地鐵車站深基坑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)含外文翻譯

1、地鐵車站深基坑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（含外文翻 譯）地鐵車站深基坑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （含外文翻譯）摘要畢 業(yè)設(shè)計(jì)主要包括三個(gè)部分，第一部分是上海地鐵場(chǎng)中路站基 坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；第二部分是上海地鐵場(chǎng)中路站基坑施工組 織設(shè)計(jì)；第三部分是專題部分，盾構(gòu)施工預(yù)加固技術(shù)研究。在第一部分基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，根據(jù)場(chǎng)中路站基坑所 處的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件和周邊環(huán)境情況，通過施工方 案的比選，確定采用地下連續(xù)墻作為基坑的圍護(hù)方案，支撐 方案選為對(duì)撐，從地面至坑底依次設(shè)四道鋼管支撐，并進(jìn)行 圍護(hù)結(jié)構(gòu)及支撐的內(nèi)力計(jì)算、相應(yīng)的強(qiáng)度和地連墻的配筋驗(yàn) 算以及基坑的抗?jié)B、抗隆起和抗傾覆等驗(yàn)算。第二部分的施工組織設(shè)計(jì)，根據(jù)基坑圍護(hù)方案、

2、施工方 法和隧道周邊的環(huán)境情況，對(duì)施工前準(zhǔn)備工作，施工場(chǎng)地布 置，圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工、基坑開挖與支撐安裝等進(jìn)行設(shè)計(jì)，并編 制了工程進(jìn)度計(jì)劃，編寫了相應(yīng)的質(zhì)量、安全、環(huán)境保護(hù)等 措施。第三部分專題內(nèi)容是盾構(gòu)施工中的預(yù)加固技術(shù)研究。針對(duì)工程施工中的地質(zhì)條件和施工工況，總結(jié)了盾構(gòu)施工 中的土體預(yù)加固的技術(shù)措施和相關(guān)的參考資料，提由在盾構(gòu) 施工中土體預(yù)加固的技術(shù)措施。關(guān)鍵詞:基坑；地下連續(xù)墻；施工組織；支撐體系；盾構(gòu)預(yù)加固技術(shù)目錄第一部分上海地鐵場(chǎng)中路站基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)1工程概況1 1.1工程地質(zhì)及水文地質(zhì)資料1 1.2工程周圍環(huán)境2 2設(shè)計(jì)依據(jù)和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)4 2.1工程設(shè)計(jì)依據(jù) 4 2.2基坑工程等級(jí)及設(shè)

3、計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)4 3基坑圍護(hù)方案設(shè)計(jì) 5 3.1基坑圍護(hù)方案5 3.2基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案比選6 4基坑支撐方案設(shè)計(jì)8 4.1支撐結(jié)構(gòu)類型8 4.2支撐體系的布置形式8 4.3支撐體系的方案比較和合理選定10 4.4基坑施工應(yīng)變措施105計(jì)算書12 5.1荷載計(jì)算12 5.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)地基承載力驗(yàn)算14 5.3基坑底部土體的抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算14 5.4抗?jié)B驗(yàn)算155.5抗傾覆驗(yàn)算16 5.6整體圓弧滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算17 5.7圍護(hù)結(jié)構(gòu)及支撐內(nèi)力計(jì)算17 5.8支撐強(qiáng)度驗(yàn)算21 5.9地下連續(xù) 墻配筋驗(yàn)算23 6基坑主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)25 6.1開挖土方量25 6.2混凝土澆筑量25 6.3鋼筋用量25 6.

4、4人工費(fèi)用25第 二部分上海地鐵場(chǎng)中路站基坑施工組織設(shè)計(jì)1基坑施工準(zhǔn)備25 1.1基坑施工的技術(shù)準(zhǔn)備25 1.2基坑施工的現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備25 1.3基坑施工的其他準(zhǔn)備 27 2施工方案29 2.1概況29 2.2施工方法的確定 29 2.3施工流程32 2.4質(zhì)量控制35 2.5 施工主要技術(shù)措施 37 2.6關(guān)鍵部位技術(shù)措施 39 3施工總平面 布置40 3.1施工現(xiàn)場(chǎng)廣場(chǎng)臨時(shí)建筑物的布置原則及位置403.2施工用的臨時(shí)運(yùn)輸線路的布置40 3.4建筑材料的堆放位置40 4施工進(jìn)度計(jì)劃及管理措施41 4.1工程安排原則41 4.2 施工進(jìn)度計(jì)劃41 4.3施工質(zhì)量過程控制 42 5質(zhì)量、安全、文明管

5、理措施43 5.1質(zhì)量管理措施43 5.2 土方運(yùn)輸環(huán)境管理規(guī)定44 5.3安全生產(chǎn)管理措施 44 5.4文明施工措施44第 三部分 盾構(gòu)施工中的預(yù)加固技術(shù)研究1概述47 1.1盾構(gòu)法概述47 1.2盾構(gòu)法的施工條件 47 1.3盾構(gòu)施工工藝47 1.4盾 構(gòu)法施工的優(yōu)缺點(diǎn) 49 1.5盾構(gòu)法施工預(yù)加固的必要性 49 2 盾構(gòu)施工預(yù)加固技術(shù) 50 2.1概述50 2.2凍結(jié)法50 2.3注漿法51 2.4高壓旋噴樁52 3水平凍結(jié)法在盾構(gòu)進(jìn)洞中的應(yīng)用543.1工程概況54 3.2周邊環(huán)境狀況54 3. 3地基加固方式的選 擇54 3. 4水平凍結(jié)法地基加固施工 54 3.5凍結(jié)加固的效果56

6、3.6盾構(gòu)進(jìn)洞存在的風(fēng)險(xiǎn) 57 3.7盾構(gòu)進(jìn)洞的保證措施 57 4. 小結(jié)59參考文獻(xiàn)60第四部分 外文翻譯 翻譯原文62中文譯文66致謝88第一部分上海地鐵場(chǎng)中路站基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)XX大學(xué)20XX屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第26頁1工程概況上海地鐵七號(hào)線一期工程二標(biāo)段場(chǎng)中路站位于滬太公 路南側(cè)和大場(chǎng)稅務(wù)所東側(cè)。擬建之場(chǎng)中路站建（構(gòu)）筑物主要由地鐵行車道及人行通道組成，車站段地鐵行車道主體長(zhǎng)約220m,寬約20m,人行通道長(zhǎng)約7080m,寬約10m。車站結(jié)構(gòu)型式為地下二層島式，底板埋深為15.00m o1 .1工程地質(zhì)及水文地質(zhì)資料1.1.1工程地質(zhì)條件 場(chǎng)中路站場(chǎng)地地形較平坦，地面標(biāo)高在4.16m4.

