冶山矿业大厦深基坑支护设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

随着我国城市人口密度的不断增加和城市建设的发展，以及科学研究的不断深入和施工工艺的不断完善，对于地下空间的合理开发与利用成为城市可持续发展的一项重要要求。近些年来我国各大城市新建或准备新建多层或高层建筑和地下工程，这就可能涉及到深基坑工程。对地下空间开发利用的重要性以及随之产生的深基坑支护设计和施工方面的问题，使得深基坑工程已经成为我国土木领域中的热点和难点问题之一，正引起广泛的关注。

基坑工程是指在地表以下开挖的一个地下空间及其配套的支护体系。而基坑支护就是为保证基坑开挖，基础施工的顺利进行及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁以及周边环境采用的支挡、加固与保护等措施。基坑工程分类较多，按照施工工艺大体分为放坡开挖及支护开挖两大类。放坡开挖既简单又经济，一般在条件具备时优先选用，但目前深基坑工程大多是在市内修建，基坑较深而场地往往又比较狭小，不具备放坡开挖条件，通常均采用有支护开挖。迄今为止，支护开挖型式已经发展至数十种，主要包括悬臂支护、内支撑或拉锚支护、组合型支护等。支护结构最早用木桩，现在常用钢筋混凝土桩、地下连续墙、钢板桩以及通过加固改良基坑周围土体的方法形成水泥土挡墙和土钉墙等。

1.基坑支护简介

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

2.1 本课题要研究解决的问题

对开冶山矿业大厦项目进行基坑支护，熟悉基坑支护设计过程，合理选择支护结构形式和止降水方案，掌握基坑支护设计原则、支护结构和降水工程的设计和计算，进一步提高岩土工程设计能力和计算机应用能力，按时独立地完成规定的设计任务。

2.1冶山矿业大厦项目工程概况

南京钢铁集团冶山矿业有限公司拟在六合区白果路东侧，丽岛新苑西南侧，雄州东路北侧兴建冶山矿业大厦，地上总建筑面积7300.04 m², 地下总建筑面积4009.62 m²，总建筑面积约11309.66m²。

该工程由江苏省建工设计研究院有限公司设计，室外地坪整平标高约为 8.10 m，室内地坪标高约为8.40 m，地基基础设计等级为甲级、岩土工程勘察等级为乙级，抗震设防类别为丙类。受甲方委托，南京建力测绘勘察院承担了该工程的岩土工程详细勘察。

2.2 场地周边环境条件

拟建冶山矿业大厦东北侧距离已建丽岛新苑商住楼最近处约12.8m，西侧距离已建白果路约18.6m，南侧距离已建雄州东路约12.5m。另外已建白果路及雄州东路地面以下分布着较多的管线、电缆（详细位置需进行地下管线测量），场地上部有高压线经过（具体位置详见拟建建筑与勘探点平面位置图）。在该工程设计与施工前应对现有建筑物基础、地下管线、电缆及高压线进行保护或采取合理的措施进行处理，以免在施工过程中造成不利因素或损失

2.3 工程、水文条件

2.3.1 工程地质条件

（1）地形地貌

拟建场地位于六合区白果路东侧，丽岛新苑西南侧，雄州东路北侧，根据场地地形图和现场调查了解情况，场地原为拆迁区，现为建筑用地，地形稍有起伏，孔口吴淞高程为7.21～8.52m，场地属滁河河漫滩地貌单元。

（2）岩土层分布

基坑开挖影响深度范围内土层简述如下：

1杂填土：褐色，主要由粘性土夹建筑垃圾组成，结构松散、紊乱，土质不均匀，为近期回填，局部地段有厚度约0.20～0.30m的旧建筑基础及混凝土地坪未破除。层底标高4.99～6.82m，层厚0.80～2.90m；

2-1粉质粘土: 灰黄色，软塑（局部可塑）状态，中等压缩性，含有机质，无摇震反应，切面稍有光泽，干强度中等，韧性中等，该层分布不均匀，该层在J7、J20号钻孔处有所缺失，层顶标高5.11～6.82m，层厚0.30～3.10m；

2-2淤泥质粉质粘土: 灰色，流塑状态，高压缩性，为正常固结土，局部夹薄层粉土、粉砂及泥炭，含有机质，无摇震反应，切面稍有光泽，干强度中等，韧性中等，层顶标高3.31～5.32m，层厚9.40～12.20m。

3 -1粉质粘土: 绿灰色~灰黄色，可塑（局部硬塑）状态，中压缩性，含铁锰质结核，无摇震反应，切面有光泽，干强度中等，韧性中等，层顶标高-7.90～-5.97m，层厚4.70～6.80m，该层在拟建矿业大厦及地下室部位钻穿；

3 -2粉质粘土: 灰黄色，可塑状态，中压缩性，含有机质，局部夹粉细砂、小砾石等，无摇震反应，切面有光泽，干强度中等，韧性中等，层顶标高-18.89～-11.18m，层厚3.20～6.00m，该层在拟建矿业大厦及地下室部位钻穿；

3 -2-1中砂：灰黄色~灰色，饱和，密实（局部中密）状态，低压缩性，矿物成分主要为石英、云母、长石等，含有少量的卵砾石，粒径以0.5~2.0cm为主，少量大于3cm，磨圆度一般，呈亚圆形状，该层层顶埋深不均匀，场地内均有分布，为③₂层的夹层，对预制桩施工有一定影响，层顶标高-17.51～-15.50m，层厚0.60～2.30m，该层在拟建矿业大厦及地下室部位钻穿；

