土木工程(巖土工程) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）大屯路公交與地鐵換乘車站深基坑維護(hù)設(shè)計(jì)

1、論文題目: 大屯路公交與地鐵換乘車站深基坑維護(hù)設(shè)計(jì)專 業(yè):土木工程(巖土工程) 學(xué) 生: （簽名）指導(dǎo)老師: （簽名）摘 要根據(jù)北京地鐵奧運(yùn)支線大屯路公交與地鐵換乘站巖土工程勘查報(bào)告，大屯路公交與地鐵換乘車站長(zhǎng)101.1m ,基坑寬約26m,深約17m，同時(shí)參考當(dāng)?shù)氐慕ㄖ?jīng)驗(yàn)和施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，完成了大屯路公交與地鐵換乘車站深基坑維護(hù)的方案論證和設(shè)計(jì)。降水方案為深井降水，支護(hù)方案采用土釘墻、排樁、內(nèi)支撐聯(lián)合支護(hù)?；娱_(kāi)挖方式為分步、分段、分層開(kāi)挖。在開(kāi)挖的同時(shí)對(duì)基坑進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)的內(nèi)容包括樁體變形、樁身內(nèi)力、支撐軸力。得出結(jié)論：樁頂水平位移反映支護(hù)結(jié)構(gòu)的頂部變形情況，是支護(hù)結(jié)構(gòu)安全狀況的重要

2、指標(biāo)，且在有支撐作用的情況下支護(hù)變 形最大。最后,根據(jù)施工方案對(duì)工程進(jìn)行了施工組織設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞: 深基坑,支護(hù)方案,土釘墻,排樁,鋼支撐,開(kāi)挖方式,變形監(jiān)測(cè), 施工組織類 型: 研究型subject : deep foundation pit retaining design of beijing subway stations and bus transfer station specialty : civil engineering (geotechnical engineering)name : (signature) instructor : (signature) abstracti

3、n the thesis, based on the geotecnical engineering investigation report of beijing subway stations and bus transfer station, the length of station of beijing subway stations and bus transfer station is 101.1m, the width of foundation pit is about 26m and the depth of foundation pit is approxomately

4、17m. simultaneously, refer to the local construction experience and special details of constraction site, that plan testify and design of deep foundation pit retaining of beijing subway stations and bus transfer station has completed. the plan of retaining adopts soil-nail wall,line-pile,steel props

5、 to retain together. the type of excavation adopts a way for the minute step,the partition,the lamination excavates. while excavating foundation pit, foundation pit monitoring is carrying on, including pile deformation, pile interal force, inner axial force. the study shows the deformation character

6、istics of supporting structure is related to the horizontal displacement of the retaining pile top, which is the important criterion of the safety of condition of supporting structure. with the effect of supporting structure, the deformation is the largest . finally, according to construction scheme

7、, the construction organization design has been finished.key words: deep foundation pit; retaining plan; soil-nail; line-pile; steel props; excavation type; deformation; monitoring; construction organizationtype : research85 詳細(xì)摘要本擬建工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書共分5章，包括：巖土工程勘察，基坑維護(hù)設(shè)計(jì)，基坑變形監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)、施工組織設(shè)計(jì)等主要依據(jù)(1)大屯路公交與地鐵換乘車站巖土

8、工程勘察報(bào)告(2)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（gbj146-90）(3)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50012-2003）(4)建筑樁基技術(shù)規(guī)范（jgj 94-94）(5)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（jgj120-1999）(6)擠擴(kuò)支盤灌注樁技術(shù)規(guī)程（cecs192：2005）工程概況擬建大屯路公交與地鐵換乘車站位于規(guī)劃的奧林匹克公園中心區(qū)域，在地鐵奧林匹克公園站北側(cè)并緊鄰此站，呈南北走向，是北京地鐵奧運(yùn)支線與大屯路隧道地下公交車站相交的節(jié)點(diǎn)工程，大屯路公交與地鐵換乘車站共為地下兩層，總長(zhǎng)101.1m（k2+222.041k3+323.141），南北兩端斷面寬24.7m、中間斷面寬26.7m，均為兩層三跨框架結(jié)構(gòu)

