【正文】 工程地質(zhì)條件 地形地貌武漢市市區(qū)處于華中地區(qū)，市區(qū)為廣闊的江漢沖積平原，地處長(zhǎng)江北西岸高河漫灘一級(jí)階地以上，自西北部的山前地帶向東南部平原區(qū)河流相沉積物逐漸增厚，地貌單元由沖洪積扇過(guò)渡為沖積平原。地表土層雜填土及素填土組成，下部為一套第四紀(jì)沖擊物，具明顯的二元結(jié)構(gòu)，上部為粘性土，局部夾粉土，下部為砂性土，局部夾粘性土，基地為志留系泥質(zhì)頁(yè)巖、粉砂巖。 氣象條件武漢市平原區(qū)屬暖溫帶半濕潤(rùn)、半干旱大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫14～17\℃。1 月份氣溫最低，月平均氣溫4～5℃；7 月份氣溫最高，月平均氣溫35～40℃。，年平均降水量1000～1500mm，且集中在雨季7～9 月份，年平均風(fēng)速2～3m/s，最大風(fēng)速可超過(guò)15m/s。 場(chǎng)地土層據(jù)中冶地勘巖土工程總公司提供的巖土工程勘察報(bào)告，本次勘探的最大深度（）范圍內(nèi)，除上部為人工填土外，其下部為一般第四系沉積土。地層主要以填土、粘性土、砂土和粉質(zhì)粘土等組成，其主要地層由上至下詳細(xì)描述如下：①雜填土：雜色，稍密，濕，主要以碎磚塊等建筑垃圾組成，本層在整個(gè)場(chǎng)地均有分布。素填土：黃褐色，可塑～硬塑，以粘質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土為主，主要回填物為粉質(zhì)粘土，局部為粉土，含云母、氧化鐵及少量磚屑、灰渣和少量小磚塊及炭屑，本層在整個(gè)場(chǎng)地均有分布，～。②粉質(zhì)粘土：褐黃色；含云母，氧化鐵；軟塑～硬塑；飽和；中壓縮性；土質(zhì)較均勻，局部夾②1 粘質(zhì)粉土～砂質(zhì)粉土夾層及透鏡體。該層底部夾雜少量細(xì)紗及卵石顆粒。②1 粘質(zhì)粉土～砂質(zhì)粉土：褐黃色；含云母，氧化鐵；密實(shí)；濕；土質(zhì)較均勻但分布不連續(xù)，主要呈薄層和透鏡體狀分布?！?。③淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：灰黑、黑色，流塑，夾有腐殖物和貝殼碎屑，分布于整個(gè)基坑范圍之內(nèi)。④粉質(zhì)粘土：紅褐色，堅(jiān)硬，含砂粒。稍有光澤，無(wú)搖震反映，韌性中等，干強(qiáng)度中等?！?。⑤砂土：褐黃色，含石英、云母及少量長(zhǎng)石等，砂質(zhì)不均，褐紅色，中密，濕，主要礦物成分為長(zhǎng)石，石英，含少量小礫石，局部為細(xì)砂?！＂拚惩粒汉贮S色；含云母、氧化鐵等；土質(zhì)不均，局部夾少量粉土、細(xì)砂及圓礫；飽和；可塑；中～中低壓縮性?！?。⑦粉質(zhì)粘土：褐黃色；含云母、氧化鐵等；飽和；可塑～硬塑；中～中低壓縮性。夾有粘質(zhì)粉土薄層或透鏡體。局部夾含云母、氧化鐵等；砂質(zhì)粉土。濕；密實(shí)?！＂嗉?xì)砂：褐黃色，含石英、云母及少量長(zhǎng)石等，砂質(zhì)不均，夾⑦1 粘土～重粉質(zhì)粘土及少量圓礫?！＂岱圪|(zhì)粘土：褐黃色；含云母、氧化鐵等；飽和；可塑～硬塑；中～中低壓縮性。夾粘質(zhì)粉土薄層或透鏡體。局部夾砂質(zhì)粉土。濕；密實(shí)。～。 水文地質(zhì)條件（1）由于本次鉆探設(shè)備采用泥漿護(hù)壁，鉆探時(shí)無(wú)法測(cè)量地下水，經(jīng)過(guò)調(diào)查收集資料。（2）根據(jù)在附近場(chǎng)地勘察資料，本場(chǎng)地地下水對(duì)擬建建筑物混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)腐蝕性，但在干濕交替作用下對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有弱腐蝕性。（3）對(duì)防水要求嚴(yán)格的地下室或構(gòu)筑物，其設(shè)防水位可參考使用期限內(nèi)歷年最高地下水位設(shè)計(jì)；對(duì)防水要求不嚴(yán)格的地下室或構(gòu)筑物，其設(shè)防水位可參照近3～5 年的最高地下水位及勘察時(shí)實(shí)測(cè)穩(wěn)定地下水位確定。 基坑側(cè)壁安全等級(jí)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)不是主體結(jié)構(gòu)的一部分，基坑周圍有建筑物，管線，道路，管道等建筑體需加以保護(hù)。