武汉地区深基坑支护设计浅探文档格式.docx

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武汉地区地貌形态主要有以下三种类型；

1>

剥蚀丘陵区：

主要分布在武昌、汉阳地区，丘陵呈线状或残丘状分

布，如武昌的磨山、珞珈山、汉阳的扁担山等，丘顶高为80～150m，组成残丘

的地层为志留系与泥盆系的砂页岩。

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2>

剥蚀堆积垅岗区：

主要分布在武昌、汉阳的平原湖区与残丘之间，地

形波状起伏，垅岗与坳沟相间分布，高程为28～35m（相当于Ⅲ级阶地>

。

组成

垅岗的地层主要为中、上更新统粘性土（老粘土>

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1/9

3堆积平原区；

分布于整个汉口市区及武昌、汉阳沿江一带，主要为由

长江、汉江冲洪积物构成的I、II级阶地。

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I级阶地：

广泛分布于长江、汉江两岸地区，地面标高19m～21m。

地层由

全新统粘性土、砂性土及砂卵石层构成。

区内有众多湖泊、堰塘、残存的沼泽

地及暗沟、暗浜等。

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Ⅱ级阶地：

仅见于青山镇及东西湖一带，地面标高为22m～24m，地层由上

更新统的粘性土与砂性土组成。

2.2地层分布及岩土特征

武汉地区的地层分布在不同的地貌单元有所不同，主要是I级阶地堆积平

原地区和三级阶地垅岗地区两类。

一I级阶地堆积平原的地层构成及岩土特征

I级阶地区的地层主要由第四系全新统河流相及部分河湖相冲积及湖积物

构成。

上部为粘性土，下部为砂性土（含卵砾石>

，呈二元结构，深度50m左右为基岩。

在地表常有一定厚度的填土。

特征如下：

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填土层：

包括杂填土和素填土两类。

杂填土的组成成分为建筑垃圾、

工业垃圾及生活垃圾混粘性土，素填土的组成则以粘性土为主。

填土层的组成

物质不均一，结构较松散，对基坑而言，是边坡、隔水、锚固的不良土层。

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粘性土层：

该层一般在上部呈可塑状态，成为汉口地区浅部土层中的

硬壳层，厚度0～6m不等（部分地区缺失>

，向下渐变为软塑状态。

该粘性土层

的总厚度在部分地段达十余M，这对于基坑边坡稳定、降水、隔渗是有利的。

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3>

淤泥或淤泥质土层；

该土层呈流塑状态，强度低（fak=50kPa～80kPa>

，

高压缩性（Es=2.0MPa～3.0MPa>

，并具有触变性和流变性特点，易形成滑动

面．该层最大厚度可达二十余M，是影响基坑稳定或导致环境危害的主要不良

土层。

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4>

粉土或粉砂夹粉质粘土（互层>

：

该土层是粘性土与砂性土之间的过渡

层，顶板埋深9m～13m，厚度为3m～5m。

土层多呈软塑状态，饱含水，水平、

2/9

垂直渗透性差异较大。

对于设有两层以上地下室的高层建筑基坑往往遇到该层土，若处理不当，易产生坑底涌砂冒水及坑壁管涌、失稳等不良现象，应引起足够的重视。

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二垅岗地区（相当于Ⅲ级阶地>

的地层构成及岩土特征

位于垅岗地区的地层主要由中、上更新统的粘性土（老粘土>

组成，下部局部地段为粘土夹碎石层（坡残积层>

一般呈硬塑一坚硬状态（部分为可塑状

态>

，强度较高而变形较小，厚度为数M至二十余M，基岩岩性在武昌、汉阳地区为古生界至中生界砂岩、页岩、灰岩等，在汉口东西湖地区为白垩第三系泥质粉砂岩。

在武昌地区的长江古河道（分布于紫阳路—付家坡—水果湖一武重一线>

范围内，第四系土层厚度增大，最厚可达100m以上。

地表常存在一定厚度、分布不均的人工填土层（包括杂填土与素填土>

，在老城区填土厚度更大。

此外，在垅岗间的坳沟中存在有软塑至可塑的粘性土层或新近沉积的软土层。

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虽然垅岗区土质条件较好，但对基坑工程而言，应特别注意以下三点：

老粘性土是一种超固结土，在天然埋藏条件下承受着很高的前期固结

压力。

一旦开挖暴露，极易产生卸荷裂隙或干缩裂隙。

若保护不当，使水分浸

入，土体强度将迅速下将，发生崩塌、边坡失稳或增加对支护结构的压力。

此

外，塑性指数高的老粘性土还可能具有一定的膨胀性，失水干缩，遇水膨胀，

对支护结构会产生一定的膨胀压力。

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志留系页岩是一种薄层状的泥质岩石，在地质历史上经受过强烈的挤

压褶皱作用，节理裂隙发育，开挖暴露后极易风化、软化，导致各种边坡病

害。

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在近东西走向的条带状碳酸盐分布区，由于隐伏岩溶的发育，导致出

现地面塌陷，给工程建设带来危害。

2.3水文地质条件

武汉地区的地下水类型按其赋存条件，在Ⅰ级阶地区可分为上层滞水、潜

水与孔隙承压水，在垅岗地区为层间水或潜水。

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上层滞水主要赋存于填土层中，其含水与透水性质取决于填土的类型。

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层滞水的水位连续性差，无统一的自由水面，水位埋深为0.5～1.0m，主要接受地表水与降水补给。