7、65m之間。標(biāo)準(zhǔn)段位置，土層由上至下分別為：1填土，2濱土，1粉質(zhì)粘土，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，淤泥質(zhì)粘土，粉質(zhì)粘土，1-1粉砂，1粘土，2-2粉砂夾粉質(zhì)粘土，勘察成果表明，地基土分布有以下特點(diǎn)：1）淺部無粉性土 （3層）分布，第1層褐黃色灰黃色 粉質(zhì)粘土下為第層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土和第層淤泥質(zhì)粘土， 其中第層夾較多薄層粉性土。2）場(chǎng)地北側(cè)受古河道切割影響， 第層、第1-1層缺失， 分布有第1層粘性土。場(chǎng)地南側(cè)為正常分布區(qū)，第層直接與第層暗綠色粉質(zhì) 粘土相連，第層硬土層層頂埋深一般在17.418.4m,厚度約1.44.0m；第1-1層層頂埋深一般在 2021m左右。3）第1、2-2層頂面埋深分別為 31m、

8、45m左右。車站所在場(chǎng)地范圍內(nèi)自上向下土層分布情況見表1.1。表1.1 土層分布情況 土層編號(hào)土層名稱土層描述土 層厚度（m）層底標(biāo)高 1填土 雜黃褐色，很濕，松散， 上部主要為混凝土地坪、碎石、煤渣等，下部由粘性土等組 成。1.5 2.81粉質(zhì)粘土 褐黃灰黃色，濕很濕，可塑 軟塑，中等高等壓縮性，含氧化鐵斑點(diǎn)及鐵鎰質(zhì)結(jié)核，隨 深度增加土性漸變軟。無搖震反應(yīng)，土面較光滑，韌性中等高 2.2 0.6 淤泥 質(zhì)粉質(zhì)粘土 灰色，飽和，流塑，高等壓縮性，含云母、有 機(jī)質(zhì)，在4.06.0m夾較多量薄層粉性土，土質(zhì)不均勻。搖震反應(yīng)很慢，土面較粗糙，韌性中等，干強(qiáng)度中等。3.7 -3.1 淤泥質(zhì)粘土 灰色，

9、飽和，流塑，高等壓縮性， 含云母、有機(jī)質(zhì)及少量貝殼碎屑，夾少量薄層粉砂，土質(zhì)均 勻。搖震反應(yīng)無，土面光滑有油脂光澤，韌性高等，干強(qiáng)度高10.8 -13.9 粉質(zhì)粘土 暗綠草黃色，濕很濕，可塑 硬塑，中等壓縮性，含氧化鐵斑點(diǎn)及鐵鎰質(zhì)結(jié)核，夾少量灰 白色高嶺土，下部夾粘質(zhì)粉土。無搖震反應(yīng)，土面較光滑，韌性中等高等，干強(qiáng)度中等 高等。2.7 -16.61-1粉砂 草黃色，飽和，中密度密實(shí)，中 等壓縮性，含云母、少量氧化鐵條紋，夾砂質(zhì)粉土，上部夾 薄層粘性土。6.1 -22.7 1.1.2水文條件 擬建場(chǎng)地地下水主要有淺部土 層中的潛水和深部粉性土層中的（微）承壓水。據(jù)區(qū)域資料，承壓水位，一般低于潛水

10、位，淺部土層中的 潛水位埋深，一般離地表面0.31.5m,年平均地下水位離地表面0.50.7m,低水位埋深為1.50m；第1-1層承壓水 位埋深為311m。潛水位和承壓水位隨季節(jié)、氣候等因素而有所變化江河邊一定距離范圍內(nèi)，特別是有淺層粉性土或砂土分布區(qū)，其潛水位受潮汐影響較明顯。據(jù)有關(guān)資料，地下水的溫度，埋深在4m范圍內(nèi)受氣溫變化影響，4m以下水溫較穩(wěn)定，一般為 16-18 o根據(jù)地質(zhì)資料，潛水水位埋深為1.232.80m,第1-1層承壓水水位埋深為 4.08m。水質(zhì)分析表明，地下水對(duì)混凝土無腐蝕性。由于擬建場(chǎng)地地下水水位較高，根據(jù)上海地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)?shù)?下水（潛水）對(duì)混凝土無腐蝕性性時(shí)，其土對(duì)混

11、凝土亦無腐 蝕性，故判定擬建場(chǎng)地地下水和土對(duì)混凝土無腐蝕性。另據(jù)水質(zhì)分析報(bào)告和類同工程經(jīng)驗(yàn)判定，場(chǎng)地地下水對(duì) 鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性。1.2工程周圍環(huán)境 1.2.1鄰近建筑 場(chǎng)地西側(cè)為居民住宅， 住宅離基坑較遠(yuǎn)，在基坑開挖影響范圍以外?；?xùn)|側(cè)為滬太路，南側(cè)為洛場(chǎng)路，路面下有較多的市政 管線，需在施工中加強(qiáng)對(duì)基坑變形的控制。1.2.2 地下管線根據(jù)現(xiàn)有的管線資料顯示，場(chǎng)中路站端 頭井圍護(hù)結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)無地下管線，但在工地圍場(chǎng)邊上有一排 架空電線，施工中，應(yīng)避免大型機(jī)械設(shè)備接觸或碰撞管線。在基坑?xùn)|側(cè)的滬太路上，分布有上水？200、電話36孔、上水？500、上水？1800、雨水？400 ;在洛場(chǎng)路口上分布有

