【正文】 因此當(dāng)采用這種支護結(jié)構(gòu)時，首先應(yīng)保證地基土體具有足夠承載能力防止墻體及附近土體發(fā)生整體滑移破壞；其次由于水泥土重力式圍護墻體量較大應(yīng)保證基坑四周有足夠的水泥土加固空間，同時水泥土重 力式圍護墻在基坑開挖階段側(cè)向位移較大，會導(dǎo)致坑外一定范圍土體產(chǎn)生變位，在周圍環(huán)境保護要求較高的工程中應(yīng)慎重采用。 顯然在本基坑支護結(jié)構(gòu)選型中，這種通過加入筋體來達到加固邊坡土體形成的自立式支護結(jié)構(gòu)無法滿足本工程基坑支護要求。 (2) 自立式圍護體系在本基坑中的適用性 加固邊坡土體形成的自立式支護結(jié)構(gòu)是通過在土體內(nèi)部加入筋體或者將水泥與土體攪拌形成強度較高的水泥土墻來抵擋水土壓力，下面將分類討論這種自立式支護結(jié)構(gòu)在本基坑工程中的適用性。 (1) 放坡開挖在本基坑中的適用性 格林廣場基坑挖深為 14m，挖深范圍內(nèi)為流塑態(tài)淤泥質(zhì)軟土，四周用地紅線緊挨城市干道，地下管線復(fù)雜且在江東中路下方有運營地鐵線路。因此既要確?；又ёo結(jié)構(gòu)自身具有足 夠強度剛度穩(wěn)定性以保證基坑施工安全，同時又要確保支護結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生較大變形對周邊環(huán)境造成破壞成為本基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計選型的一大難點。這些因素會導(dǎo)致支護結(jié)構(gòu)要承受更高的水土壓力以及產(chǎn)生更大的支護變形。但對于近正方形的大面積基坑而言，如何保證內(nèi)支撐在提供足夠支撐軸力的基礎(chǔ)上保證穩(wěn)定性防止受壓失穩(wěn)成為本基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計選型的一個難點。 (1) 基坑開挖深度 14m，開挖面積 40890m2，屬于深大基坑，開挖危險系數(shù)高，對基坑支護結(jié)構(gòu)強度，剛度，穩(wěn)定性具有很高要求。 基坑圍護結(jié)構(gòu)對比選型 在基坑支護結(jié)構(gòu)選型前，充分了解掌握本基坑工程的特點與支護需求，有助于選擇出經(jīng)濟合理，結(jié)構(gòu)適用的基坑支護結(jié)構(gòu)。工程中常用的順逆山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 結(jié)合方案主要有：主樓先順作，裙樓后逆作；裙樓先逆作，主樓后順作；中心順作，周邊逆作三種方案。雖然具有基坑開挖安全度高，可縮短工期，節(jié)約資源經(jīng)濟性好等優(yōu)點，但也存在技術(shù) 復(fù)雜，對施工技術(shù)要求高，結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量易受影響，作業(yè)環(huán)境差，受主體結(jié)構(gòu)設(shè)計進度制約等缺點。 逆作法通常采用支護結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合，根據(jù)支護結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合的程度，逆作法可以有兩種類型，即周邊臨時圍護體結(jié)合坑內(nèi)水平梁板體系替代支撐采用逆作法施工，支護結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)全面相結(jié)合采用逆作法施工。 逆作法相對于順作法則是每開挖一 定深度的土體后，即支設(shè)模板澆筑永久的結(jié)構(gòu)梁板，用以代替常規(guī)順作法的臨時支撐，以平衡作用在圍護墻上的土壓力。 順做法常用的總體方案包括放坡開挖、自立式圍護體系和板式支護體系三大類；其中自立式圍護體系又可分為水泥土重力式圍護墻、土釘墻和懸臂板式圍護墻；板式支護又包括圍護墻結(jié)合內(nèi)支撐系統(tǒng)和圍護墻結(jié)合錨桿系統(tǒng)兩種形式。 順做法是基坑工程的傳統(tǒng)開挖施工方法，施工工藝成熟，支護結(jié)構(gòu)體系與主體結(jié)構(gòu)相對獨立，相比逆作法，其設(shè)計、施工均比較便捷?？