9、，本工程預(yù)期160天完成.基坑維護(hù)設(shè)計(jì)這一部分主要包括五部分。這五部分包括：1）基坑支護(hù)方案的論證；2）降水方案及設(shè)計(jì)；3）土釘墻設(shè)計(jì)；4）排樁設(shè)計(jì)；5）鋼支撐設(shè)計(jì)。6）抗浮樁設(shè)計(jì)1）因?yàn)?，本擬建基坑的開(kāi)挖方式屬于分層、分部開(kāi)挖的方式，且基坑較深。所以基坑支護(hù)不能采用單一的支護(hù)形式。其中k3+222.041k3+244.963和k3+287.891-k3+295.091段，基坑寬24.7 m , k3+287.891k3+244.963和k2+295.091k3+323.141段，基坑寬26.7 m ,由于第一段和第二段場(chǎng)地較開(kāi)闊,故第一階段開(kāi)挖采用大放坡用土釘墻支護(hù),第二階段開(kāi)挖用鉆孔灌注樁

10、和錨桿支護(hù),第三和第四段因?yàn)楣芫€緣故,故采用較大的坡度,也用土釘墻支護(hù),第二階段開(kāi)挖采用鉆孔灌注樁和內(nèi)支撐支護(hù)2）降水方案及設(shè)計(jì)，基坑地下水位約為6m，須降低到地面以下19m左右?；娱_(kāi)挖深度為17m，用輕型井點(diǎn)以滿足不了降水要求，所以采用降水量較大、井管較深的管井井點(diǎn)降水。管井井點(diǎn)的布置為沿縱向在基坑內(nèi)南北兩側(cè)各布置一排井點(diǎn)，每排井點(diǎn)距排樁1m，按10m間距布置11根井點(diǎn)管，并在基坑中心布置觀察井4個(gè)，以觀測(cè)水位降深情況。 3）土釘墻設(shè)計(jì)通過(guò)計(jì)算得出，基坑中共有三段采用土釘墻支護(hù)，各段坡度，開(kāi)挖深度各不同 4）通過(guò)計(jì)算主體結(jié)構(gòu)基坑采用8001200mm鉆孔灌注樁加錨桿或加內(nèi)支撐加錨桿，作為基

11、坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。5）基坑第三段和第四段采用鋼支撐維護(hù)，其中第三段鋼支撐截面高度為h=600與h=800.豎向平面計(jì)算跨度為4000，長(zhǎng)度為25000,第四段鋼支撐采用斜撐支撐，均布3排布置。6）抗浮樁設(shè)計(jì)選用強(qiáng)度等級(jí)為c35混凝土，樁徑采用850，樁長(zhǎng)為25.4，共設(shè)置62根樁基坑監(jiān)測(cè)方案及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析這一部分是指導(dǎo)施工的重要環(huán)節(jié)。監(jiān)測(cè)主要有三方面：1）樁體變形監(jiān)測(cè) 2）護(hù)坡樁樁身內(nèi)力監(jiān)測(cè) 3）支撐軸力。通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)方案的設(shè)計(jì)，采用不同的監(jiān)測(cè)儀器，在維護(hù)結(jié)構(gòu)最薄弱的地方進(jìn)行監(jiān)測(cè)。施工組織設(shè)計(jì)為了達(dá)到使施工有規(guī)律、有計(jì)劃、有組織的進(jìn)行，故進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)。首先，全面的了解施工狀況，確定出工程特點(diǎn)與施工

12、難點(diǎn)及采取措施。其次，按照編制原則、編制依據(jù)進(jìn)行施工安排與總體施工方案的確定。最后，對(duì)維護(hù)樁、內(nèi)支撐及基坑的開(kāi)挖與回填進(jìn)行了施工組織設(shè)計(jì)。目錄1巖土工程勘察11.1工程概況11.2 地形地貌11.3水文氣象條件21.4工程及水文地質(zhì)概況21.5 地基承載力評(píng)價(jià)51.6地震效應(yīng)52基坑維護(hù)設(shè)計(jì)52.1降水設(shè)計(jì)52.1.1 水文地質(zhì)概況52.1.2降水設(shè)計(jì)62.2支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)102.2.1基坑支護(hù)方案的比較與選型論證102.2.2 k3+222.041k3+244.963段112.2.3-k3+287.891k3+244.963段192.2.4-k3+287.891-k3+295.091段242.

13、2.5-k2+295.091k3+323.141 段382.2.6抗浮樁設(shè)計(jì)463車站深基坑監(jiān)測(cè)方案513.1工程概況513.2基坑各測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)實(shí)施523.2.1樁體監(jiān)測(cè)523.2.3樁身內(nèi)力監(jiān)測(cè)553.2.4基坑內(nèi)外觀察、邊坡土體頂部水平位移及樁頂位移563.2.5地下水位573.3監(jiān)測(cè)結(jié)果分析573.3.1樁及基坑變化分析573.3.2錨桿受力變化規(guī)律613.3.3鋼支撐軸力變化規(guī)律6234小結(jié)634施工組織設(shè)計(jì)644.1 工程概況644.2 工程特點(diǎn)與施工難點(diǎn)及采取措施644.2.1工程的特點(diǎn)644.2.2 工程重點(diǎn)644.3 編制依據(jù)664.3.1編制依據(jù)664.3.2 編制原則674.

