【正文】 第一章 河西石家莊地塊基坑支護(hù)設(shè)計(jì)綜合說(shuō)明 結(jié)構(gòu)概況（1）本工程主體結(jié)構(gòu)：建筑物下設(shè)有一層地下室。（2）擬采用預(yù)應(yīng)力管樁(樁)基礎(chǔ)。（3）基坑規(guī)模：。（4）基坑開(kāi)挖深度：本基坑工程以自然地面為假定177。，所注標(biāo)高皆相對(duì)于此標(biāo)高，自然地面標(biāo)高為+。 基坑開(kāi)挖深度一覽表 區(qū)段自然地面標(biāo)高（m）坑底標(biāo)高（m）挖深（m）ABCDE、FGHIJKL、OPQRSTUVW段177。其余段177。 基坑周邊環(huán)境本基坑北靠在建的應(yīng)天西路132地塊住宅小區(qū)，南臨天成苑住宅小區(qū)，西靠華隆新寓和蘇建豪庭住宅小區(qū)，東臨黃山路和虹苑新寓住宅小區(qū)。周邊環(huán)境具體情況如下：（1）北側(cè)：；（2）西側(cè)：，；（3）南側(cè)：，；（4）東側(cè)：為空地；： 、道路（5）周邊管線情況不明。 工程地質(zhì)概況 （1）地形地貌擬建場(chǎng)地為菜地及少量民居，大部分民居現(xiàn)已被拆除，地形開(kāi)闊、較平坦，～。擬建場(chǎng)地屬長(zhǎng)江現(xiàn)代漫灘地貌單元。（2）工程地質(zhì)概況按揭露的先后順序?qū)⒏鞣謱拥鼗翈r性特征及分布規(guī)律自上而下分述如下：①1雜填土：雜色，結(jié)構(gòu)松散。主要由粉質(zhì)粘土組成，夾較多磚、石、混凝土等碎塊，夾生活垃圾，夾少量植物根莖。層厚0～。①2素填土：灰黃色、灰色，稍濕～濕，主要由軟塑狀粉質(zhì)粘土和稍密狀粉土組成，夾少量磚石等碎塊，含量10%～20%，夾少量植物根莖。該層分布較普遍，僅暗塘處缺失。層厚0～。①3淤泥質(zhì)填土：灰黑、灰色，濕，主要由流塑狀淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土和稍密狀粉土組成，有淤臭味，夾少量磚、石等碎塊。該層僅分布于擬建場(chǎng)地南部暗塘處。層厚0～。②1粉細(xì)砂：灰黃、黃灰色，濕，松散～稍密，中壓縮性。主要成分為石英、長(zhǎng)石及云母片，局部夾薄層軟塑狀粉質(zhì)粘土，顆粒級(jí)配較差。該層分布較均勻，～，～。②2粉細(xì)砂：灰、青灰色，濕，稍密，局部中密，中壓縮性。主要成分為石英、長(zhǎng)石及云母片，顆粒級(jí)配較差。該層分布較均勻，～。③1粉細(xì)砂：黃灰、灰色、青灰色，飽和，中密，局部密實(shí)，中壓縮性。主要成分為石英、長(zhǎng)石及云母片，顆粒級(jí)配較差。該層分布較均勻，～，～。③2粉細(xì)砂：青灰色，飽和，中密～密實(shí)，中壓縮性。主要成分為石英、長(zhǎng)石及云母片，顆粒級(jí)配較差。該層分布較均勻，～。③3粉細(xì)砂：青灰色，飽和，密實(shí)，中壓縮性。主要成分為石英、長(zhǎng)石及云母片，局部夾薄層中密狀粉土，具水平層理，顆粒級(jí)配較差。該層分布較均勻，～。③3a粉質(zhì)粘土：灰色，軟塑，中壓縮性。局部夾薄層稍密狀粉土，具水平層理。無(wú)搖振反應(yīng)，稍有光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度和韌性中等。該層呈透鏡狀分布于③3粉細(xì)砂中，～，～。④含卵礫石粉細(xì)砂：灰色、黃灰色，飽和，密實(shí)，中～低壓縮性。主要成分為石英、長(zhǎng)石及云母片，顆粒級(jí)配較差。含卵礫石，～，呈次磨圓狀，含量5～20%，成份以石英巖和硅質(zhì)灰?guī)r為主。該層分布較均勻，～，～。⑤強(qiáng)風(fēng)化泥巖：棕紅、暗紅色，巖芯呈土狀、碎塊狀，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，結(jié)構(gòu)基本被破壞，質(zhì)地軟弱，干鉆困難，巖芯易碎，遇水易軟化，巖體屬極軟巖，基本質(zhì)量等級(jí)屬Ⅴ類(lèi)。該層分布均勻，～。 水文地質(zhì)條件擬建場(chǎng)地地下水為孔隙潛水?？