按照《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》關(guān)于基坑側(cè)壁安全等級(jí)及重要性系數(shù)的表述，該基坑工程基坑側(cè)壁安全等級(jí)為二級(jí)，重要性系數(shù)＝。（附表如下）表21 基坑側(cè)壁安全等級(jí)及重要性系數(shù)安全等級(jí)破壞后果 重要系數(shù)一級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞，土體失穩(wěn)或變形過(guò)大對(duì)基坑周圍環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響嚴(yán)重二級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞，土體失穩(wěn)或變形過(guò)大對(duì)基坑周圍環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響一般三級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞，土體失穩(wěn)或變形過(guò)大對(duì)基坑周圍環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響不嚴(yán)重河南理工大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第三章 基坑支護(hù)方案比選第三章 基坑支護(hù)方案比選 基坑環(huán)境條件 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)型式有很多種，其適用范圍也各不相同，影響基坑支護(hù)方案的因素很多，并且各因素之間相互聯(lián)系、相互依賴、相互制約，相互作用。歸納起來(lái)，主要應(yīng)綜合考慮如下因素：基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)所受的荷載：①側(cè)向荷載；②垂向荷載；③地震荷載；④風(fēng)載；⑤地面超載等?；拥膸缀纬叽纾孩賵?chǎng)地的形狀；②基坑深度；③基坑的寬度。工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件：①勘探資料的內(nèi)容及測(cè)試方法；②巖土物理力學(xué)參數(shù)：③地下水情況及分布、制表水位、承壓水層、承壓氣體等。環(huán)境條件：①基坑周圍地區(qū)性質(zhì)；②基坑周圍建筑物狀況及所采用的基礎(chǔ)類型；③基坑周圍公用設(shè)施分布及地下構(gòu)筑物、管線情況；④基坑周圍交通狀況及道路狀況；⑤基坑周圍水域(河流)狀況：⑥基坑所處地區(qū)環(huán)境特殊狀況及對(duì)基坑施工的特殊要求等。建筑物的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及上部結(jié)構(gòu)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的要求?；娱_挖及排水方法。對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工(噪音、振動(dòng)、地面污染)的要求。基坑場(chǎng)地周圍已有基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)形式或類似基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的形式，施工中的成功、失敗原因、教訓(xùn)?，F(xiàn)己應(yīng)用的各種支護(hù)技術(shù)的特點(diǎn)和適用范圍。業(yè)主對(duì)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的要求。1相應(yīng)的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范、指南等。 支護(hù)結(jié)構(gòu)選型基坑根據(jù)上述設(shè)計(jì)依據(jù)，結(jié)合本基坑工程實(shí)際情況有以下幾種可供選擇的支護(hù)型式：土釘墻是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)用于土體開挖和邊坡穩(wěn)定的一種新型擋土結(jié)構(gòu)。