对于深基坑工程，当与湖水有水力联系或雨季施工时，应对该层给予足够重视。

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孔隙承压水赋存于砂性土中，含水层包括粉土（或粉砂与粉质粘土交互层>

，粉细砂及粗砂砾卵石层。

隔水层顶板为上部粘性土，底板为基岩。

该层水

广泛分布于Ⅰ级阶地地区，与长江水有密切的水力联系与互补关系。

水位（承压

水头>

高度一般为18.5～20.0m，年变幅为3～4m。

对于深基坑工程，应注意该

层水以下二个特点：

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1．孔隙承压水的含水（透水>

性随含水层颗粒组成的增大而增大，其渗透

性也随着增大，渗透系数从10-5增大到10-lcm/sec；

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2．要重视对作为承压含水层“过渡带”的粉土层（或粉砂与粉质粘土交互

层>

的认识与处理，该层土具有砂性土的特性，其水平渗透性大于垂直渗透性，水平渗透系数为10-2～10-3cm/sec，垂直渗透系数为10-5cm/sec，当基坑底板挖至该土层时，孔隙承压水在水压作用下，将直接进人基坑，同时存在坑底翻砂

涌水的危险，必须采取有效的处理措施。

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位于垅岗地区的坳沟中的粉土或与基岩接触的坡残积层中存在有层间水或潜水。

其中坳沟粉土含水层呈封闭型，含水与透水性均较差，水量不大，接受地表水体的补给；

坡残积层中的地下水水量大小与坡残积层中的粘性土含量与碎石含量、结构密实程度与孔隙大小，以及补给来源的大小有关。

如坡残积层中碎石含量高，孔隙大，且位于基岩裂隙水排泄区时，层间水的水量较大，对深基坑工程的影响亦较大。

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3基坑支护设计参数

根据武汉地区岩土工程勘察经验、《湖北省深基坑工程技术规定》（DB42

／159—2004>

中的附表2—1以及有关工程经验，基坑支护设计有关参考数据列

于下表：

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基坑支护设计参考数据

表1

地层编号及名称

重度ρ（kN/m3

>

粘聚力

内摩擦角

c（kPa>

（度>

4/9

（1>

填土

17.0

～19.0

4～15

8～30

（2>

淤泥、淤泥质土

16.0

6～18

4～10

（3>

粉质粘土

19.0～20.0

18～30

10～16

（4>

粉土

10～12

20～26

（5>

粉、细砂

19.0

～20.0

30～36

（6>

老粘性土

19.5～21.0

35～50

16～18

4基坑支护的常用方法

根据湖北省地方标准DB42/159-2004《深基坑工程技术规程》表6.1.2的

推荐，在武汉市深基坑中常用的支护形式有：

①自稳放坡；

②加筋土重力式挡

墙；

③水泥土重力式挡墙；

④喷锚支护；

⑤悬臂排桩；

⑥桩锚；

⑦内支撑；

⑧

地下连续墙；

⑨围筒。

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4.1自稳放坡

根据土质按一定坡率放坡。

适用于土质较好，有放坡空间的边坡。

坑底土

质较软弱时，为防治坑底隆起破坏可通过分阶放坡卸载。

其优点是成本底，支

护随土方开挖同时进行，基本不影响工期。

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4.2加筋土或水泥土重力式挡墙

加筋土重力式挡墙采取土钉、螺旋锚、锚管灌浆等加筋土挡墙。

水泥土重

力式挡墙采取注浆、旋喷、深层搅拌水泥土挡墙，形式有壁式、格栅式、拱

式、扶壁式。

适用于深度不超过6m的软土基坑。

因本支护形式要施工多排水泥

土桩，需要较大的施工空间，粉喷桩需要很长的养护时间，墙底没有软土。

加

筋水泥土墙是在水泥土桩中插入H形钢<

拉森板桩、钢管等）组成的。

由H形钢

承受侧向荷载，而水泥土则具有良好的抗渗性能，因此加筋水泥土墙具有良好

的挡土和止水抗渗效应。

而且水泥土桩中插入H形钢，设置支撑也十分方便。

施工时为使H形钢可凭借自重顺利下沉至指定标高。

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4.3喷锚或复合喷锚支护

喷锚支护采取打入式注浆锚管或钻孔植入式锚杆承受拉力，钢筋混凝土面

板支护。

适用于填土、粘性土及岩质边坡，支护深度不宜超过6m，<

岩质边坡

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除外），坡底有软弱土层影响整体稳定时慎用。

不适用于深厚淤泥、淤泥质土、流塑状软粘土和地下水位以下的粉土、粉砂层。

复合喷锚支护采取钢筋网喷射混凝土面层，锚杆，另加水泥土桩或其它支护桩，解决坑底抗隆起稳定问题和深部整体滑动稳定问题。

坑底以下有一定厚度的软弱土层，单纯喷锚支护

不能满足要求时可考虑采用复合喷锚支护支护深度不宜超过6m，坑底软土厚度超过4m时慎用。

喷锚支护施工速度快、用料省、造价低，与其他桩墙支护相

比，工期可缩短50%以上，节约造价60%左右；

而且支护可以紧贴已有建筑物施工，从而省出桩体或墙体所占用的地面。

但从许多工程经验看，喷锚支护的破坏几乎均是由于水的作用，水使土体产生软化，引起整体或局部破坏，因此规定采用喷锚支护工程必须做好排水或降水，且其不宜作为挡水结构，通常是设置排水管将坡体中水排除，减少水压。

锚杆是用来加固现场原位土