14、4 總體施工安排674.5 總體施工方案684.5.1基坑維護(hù)684.5.2土方開(kāi)挖684.5.3土方運(yùn)輸684.5.4超前和初期支護(hù)684.5.5防水694.5.6土方回填694.5.7施工監(jiān)測(cè)694.5.8施工設(shè)備投入694.6 施工總平面布置694.6.1 場(chǎng)地布置的原則及依據(jù)694.7車站維護(hù)結(jié)構(gòu)及土方施工704.7.1 施工范圍及內(nèi)容704.7.2 主要施工機(jī)具704.7.3總體施工流程714.7.4 維護(hù)樁的施工724.7.5 內(nèi)支撐施工764.7.6土方施工794.7.7開(kāi)挖施工794.7.8基坑回填81致 謝83參考文獻(xiàn)841巖土工程勘察1.1工程概況北京地鐵奧運(yùn)支線起于北中軸

15、路的熊貓環(huán)島，沿北中軸路向北延伸，穿越北土城路、民族園南路和北四環(huán)路后進(jìn)入奧林匹克公園中心地區(qū)，穿過(guò)國(guó)家體育場(chǎng)和國(guó)家游泳館之間的廣場(chǎng)，沿中軸線廣場(chǎng)繼續(xù)向北，經(jīng)成府路、中一路、大屯路、北一路、辛店村路，止于森林公園內(nèi)規(guī)劃奧運(yùn)湖南岸。奧運(yùn)支線全部為地下線，全長(zhǎng)4.398km大屯路公交與地鐵換乘車站位于規(guī)劃的奧林匹克公園中心區(qū)域，緊鄰地鐵奧林匹克公園站北側(cè)，呈南北走向，是北京地鐵奧運(yùn)支線與大屯路隧道地下公交車站相交的節(jié)點(diǎn)工程。大屯路公交與地鐵換乘車站共為地下兩層，總長(zhǎng)101.1m（k2+222.041k3+323.141），南北兩端斷面寬24.7m、中間斷面寬26.7m，均為兩層三跨框架結(jié)構(gòu)；本站地

16、下一層整個(gè)平面縱向劃分為三個(gè)部分：中間部分為大屯路隧道和公交站臺(tái)，南北兩側(cè)為集散廳；地下二層橫向分為三部分：其中東西兩側(cè)為地鐵奧運(yùn)支線區(qū)間隧道，中間為地鐵和公交換乘通道。1.2 地形地貌 北京市地處華北平原的北部邊緣地帶，西部為太行山余脈，北部為燕山山脈，東南與華北平原相連。北京平原主要由潮白河、溫榆河、永定河等河流聯(lián)合作用而形成的洪沖積平原，地勢(shì)西北高，東南低，平原區(qū)平均降坡1-2左右。本工程場(chǎng)地位于永定河沖洪積扇的北部邊緣地帶。由于人類工程活動(dòng)，原始地貌形態(tài)已人為改觀，目前地面總體較平坦。場(chǎng)地內(nèi)各鉆孔孔口標(biāo)高為44.4145.05m，場(chǎng)區(qū)內(nèi)地形較為平坦。1.3水文氣象條件 北京地區(qū)地處中緯

17、度歐亞大陸東側(cè)，屬于暖溫帶大陸性半濕潤(rùn)半干旱季風(fēng)氣候，受季風(fēng)影響形成春季干旱多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季秋高氣爽，冬季寒冷干燥四季分明的氣候特點(diǎn)。全市多年平均降水量626mm，降水量的年變化大，降水量年內(nèi)分配不均，汛期（68月）降水量約占全年降水量的80以上。旱澇的周期性變化較明顯，一般910年左右出現(xiàn)一個(gè)周期，連續(xù)枯水年和偏枯水年有時(shí)達(dá)數(shù)年。1.4工程及水文地質(zhì)概況（1）場(chǎng)地環(huán)境概況本車站場(chǎng)地位于永定河沖積扇的北部邊緣。原始地貌形態(tài)已人為改觀，場(chǎng)地內(nèi)現(xiàn)狀地形較為平坦，勘探期間各鉆孔標(biāo)高為43.9244.69m。擬建場(chǎng)地位于奧運(yùn)場(chǎng)館區(qū)內(nèi)，勘察期間雜草叢生，且已被人為的遮蓋物所覆蓋。（2）巖土分層及