12、上水？300、上話12孔、雨水？400、上話（2根光纜）、煤氣?200 o洛場(chǎng)路上的管線分布較遠(yuǎn)，基坑開挖影響較小，但滬太路 下的管線需加強(qiáng)監(jiān)測(cè)和保護(hù)。具體管線分布情況參見表1.2。表1.2場(chǎng)中路管線分布詳細(xì)列表道路管線種類埋深（m）至端頭井基坑距離 （m）滬太路 電話36孔1.0 7上水？200 0.7 9 上水？500 1.0 10 上水？1800 1.7 15.2 雨水 ?400 1.2 18.2 洛場(chǎng)路 上水？300 1.2 超過基坑影響范圍 上 話？12孔1.0超過基坑影響范圍雨水?400 0.6超過基坑影響范圍 上水？300 0.7超過基坑影響范圍上話（2根光纜）1.0超過基坑影響

13、范圍煤氣？200 0.7超過基坑影響范圍備注：在至基坑外側(cè)邊緣1.5H（H為基坑開挖深度）距離內(nèi)為基坑影響范圍1.2.2周圍道路 在場(chǎng)中路站南端頭井位置，是滬太 路、場(chǎng)中路及洛場(chǎng)路的交匯處，工程位于交匯處的西北側(cè)， 場(chǎng)區(qū)施工對(duì)社會(huì)的交通影響較小。1.2.3 施工條件 土的類型為中軟或軟弱土，建議按軟弱 土考慮。建筑的場(chǎng)地類別為田類，相應(yīng)特征周期值為0.45S。本場(chǎng)地屬對(duì)建筑抗震不利地段。周圍環(huán)境開闊，交通便利，有足夠的空間堆放土方、材料 和混凝土等。1.2.4 鄰近地區(qū)對(duì)地面沉降很敏感的建筑資料和要求臨近建筑主要為商業(yè)用房，且樓層高度都不高。對(duì)地面沉降不是很敏感，故該條不考慮。2設(shè)計(jì)依據(jù)和設(shè)計(jì)

14、標(biāo)準(zhǔn)2.1工程設(shè)計(jì)依據(jù)本工程設(shè)計(jì)執(zhí)行的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)：(1)巖土工程勘察規(guī)范(GB 50021-2001);(2)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 50009-2001 )(3)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程(JGJ 120-2012);(4)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50007-2011 );(5)地下鐵道、輕軌交通巖土工程勘察規(guī)范(GB 50307-1999);(6)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003 ) ;( 7 )混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2010 ) ; 2.2基坑工程等級(jí)及設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程(JGJ120-2012)規(guī)定，基坑的側(cè)壁安全等級(jí)分為三級(jí)，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根

15、據(jù)表2.1選用相應(yīng)的側(cè)壁安全等級(jí)及重要性系數(shù)。表2.1基坑側(cè)壁安全等級(jí)及重要性系數(shù)安全等級(jí)破壞后果一級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對(duì)基坑周圍 環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響很嚴(yán)重1.1二級(jí) 支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對(duì)基坑周圍環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響 嚴(yán)重1.0三級(jí) 支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對(duì)基坑 周圍環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響不嚴(yán)重0.9總體而言，本工程周圍建筑物大部分距離擬建場(chǎng)地紅線位置較遠(yuǎn)，建筑物結(jié)構(gòu) 形式較好。該車站的西側(cè)為居民住宅，東側(cè)緊挨滬太路，線路規(guī)劃?rùn)M 穿西側(cè)居民住宅以及少數(shù)商業(yè)建筑。管線主要在滬太路和洛場(chǎng)路下敷設(shè)，地鐵站位沒有控制性 管線。支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形

16、對(duì)基坑周圍環(huán)境及地 下結(jié)構(gòu)施工有一定影響，據(jù)此，確定支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全按等級(jí) 為一級(jí)，重要性系數(shù)取 1.1。3基坑圍護(hù)方案設(shè)計(jì) 3.1基坑圍護(hù)方案 基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu) 主要承受基坑開挖卸荷所產(chǎn)生的土壓力和水壓力并將此壓 力傳遞到支撐，是穩(wěn)定基坑的一種臨時(shí)擋墻結(jié)構(gòu)。主要分類有鋼板樁、鉆孔灌注樁、地下連續(xù)墻、SMW 工法和高壓旋噴樁等。3.1.1 鋼板樁 鋼板樁支護(hù)是用打樁機(jī)直接將鋼板按一定 搭接方式打入土體來承受基坑開挖卸荷所產(chǎn)生的水土壓力 的一種施工臨時(shí)支擋結(jié)構(gòu)。鋼板樁可以是鋼板、鋼管、各種型鋼和工廠專門制作的定 型產(chǎn)品，它們可以間隔式打入，也可以是帶樺槽連接，中間 有專門的防滲構(gòu)件；也可以預(yù)先連接成

17、片，形成 屏風(fēng)”整片 沉入。對(duì)于較淺的基坑，可用懸臂式板樁；對(duì)于較深的基坑， 可采用帶內(nèi)支撐或外部錨定的板樁。采用鋼板樁圍護(hù)優(yōu)點(diǎn)主要有: 鋼板樁的強(qiáng)度、品質(zhì)、接縫精度等質(zhì)量保證、可靠性高；具 有耐久性，可回拔清理再使用；與多道支撐相結(jié)合，適合軟 土地區(qū)的較深基坑，而且施工方便、工期短。施工中須注意接頭防水，以防止樁縫水土流失所引起的 地層塌陷及失穩(wěn)問題；鋼板樁剛度比排樁和地下連續(xù)墻小， 開挖后撓度變形較大；打拔樁振動(dòng)噪聲大、容易引起土體移 動(dòng)、導(dǎo)致周圍地基較大沉陷。3.1.2 鉆孔灌注樁 鉆孔灌注樁是利用鉆孔機(jī)械按設(shè)計(jì)位 置鉆孔，然后向孔里澆灌混凝土，并下放預(yù)制鋼筋籠，最后 形成并列的樁位，組

