基坑支护技术对文物保护的实践运用

0 引言

深基坑施工过程会对周边环境产生不利影响，主要表现为周边土体的变形带动附属物的位移，选用不同的支护技术对周边环境影响的程度也不同。当基坑周边存在文物或文化遗产需采取措施进行保护时，因其特殊的历史文化价值使得变形控制的要求往往很严格，基坑开挖带来的不利影响要尽可能小，意味着基坑支护体系的刚度要有所提高，进而导致了基坑支护建设成本的增加。针对文物保护的特殊要求、结合工程特点和地质条件来选择合适的基坑支护技术，既能保证安全、又能兼顾成本，是这类项目的重点研究内容。本文介绍了某深基坑工程采用支护技术对文物遗址原址的土体进行保护的成功案例，可为类似项目提供参考。

把酒临风：科技创新不是一个急功近利的问题，在中国你成功之后别人可能会抄袭，但在法治国家不行，你抄袭就重罚你，谁都不能随便侵犯他人，如果真做到这一点，我们的科技创新就能产出更多成果。也就是说完善的财产保护制度，才能让大家看到技术创新暴富的可能性。

1 工程概况

1.1 项目基本情况

本工程项目位于南京市玄武区，南侧与东侧分别临近长江路、汉府街，占地13 400m

，地上6 层，地下3 层，框剪结构。基坑开挖面积约12 000m

，周长约430m。基坑挖深为15.90m，局部挖深18.50m。本工程周边环境复杂、开挖较深、地质条件复杂，基坑安全等级为一级。

1.2 水文、地质条件

根据地勘报告，开挖深度影响范围内岩土层分布如下：

①杂填土：灰、灰黄色，结构松散，主要由粉质粘土组成，夹大量的碎砖及回填砂等建筑垃圾组成。硬质物含量35%～60%，粒径0.50～2.00cm，分布不均匀，局部为素填土。层厚1.70～6.00m。

水位变化主要受季节性大气降水，周围工程施工降水等因素影响，以蒸发和侧向径流为主要排泄方式，正常情况下雨季上升，旱季水位下降，年变化幅度约0.80m 左右。

不知道为什么，每当听到这段经历，我的心情都复杂，有一点心酸，更多的是骄傲。我想象着小小的爸爸，挥舞着小刀奋力砍柴的样子，他是不是跟弟弟小时候一样，也有着苹果般的圆脸和一双短短肥肥的小手呢？大山里的灌木，一定比那时的他还要高些吧。

②2 粉土夹粉砂：灰色，饱和，稍密～中密，中偏低压缩性，由长石，石英，云母等矿物碎屑组成。颗粒级配不均匀，局部夹少量中密状粉砂，呈薄层状产出，单层厚一般在0.5～2cm，分布不均匀，局部较富集。全场区分布。顶板埋深7.00～11.50m，层顶标高-1.60～5.00m。

②3 粉土夹粉质粘土：灰色，饱和，粉土稍密～中密，中压缩性，摇震反应迅速，具水平层理，局部夹薄层软塑状粉质粘土及稍密状粉砂，小单层1～2mm，局部较富集。全场区分布。顶板埋深10.00～14.00m，层顶标高-3.95～0.30m，层厚2.00～8.00m。

②4 粉土夹粉砂：灰色，饱和，粉土稍密～中密，中片低压缩性，摇震反应迅速，具水平层理，局部夹薄层中密状粉砂，小单层厚1～2mm，局部较富集全场区分布。顶板埋深15.00～19.00m，层顶标高-8.94～-4.70m，层厚1.70～8.50m。

③1 淤泥质粉质粘土：灰色，饱和，软塑，局部软塑，高压缩性稍有光泽，干强度与韧性中等。局部夹有薄层稍密状粉土，单层厚1～5mm，分布不均。顶板埋深18.20～24.50m，层顶标高-14.20～-8.21m，层厚8.30～15.30m。