18、其特征根據(jù)勘察報(bào)告所揭示土層，按成因及年代分為人工堆積層和一般第四紀(jì)沉積層兩大層；按地層巖性進(jìn)一步分為八層。各層的地層巖性及其特點(diǎn)自上而下依次為：第一大層人工堆積層：粉土填土層：黃褐褐黃色，松散稍密，稍濕，含云母、氧化鐵、磚塊、灰渣和植物根等；房渣土1層：雜色，稍密，稍濕，含磚塊、灰渣和植物根等，局部為建筑垃圾或生活垃圾；粉質(zhì)粘土填土2層：褐黃色，可塑，屬中高壓縮性土，含云母、氧化鐵和磚塊，偶含礓石。人工填土層總厚為0.704.00m，層底標(biāo)高為40.3443.59m。第二大層第四紀(jì)沖洪積層：粉土層：灰褐黃色，中下密中密，濕飽和，屬中壓縮性土，含云母、氧化鐵，偶含姜石，土質(zhì)不均，局部夾粉質(zhì)粘土

19、薄層；粉質(zhì)粘土1層：灰褐黃色，可塑，屬中高中壓縮性土，含云母、氧化鐵和有機(jī)質(zhì)等，偶含礓石，局部夾粉土薄層；粘土2層：灰色，可塑，局部軟塑，屬高中高壓縮性土，含云母、氧化鐵和有機(jī)質(zhì)等；粉細(xì)砂3層：灰褐黃色，中下密中上密，濕飽和，含氧化鐵，局部夾粉土或粘性土薄層。本大層總厚度為7.4013.00m，層底標(biāo)高為30.5133.93m。粉質(zhì)粘土層：黃褐灰褐色，可塑，屬中壓縮性土，含云母和氧化鐵，偶見(jiàn)螺殼，局部夾粉土或粘性土薄層；粘土1層：褐黃色，可塑硬塑，屬中壓縮性土，含云母和氧化鐵；粉土2層：黃褐褐黃色，中上密密實(shí)，濕飽和，屬中低壓縮性土，含云母、氧化鐵和有機(jī)質(zhì)，局部夾粉質(zhì)粘土薄層；粉細(xì)砂3層：黃褐

20、褐黃色，密實(shí)，飽和，含氧化鐵，局部夾粉土或粘性土薄層。本大層總厚度為3.8011.90m，層底標(biāo)高為22.5626.60m。粉質(zhì)粘土層：褐黃黃褐色，可塑，屬中中低壓縮性土，含云母、氧化鐵和有機(jī)質(zhì)，偶含礓石，局部粉土薄層；粘土1層：褐黃色黃褐色，可塑硬塑，屬中壓縮性土，含云母和氧化鐵，偶含礓石，局部夾粉質(zhì)粘土薄層；粉土2層：褐黃黃褐色，密實(shí)，濕飽和，屬低壓縮性土，含云母和氧化鐵，偶含礓石，局部夾粉質(zhì)粘土薄層；細(xì)中砂3層：褐黃色，中上密密實(shí)，濕飽和，含氧化鐵，局部分布。卵石層：雜色，密實(shí)，飽和，亞圓形，一般粒徑2060mm，最大粒徑100150mm，級(jí)配良好，粒徑大于20mm顆粒含量約為總質(zhì)量的5

21、070，中粗砂充填，卵石成份以輝綠巖，砂巖和礫巖為主；局部為圓礫薄層或透鏡體。中粗砂1層：褐黃色，密實(shí)，飽和，含氧化鐵，偶含礫石；粉細(xì)砂2層：褐黃色，密實(shí)，飽和，含氧化鐵，偶含礫石；粉土3層：褐黃色，中密中上密，飽和，屬低壓縮性土，含云母和氧化鐵。粉質(zhì)粘土層：褐黃灰色，可塑，屬中中低壓縮性土，含云母、氧化鐵和有機(jī)質(zhì)，局部夾粉土或粘土薄層；粘土1層：灰色，可塑硬塑，屬中壓縮性土，含云母、氧化鐵和有機(jī)質(zhì)，偶含礓石，局部夾粉質(zhì)粘土薄層；粉土2層：褐黃色，中上密密實(shí)，飽和，屬低壓縮性土，含云母和氧化鐵，局部夾粉質(zhì)粘土薄層。（3）地質(zhì)構(gòu)造本車站地層位于新華夏系第二沉降帶與第三隆起帶之間，構(gòu)造主要受新華夏