18、成圍護(hù)墻體來達(dá)到圍護(hù)目的。鉆孔灌注樁圍護(hù)墻多為間隔排列式，它不具備擋水功能， 適用于地下水位較深、土質(zhì)較好地區(qū)。鉆孔灌注樁噪聲和振動(dòng)小，無擠土，剛度較大，抗彎能 力強(qiáng)、變形相對(duì)較小，就地澆制施工，對(duì)周圍環(huán)境影響小； 適合軟弱地層使用，接頭防水性差，要根據(jù)地質(zhì)條件從注漿、 攪拌樁、旋噴樁等方法中選用適當(dāng)方法解決防水問題；鉆孔灌注樁在砂礫層和卵石中施工慎用，而且它的整體剛度較 差，不適合兼做主體結(jié)構(gòu)，其質(zhì)量取決于施工工藝及施工技 術(shù)水平，在施工過程中需作排污處理。3.1.3 地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻的施工就是連續(xù)施工的方 法，即在地面上用一種特殊的挖槽設(shè)備，沿著深開挖工程的周邊，依靠泥漿護(hù)壁的支護(hù)，開

19、挖一定槽段長(zhǎng)度的溝槽；再 將鋼筋籠放入溝槽內(nèi)。采用導(dǎo)管在充滿穩(wěn)定液的溝槽中進(jìn)行混凝土的置換。相互鄰接的槽段由特別接頭進(jìn)行連接。地下連續(xù)墻的優(yōu)點(diǎn)為：(1)可減少施工時(shí)對(duì)環(huán)境的影響，施工時(shí)振動(dòng)少，噪聲低； 能夠緊鄰相近的建筑及地下管線施工，對(duì)沉降及變位較易控 制；(2)地下連續(xù)墻的墻體剛度較大、整體性好，因而結(jié)構(gòu) 和地基變形都較小，既可用于超深圍護(hù)結(jié)構(gòu)，也可用于主體 結(jié)構(gòu)；(3)地下連續(xù)墻為整體連續(xù)結(jié)構(gòu)，加上現(xiàn)澆墻壁厚度 不小于60cm,鋼筋保護(hù)層又較大，故耐久性好，抗?jié)B性能 亦好；(4)可實(shí)行逆作法施工，有利于施工安全，并加快施 工進(jìn)度，降低造價(jià)；(5)適用于多種地質(zhì)情況。地下連續(xù)墻的缺點(diǎn)為：(

20、1)棄土及廢漿的處理問題。除增加工程費(fèi)用外，如處理不當(dāng)，還會(huì)造成新的環(huán)境污染。(2)地質(zhì)條件和施工的適應(yīng)性問題。從理論上講，地下連續(xù)墻可適用于各種地層，但最適應(yīng)的 還是軟塑、可塑的粘性地層。當(dāng)?shù)貙訔l件復(fù)雜時(shí)，還還會(huì)增加施工難度和影響工程造 價(jià)。(3)槽壁坍塌問題。引起槽壁坍塌的原因，可能是地下水位急劇上升，護(hù)壁泥 漿液面急劇下降，有軟弱疏松或砂性夾層，以及泥漿的性質(zhì) 不當(dāng)或已經(jīng)變質(zhì)，此外還有個(gè)施工管理等方面的因素。槽壁坍塌輕則引起墻體混凝土超方和結(jié)構(gòu)尺寸超生允許 的界限，重則引起相鄰地面沉降、坍塌，危害鄰近建筑和地 下管線的安全。(4)現(xiàn)澆地下連續(xù)墻的墻面通常較粗糙，如果對(duì)墻面要 求較高，雖可

21、使用噴漿或噴砂等方法進(jìn)行表面處理或另作襯 壁來改善，但會(huì)增加工作量。(5)地下連續(xù)墻如單純用作施工期間的臨時(shí)擋土結(jié)構(gòu)， 不如采用鋼板樁等一類可拔由重復(fù)使用的園護(hù)結(jié)構(gòu)來得經(jīng) 濟(jì)，因此連續(xù)墻結(jié)構(gòu)幾年來一般用在兼做主體結(jié)構(gòu)的場(chǎng)合較 多。地下連續(xù)墻是一種比鉆孔灌注樁和深層攪撲樁造價(jià)昂貴 的結(jié)構(gòu)形式，對(duì)其選用，必須經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確實(shí)認(rèn)為 是經(jīng)濟(jì)合理，因地制宜時(shí)，才可采用。一般說來其在基礎(chǔ)工程小的適用條件歸納起來，有以下幾 點(diǎn)：(1)基坑深度大于 10m； (2)軟土地基或砂土地基；(3) 在密集的建筑群中施工基坑，對(duì)周圍地面沉降，建筑物的沉 降要求需嚴(yán)格限制時(shí)，宜用地下連續(xù)墻；(4)圍護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)

22、構(gòu)相結(jié)合，用作主體結(jié)構(gòu)的一部分，且對(duì)抗?jié)B有較嚴(yán)格 要求時(shí)，宜用地下連續(xù)墻；（5）采用逆作法施工，內(nèi)襯與護(hù) 壁形成復(fù)合結(jié)構(gòu)的工程。3.1.4 SMW 工法SMW工法是先用螺旋鉆機(jī)按設(shè)計(jì)位置 鉆孔疏松泥土，且孔與孔之間有一定的搭接長(zhǎng)度，之后向疏 松泥土中注入水泥漿液， 然后按設(shè)計(jì)間距打入 H型鋼形成勁 性水泥土，最后形成一排擋土止水帷幕。SMW工法施工噪聲低，對(duì)周圍環(huán)境影響小；結(jié)構(gòu)止水性 好結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可靠，適合于各種土層，配以多道支撐，可適用 于深基坑；此方法在一定條件下可以取代作為圍護(hù)的地下連 續(xù)墻，具有較大發(fā)展前景。3.1.5 高壓旋噴樁擋墻高壓旋噴樁擋墻是用帶有噴頭的 鉆機(jī)將其鉆入到預(yù)定深度后