它由被加固土、放置于原位土體中的細(xì)長(zhǎng)金屬桿件（土釘）及附著于坡面的混凝土面板組成，形成一個(gè)類似重力式墻的擋土墻，以此來(lái)抵抗墻后傳來(lái)的土壓力和其它作用力，從而使開挖坡面穩(wěn)定。工作原理土釘一般是通過(guò)鉆孔、插筋、注漿來(lái)設(shè)置的，但也可通過(guò)直接打入較粗的鋼筋或型鋼形成土釘。土釘沿通長(zhǎng)與周圍土體接觸，依靠接觸界面上的粘結(jié)摩阻力，與周圍土體形成復(fù)合土體，土釘在土體發(fā)生變形的條件下被動(dòng)受力，并主要通過(guò)其受拉工作對(duì)土體進(jìn)行加固。而土釘間土體變形則通過(guò)面板（通常為配筋噴射混凝土）予以約束。深基坑逐層開挖，逐層在邊坡以較密排列（上下左右）大如圖釘（鋼筋），強(qiáng)化受力土體，并在土釘坡面設(shè)置鋼筋網(wǎng)，分層噴射混凝土，就是土釘支護(hù)。噴射混凝土內(nèi)的鋼筋網(wǎng)既調(diào)整結(jié)構(gòu)了錨桿或土釘和噴射混凝土之間的受力使之均勻,以使噴層有一定柔性,保持邊坡穩(wěn)定和安全。土釘墻支護(hù)特點(diǎn)土釘墻支護(hù)優(yōu)點(diǎn)：（1）土釘與土體形成復(fù)合體，提高了邊坡整體穩(wěn)定和承受坡頂超載能力，增強(qiáng)土體破壞延性，改變邊坡突然塌方性質(zhì)，有利于安全施工；（2）設(shè)備簡(jiǎn)單，易于推廣。由于土釘壁土層錨桿長(zhǎng)度小得多，鉆孔方便，注漿亦易，噴射混凝土等設(shè)備，施工單位均易辦到；（3）如能與土方開挖配合好，實(shí)行平行流水作業(yè)，則工期可縮短，噪音??；（4）經(jīng)濟(jì)效益好，一般成本低于灌注樁支護(hù)；（5）分層施工，邊監(jiān)測(cè)邊施工，便于采取必要措施；（6）適宜于地下水位以上或經(jīng)降水措施后的雜填土，普通粘土或非松散型的砂土，一般認(rèn)為可用于標(biāo)貫擊數(shù)N值在5以上的砂質(zhì)土與N值在3以上的粘性土。土釘墻支護(hù)也有其缺點(diǎn)和局限性，主要有：（1）現(xiàn)場(chǎng)需有允許設(shè)置土釘?shù)牡叵驴臻g。當(dāng)基坑附近有地下管線或建筑物基礎(chǔ)時(shí)，在施工時(shí)會(huì)存在影響；（2）在松散砂土、軟塑、流塑粘性土，以及有豐富地下水源的情況下不能單獨(dú)使用土釘支護(hù)，必須與其它的土體加固支護(hù)方法相結(jié)合。尤其在飽和粘性土及軟土中設(shè)置土釘支護(hù)更需特別謹(jǐn)慎，土釘在這些土中的抗拔力低，需要有很長(zhǎng)很密的土釘，軟土的徐變還可使支護(hù)位移量顯著增加；（3）土釘支護(hù)如果作為永久性結(jié)構(gòu)，需要專門考慮銹蝕等耐久性問(wèn)題。土釘墻圍護(hù)適用于地下水位以上或者人工降水后的粘性土、粉土、雜填土及非松散砂土、卵石土等；不適用于淤泥質(zhì)及未經(jīng)降水處理地下水以下的土層地基中基坑圍護(hù)。土釘墻圍護(hù)基坑深度一般不超過(guò)18m，使用期限不超過(guò)18月。應(yīng)用土釘墻支護(hù)本基坑時(shí)，關(guān)鍵是設(shè)計(jì)土釘?shù)拈L(zhǎng)度，如長(zhǎng)度不夠，則不能提供較強(qiáng)的拉力使土體穩(wěn)定，如太長(zhǎng)會(huì)浪費(fèi)。土釘長(zhǎng)度根據(jù)基坑的土層物理力學(xué)性質(zhì)來(lái)計(jì)算和土釘?shù)钠渌鼌?shù)通過(guò)計(jì)算來(lái)確定。 噴錨網(wǎng)支護(hù) 噴錨網(wǎng)支護(hù)，簡(jiǎn)稱噴錨支護(hù)，其形式與土釘墻支護(hù)類似，也是在開挖邊表面鋪鋼筋網(wǎng)，噴射混凝土面層，并在其上成孔，但不是埋設(shè)土釘，而是預(yù)應(yīng)力錨桿，借助錨桿與周圍土體間的粘聚力，使具有更大的錨固力與邊坡土體共同作用，組成穩(wěn)固的復(fù)合體，對(duì)邊坡其維護(hù)作用，使邊坡土體獲得穩(wěn)定。工作原理土體的抗剪強(qiáng)度較低，抗拉能力幾乎等于零，但是土體具有一定的結(jié)構(gòu)整體性能，以較小的臨界高度保持直立。土坡直立的高度超過(guò)臨界高度或坡地有較大的超載以及環(huán)境因素的改變都會(huì)引起土坡失穩(wěn)。過(guò)去常采用支擋結(jié)構(gòu)承受側(cè)壓力并限制其變形。這屬于被動(dòng)制約機(jī)制的支擋結(jié)構(gòu)?；訃婂^網(wǎng)支護(hù)法是以盡可能保持、顯著提高、最大限度地利用基坑邊壁土體固有力學(xué)強(qiáng)度、變土體荷載為支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的一部分為其基本原理。