傮w方案主要有順作法和逆作法兩類基本形式，在同一個基坑中也可以根據(jù)具體情況在不同地塊分別采用順作法和逆作法的順逆結(jié)合法。當(dāng)基坑周邊為砂性土和硬黏土地基可提供較大錨固力時，常采用拉錨式輔助 增加地下連續(xù)墻強度剛度，此時基坑內(nèi)施工空間充裕，無遮擋物，空間優(yōu)越性較為顯著。 ⑤ 圍護墻體需作為主體結(jié)構(gòu)一部分，采用逆做法施工，地上地下同時施工的基坑，或者對防水抗?jié)B有嚴格要求的基坑。 ③ 基坑周圍建筑物，地下管線十分密集，附近存在 保護要求較高的建筑物，且對基坑本身的變形和防水有較高要求的基坑。一般情況下地下連續(xù)墻適用于如下幾種情況 [27]： ① 開挖深度大于 10m 的深大基坑，當(dāng)采用其他圍護形式無法滿足要求時可考慮采用地下連續(xù)墻支護結(jié)構(gòu)。但地下連續(xù)墻支護結(jié)構(gòu)也存在著一些缺點：施工工藝復(fù)雜，施工質(zhì)量需要有成熟的施工工藝和完善的組織管理保證；施工過程中具有棄土和廢泥漿處理問題；粉砂地層山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 中易引起槽壁 坍塌及滲漏；相對于樁墻支護造價昂貴等。但與地下 連續(xù)墻、灌注排樁相比，這種內(nèi)插筋體的樁墻剛度較低，因此常常會產(chǎn)生較大變形，在對周圍環(huán)境要求較高的工程中應(yīng)慎重選用。由于承力構(gòu)件主要為內(nèi)插筋體，筋體又是直接與水泥土相互作用，因此從廣義上講，凡是能夠施工三軸水泥土攪拌樁的場地都可以考慮采用這種樁體，適用土體范圍廣泛。 (4) 內(nèi)插筋體水泥土攪拌墻基坑支護結(jié)構(gòu)，諸如 SMW 工法樁， PCMW工法樁等，回收率高，造價較低，符合可持續(xù)發(fā)展原則。 (2) 排樁墻加內(nèi)支撐支護結(jié)構(gòu)是目前在中深基坑中使用最多的基坑支護結(jié)構(gòu)之一，適用范圍廣，可適用于各種土層和基坑深度，一般用于開挖深度大于 6m 的基坑，常在外側(cè)輔以水泥土防水帷幕，當(dāng)基坑開挖面積較大時，內(nèi)支撐一般做成混凝土環(huán)梁支撐以提供較大的內(nèi)部施工空間。在軟粘土地層中，為控制支護變形一般適用于深度小于 6m的基坑，當(dāng)基坑挖深大于 6m 時一般考慮在排樁墻支護結(jié)構(gòu)上加內(nèi)支撐或者外拉錨。當(dāng)基坑周邊土體可提供足夠錨固力時，一般優(yōu)先采用拉錨以便提供足夠施工空間。在雙排式排列中，將前后排樁樁頂?shù)拿傲河脵M向連梁連接形成雙排門架式擋土結(jié)構(gòu)可進一步增大整體剛度與抗側(cè)移能力。 ( a ) 分離式排列 ( b ) 相切式排列 ( c ) 交錯式排列鋼筋砼樁 素混凝土樁( d ) 咬合式排列 ( e ) 雙排式排列 ( f ) 格柵式排列 圖 排樁圍護結(jié)構(gòu)的常見形式 其中相切式排樁與交錯式排樁在理論上具有防水功能無需另設(shè)止水帷幕，但往往因為在施工中樁的垂直度不 能保證及樁體擴頸等原因影響樁體搭接，從而達不到防水要求。這些樁型在基坑施工完成土體回填之后，樁體內(nèi)的筋體可以回收再利用，大大降低了基坑工程造價，進一步實現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展。其中適用范圍較廣，綜合造價較低，工藝成熟的鉆孔灌注樁是最為常用的樁型之一。 擋墻式 支護結(jié)構(gòu) 擋墻式支護結(jié)構(gòu)主要包括將各種形式樁型以一定規(guī)律排列形成的排樁墻支護結(jié)構(gòu)和通過成槽機開挖不同形狀基槽下放筋體澆筑混凝土形成的地下連續(xù)墻支護結(jié)構(gòu)兩大類。 從基坑支護標(biāo)準(zhǔn)來看，土釘墻支護結(jié)構(gòu)的土釘及面層剛度較小，支護體系變形較大，因此不適用于對變形要求較為嚴格的基坑。同時由于土釘需要與土體產(chǎn)生較大握裹力以發(fā)揮土釘墻整體效能，因此土釘墻支護結(jié)構(gòu)不適用于粘聚力弱的細砂，中粗砂，砂礫和卵石層中。 當(dāng)采用土釘墻支護結(jié)構(gòu)時，應(yīng)根據(jù)工程具體情況具體分析確定是否可以采用。 ④ 材料用量及工程量較少，工程造價低。 ② 結(jié)構(gòu)輕型，柔性較大，有良好的抗震性能和延展性能，在破壞前有明顯的變形發(fā)展過程。近幾年，在傳統(tǒng)土釘墻形式的基礎(chǔ)上又發(fā)展起來了一種復(fù)合土釘墻的新型支護結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)將土釘墻與各種止水帷幕、微型樁及預(yù)應(yīng)力錨桿等構(gòu)件結(jié)合起來，根據(jù)具體工程情況選其中一種或多種組合使用。主要由密布于原位土體 中的細長桿件 土釘、粘附于土體表面的鋼筋混凝土面層及土釘之間被加固的土體組成。當(dāng)采用型鋼時需要考慮型鋼的日后回收。 水泥土重力式圍護墻結(jié)構(gòu)一般適用于淤泥質(zhì)軟粘土地基中，由于這種土體含水量較高，水泥和土體可以充分的攪拌使之形成的水泥土強度較高。 在支護形式的平面布置上，由于這種支護結(jié)構(gòu)不使用鋼筋，單根水泥土樁強度遠低于內(nèi)插型鋼的 SMW 工法樁等其他添加鋼筋的樁體，因此，為了達到支護所需的剛度與強度，往往會在基坑周邊形成多道樁墻，同時為 了提高支護剛度，往往布置成格柵狀的支護形式。 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 由于水泥土重力式圍護墻側(cè)向位移控制能力主要取決于樁身攪拌均勻性與水泥土強度指標(biāo)，因此相比其他類型的基坑圍護墻，位移的控制能力差。 加固邊坡土體形成的自立式支護結(jié)構(gòu) 目前在多數(shù)深度小于 5m 的淺基坑中，其支護結(jié)構(gòu)大多采用的是通過加固邊坡土體形成自立式支護結(jié)構(gòu)的形式。為提高邊坡穩(wěn)定性，坡 腳處可采用短樁，隔板及其他簡易支護形式，坡面層可掛鋼筋網(wǎng)錨噴。 常見的基坑支護結(jié)構(gòu)形式 本節(jié)將對幾種常用的基坑支護形式進行詳細分析，總結(jié)各自的優(yōu)缺點以及適用范圍，著重分析各種支護形式在本工程中的適用性?；又ёo結(jié)構(gòu)作為保證基坑施工安全，控制基坑開挖成本的一個重要方面，在眾多支護 結(jié)構(gòu)中 合理選擇安全經(jīng)濟的支護結(jié)構(gòu)就顯得非常重要。 奧體名座大廈廣發(fā)銀行大廈融僑 格林廣場擬建場址河西中央公園 C B D 綠軸 B 區(qū)南京奧林匹克體育中心融僑 場地東側(cè)江東中路下方為正在運營的南京地鐵 2 號線，埋深 4m，對基坑開挖引起的地層沉降敏感。 表 各土層水文地質(zhì)特 征及滲透性表 層號 土類名稱 簡要水文地質(zhì)特征 透水性 1 素填土 孔隙潛水，富水性一般，補給來源為大氣降水 強透水 2 粉質(zhì)黏土 孔隙潛水，富水性一般，主要受大氣降水影響，對于 下部承壓含水層為相對隔水層 弱透水 3 淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土夾粉砂 孔隙潛水，富水性一般，主要受大氣降水影響，對于 下部承壓含水層為相對隔水層 弱透水 4 粉質(zhì)黏土夾粉土、粉砂 孔隙潛水，富水性一般，主要受大氣降水影響，對于 下部承壓含水層為相對隔水層 弱透水 5 粉砂夾粉土 透水性較強，為弱承壓含水層，水量豐富，受地下水 側(cè)向徑流補 給影響 強透水 6 粉土夾粉質(zhì) 黏土 透水性較差，可視為相對隔水層 弱透水 表 各巖土層滲透系數(shù) 層號 土類名稱 水平滲透系數(shù) Kh ( 106cm/s) 垂直滲透系數(shù) Kv ( 106cm/s) 1 素填土 200 100 2 粉質(zhì)黏土 5 3 淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土夾粉砂 4 粉質(zhì)黏土夾粉土、粉砂 10 8 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 工程 周邊環(huán)境 本 場地位于南京河西主城區(qū)，東臨主干道江東中路，其他三側(cè)亦臨次干道，道路下方地下管線分布較多。 從表 與表 中可以發(fā)現(xiàn)，除卻第一層素填土有較高透水性外，第二層粉質(zhì)粘土層透水性很低，在基坑開挖中不會出現(xiàn)大量地下水。地山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 下水位在 2m 左右，主要為孔隙潛水，水位呈季節(jié)性變 化，年升降變化幅度在 ~1m 左右，各地層透水性情況及滲透系數(shù) 列于 表 及表 。