紫稘撍饕x存于②2粉細(xì)砂及以下各層土中，上下為統(tǒng)一含水層，富水性較好，透水性較弱，水位變化主要受大氣降水及長(zhǎng)江、河道側(cè)向逕流等補(bǔ)給影響，受臨近擬建場(chǎng)地在建的應(yīng)天西路132地塊住宅小區(qū)工程施工降水的影響，～，～。根據(jù)臨近擬建場(chǎng)地的巖土工程資料，～，～。擬建場(chǎng)地地下水位呈季節(jié)性變化，雨季水位抬升，旱季水位下降。場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土無(wú)腐蝕性，對(duì)鋼筋砼結(jié)構(gòu)的鋼筋無(wú)腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)土層參數(shù) 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)土層參數(shù)詳見(jiàn)下表： 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)土層參數(shù)一覽表 （勘探報(bào)告上）土層重度g(KN/m3)直剪固快滲透系數(shù)（3106cm/s）c（kPa）（度）KVKH①1()()()()()①2()()()()()①3()()()()()②1()()②2③1 注：括號(hào)內(nèi)數(shù)值為經(jīng)驗(yàn)值或平均值。 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概況 設(shè)計(jì)依據(jù)（勘探報(bào)告）F ； F ； F 江蘇南京地質(zhì)工程勘察院提供的（編號(hào)2007GK029） 。F 中國(guó)建筑科學(xué)研究院．《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ12099）[M]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1999F 中國(guó)建筑科學(xué)研究院．《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 500072002）[M]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002F 中國(guó)建筑科學(xué)研究院．《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ792002）[M]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002F 劉建航等．《基坑工程手冊(cè)》[M]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1997F 中國(guó)建筑科學(xué)研究院．《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ500102002）[M]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002F 上海市建設(shè)和交通委員會(huì).《型鋼水泥攪拌墻技術(shù)規(guī)程（試行）》(DGJ081162005)[M].上海，2005F 南京地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 DGJ32/J 122005 方案選擇根據(jù)建設(shè)單位對(duì)基坑支護(hù)工程的具體要求，以及對(duì)基坑場(chǎng)地的周邊環(huán)境、土層條件以及基坑開(kāi)挖深度的綜合考慮，為盡可能避免基坑開(kāi)挖對(duì)周?chē)ǎ?gòu)）筑物、道路的影響，本著安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理，技術(shù)可行，方便施工的原則，經(jīng)過(guò)細(xì)致分析計(jì)算和方案比較，確定本基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)采用的方案為：① LMNO、WXYZA1A段采用SMW支護(hù)樁加一層鋼筋砼支撐作為支護(hù)結(jié)構(gòu)；② 其余段采用三軸深層攪拌樁加自鉆式土釘復(fù)合土釘墻作為支護(hù)結(jié)構(gòu)；③ 深淺坑分界處采用自然放坡處理，坡比1:1；④ 基坑外側(cè)采用管井降低止水帷幕外側(cè)水頭，坑內(nèi)采用管井降低地下水位。 