武汉地区深基坑支护设计浅探

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1、1、前言我国的城区的汽车越来越多，地面停车场已不够，人们把目光投向地下，随着建筑业的发展，高层建筑如雨后春笋，高层建筑的基础埋设较深，现在的建筑普遍都有人防工程。每年武汉市有大量的基坑工程要做。武汉市区建筑物密集、地下管线众多、交通网络纵横，环境保护要求高，影响基坑工程的不定因素增多，随着基坑面积和深度的不断增大，深基坑工程设计和施工的困难和风险增大，一旦结构和基坑失稳，不仅将危及基坑本身安全，而且还影响到周围的建（构）筑物，造成巨大经济损失和社会影响。深基坑的支护，不仅要求保证基坑内正常作业安全，而且要

2、防止基坑及坑外土体移动，确保边坡的稳定，而且要满足变形控制要求，以确保基坑周围的建筑物、地下管线、道路等的安全及正常运行。2、武汉市环境地质条件2.1地形地貌武汉地处江汉平原东部，地势为东高西低，南高北低，中间被长江、汉江呈“Y”字形切割成三块，谓之武汉三填。武汉城区南部分布有近东西走向的条带状丘陵，四周分布有比较密集的树枝状冲沟，武汉素有“水乡泽国”之称，境内大小近百个湖泊星罗棋布，形成了水系发育、山水交融的复杂地形，最高点高程150m左右，最低陆地高程约18m。武汉地区地貌形态主要有以下三种类型；1)

3、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。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)。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。I级阶地：广泛分布于长江、汉江两岸地区，地面标高19m～21

4、m。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。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

5、度的填土。特征如下：1)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。2)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米，这对于基坑边坡稳定、降水、隔渗是有利的。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

6、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米，是影响基坑稳定或导致环境危害的主要不良土层。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、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。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

7、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，厚度为数米至二十余米，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

8、新近沉积的软土层。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：1)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。2)志留系页岩是一种薄层状的泥质岩石，在地质历史上