這種基于時空效應(yīng)的設(shè)計理論要求在施工中 采取 分層分段土方開挖，縮短無支撐暴露時間，規(guī)范施工步序與 施工 參數(shù)等 措施。因此 軟土地區(qū)基坑施工 具有明顯的時空效應(yīng)。因此基坑支護結(jié)構(gòu) 應(yīng)謹慎 采用重力式擋墻等 對下臥土層產(chǎn)生較大作用力的 重力式圍護結(jié)構(gòu)。 (4) 河西地區(qū)軟土地基承載力低， 據(jù)勘察資料顯示， 承載力標(biāo)準(zhǔn)值各層一般都在 60kPa~100kPa 之間，對于荷載較大的上部結(jié)構(gòu)，必須采用人工加固地基。因此在實際施工過程中應(yīng)減少對土體的擾動，當(dāng)必須進行擠土成樁時應(yīng)采取針對措施降低擠土效應(yīng)對成樁質(zhì)量的影響。 (2) 河西地區(qū)軟土具有一般軟土所具有的含水量高，孔隙比大，壓縮山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 性高，流動性大等特征，屬于中高靈敏土，土體結(jié)構(gòu)受擾動后 各項 強度 指標(biāo) 下降明顯。這對于利用水泥石吸水，使軟土失去水分而凝結(jié)成土塊的水泥土的固化效果具有一定不利影響。 第 ⑤ 層、粉砂夾粉土 顏色為 青 灰色， 土體密實度為 稍密 ~中密，飽和，夾薄層粉質(zhì)粘土，具水平層理 ，局部地區(qū)該層 缺失。 第④層、 粉質(zhì)黏土夾粉土、粉砂 顏色為灰色，流塑狀態(tài)，夾稍密狀薄層粉土粉砂，局部粉土 富集。干強度中低，韌性中低，無搖振反應(yīng)。干強度中等，韌性中等，無搖振反應(yīng)。填齡 3 年左右。 表 土層參數(shù) 層號 地層名稱 層厚 (m) 重度 γ (kN/m3) 粘聚力 c(kPa) 內(nèi)摩擦角 ? (176。由于土體不密實，僅靠弓架作用與粒間連接保持平衡，因此具有這種結(jié)構(gòu)的土體僅能承受一般的水平靜荷載，當(dāng)遇到動荷載或者重靜荷載，這種土體 的弓架 結(jié)構(gòu)將受到嚴重破壞 喪失承載能力 并導(dǎo)致嚴重的地基變形。該地區(qū)軟土土體微觀結(jié)構(gòu)的主要類型有：粒狀鏈接結(jié)構(gòu)，絮狀鏈接結(jié)構(gòu)和粘土基質(zhì)結(jié)構(gòu)。 (2) 南京河西地區(qū)軟土 孔隙與微觀結(jié)構(gòu)特征 土體孔隙與微觀結(jié)構(gòu)對土的工程性質(zhì)也具有重要影響，不僅揭示了土中顆粒形態(tài)及其排列情況，更記錄了目前土體在過去較長時間內(nèi)的成土過程。 碎屑礦物主要為石英和長石。徐紅梅 [23]利用 χ 射線衍射及掃描電子顯微鏡對該地區(qū)軟土的物質(zhì)組成進行了分析與觀察，發(fā)現(xiàn)軟土中粘土礦物主要為伊利石和綠泥石，在三大粘土礦物蒙脫石，伊利石和高嶺石中 ， 伊利石的親水性，膨脹性和收縮性 為 最強。 由于 軟土中所含物質(zhì)成分對巖土工程施工具有重要的影響，同時巖土工程施工 面對的巖 土體具有極強的區(qū)域 特 性，因此有必要在工程 設(shè)計與 施工前詳細調(diào)查河西 地區(qū)軟土的物理化學(xué)性質(zhì)。經(jīng)查閱相關(guān)文獻資料，該區(qū)塊為長江河床側(cè)向侵蝕及河道西遷形成的近岸漫灘區(qū)，地勢低平，水塘水溝等地表水系發(fā)達，為漫灘相軟土沉積地質(zhì)。 工程 地質(zhì)與水文地質(zhì) 本節(jié)將從區(qū)域工程地質(zhì)與場地工程地質(zhì)兩方面分 析評價地質(zhì)情況對該工程的影響。 (6) 施工安全與對策 為了規(guī)范施工流程與作業(yè)方法，保證施工質(zhì)量與施工安全，同時為了保證在施工過程中遇到一些突發(fā)情況時能及時采取補救措施，在施工前應(yīng)詳細制定施工安全與對策實施辦法，該章將結(jié)合軟土地區(qū)深大基坑施工常見的施工問題突發(fā)情況以及當(dāng)?shù)厥┕すこ探?jīng)驗制定相關(guān)施工安全與突發(fā)事件的應(yīng)急辦法以保證工程的施工安全。監(jiān)測的目的是通過對關(guān)鍵點與危險點變形與受力情況的周期性記錄監(jiān)測保證基坑施工以及周