在土體內(nèi)增設(shè)一定長(zhǎng)度和分布密度的錨固體，它與土體牢固結(jié)構(gòu)而共同工作，以彌補(bǔ)土體自身強(qiáng)度的不足，增強(qiáng)土體的穩(wěn)定性，以主動(dòng)制約機(jī)制為基礎(chǔ)通過(guò)錨桿與土體的相互作用，使土體自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度增加。其作用機(jī)制具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1) 錨桿對(duì)由錨桿、土體、鋼筋網(wǎng)等組成的復(fù)合體起骨架約束作用，由于錨桿本身的剛度和強(qiáng)度，以及在土體中形成的錨桿骨架，對(duì)復(fù)合土體有約束變形的作用；（2) 錨桿提高復(fù)合體的強(qiáng)度：由于錨桿與土體兩者材料性質(zhì)上的差異，土體進(jìn)入塑性狀態(tài)后，應(yīng)力逐漸向錨桿上轉(zhuǎn)移，此時(shí)的錨桿骨架分擔(dān)了土體很大一部分的應(yīng)力，使得復(fù)合體塑性變形延緩形成漸進(jìn)開裂，很大程度上提高了復(fù)合體的強(qiáng)度；（3) 錨桿起著應(yīng)力傳遞和擴(kuò)散的作用，相關(guān)試驗(yàn)表明:當(dāng)荷載增加到一定程度時(shí),坡角的應(yīng)力最大部分錨桿處在滑裂面的兩側(cè)，此時(shí)的錨桿則可通過(guò)應(yīng)力傳遞作用，將滑裂區(qū)內(nèi)部分應(yīng)力傳遞到滑裂區(qū)外的穩(wěn)定土體中，并分散在較大范圍的土體內(nèi)降低應(yīng)力集中，提高支護(hù)體系的抗破壞能力；（4) 面層對(duì)變形的約束作用，面層是發(fā)揮錨桿有效作用的重要組成部分，在很大程度上約束坡面的變形，面層的約束力取決于錨桿表面與土體的摩阻力，當(dāng)復(fù)合土體開裂面區(qū)域擴(kuò)大并連成片時(shí)，摩阻力主要來(lái)自開裂區(qū)域后的穩(wěn)定復(fù)合土體。噴錨網(wǎng)支護(hù)的主要特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，承載力高，安全可靠；可用于多種土層，適應(yīng)性強(qiáng)；施工機(jī)具簡(jiǎn)單、施工靈活，污染小，噪聲低，對(duì)周圍環(huán)境的影響??；可與土方開挖同步進(jìn)行，不占用絕對(duì)工期；本身不需要打樁，支護(hù)費(fèi)用相對(duì)較低。適用范圍噴錨支護(hù)適用于土質(zhì)不均勻、穩(wěn)定土層、地下水位較低、埋置較深，基坑開挖深度在18米以內(nèi)時(shí)采用；對(duì)硬塑土層，可適當(dāng)放寬；對(duì)風(fēng)化泥巖、頁(yè)巖開挖深度可不受限制。但不適用于有流砂土層或淤泥質(zhì)土層采用。 排樁支護(hù) 由于其對(duì)各種地質(zhì)條件的適應(yīng)性、施工簡(jiǎn)單易操作且設(shè)備投入一般不是很大，在我國(guó)排樁式支護(hù)是應(yīng)用較多的一種。排樁通常多用于坑深 7～15m的基坑工程 ，做成排樁擋墻，頂部澆筑混凝土圈梁 。它具有剛度較大、抗彎能力強(qiáng)、變形相對(duì)較小，施工時(shí)無(wú)振動(dòng)、噪音小, 無(wú)擠土現(xiàn)象，對(duì)周圍環(huán)境影響小等特點(diǎn)。當(dāng)工程樁也為灌注樁時(shí)，可以同步施工，從而有利于施工組織、工期短。當(dāng)開挖影響深度內(nèi)地下水位高且存在強(qiáng)透水層時(shí)，需采用隔水措施或降水措施。當(dāng)開挖深度較大或?qū)吰伦冃我髧?yán)格時(shí)，需結(jié)合錨拉系統(tǒng)或支撐系統(tǒng)使用。 排樁支護(hù)依其結(jié)構(gòu)形式可分為懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)、與（預(yù)應(yīng)力）錨桿結(jié)合形成樁錨式和與內(nèi)支撐(砼支撐、鋼支撐)結(jié)合形成樁撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)。 懸臂式排樁支護(hù)結(jié)構(gòu) 懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)主要是根據(jù)基坑周邊的土質(zhì)條件和環(huán)境條件的復(fù)雜程度選用，其技術(shù)關(guān)鍵之一是嚴(yán)格控制支護(hù)深度。