22、系控制，根據(jù)北京地鐵奧運(yùn)支線大屯路公交換乘車站巖土工程勘察報(bào)告提供的斷裂分布及活動(dòng)情況分析，對(duì)奧運(yùn)支線影響較大的為黃莊高麗營(yíng)斷裂，該斷裂呈北東向從本站北側(cè)附近斜穿而過(guò)。根據(jù)北京市規(guī)劃委員會(huì)關(guān)于對(duì)“奧林匹克公園地區(qū)黃莊高麗營(yíng)地質(zhì)斷裂帶問(wèn)題專家論證會(huì)”情況的報(bào)告，可忽略該斷層錯(cuò)動(dòng)對(duì)本站的影響。（4）水文地質(zhì)概況根據(jù)地質(zhì)勘察資料，本區(qū)域有三層地下水，分別為潛水、層間水和承壓水。潛水、層間水和承壓水以側(cè)向徑流和越流方式補(bǔ)給為主，以側(cè)向徑流和人工開(kāi)采方式排泄。第一層為潛水，含水層主要為粉土層和粉細(xì)砂3層，透水性較好，水位標(biāo)高為36.2839.39m（水位埋深為5.008.20m）。主要接受地下側(cè)向逕流、

23、越流及“天窗”滲漏補(bǔ)給，并以地下逕流、越流為主要排泄方式。第二層為層間水，含水層主要為粉土2層、粉細(xì)砂3層、粉土2層及細(xì)中砂3層，這幾層含水層透水性相對(duì)較好，水位標(biāo)高為25.4634.74m（水位埋深為9.3018.70m）。第二層地下水補(bǔ)給源主要為潛水的向下入滲、側(cè)向逕流、越流及“天窗”補(bǔ)給，以側(cè)向逕流和向下越流方式排泄。第二層地下水與第一層地下水有一定的聯(lián)系。本層地下水水位不穩(wěn)定，局部具有微承壓性。第三層為承壓水，含水層主要為卵石層、中粗砂1層、粉細(xì)砂2層、粉土3層及粉土2層，滲透系數(shù)大，為強(qiáng)透水層，水位標(biāo)高11.0619.69m（水位埋深為25.0033.10m），水頭高度為25m左右。

24、本層地下水主要接受側(cè)向逕流補(bǔ)給及越流補(bǔ)給，以側(cè)向逕流方式排泄本工程場(chǎng)區(qū)抗浮設(shè)防水位標(biāo)高及防滲設(shè)防水位標(biāo)高均為41.0m。本場(chǎng)地地下水（上層滯水和潛水，既第一和第二層水）水位埋深較淺，對(duì)本工程施工有較大影響。第三層、第四層承壓水水位埋深較大，對(duì)本工程施工影響不大。由于本車站基礎(chǔ)埋深較大，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)本工程基礎(chǔ)抗浮穩(wěn)定性以及結(jié)構(gòu)防滲的問(wèn)題予以重視。1.5 地基承載力評(píng)價(jià)本站主體結(jié)構(gòu)及各出入口、通風(fēng)道和風(fēng)?；A(chǔ)底板主要位于粉質(zhì)粘土層、粘土1層、粉土2層和粉質(zhì)粘土層、粘土1層中，屬于中高壓縮性中低壓縮性土，地基土承載能力較好，適宜作為天然地基持力層。1.6地震效應(yīng)根據(jù)北京地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)勘察設(shè)計(jì)規(guī)

25、范（dbj01-501-92）附錄p：北京地區(qū)地震烈度區(qū)劃圖（50年超越概率10），擬建車站位于地震基本烈度8度區(qū)內(nèi)。2基坑維護(hù)設(shè)計(jì)2.1降水設(shè)計(jì)2.1.1 水文地質(zhì)概況根據(jù)地勘資料，本段有三層地下水，分別為潛水、層間水和承壓水。潛水、層間水和承壓水以徑流和越流側(cè)向補(bǔ)給為主，以側(cè)向徑流和人工開(kāi)采方式排泄。第一層地下水為潛水，含水層主要為粉土層和粉細(xì)砂3層，透水性較好，水位標(biāo)高為36.2839.39m（水位埋深為5.008.20m）。主要接受地下側(cè)向逕流、越流及天窗滲漏補(bǔ)給，并以地下逕流、越流為主要排泄方式。第二層地下水為層間水，含水層主要為粉土2層、粉細(xì)砂3層、粉土2層及細(xì)中砂3層，這幾層含水