基坑平面圖 第二章 設(shè)計(jì)所選支護(hù)方式簡(jiǎn)介 復(fù)合土釘支護(hù)技術(shù)簡(jiǎn)介 土釘支護(hù)不適合河西軟土地層原因分析《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120－99中明確土釘墻的適用條件為側(cè)壁安全等級(jí)宜為二、三級(jí)的非軟土場(chǎng)地，基坑深度不宜大于12m，當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r(shí)，應(yīng)采用降水或截水措施。 普通土釘支護(hù)不適合河西軟土地層的具體原因?yàn)橐韵滤狞c(diǎn)：(l)與地層粘結(jié)力值偏低，則相應(yīng)土釘抗拉拔力值也相應(yīng)降低。按基坑支護(hù)土壓力計(jì)算，土釘長(zhǎng)度要長(zhǎng)，但工程現(xiàn)場(chǎng)一般由于場(chǎng)地局限，第一排土釘長(zhǎng)度受到限制，給設(shè)計(jì)帶來(lái)難度。(2)泥質(zhì)粘土層中，基坑開(kāi)挖后往往難以直立。土體在支護(hù)前易發(fā)生坍塌，引起邊坡沉降與位移。河西軟弱土層土體強(qiáng)度c往往低于10kPa，土釘支護(hù)一般每層開(kāi)挖 ，這樣在開(kāi)挖時(shí)由于土體強(qiáng)度低，不能自立或由于滲水嚴(yán)重，易發(fā)生坍塌。(3)土層與噴射混凝土粘結(jié)強(qiáng)度低或由于滲水難以施工。軟弱土層由于滲水或其它原因，使施工較其它土層有不同特點(diǎn)，但噴射混凝土在軟弱土層施工時(shí)，噴射混凝土有回彈量小，與土體嵌凸作用好等優(yōu)點(diǎn)。在有滲水情況則應(yīng)用隔水帷幕或引排水處理。(4)土層，基坑底部存在底部隆起、管涌、滲流等問(wèn)題。在基坑開(kāi)挖后，由于土體開(kāi)挖后可能出現(xiàn)管涌等情況。根據(jù)江蘇地質(zhì)基樁工程公司近十年的土釘施工經(jīng)驗(yàn)，可采用坑底天然土固結(jié)快剪數(shù)據(jù)來(lái)判斷坑底隆起穩(wěn)定性。根據(jù)上述四點(diǎn)分析，在河西地區(qū)軟土地層中土釘支護(hù)必須采用相應(yīng)的施工方法，才能達(dá)到安全支護(hù)的目的，尤其是對(duì)支護(hù)變形有一定要求時(shí)，應(yīng)采用土釘支護(hù)結(jié)合其它支護(hù)技術(shù)來(lái)達(dá)到良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。 復(fù)合土釘支護(hù)形式復(fù)合型土釘擋墻支護(hù)——就是以水泥土攪拌樁帷幕等超前支護(hù)措施解決土體的自立性、隔水性以及噴射面層與土體的粘結(jié)問(wèn)題，以水平向壓密注漿及二次壓力灌漿解決復(fù)合土釘擋墻土體加固及土釘抗拔力問(wèn)題，以相對(duì)較長(zhǎng)的插入深度解決坑底的抗隆起、管涌和滲流等問(wèn)題，組成防滲帷幕、超前支護(hù)及土釘?shù)冉M成的復(fù)合型土釘支護(hù)。