根據(jù)武漢市的經(jīng)驗(yàn)，懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)適用于開挖深度不超過(guò)l0m的粘土層，不超過(guò)5m的砂性土層，以及不超過(guò)45m的淤泥質(zhì)土層。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，有利于基坑采用大型機(jī)械開挖。 缺點(diǎn)：相同開挖深度的位移大，內(nèi)力大，支護(hù)結(jié)構(gòu)需要更大截面和插入深度。 適用范圍：場(chǎng)地土質(zhì)較好，有較大的c、φ值，開挖深度淺且周邊環(huán)境對(duì)土坡位移要求不嚴(yán)格。 內(nèi)撐式排樁支護(hù)結(jié)構(gòu) 內(nèi)撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)由支護(hù)結(jié)構(gòu)體系和內(nèi)撐體系兩部分組成。支護(hù)結(jié)構(gòu)體系常采用鋼筋混凝土樁排樁墻、SMW工法、鋼筋混凝土咬合樁等型式。內(nèi)撐體系可采用水平支撐和斜支撐。根據(jù)不同開挖深度又可采用單層水平支撐、二層水平支撐及多層水平支撐。當(dāng)基坑平面面積很大，而開挖深度不太大時(shí)，宜采用單層斜支撐。 內(nèi)撐常采用鋼筋混凝土支撐和鋼管或型鋼支撐兩種。鋼筋混凝土支撐體系的優(yōu)點(diǎn)是剛度好、變形小，而鋼管支撐的優(yōu)點(diǎn)是鋼管可以回收，且加預(yù)壓力方便。內(nèi)撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)適用范圍廣，可適用各種土層和基坑深度。內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)造價(jià)比錨桿低。但對(duì)地下室結(jié)構(gòu)施工及土方開挖有一定的影響。但是在特殊情況下，內(nèi)支撐式結(jié)構(gòu)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。 優(yōu)點(diǎn)： ①施工質(zhì)量易控制，工程質(zhì)量的穩(wěn)定程度高； ②內(nèi)撐在支撐過(guò)程中是受壓構(gòu)件，可充分發(fā)揮出混凝土受壓強(qiáng)度高的材性特點(diǎn)，達(dá)到的經(jīng)濟(jì)目的； ③樁撐支護(hù)結(jié)構(gòu)的適用土性范圍廣泛，尤其適合在軟土地基中采用。 缺點(diǎn)： ①內(nèi)撐形成必要的強(qiáng)度以及內(nèi)撐的拆除都需占據(jù)一定工期； ②基坑內(nèi)布置的內(nèi)撐減小了作業(yè)空間，增加了開挖、運(yùn)土及地下結(jié)構(gòu)施工的難度，不利于提高勞動(dòng)效率和節(jié)省工期，隨著開挖深度的增加，這種不利影響更明顯； ③當(dāng)基坑平面尺寸較大時(shí)，不僅要增加內(nèi)撐的長(zhǎng)度，內(nèi)撐的截面尺寸也隨之增加，經(jīng)濟(jì)性較差。 適用范圍： ①適用于側(cè)壁安全等級(jí)為一、二、三級(jí)的各種土層和深度的基坑支護(hù)工程，特別適合在軟土地基中采用； ②適用于平面尺寸不太大的深基坑支護(hù)工程，對(duì)于平面尺寸較大的，可采用空間結(jié)構(gòu)支護(hù)。錨拉式排樁支護(hù)結(jié)構(gòu) 排樁錨拉式支護(hù)是指它的一端與擋土樁聯(lián)結(jié)，另一端錨固在地基的土層中，以承受結(jié)構(gòu)物或擋土樁、墻承受的側(cè)壓力，它利用了地層的錨固力維持樁、墻的穩(wěn)定。土層錨桿的施工是在地面或者深基礎(chǔ)的地下室墻面（地下連續(xù)墻）、基坑的圍護(hù)壁面及基坑側(cè)壁為開挖的土層鉆孔達(dá)到一定設(shè)計(jì)深度后，或在擴(kuò)大孔的端部，形成球狀或其他形狀，在孔內(nèi)放入鋼筋、鋼管或鋼絲束、鋼絞線或其他抗拉材料，灌入水泥漿或化學(xué)漿液，是與土層結(jié)合成為抗拉（拔）力強(qiáng)的錨桿。拉錨式圍護(hù)結(jié)構(gòu)由圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系和錨固體系兩部分組成，圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系常采用鋼筋混凝土排樁墻和地下連續(xù)墻