3 -3粉质粘土(Q_3-4^al): 灰黄色~灰色，可塑（局部硬塑）状态，中压缩性，含有机质及铁锰质结核，干强度中等，韧性中等，无摇震反应，切面有光泽，该层埋藏不均匀，场地内均有分布，层顶标高-23.60～-21.65m，层厚9.30～11.10m，该层在拟建矿业大厦及地下室部位钻穿；

4 -1砾砂：灰色～黄色，饱和，密实状态，次棱角状，低压缩性，矿物成分以长石、石英为主，含硅质、砂质小砾石及卵石，磨圆度一般，以亚圆形为主，粒径0.1-3.0cm不等，含量约10%-30%左右，层顶标高-33.59～-32.25m，层厚2.20～4.60m，该层在拟建矿业大厦及地下室部位钻穿；

4 -2粗砂夹砾石：灰色，密实，低压缩性，石英质，砾石磨圆度一般，粒径以0.3-5.0cm为主,含量约20%~40%，层顶标高-37.39～-34.51m，层厚1.00～3.00m，该层在拟建矿业大厦及地下室部位钻穿；

5-强风化泥质粉砂岩：棕红色，风化强烈，呈密实砂土状，手捏易碎，遇水易软化，岩体基本质量等级为V类。层顶标高-38.99～-37.30m，层顶埋深45.20～46.40m，该层未揭穿

2.3.2 水文地质条件

地下水

根据勘察揭示的土层结构组合特征分析，场地地下水有潜水和承压水两种类型。

（1）、潜水

本场地孔隙潜水，主要由①层杂填土、②₁层粉质粘土及②₂层淤泥质粉质粘土中的孔隙潜水构成含水层组；③₁层、③₂层粉质粘土及③₃层粉质粘土渗透性弱，为相对隔水层。

①层杂填土结构松散，密实度差，含有大量孔隙，透水性较强，但厚度较小，水量不大。②₁层粉质粘土水量较丰富，透水性较弱， ②₂层淤泥质粉质粘土饱含地下水，但透水性较弱，给水性差；①层杂填土、②₁层粉质粘及②₂淤泥质粉质粘土为基坑开挖主要出水地层。

③₁层粉质粘土及③₃层粉质粘土含水量较低，给水性差，透水性微弱，为相对隔水层。

南京六合地区地下水最高水位一般在7～8月份，最低水位多出现在旱季12月份至翌年3月份。野外勘探时间为2013年1月，勘察期间以晴天为主，经现场观测，场地孔隙潜水初见水位埋深在地面下0.30-0.50米，经勘察结束后统一测量各钻探孔中的地下稳定水位埋深为0.46～1.63米（吴淞高程为6.75～6.93米）。水位起伏与地形起伏基本一致。地下水主要接受大气降水、地表水体及附近居民生活用水的渗透补给，其排泄方式主要以垂直蒸发和径流方式排泄。水位呈季节性变化较明显，地下水位年变幅为0.8m左右。

（2）、地下水腐蚀性评价

南京地区属湿润区，环境类型为II类。拟建场地位于滁河河漫滩地貌单元之上，周围无环境污染源，按《南京地区建筑地基基础设计规范》（DGJ32/J12-2005）4.5.3条有关规定及六合地区长期的建筑经验，地下水对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

（3）、场地土腐蚀性评价

场地位于滁河河漫滩地貌单元之上，经调查场地及周围无环境污染源，场地地下水埋藏浅，水位以上主要为粘性土填积的填土。加之本地区年降水量较大，丰水季节地基土全部浸于水下，土中可溶盐类多已浸出。按南京六合地区经验及地下水腐蚀性评价结果综合分析判定：场地地下水位以上地基土对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

2.3.3 土质参数

表1 各土层主要物理力学性质指标

2.4 基坑支护类型

本工程基坑基底标高为-0.90米，现场地标高为7.21-8.52米，开挖深度约为现地表标高下8.50~9.40米，拟建冶山矿业大厦东北侧距离已建丽岛新苑商住楼最近处约12.8m，西侧距离已建白果路约18.6m，南侧距离已建雄州东路约12.5m。另外已建白果路及雄州东路地面以下分布着较多的管线、电缆（详细位置需进行地下管线测量），综上所述场地四周不具备放坡条件

场地地表以下分布着结构松散的杂填土、软塑（局部可塑）状态的粉质粘土、淤泥质粉质粘土，该三层土的坑壁稳定性较差，①层杂填土含水量较少，透水性较强，②₁层粉质粘土含水量一般，透水性较弱，②₂层淤泥质粉质粘土饱含地下水，透水性较弱，场地局部地势低洼，地下水位较高，应采取安全可靠的支护方案。

基坑侧壁安全等级为二级，重要性系数为1.0，综合场地工程地质条件、水文地质条件和施工环境条件，由于杂填土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土含水量较大，坑壁稳定性较差，极易坍塌，地下水位较高，土层具有较强的渗透性，建议采用钻孔灌注桩 内支撑为支护结构及水泥土搅拌桩为止水体系

2.5.1 拟定计算内容

①土压力分布强度计算；②土压力合力及其作用点；③支撑轴力及桩长计算；④桩身最大弯矩计算；⑤验算桩身强度；⑥桩身配筋计算；⑦整体稳定性验算；⑧抗倾覆验算；⑨抗隆起验算；⑩抗渗验算。

2.6 降（止）水方案

由于土层的渗透性较小，可不采用止水措施；①杂填土层中，富水性较差，水量较小，主要受大气降水和地表迳流的入渗补给，通过自然蒸发与侧向径流排泄。因此，可以采用集水明沟排水的方式，排除基坑中的地下水。

2.7 拟采用监测方案

①基坑周边水平位移和沉降监测；

②基坑周边建筑物、道路的沉降监测；

③基坑周边设置测斜管监测深层水平位移；

④支撑轴力监测和桩身应力监测。