③2 粉质粘土夹粉土、粉砂：灰色，饱和，可塑，中压缩性，稍有光泽，干强度与韧性中等。局部夹有薄层稍密状粉土及粉砂，单层1～5mm，分布不均。顶板埋深4.00～7.20m，层顶标高-26.17～-20.86m，层厚31.20～36.30m。

④含砾中粗砂：灰色、青灰色，饱和，密实，中偏低压缩性。矿物成分主要为长石、石英。颗粒级配不均。具水平沉积层理。局部夹砾石，砾石成分多为硅质岩、石英砂岩等；磨圆度较好，呈椭圆状，含量约5%～20%，直径0.50～8.00cm，分布不均，局部富集。顶板埋深36～39.30m，层顶标高-29.37～-25.95m，层厚0.10～3.00m。

基坑开挖过程中要特别注意对周边居民住宅、总统府景区及基坑内文物遗址展示区的保护，控制基坑周边建筑物及道路、管线的变形，避免支护结构变形过大带来严重的社会影响。综合考虑本工程周边环境条件及基坑特点，制定一系列具有针对性的方案，控制围护结构的变形，采取措施减少基坑开挖对周边环境及基坑内文物遗址展示区的影响。

⑤1 强风化粉砂质泥岩：棕红色、褐红色，岩石风化强烈，结构已破坏，上部呈坚硬土状，下部呈碎石状，手捏易碎，水冲易散。顶板埋深37.60～40.80m，层顶标高-30.50～-27.34m，层厚1.00～7.50m。

⑤2 中风化粉砂质泥岩：棕红色、褐红色，泥质结构，块状构造，岩石风化较弱，结构基本未破坏，岩体呈块状～整体状，岩土较完整，完整性指数为073，岩芯呈短柱-长柱状，岩芯表面有光泽，岩石节理裂隙较发育，多有灰白色方解石充填，遇水易软化，风干后易崩解。岩石天然单轴抗压强度标准值frk=1.24MPa，属极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ类。顶板埋深41.00～45.70m，层顶标高-35.33～-31.10m，最大揭露层厚12.60m。

拟建场地位于秦淮河古河道地貌单元，根据勘探揭示的地层结构，勘探深度范围内地下水可分为浅层潜水和下部弱承压水。

整体稳定验算：

根据设备的电源特性和负荷特性来进行划分，将这些基础设备以一定的网络拓扑结构进行集成，并与外部系统互联，从而构建多维能量管理空间的模型基础。

场地填土厚度普遍较大，由于密实度差，其间的大孔隙往往成为地下水的赋存空间，且连通性较好，富水性及透水性较好，属弱透水层，雨季水量较丰富。

1.2.1 纳入标准 （1）研究类型：病例对照研究及队列研究；（2）研究对象：病例对照研究中，化疗后发生CIPN的肿瘤患者为病例组，化疗后未发生CIPN的肿瘤患者为对照组；队列研究中，经过化疗的肿瘤患者，无论是否发生CIPN；（3）暴露因素：化疗前诊断为糖尿病；（4）结局指标：CIPN的例数。

本工程基坑支护设计采用钢筋混凝土支撑，支撑采用对撑和角撑的布置形式，内支撑的布置要避让文物遗址原址展示区。对展示区内土体采用钻孔灌注桩支护结合高压旋喷桩截水（引孔施工，填土层内不喷浆）。为最大限度减少展示区土体的扰动，对支护结构加设三道钢绞线进行对拉（如图2、3 所示），钢绞线施加100kN 预应力。详见下图计算结果（图2、图3）。

承压水水头埋深在现地面下约4.00m，高程约6.00m，水头较为稳定，但雨水期水位会略有提高。水位变化主要受侧向径流补给影响，补给来源主要受大气降水及越流补给。

②1 粉土夹粉砂、粉质粘土：灰色，饱和，稍密，中压缩性，由长石，石英，云母等矿物碎屑组成。颗粒级配不均匀，局部夹少量稍～中密状粉砂及软塑粉质粘土，呈薄层状产出，单层厚一般在0.5～3cm，分布不混匀，局部较富集。全场区分布。顶板埋深1.70～6.00m，层顶标高4.40～8.37m，层厚3.00～8.50m。