23、，再利用地面高壓水泵將配制好 的水泥漿液注入土體，同時(shí)勻速地將旋轉(zhuǎn)的噴頭緩緩地向上 拔，使得水泥漿和土體能夠形成柱狀的均勻固結(jié)體，依次咬 合施工從而形成高壓旋噴樁擋墻。高壓旋噴樁擋墻適合于軟土地區(qū)環(huán)境要求不是很高的基坑。挖深w 7m的基坑；施工低噪聲、低振動(dòng)，對(duì)周圍環(huán)境影響 小，止水性好；如作自立式水泥擋土墻，墻體較厚需占用基 坑紅線內(nèi)一部分面積；施工需作排污處理，工藝復(fù)雜，造價(jià) 高；作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的止水加固措施、旋噴樁深度可達(dá)30mo3.2基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案比選 從防水性能方面看，鉆孔灌注樁和鋼板樁支護(hù)都較差，高壓旋噴樁擋墻防水較好，而SMW工法和地下連續(xù)墻的防水性能較以上三種工法好。從強(qiáng)度方面

24、看，鋼板樁支護(hù)和高壓旋噴樁擋墻都較高， SMW工法較為可靠，而鉆孔灌注樁一般，地下連續(xù)墻的強(qiáng) 度局。對(duì)環(huán)境影響方面，除了鋼板樁對(duì)環(huán)境影響較大外，其他工 法都較小。經(jīng)濟(jì)成本方面，高壓旋噴擋墻的成本最低，鉆孔灌注樁和 SMW工法較低，鋼板樁支護(hù)一般，而地下連續(xù)墻造價(jià)較高。上海地鐵場(chǎng)中路站基坑深度為15.0m,屬于深基坑。各勘察鉆孔穩(wěn)定水位埋深0.501.10m,水位較高。所以可以排除高壓旋噴樁擋墻、鉆孔灌注樁和鋼板樁。SMW工法和地下連續(xù)墻都適用于本工程，但地下連續(xù)墻 可以作為后續(xù)車站結(jié)構(gòu)的一部分，故選用地下連續(xù)墻作為圍 護(hù)方案。根據(jù)施工經(jīng) 驗(yàn)，地下連續(xù)墻的總高度為基坑深度的1.72.0倍，墻體厚

25、度為 6001000mm。本工程地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)嵌固深度取0.8倍的基坑開挖深度，所以地下連續(xù)墻的總長(zhǎng)度為（0.8+1.0） X15.0=27.0m ,取27.0m；初選地下連續(xù)墻的厚度為 800mm,混凝土強(qiáng)度等 級(jí)為C30,抗?jié)B等級(jí)為S6o4基坑支撐方案設(shè)計(jì) 4.1支撐結(jié)構(gòu)類型 在軟弱地層的基坑工程中，支撐結(jié)構(gòu)是承受圍護(hù)墻所傳遞的土壓力、水壓力 的結(jié)構(gòu)體系。支撐結(jié)構(gòu)體系包括圍楝、支撐、立柱及其他附屬構(gòu)件。擋土的應(yīng)力傳遞路徑是圍護(hù)墻 -圍楝（圈梁） -支撐， 在地質(zhì)條件較好的有錨固力的地層中，基坑支撐采用錨桿和 拉錨（錨碇）。支撐材料按種類可分為現(xiàn)澆鋼筋混凝土支撐體系和剛支 撐體系兩類，兩

26、種支撐材料的性能對(duì)比見表4.1 o表4.1兩類支撐體系的形式和特點(diǎn)材料 截面形式 布置形式特點(diǎn)現(xiàn)澆鋼筋混凝土 可根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定斷面形狀 和尺寸 豎向布置有水平撐、斜撐；平面布置有對(duì)撐、邊桁 架、環(huán)梁結(jié)合邊桁架等，形式靈活多樣混凝土結(jié)硬后剛度大、變形小，強(qiáng)度的安全可靠性強(qiáng)，施工方便，但支撐澆制 和養(yǎng)護(hù)時(shí)間長(zhǎng)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)處于無支撐的暴露狀態(tài)時(shí)間長(zhǎng)，軟 土中被動(dòng)區(qū)土體位移大，如對(duì)變形有較高要求時(shí)、需對(duì)被動(dòng) 區(qū)軟土加固。施工工期長(zhǎng)，拆除困難，爆破拆除對(duì)周圍環(huán)境有影響鋼結(jié)構(gòu) 單鋼管、雙鋼管、單工字鋼、雙工字鋼、H型鋼、槽鋼及以上鋼材的組合 豎向布置有水平撐、斜撐；平面布置 形式一般為對(duì)撐、井字撐、角撐，

27、亦有與鋼筋混凝土支撐結(jié) 合使用，但要謹(jǐn)慎處理變形協(xié)調(diào)問題安裝、拆除施工方便， 可周轉(zhuǎn)使用，支撐中加預(yù)應(yīng)力，可調(diào)整軸力而有效控制圍護(hù) 墻變形；施工工藝要求較高，如節(jié)點(diǎn)和支撐結(jié)構(gòu)處理不當(dāng)，施工支撐不及時(shí)不準(zhǔn)確，會(huì)造成失穩(wěn)現(xiàn)澆混凝土支撐體系由圍楝（頭道為圈梁）、支撐及角撐、立柱和圍楝托架或吊 筋、立柱、托架錨固件等其他附屬構(gòu)件組成。鋼結(jié)構(gòu)支撐體系通常為裝配式的，由圍楝、角撐、支撐、 千斤頂（包括千斤頂自動(dòng)調(diào)壓或人工調(diào)壓裝置）、軸力傳感器、支撐體系檢測(cè)監(jiān)控裝置、立柱樁及其他附屬裝配式構(gòu)件 組成。4.2 支撐體系的布置形式 支護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐在平面上的布 置形式，有對(duì)撐、角撐、桁架式、框架式、環(huán)形等。有時(shí)在