26、層透水性相對(duì)較好，水位標(biāo)高為25.4634.74m（水位埋深為9.3018.70m）。第二層地下水補(bǔ)給源主要為潛水的向下入滲、側(cè)向逕流、越流及天窗補(bǔ)給，以側(cè)向逕流和向下越流方式排泄。第二層地下水與第一層地下水有一定的聯(lián)系。本層地下水水位不穩(wěn)定，局部具有微承壓性。第三層地下水為承壓水，含水層主要為卵石層、中粗砂1層、粉細(xì)砂2層、粉土3層及粉土2層，滲透系數(shù)大，為強(qiáng)透水層，水位標(biāo)高11.0619.69m（水位埋深為25.0033.10m），水頭高度為25m左右。本層地下水主要接受側(cè)向逕流補(bǔ)給及越流補(bǔ)給，以側(cè)向逕流方式排泄，承壓水頭自西向東逐漸降低。本工程場(chǎng)區(qū)抗浮設(shè)防水位標(biāo)高41.0m，防滲設(shè)防水位

27、標(biāo)高41.0m。場(chǎng)地土層見(jiàn)表2.1表2.1場(chǎng) 地 巖 土 分 層 一 覽 表 各土層分類厚度（m）層底標(biāo)高（m）粉土填土0.704.0040.3443.59粉土7.4013.0030.5133.93粉質(zhì)黏土3.811.9022.5626.60 2.1.2降水設(shè)計(jì)（1） 降深要求降水設(shè)計(jì)時(shí)，將基坑降水和支護(hù)排樁的施工降水作統(tǒng)一考慮，務(wù)必保證使地下水位降到排樁樁底0.5m以下，且基坑中心線處要求降深s應(yīng)低于開(kāi)挖基底不少于0.5m。綜合考慮最小降深為18.5m。 由于基坑開(kāi)挖深度較大，輕型井點(diǎn)不能滿足降水要求（2）降水方案 2.1.2.1基坑等效半徑r 按jgj94-94f.06-1公式： （2-1

28、）式中a為基坑平面面積2.1.2.2降水井深度h （2-2）式中：h井管的埋置深度；h1井管埋設(shè)面至基槽底面距離，取h1=18.5m；h基坑中央最深挖掘面至降水曲線最高點(diǎn)的安全距離，取h=1m；l井點(diǎn)管中心至基坑中心的短邊距離，取l=32m;i 降水曲線坡度，取i =0.1；z降水期間地下水位變化幅度，取z=2m；l濾管有效長(zhǎng)度，取l=1.2m；t沉砂長(zhǎng)度，取t=2m;計(jì)算得：h=29m2.1.2.3降水影響半徑r按照jgj94-94f.06-2公式： （2-3）式中：r抽水影響半徑，m； s降水深度，m； h含水層厚度，m； k土壤滲透系數(shù)，m/d；本井點(diǎn)系統(tǒng)為無(wú)壓非完整井，故含水層厚度應(yīng)該

29、換成抽水影響深度h0，h0的值為經(jīng)驗(yàn)值，依據(jù)表2.2計(jì)算。表2.2 抽水影響深度h00.20.30.50.8注：井點(diǎn)管降落水位深度，濾管長(zhǎng)度根據(jù)上述計(jì)算方法，計(jì)算各含水層的抽水影響深度：抽水影響深度均大于實(shí)際含水層厚度，故抽水影響深度取含水層厚度， 層間水 ：=14m，抽水影響半徑為 層間水：=17.5m式中：層間水所在土滲透系數(shù)k=0.62.1.2.4基坑總涌水量q根據(jù)jgj94-94f.0.1-1公式： （2-4）式中：基坑涌水量； 滲透系數(shù)； 潛水含水層厚度；基坑水位降深； 降水影響半徑；等效半徑 計(jì)算得：496.4 2.1.2.5單井最大出水量q （2-5）式中：?jiǎn)尉畲蟪鏊?；k含水

30、層滲透系數(shù)，k綜合各土層的情況取0.8； 濾管直徑，0.5m；濾管長(zhǎng)度1.2m. 計(jì)算得：q=95.62.1.2.6布井?dāng)?shù)n根據(jù)jgj94-94公式第8.3.3 式 （2-6） 式中：設(shè)計(jì)單井出水量，計(jì)算得，n=5.2,取n=6深井沿基坑?xùn)|西兩側(cè)均勻布置，每邊3個(gè),間距為30 m，離基坑短邊20 m2.1.2.7校核基坑水位降低值s根據(jù)jgj94-94公式第8.3.7-1式 （2-7） 式中：群井范圍內(nèi)任意點(diǎn)降低后的地下水位高度，m； 群井距任意點(diǎn)的距離，m; n布井個(gè)數(shù) 滿足要求2.2支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.2.1基坑支護(hù)方案的比較與選型論證通過(guò)對(duì)以上各工程概況的論述及場(chǎng)地地質(zhì)水文環(huán)境的介紹，并由于