圆弧半径（m）R=28.556

2 文物保护技术措施

2.1 文物保护要求

文物保护部门要求场地内的文物遗址原址展示区在基坑支护施工、土方开挖及地下室施工期间均不得扰动该范围内的土体。文物遗址原址展示区凸入基坑内部（如图1 所示），展示区顶部长约35m、宽9.6m，展示区土体顶部距基坑底部高约13m。展示区范围内土体不得扰动即要求该部分土体要采取独立保护措施，不参与到整个基坑围护结构的受力体系中。

2.2 基坑支护技术

本工程基坑面积大，开挖深度深，土质条件差，基坑周边环境复杂且对变形敏感。基坑北侧及东侧临近建筑，南侧及西侧临近道路，道路地下管线密集，西侧距离总统府也较近，基坑内存在文物遗址展示区，环境条件非常复杂，且场地十分紧张，支护设计难度大。该场地开挖深度内填土较厚，并存在有粉土、粉砂，地下水较丰富，处理难度较大。

有一种误解认为高浓度的生长素类似物因为能抑制双子叶植物生长，所以可作为除草剂，这体现了生长素的两重性。而事实是： 高浓度生长素类似物可以诱导细胞过度伸展最后导致植株死亡[2]，而并非其抑制了双子叶植物的生长。

本报讯近日，晋煤金石化工投资集团有限公司成立扭亏脱困项目部，重点推进“系统提取LNG、节能升级改造”等多个项目。

文物遗址原址展示区位于基坑内部，基坑支护施工、土方开挖及地下室施工期间均不得扰动该范围土体。文物遗址原址展示区范围约为35m 长、9.6m 宽，且展示区顶部至坑底高差达13.0m，如此大跨度及土体高度造成展示区土体保护困难。

承压水含水层组由下部的④层含砾中粗砂构成。该含水层富水性一般，透水性强，厚度较小，埋藏较浅，属透水层～强透水层。

截面参数如表1 所示：

内力取值如表2 所示：

潜水含层由①层填土及②大层粉土、粉砂（及互层土）构成。两者相互连通构成统一潜水含水层。

在上述分析中发现，轨道换乘站客流拥塞风险具有明显的时变特征，因此可将1 d内的各时段作为不同的评价对象，每个时段分别以进站、出站、换乘客流作为评价指标，从而识别1 d内客流拥塞风险较高的时段. 根据北京市地铁运营时间，确定全天的数据采集时段为05:00—23:00，以15 min为最小时间单元，分别基于轨道AFC刷卡数据提取进站、出站和换乘客流.

计算方法：瑞典条分法

应力状态：总应力法

条分法中的土条宽度: 1.00m

滑裂面数据：

整体稳定安全系数 K

=1.440

作为温室效应导致的全球变暖的后果，极端降水事件发生的频率显著增加，而且强度也显著增强，由此导致了大量的自然和人工边坡的破坏失稳，造成了巨大的生命和财产损失。而雨水入渗是最主要的诱因和决定因素。土质边坡的表层在受到雨水入渗的作用之后，土体的含水量将会逐渐增加，直至由非饱和状态转变为饱和状态，使得非饱和状态下的基质吸力逐渐消散，最终表现为土体的抗剪强度降低[1-2]。进行降雨条件下边坡稳定性分析，要更多的研究非饱和-饱和渗流特性和非饱和土强度、变形等规律。