28、同一基坑內(nèi)混合使用，如對(duì)撐加角撐、環(huán)梁加邊桁（框）架、環(huán)梁加角撐等。主要是因地制宜，根據(jù)基坑平面現(xiàn)狀和尺寸設(shè)置最合適的 支撐。4.2.1 對(duì)撐 對(duì)撐的布置較適合于平面形狀較為規(guī)則的基 坑。利用基坑的對(duì)稱性將支撐對(duì)頂于基坑的兩側(cè)。對(duì)于長(zhǎng)條形基坑采用對(duì)稱最為有利。對(duì)撐可布置于撐在兩邊上。當(dāng)基坑的長(zhǎng)寬比不是很大時(shí)，需要將兩個(gè)方向的對(duì)邊都布 置對(duì)撐，這時(shí)支撐布置成井格形。垂直對(duì)稱布置 見圖4.1。圖4,1垂直對(duì)撐布置 4.2.2角撐 角撐即是將支撐布置于 基坑相鄰兩邊，與墻體形成一定角度。角撐在布置上可使基坑留由較大的空間以方便挖土施工 作業(yè)，而且在一些平面形狀較為復(fù)雜的基坑局部布置角撐可 以彌補(bǔ)對(duì)撐

29、在局部的不足，當(dāng)基坑長(zhǎng)度較大時(shí)，基坑短邊可 利用角撐進(jìn)行支撐。角撐布置見圖4.2。圖4.2角撐體系布置 4.2.3鋼筋混凝土環(huán)梁支撐鋼筋混 凝土環(huán)梁支撐是近年來發(fā)展起來的一種支撐形式。它適用于平面輪廓較接近正方形的基坑，對(duì)于長(zhǎng)方形輪廓 的基坑可結(jié)合對(duì)撐或采用雙圓環(huán)梁形式，當(dāng)基坑有圓弧端時(shí) 可結(jié)合人環(huán)梁內(nèi)，使圓弧端成為鋼筋混凝土環(huán)梁的一部分。圓形環(huán)梁布置見圖 4.3。圖4,3圓形環(huán)梁布置 4.2.4組合桁架 對(duì)于平面形狀比較 復(fù)雜的基坑，可以采用鋼筋混凝土組合桁架作為平面內(nèi)支撐 系統(tǒng)。根據(jù)組合桁架的布置位置及布置形式，可以分為對(duì)撐桁 架、斜撐桁架及邊桁架等。在支撐平面內(nèi)需要留設(shè)較大作業(yè)空間時(shí)，宜

30、采用組合桁 架支撐形式組成平面支撐體系，充分利用鋼筋混凝土支撐平 面布置靈活，各構(gòu)件間接點(diǎn)可靠，整體性強(qiáng)等特點(diǎn)，從而使 各構(gòu)件共同作用，協(xié)調(diào)受力，組成強(qiáng)度高、剛度大的支撐系統(tǒng)。4.3 支撐體系的方案比較和合理選定4.3.1支撐材料和類型 鋼支撐目前常用的有鋼管支撐結(jié)構(gòu)和H鋼支撐結(jié)構(gòu)，它們重量輕，剛度大，裝拆工作量小，可重復(fù)使用，并且材料 消耗少。而鋼筋混凝土支撐由于制作方便而被廣泛采用，具支撐變 形控制的可靠度高，但其拆除比較困難，材料基本不能回收。并根據(jù)表4.1的比較，確定采用鋼管支撐，目前常用 609 圓鋼管和H鋼兩種形式支撐，所以鋼管規(guī)格取為609X16o4.3.1 支撐道數(shù) 豎向支撐的

31、道數(shù)、支撐點(diǎn)標(biāo)高的確定，應(yīng) 考慮在一定地質(zhì)條件下，滿足基坑圍護(hù)和支撐結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn) 定和控制變形的要求，還要與澆筑主體結(jié)構(gòu)各層樓板時(shí)的換 撐設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)。根據(jù)規(guī)范要求，軟土地區(qū)第一道支撐設(shè)于地下1.02.5m ,每道支撐的豎向間隔一般介于2.54.5m之間，為減小基坑開挖后的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形，最下道支撐的布置盡量落低，但應(yīng) 高由底板60cm以上，以便于底板和外墻的施工。所以本工程采取四道鋼管支撐，初定各道支撐中心從上到 下分別為-1.5m, -5.5m,-9.3m 和-13.1m。圍楝、立柱和支撐的結(jié)點(diǎn)處統(tǒng)一假定為較接，兩立柱之間 跨度根據(jù)實(shí)際工程設(shè)定，但最大跨度不大于15m。4.3.2 支撐體系的

32、平面布置支撐桿件的相鄰水平距離首先應(yīng)確保支撐系統(tǒng)整體變形和支撐構(gòu)件承載力在要求范圍之內(nèi)，其次應(yīng)滿足土方工程的要求。當(dāng)采用鋼筋混凝土圍楝時(shí)，沿著圍楝方向的支撐點(diǎn)間距不 宜大于9m；當(dāng)采用鋼圍楝時(shí)，支撐點(diǎn)間距不宜大于4m。取水平支撐的水平間距為 4m o4.3.3 支撐立柱樁 豎向支撐鋼立柱可以采用角鋼格構(gòu)柱、 H型鋼柱或鋼筋混凝土立柱，便于穿越底板、樓板施工和以 后的防水處理。圍楝、立柱和支撐的結(jié)點(diǎn)處統(tǒng)一假定為較接，兩立柱之間 跨度根據(jù)實(shí)際工程設(shè)定，但最大跨度不大于15m。4.4 基坑施工應(yīng)變措施 基坑方案總體設(shè)計(jì)確定后，應(yīng)對(duì) 以后施工中可能由現(xiàn)的問題預(yù)先做周密的考慮。對(duì)支撐和開挖施工過程中，可