復(fù)合型土釘擋墻支護(hù)的幾種形式如圖 ： 復(fù)合土釘支護(hù)適用條件不同類(lèi)型的復(fù)合土釘支護(hù)形式適用于不同的基坑深度、巖土條件和環(huán)境要求，：序號(hào)結(jié)構(gòu)形式適用條件1土釘＋樁錨復(fù)合支護(hù)硬度較大、可粘性差、易坍塌的卵砂石地層，周邊不允許降水2土釘＋預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合支護(hù)粘性土層、周邊允許降水，基坑位移要求嚴(yán)格3土釘＋止水帷幕復(fù)合支護(hù)土質(zhì)條件較差，開(kāi)挖后容易塌方，周?chē)h(huán)境要求不能降水，基坑深度小于6m，變形要求低4土釘＋微型樁復(fù)合支護(hù)土質(zhì)條件較差、周邊允許降水，施工場(chǎng)地狹小5土釘＋止水帷幕、預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合支護(hù)土質(zhì)條件較差、開(kāi)挖后容易塌方，周邊環(huán)境要求不能降水，基坑深度6～8m，對(duì)基坑變形控制要求嚴(yán)格6土釘＋止水帷幕、微型樁復(fù)合支護(hù)地質(zhì)條件和環(huán)境條件復(fù)雜，基坑深度較大，變形控制要求較高7土釘＋插筋止水帷幕、預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合支護(hù)地質(zhì)條件和環(huán)境條件復(fù)雜，基坑深度較大，變形控制要求較高通過(guò)預(yù)先施工豎向水泥土樁，而后邊開(kāi)挖邊施工土釘方法形成水泥土樁復(fù)合土釘支護(hù)，其承載機(jī)理主要包括：超前加固作用提高土體自立臨空高度水泥土樁復(fù)合土釘支護(hù)中，水泥土樁止水帷幕是在開(kāi)挖前施工的，如果不考慮施工對(duì)土體的擾動(dòng)，開(kāi)挖前作用在水泥土樁前后的土壓力就可認(rèn)為是靜止土壓力。對(duì)于開(kāi)挖的第一個(gè)工況，土釘尚未施作，開(kāi)挖引起的土壓力將直接由水泥土樁承擔(dān)，此時(shí)水泥土樁起的是重力式擋墻的作用。對(duì)于以后的各開(kāi)挖工況，由于土釘對(duì)主動(dòng)區(qū)土體約束加固作用的發(fā)揮，土壓力將由土釘和水泥土樁共同承擔(dān)。對(duì)于水泥土樁復(fù)合土釘來(lái)說(shuō)，可認(rèn)為不受土層成拱極限高度的限制；另外，每一開(kāi)挖工況下參與維持基坑邊坡穩(wěn)定的因素除土體與土釘外還有水泥土樁的作用。水泥土樁可通過(guò)樁—釘—土之間的結(jié)構(gòu)作用調(diào)動(dòng)基坑內(nèi)側(cè)被動(dòng)區(qū)被動(dòng)土壓力的有利作用。水泥土樁復(fù)合土釘支護(hù)中，由于水泥土樁的存在，其自立臨空高度得到顯著提高，且事先設(shè)置的水泥土樁還會(huì)因自身剛度以及樁—釘—土之間的結(jié)構(gòu)作用對(duì)土體側(cè)移變形起到有效的約束作用。大大提高了基坑開(kāi)挖過(guò)程中的邊坡穩(wěn)定性，有效地控制了開(kāi)挖過(guò)程中的坡頂變形量。止水抗?jié)B作用水泥土樁除了分擔(dān)荷載作用外，還起到止水抗?jié)B作用，其作用機(jī)理主要有兩方面：一是提高基坑邊壁土體的自穩(wěn)性及隔水性，當(dāng)邊坡土體含水量較大時(shí)，網(wǎng)噴混凝土面層不易與土體粘結(jié)在一起，而直接噴在水泥土攪拌樁或旋噴樁上，則很容易粘結(jié)在一起；二是在軟弱富水地層中，由于水泥土比原狀土的力學(xué)性能有所改善，當(dāng)水泥土樁向下伸入基底以下深度時(shí)，對(duì)抵抗基底隆起、管涌等起主要作用。水泥土樁復(fù)合土釘支護(hù)技術(shù)研究及工程應(yīng)用。傳遞荷載作用復(fù)合土釘支護(hù)中，水泥土樁與土體之間存在發(fā)揮較大側(cè)摩阻力的潛能。由于樁與樁周土之間的摩擦作用，樁周土體沉降顯著減小，迫使最大沉降點(diǎn)后移。在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，隨著樁與樁周土之間豎向相對(duì)位移的出現(xiàn)，兩者之間的側(cè)摩阻力會(huì)逐步發(fā)揮。土體的重力是誘發(fā)邊坡土體不穩(wěn)定的最根本、最直接的原因。對(duì)于復(fù)合土釘來(lái)說(shuō)，由于樁土之間側(cè)摩阻力的存在，相當(dāng)于抵消了部分不穩(wěn)定土體的重力作用，因而會(huì)減小最終作用在支護(hù)體系中的土壓力。