～②层粘土（粉质粘土）～③层粉质粘土～④、⑤层粉土夹砂～⑥、⑦层泥质砂岩中风化带。现分层描述如下：

①层: 杂填土,层厚4.3～6.5 m，灰褐、灰黄或灰黑色，松散（软塑）状态，很湿，含碎砖石子及有机质等。

②层：粘土（粉质粘土）,层厚1.5～3.9 m，灰黄～褐黄色，硬塑状态，湿,含氧化铁、铁锰结核及高岭土等。

③层：粉质粘土,层厚0.40～2.50m，灰黄色，可塑～硬塑状态，湿，含氧化铁及少量粉细沙。

④层：土夹砂层厚4.0～5.0m，灰黄色，稍密～中密状态，含氧化铁并夹有厚薄不均 的粉细沙层。

⑤层：土夹砂,层厚7.9～8.2m，灰黄或青灰色，密实状态，含有厚薄不均的中细及

中粗砂层。

⑥层：泥质砂岩强风化带,层厚1.7～2.3m，棕红色，保持原岩结构，岩芯破碎，风

化裂隙发育。

⑦层：泥质砂岩中风化带,该层未钻穿，棕红色，岩质坚硬。

地基土层，岩层主要物理力学性质指标如表1-1所示。

表 1-1 物理力学性质

土样编号 土的名称 取土深度（m） 天然含水 W ﹪

2-1 粘土 5.1-5.4 25.1 2-2 粉质粘土 7.5-7.8 22.6 2-3 粉质粘土 9.5-9.8 24.4 3-1 粘土 5.5-5.8 22.5 3-2 粉质粘土 8.0-8.3 21.3 3

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湿重力密度γ kN/m3 干重力密度γd kN/m3 饱和度 Sr ﹪ 天然孔隙比 e 土粒比重 Gs 液限 WL ﹪ 塑限 WP ﹪ 塑性指数 IP 液性指数 IL 压缩系数 a M/pa 压缩模量 Es Mpa 内聚力 C Kpa 内摩擦角 φ 度 19.7 15.8 98 0.71 2.74 45.8 21.1 24.7 0.162 0.117 14.4 25 7.47 19.9 16.2 96 0.64 2.72 19.7 15.9 98 1.67 2.70 19.9 16.3 95 0.65 2.73 38.2 20.8 17.4 0.098 0.126 12.9 29 22.06 19.7 16.3 91 0.63 2.70 26.1 14.5 11.6 0.586 0.153 10.5 18 19.66 34.8 26.8 18.4 16.4 0.256 0.102 15.9 23 14.85 15.5 11.3 0.788 0.122 13.5 ---- ---- 1.2.2 场地水文地质条件

拟建场地内勘察期间发现有埋藏在①层杂填土中的上部滞水和④、⑤层粉土夹砂中的层间水，测得两种地下水混合静止水位（埋深）为1.40～2.20m。水面标高为15.39～15.49米。其水量及水位受大气降水、地表水及地表水系渗入补给影响无稳定地下水位且水量较小，根据环境水文地质条件分析，其水质对混凝土无侵蚀性，对本基坑的稳定性不会造成较大的影响。 1.3 场地周边情况

建筑场地西边紧靠一幢3层厂房，西北紧邻一幢6层建筑物；南边紧邻一幢已建7层建筑物（有一层地下室）；东边为城市干道（埋有地下管线和高压电缆）。

2 深基坑维护结构方案与选择

我国大量的深基坑工程始于20世纪80年代，由于城市高层建筑的迅速发展，地下停车场、高层建筑埋深、人防等各种需要，高层建筑需要建设一定的地下室。近几年，由于城市地铁工程的迅速发展，地铁车站、局部地区明挖等也涉及大量的基坑工程，在双线交叉的地铁车站，基坑深度达20-30m。水利、电力也存在着地下厂房、地下泵房的基坑开挖问题。

无论是高层建筑还是地铁的深基坑工程，由于都是在城市中进行开挖，基坑周围通常存在交通要道，已建建筑物的基坑支护大多又是临时结构、投资太大也易造成浪费，但支护结构不安全又势必造成工程事故或管线等各种构筑物，这就涉及到基坑开挖的一

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个很重要的内容，要保护其周边构筑物的安全使用。因此，如何安全、合理地选用支护结构并根据基坑工程的特点进行科学的设计是基坑工程要解决的主要内容。 2.1 常用的深基坑维护方法 2.1.1 钻孔灌注桩

钻孔灌注桩即用机械成孔的方法把桩孔位置外的土体排出地面，然后清除孔底残渣，安放钢筋笼，浇筑混凝土成桩。

钻孔灌注桩作为围护结构承受水土压力，是深基坑开挖常用的一种围护形式，根据不同的地质条件和开挖深度可做成悬臂式挡墙、单撑式挡墙、多层支撑式挡墙等。它的排列形式有一字形相接排列、间隔排列、交错相接排列、搭接排列、或是混合排列，常见的排列方式是一字板间隔排列，并在桩后采用水泥土搅拌桩、旋喷桩、树根桩等阻水。这样的结构形式较为经济，阻水效果较好。

钻孔灌注桩通常为一种非挤土桩，也有的为部分挤土桩。钻孔灌注桩的类型可以分为：A. 按桩径大小分，可分为如下几种：小桩：由于桩径小，施工机械、施工场地、施工方法较为简单，多用于基础加固和复合桩基础中（如：树根桩）。中桩：成桩方法和施工工艺繁多，工业与民用建筑物中大量使用，是目前使用最多的一类桩。大桩：桩径大且桩端不可扩大，单桩承载力高，近20年发展快，多用于重型建筑物、构筑物、港口码头、公路铁路桥涵等工程。B. 按成桩工艺，钻孔灌注桩可以分为：干作业法钻孔灌注桩；泥浆护壁法钻孔灌注桩；套管护壁法钻孔灌注桩。

钻孔灌注桩围护墙是排桩式中应用最多的一种，在我国得到广泛的应用。其多用于坑深7~15m的基坑工程，在我国北方土质较好地区已有8~9m的臂桩围护墙。钻孔灌注桩支护墙体的特点有：施工时无振动、无噪音等环境公害，无挤土现象，对周围环境影响小；墙身强度高，刚度大，支护稳定性好，变形小；当工程桩也为灌注桩时，可以同步施工，从而施工有利于组织、方便、工期短；桩间缝隙易造成水土流失，特别是在高水位软土软粘土质地区，需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题；适用于软粘土质和砂土地区，但是在砂砾层和卵石中施工困难应该慎用；桩与桩之间主要通过桩顶灌梁和围檩连成整体，因而相对整体性较差，当在重要地区，特殊工程及开挖深度很大的基坑中应用是需要特别慎重。

钻孔灌注桩有如下优点：

（1） 施工过程无大的噪声和震动；

（2） 可根据土层分布情况任意变化桩身；可根据同一建筑物的荷载分布于土层 况采用不同桩径；对于承受侧向荷载的桩，可设计成有利于提高横向承载力的异形桩，还可设计成变截面桩，即在受弯矩较大的上部采用较大的截面；

（3） 可穿过各种软、硬夹层，将桩端置于坚实土层和嵌入基岩，还可扩大桩底以

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