33、能由現(xiàn)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、支撐 結(jié)構(gòu)的過大變形和內(nèi)力、周圍地表過大沉降、以及圍護(hù)墻和 支撐體系的破壞和失穩(wěn)等問題，在基坑工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù) 工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提由應(yīng)變措施設(shè)計(jì)。在施工過程中，實(shí)時(shí)根據(jù)監(jiān)測(cè)報(bào)警信息及時(shí)采取相應(yīng)預(yù)防 災(zāi)害事故的應(yīng)變措施。表4.2為基坑開挖過程中可能由現(xiàn)的問題及相應(yīng)的穩(wěn)定應(yīng) 變措施。表4.2基坑施工應(yīng)變措施 序號(hào) 開挖中可能由現(xiàn)的問題 安全、穩(wěn)定應(yīng)變措施 1圍護(hù)結(jié)構(gòu)由現(xiàn)滲水，漏泥或開挖面以下由現(xiàn)冒水1.由現(xiàn)滲水，漏泥應(yīng)及時(shí)采取止水堵漏措施；2.發(fā)現(xiàn)止水在設(shè)計(jì)施工中的薄弱環(huán)節(jié)，及時(shí)加固彌補(bǔ)措施2開挖土方不均衡，支撐延時(shí)導(dǎo)致圍護(hù)和支撐的受力和變形速 率變化過大，基坑回彈和周圍土體變位過

34、大采取調(diào)整開挖及支撐的施工部位及參數(shù)，是基坑外荷均衡，減少每步開挖 的空間尺寸，加快支撐的時(shí)間，增加支撐復(fù)加預(yù)加軸力的次數(shù)3圍護(hù)結(jié)構(gòu)剛度，強(qiáng)度不足，圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形過大1.增力口臨時(shí)斜撐、角撐；2.支撐加設(shè)預(yù)應(yīng)力；3.調(diào)整支撐的豎向間距；4.基坑四周卸載或坑內(nèi)壓載 4基坑隆起，變形過大1.分區(qū)分步開挖，并在最下層開挖中，分步挖分步澆注快硬混凝土墊層先形成部分墊層底版抵制墻體變位；2.采用中心島施工法；3.在坑底被動(dòng)區(qū)土層中謹(jǐn)慎地超前一步進(jìn)行雙液快 凝分層注漿加固土體或壓載5支撐撓曲變形 1.加固支撐桿件；采用臨時(shí)拉系構(gòu)件縮短長(zhǎng)細(xì)比必要時(shí)在水平向及豎向增 設(shè)支撐；2.地面上對(duì)稱卸載，坑內(nèi)壓載6支撐截

35、面不足，有壓損跡象 對(duì)支撐斷面加固；在豎向及水平向增設(shè)支撐7支撐立柱樁不均勻沉降（上?。?.設(shè)置豎向剪刀撐； 2.設(shè)置穩(wěn)定支撐的拉系構(gòu)件； 3.支撐和節(jié)點(diǎn)上卸載或加載； 4.調(diào)整立柱上支托支撐的支托構(gòu)件標(biāo)高8圍護(hù)、支撐、周圍地表變形、坑底土體隆起變化速率均急劇加大，基坑有失穩(wěn) 趨勢(shì) 對(duì)基坑進(jìn)行局部甚至全面回填或放水回灌以得到臨時(shí) 穩(wěn)定，贏得時(shí)間進(jìn)行地基或支撐加固5計(jì)算書5.1荷載計(jì)算 在場(chǎng)中路站基坑工程中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)所受的荷載主要考慮 地面超載、豎向荷載和側(cè)向荷載。在建筑場(chǎng)地范圍內(nèi)施工，根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，可取地面超 載為 q=20kPa。5.1.1 各層土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)通過地質(zhì)表和地質(zhì)剖面圖

36、可得標(biāo)準(zhǔn)段土層的物理指標(biāo)及厚度，如表 5.1所示。表5.1標(biāo)準(zhǔn)段土層的物理性質(zhì)指標(biāo)土層編號(hào)土層名稱重度（KN/m3）粘聚力c（kPa）內(nèi)摩擦角（°） 土層厚度（m） 側(cè)壁摩阻力力特征值 fs （kPa） 1填土 18.0? 15 8.5 1.5 57.81粉質(zhì)粘土 18.2 21 20.5 2.2 22.8淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘 土 17.6 12 20.5 3.7 9.7 淤泥質(zhì)粘土 16.6 14 11.5 10.8 20 粉質(zhì)粘土 19.3 46 18 2.7 49.3 1-1 1-1 粉砂 18.3 5.5 34 6.1 23.2各地層由于土的重度、粘聚力、摩擦角和厚度各不 相同，同時(shí)

37、根據(jù)下面采用的山肩邦男法的假設(shè)，要求墻背土 壓力呈線性三角形分布，在此為了達(dá)到計(jì)算方便和合理的目 的，各指標(biāo)采用按土層厚度的加權(quán)平均值來計(jì)算。地下水位定為地下0.6m,地層砂性土厚度較小，計(jì)算中采 用水土合算計(jì)算。（5.（1） （5.2）（5.3） 式中、一土的加權(quán)平均重度（kN/m3 ）、加權(quán)平均粘聚力（ kPa）、加權(quán)平均內(nèi)摩擦角 （°）;、一第層土的重度（KN/m3）、粘聚力（kPa）、內(nèi)摩 擦角（°）;一第層土的厚度（m）o所以，墻底以上各層土的平均物理指標(biāo)為：坑內(nèi)墻底至坑底各土層的物理指標(biāo)為：將地面的均布荷載換算成位于地表以上的當(dāng)量土重，即用 假想的土重代替均布荷