注：文中序号①②③④⑤表示地层的第一大层、第二大层、第三大层、第四大层、第五大层。序号1234 表示该地层的第一小层、第二小层、第三小层、第四小层。

圆心坐标X（m）X=-2.498

圆心坐标Y（m）Y=10.365

标准化病人是指受过专业培训的患者群体，他们能够表现某种疾病的相应临床症状、体征。由于某些学科的检查多涉及患者隐私，如妇产科患者，患者多不愿配合医生示教操作或学生练习操作，而且医学生主要通过反复操作来学习熟悉基本的临床技能，但在患者身上进行过多不成熟的操作容易产生纠纷，因此在给实际患者操作前使用这种教学法可以提高临床技能，减少纠纷。同时标准化病人能够以患者的角度评价进行临床操作的医学生的沟通能力和人文素养，并从患者角度出发提出更改建议，为以后进入临床参加工作奠定了基础。

抗隆起验算：

他们没有从天葬院最南面的崖顶下去，而是下到了云浮村，从村子往南行，穿过一片柏木林，来到了鹰翔崖的另一处地点。这里是采集石蜕常用的几个地点之一，青辰知道，从这个地方用绳子垂下悬崖，大概下到三四十丈的距离，便有一处岩鹰的巢穴。

Prandtl（普朗德尔）公式：

2.3 保护效果

为真实了解支护结构和周围房屋、道路的变形，以及支护结构实际受力情况，沿桩顶共布置32 个水平位移监测点，周边建筑物共布设104 个沉降变形观测点，周边道路及环境共布设32 个沉降变形观测点，基坑四周共布设11 个深层位移监测孔，基坑内立柱共布置26 个沉/隆观测点，基坑内支撑杆件共设置12 处轴力监测点。监测工作自支护结构施工开始，至地下室施工完成结束。桩顶水平位移最大为23.98mm，周围房屋累计最大沉降量为19.83mm（个别数据偏大，据调查发现该点不在主体结构上），周边地面最大沉降为56.01mm（数据偏大点位于基坑西侧道路，是由于该侧为初期挖运土通道），深层土体水平位移最大为36.62m，支撑轴力最大为10453kN（如图4 所示）。

其中对展示区的钻孔灌注桩进行了桩顶水平位移监测，根据监测资料，本基坑工程从土方开挖至土方回填共历时246 天，支护桩坡顶水平位移累计值15～16mm，相对基坑深度0.1%，远低于一级基坑钻孔桩支护结构水位位移控制值，也说明了该支护技术对土体扰动较小，满足了对文物保护的要求。

综合来看，河北等地个别大厂仍处停产检修阶段，而陕西等地多数工厂暂时进入停产阶段，结合当前企业拥有较多待发订单，市场现货供应不足，价格推涨在所难免。

该基坑工程具有规模大，环境复杂，施工场地狭小，土质差，地下水丰富等特点和难点。设计师在充分调查和分析周边环境信息、工程水文地质特征基础上，经详细计算和验算，通过贴近地下室外墙设置支护桩加钢筋砼内支撑常规挡土结构，节省了大量资金。通过设置钢筋混凝土面板和斜钢栈桥，为土建施工和挖土提供了便利，加快了施工进度。支护方案合理可行，具有很强的针对性，不仅保证了基坑顺利开挖，还有效地保证了周边道路、建筑及遗址保护区的安全，获得了建设方、施工方的好评，取得了良好的社会及经济效益（结果如图5 所示）。

3 结论

（1）采用钻孔灌注桩和高压旋喷桩并加设对拉钢绞线的支护技术对保护本工程内文物遗址原址展示区的土体不受扰动是成功的，比初步设计地连墙方案节约了较多的造价。为最大限度保护土体不受扰动，对支护桩加设了钢绞线对拉并施加预应力；高压旋喷桩要引孔施工，且在填土层内不喷浆。现场对施工工序和工艺也需精心管控、动态调整。

（2）保护文物和文化遗址具有其特殊性，当深基坑工程毗邻此类对象时，基坑范围内土体开挖会引起周围土体的变形进而对毗邻物产生不利影响。此外，地下水位下降、地下渗流条件改变以及施工机械的振动、扬尘也都是文物保护的不利因素。在前期设计阶段采取可靠合理有针对性的技术措施对文物进行保护是首要的，现场精心施工和安全文明施工也不可或缺。

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