31、擬建場(chǎng)地為奧運(yùn)建設(shè)預(yù)留的大片空地，勘察期間雜草叢生，附近也沒(méi)有特別重要的建筑，因此綜合考慮站址環(huán)境及周邊規(guī)劃情況并考慮經(jīng)濟(jì)易操作，擬采用以下維護(hù)方式：基坑分兩層開(kāi)挖，地下一層采用放坡開(kāi)挖，由于此場(chǎng)地并非淤泥質(zhì)土，土質(zhì)相對(duì)較好，因此可選用土釘墻支護(hù)，地下二層采用鉆孔灌注樁+錨桿系統(tǒng)或鋼支撐。（1）放坡開(kāi)挖北京土質(zhì)條件較好不少基坑垂直開(kāi)挖深度達(dá)5 -6 m 有些地區(qū)基坑放坡深度可達(dá)15 m，所以在場(chǎng)地條件允許的條件下大都可以采用放坡開(kāi)挖的形式（2）排樁支護(hù)鉆孔灌注樁是直接在樁位上就地成孔然后在孔內(nèi)安放鋼筋籠灌注混凝土而成，樁常與錨支護(hù)聯(lián)合使用形成樁錨支護(hù)形式，此形式在北京地區(qū)應(yīng)用十分廣泛支護(hù)效果好

32、是主要的支護(hù)形式之一。（3）土層錨桿土層錨桿支護(hù)由于具有施工速度快施工難度較小造價(jià)較低以及具有開(kāi)闊的基坑作業(yè)空間而有利于土方開(kāi)挖及地下室施工等特點(diǎn)，已成為深基坑支護(hù)中普遍采用的支護(hù)技術(shù)，一般粘砂土地層皆可應(yīng)用錨桿技術(shù)，北京應(yīng)用十分廣泛（4）土釘支護(hù)士釘支護(hù)擋土技術(shù)由于經(jīng)濟(jì)可靠且施工快速簡(jiǎn)便已在我國(guó)得到迅速推廣和應(yīng)用，北京地區(qū)的應(yīng)用也非常廣泛目前已經(jīng)成為繼樁墻撐錨支護(hù)之后又一項(xiàng)較為成熟的支護(hù)技術(shù)。各部分支護(hù)方案k3+222.041k3+244.963段，采用土釘墻支護(hù)，坡底部采用鉆空灌注樁+錨桿支護(hù)，排樁樁徑取00，樁距1200沿灌注樁周邊均勻配置 , 錨桿總長(zhǎng)24 m k3+287.891k3

33、+244.963段，采用土釘墻支護(hù)，坡底部采用鉆孔灌注樁+錨桿支護(hù)，放坡部分采用1：1放坡10m用土釘支護(hù)，土釘長(zhǎng)10 m，間距2 m，排樁樁徑取00，樁距1200，選取16， 錨桿總長(zhǎng)24 m k3+287.891-k3+295.091段，放坡7.5 m，采用土釘墻支護(hù)，坡底部采用鉆孔灌注樁+鋼支撐支護(hù)，排樁樁徑選800，樁距1.200mmk2+295.091k3+323.141 段,冠梁下采用鉆孔灌注樁+鋼支撐支護(hù), 采用1：0.4放坡，冠梁下采用800mm1200mm的灌注樁2.2.2 k3+222.041k3+244.963部分2.2.2.1土壓力計(jì)算此段基坑采用分層開(kāi)挖的方式，在基坑

34、頂部承受擬定的均布荷載，荷載值為15kn/，荷載及各土層分布情況如上圖圖2.1土層分布情況土壓力計(jì)算計(jì)算水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值與水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值各土層主動(dòng)土壓力系數(shù)，被動(dòng)土壓力系數(shù)計(jì)算按jgj120-99第3.4.3公式和第3.5.3計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如下（1）主動(dòng)土壓力系數(shù)= （2-8）式中：第i層的主動(dòng)土壓力 =0.7 =0.33 =0.58 =06. 4 =0.27 =0.61（2）被動(dòng)土壓力系數(shù)= （2-9） =1.47 =.30 =1.72 =1.47 =3.7 =1.64（2）計(jì)算土壓力1）基坑外側(cè)豎向力標(biāo)準(zhǔn)值，按jgj120-99規(guī)范第3.4.2-1式計(jì)算： （2-10） 其中-作用于深度處的