38、載。假定地面為水平面，當(dāng)量的土層厚度為：（5.4）式中 一當(dāng)量土層厚度（m）;一地面超載（kN/m2）; 一圍護(hù)結(jié)構(gòu)周圍土體的加權(quán)平均重度（kN/m3）。即開挖深度相當(dāng)于。基坑底板距離地連墻底部的距離。5.1.2計(jì)算土壓力系數(shù) 根據(jù)規(guī)范要求，靜止土壓力系數(shù)可 以按計(jì)算，并參考上海地鐵場(chǎng)中路站詳勘得由：靜止土壓力系數(shù)：主動(dòng)土壓力系數(shù)：被動(dòng)土壓力系數(shù)：5.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)地基承載力驗(yàn)算地連墻單位長(zhǎng)度的豎向承載力特征值為：（5.（5） 一地連墻的豎向承載力特征值，kN;、一地連墻所取厚度、長(zhǎng)度（ m）, =0.8m、=1.0m; 一墻底土的 承載力特征值，根據(jù)場(chǎng)中路站詳勘，；一第層土的墻體側(cè)壁 摩阻力特征

39、值（見表 5.1）;一第層土的厚度（m）o地連墻自重：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，上部施工及超載傳遞下來的荷載取，則所以圍護(hù)結(jié)構(gòu)地基承載力滿足要求5.3 基坑底部土體的抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算根據(jù)規(guī)范要求，使用簡(jiǎn)化后的Terzaghi地基承載力模式分析基坑的抗隆起穩(wěn) 定性，并用式5.6驗(yàn)算基坑的抗隆起穩(wěn)定性。不考慮墻底以上土體的抗剪強(qiáng)度對(duì)抗隆起的影響和基坑 尺寸的影響，并假定地連墻底的平面為基準(zhǔn)面，滑動(dòng)中心位 于最下層支撐點(diǎn)處，其計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖5.1 o圖5.1基坑抗隆起計(jì)算簡(jiǎn)圖（5.6）式中一抗隆起穩(wěn)定安全系數(shù)，一級(jí)基坑取2.5,二級(jí)基坑取2.0,三級(jí)基坑取1.7, 本工程取2.5;一墻背處墻底以上各土層的加權(quán)平均重度

40、，；一坑內(nèi)坑底至地連墻底各土層的加權(quán)平均重度，；一地面荷載，??；一基坑開挖深度（m）,為15m;一墻體入土深度（m）, 取10m；、一分別為墻底以下滑移線場(chǎng)影響范圍內(nèi)地基土 的粘聚力、內(nèi)摩擦角，；、一地基土的承載力系數(shù)，所以基坑底部土體不會(huì)發(fā)生隆起破壞現(xiàn)象。5.4 抗?jié)B驗(yàn)算 在對(duì)基坑進(jìn)行抗?jié)B驗(yàn)算時(shí)，當(dāng)采用圍護(hù)墻 自防水時(shí)，驗(yàn)算至連續(xù)墻底部，可通過式 5.7驗(yàn)算基坑底部 穩(wěn)定性。圖5.2抗?jié)B驗(yàn)算簡(jiǎn)圖（5.7）式中一抗?jié)B穩(wěn)定安全系數(shù)，取 1.5-2.0 0基坑底土砂性土、砂質(zhì)粉土或粘性土與粉性土中有明顯薄 層粉砂夾層時(shí)取大值。本工程?。灰豢拥淄馏w的臨界水頭坡度，；、一坑底土的土粒比重、天然孔隙比，

41、、；一坑底土的滲流水力梯度，； 一基坑內(nèi)外土體的滲流水頭，取坑內(nèi)外地下水位差，；一最短滲徑流線總長(zhǎng)度，。hd一地下連續(xù)墻的嵌固深度；所以本工程基坑不會(huì)發(fā)生滲流破壞現(xiàn)象。5.5 抗傾覆驗(yàn)算 基坑的抗傾覆穩(wěn)定性，通過驗(yàn)算最下一 道支撐以下的主、被動(dòng)區(qū)的壓力繞最下道支撐支點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)力 矩是否平衡，來判斷是否發(fā)生傾覆。計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖5.3。圖5.3抗傾覆計(jì)算簡(jiǎn)圖其抗傾覆穩(wěn)定性安全系數(shù)應(yīng)滿 足：(5.(6) 一抗傾覆穩(wěn)定性安全系數(shù)，一級(jí)基坑工程取 1.20,二級(jí)基坑工程取 1.10,三級(jí)基坑工程取 1.05,本工程 中取1.20;一基坑內(nèi)側(cè)被動(dòng)土壓力對(duì) A點(diǎn)(最下層支撐處) 的力矩； 一基坑外側(cè)主動(dòng)土壓力對(duì)A點(diǎn)的力矩；根據(jù)圖5.3及主動(dòng)土壓力與被動(dòng)土壓力計(jì)算公式可得支護(hù)結(jié)構(gòu)底部 土壓力：(5.(7) (5.8) 將式(5.8)對(duì)A點(diǎn)取矩，求得為：其中，hd是地連墻的嵌固深度，為 12m, ht為A點(diǎn)至基坑 地面的距離，取為1.5m。據(jù)此求得。將式（5.7）對(duì)A點(diǎn)取矩，求得為:求得。所以 所以本工程基坑抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求。5.6 整體圓弧滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算無論是放坡開挖還是支護(hù)開挖，都要驗(yàn)算基坑的整體穩(wěn)定性，通常破壞的滑動(dòng)面呈圓弧形。這種穩(wěn)定驗(yàn)算是將支護(hù)結(jié)構(gòu)與土