樁周土對(duì)樁的側(cè)摩阻力將通過(guò)樁的軸向壓縮作用傳遞到深層土體之中，調(diào)動(dòng)深部穩(wěn)定地層潛能，土釘支護(hù)體系、深部穩(wěn)定土層緊密結(jié)合聯(lián)系在一起，共同承受荷載，使邊壁穩(wěn)定并減少位移。 側(cè)移曲線的整合機(jī)制復(fù)合土釘中具有一定強(qiáng)度和剛度的水泥土樁和較密間距的土釘之間存在著較好的整體結(jié)構(gòu)作用，可將水泥土樁理想化為以土釘為支點(diǎn)的連續(xù)梁。隨著支護(hù)的向下進(jìn)行，水泥土樁與己設(shè)置的上部土釘之間形成的結(jié)構(gòu)作用有效地約束了上部土體隨開(kāi)挖而發(fā)生的變形，并且水泥土樁與較密土釘之間的結(jié)構(gòu)作用也促使土體的變形趨于均勻；隨著開(kāi)挖深度增加，下部土體的側(cè)移變形就顯得比較突出，最終形成了鼓肚變形模式。由于復(fù)合土釘中水泥土樁對(duì)土體的超前約束以及后來(lái)樁與土釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)約束作用，復(fù)合土釘支護(hù)中土體位移要小得多，設(shè)計(jì)時(shí)可有意識(shí)地通過(guò)增加水泥土樁的剛度來(lái)控制位移，以達(dá)到保護(hù)周邊環(huán)境之目的。優(yōu)勢(shì)滑裂面的前移機(jī)制理論和實(shí)踐均表明，土釘支護(hù)中土釘最大拉力位置是與被支護(hù)土體優(yōu)勢(shì)控制滑移面的位置相一致的。土釘支護(hù)中作用于面層上的土壓力通常認(rèn)為是比較小的，那么傳遞給土釘?shù)睦捅容^小，土釘通過(guò)釘土之間的摩擦作用經(jīng)過(guò)一段距離才一能達(dá)到最大拉力位置。復(fù)合土釘中，由于存在強(qiáng)度和剛度比原位土體大許多的水泥土樁，水泥土樁墻后的土壓力要比土釘支護(hù)中面層后的土壓力大，也即水泥土樁傳遞給土釘端頭較大的拉力，于是復(fù)合土釘支護(hù)中土釘經(jīng)過(guò)較短的摩擦傳力距離就可以達(dá)到土釘最大拉力位置，有提高基坑邊坡穩(wěn)定性，控制開(kāi)挖工程中的側(cè)向位移的作用。 復(fù)合土釘支護(hù)設(shè)計(jì)結(jié)合《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程 》JGJ120－99提出在河西軟土土層中復(fù)合土釘設(shè)計(jì)的方法和步驟。設(shè)計(jì)可以分為四個(gè)方面即抗?jié)B設(shè)計(jì)、土釘設(shè)計(jì)、面層設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性驗(yàn)算。 抗?jié)B設(shè)計(jì)根據(jù)工程項(xiàng)目所處地層的地下水位及地層的滲透性，來(lái)取舍是否設(shè)置防滲帷幕，若需要設(shè)置防滲帷幕，將選取何種形式的防滲帷幕?當(dāng)基坑開(kāi)挖深度小于3米而且處于滲透性較小的粉質(zhì)粘土或淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土地層(KE6cm/s)，另外基坑周?chē)芫€和建筑物對(duì)地表變形不敏感，對(duì)于此類(lèi)基坑可以不設(shè)置防滲帷幕，可以直接施作土釘支護(hù)?；娱_(kāi)挖深度大于3米小于5米，基坑坑底處于粉土、粉質(zhì)粘土以及粉砂地層時(shí)，坑外地下水位的下降可能危及周邊管線和建筑物，此時(shí)應(yīng)采用水泥土攪拌樁作為防滲帷幕，由于水頭壓力較小，可以采用單排水泥土樁形成封閉防滲帷幕。開(kāi)挖深度大于5米小于7米的基坑，防滲帷幕的寬度增加到12O0mm，采用雙排水泥土深攪樁，不僅起隔水作用，更重要的是抵抗軟土的流變、提高基坑支護(hù)的整體穩(wěn)定性和坑底穩(wěn)定性。水泥土樁，當(dāng)水泥摻入比例超過(guò)10%時(shí)，其抗?jié)B性能可達(dá)E5至E8cm