35、豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值其中計(jì)算點(diǎn)位于基坑開(kāi)挖面以上時(shí)按jgj120-99規(guī)范第3.4.2-1式計(jì)算：其中計(jì)算點(diǎn)位于基坑開(kāi)挖面以下時(shí)時(shí)按jgj120-99第3.4.2-3式計(jì)算： （2-11） 式中-開(kāi)挖面以上土的加權(quán)平均天然重度基坑外側(cè)任意深度附加豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值可按jgj120-99規(guī)范第3.4.2-4條計(jì)算：= =0基坑外側(cè)水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值按jgj120-99規(guī)范第3.4.1-1條公式計(jì)算： （2-12） 式中支護(hù)結(jié)構(gòu)水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值第i層的主動(dòng)土壓力系數(shù)（1）地面處主動(dòng)土壓力為=-2=15 0.7-2 10 0.84=-6.3kpa（2）地面以下2m處主動(dòng)土壓力為=(15+19.

36、2 2) 0.7-2 10 0.84=16.58 kpa（3）地面以下4m處主動(dòng)土壓力為=(15+19.2(2+2) 0.7-2100.84=40.84kpa（4）地面以下5m處主動(dòng)土壓力為=(15+19.25) 0.7-2100.84=40.84 kpa（5）地面以下7.5m處主動(dòng)土壓力為=(1.5+19.2 (2+2+ 1)+19.7 2.5) 0.33-210 0.57=41.4 kpa（6）地面以下9.0m處主動(dòng)土壓力為=(15+19.2(2+2+1)+19.72.5+20.51.5)0.58-230.50.58=65.4 kpa（7）基坑底以下4.0m處主動(dòng)土壓力為=(15+19.2

37、5+19.72.5+20.511.5+18.94)0.33-2100.57=70.578 kpa作用于基坑底面以下深度處的豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值深度以上土的加權(quán)平均天然重度計(jì)算點(diǎn)深度2）對(duì)于粉土及粘性土基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標(biāo)準(zhǔn)按jgj120-99規(guī)范第3.5.1-2條公式計(jì)算 （2-13） （1）基坑地面處被動(dòng)土壓力為=211.51.73=39.8 kpa（2）基坑底處被動(dòng)土壓力為=19.843+211.51.73=237.4 kpa土層土壓力見(jiàn)下圖2.2圖2.2土層土壓力分布因基坑壁土體穩(wěn)定性高，故第一開(kāi)挖階段選用土釘墻2.2.2.2土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)（1）初步設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)土釘墻坡面與水平面的夾角為（為土體

38、各土層厚度加權(quán)內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值）土釘與水平面夾角土釘間的水平，垂直距離2m，土釘固體直徑=100mm，土釘鋼筋采用ii級(jí)鋼筋，鋼筋直徑為28mm（2）土釘計(jì)算長(zhǎng)度1）荷載折減系數(shù)按規(guī)范第6.13條公式計(jì)算= （2-14）=0.8872)單根土釘受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值按規(guī)范第6.14規(guī)范 （2-15）式中-荷載折減系數(shù)第j個(gè)位置處的基坑水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值第j根土釘與相鄰?fù)玲數(shù)钠骄?。垂直間距土釘與水平面的夾角土釘抗拉承載力按jgj120-99規(guī)范第6.1.4條計(jì)算 （2-16）式中分項(xiàng)系數(shù)取1.3 土釘錨固直徑 土釘穿越第 層土體與錨固體極限摩阻力，由規(guī)范表確定則單根土釘抗拉承載力計(jì)算應(yīng)符合jgj120-9

39、9規(guī)范第6.1.1條公式 則由上述公式可導(dǎo)出 （2-17）=（15+19.22）0.72100.84=15.58kpa=（15+19.24）0.72100.84=33.5kpa=（15+196）0.332100.57=31.17kpa=（15+19.68）0.58230.50.76=43.2kpa則則 則按構(gòu)造選取長(zhǎng)度 則按構(gòu)造選取長(zhǎng)度則實(shí)際土釘長(zhǎng)度分別為6m ，6m ，8m ， 10m（3）混凝土面層設(shè)計(jì) 1)噴射混凝土面層并配置雙層鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)選hpb235，直徑為，間距為200mm。該網(wǎng)在基坑頂面翻過(guò)0.8m，用，長(zhǎng)0.8m的段鋼筋打入土中固定間距2m。 2)雙層鋼筋網(wǎng)噴射混凝土厚10

40、0mm，強(qiáng)度等級(jí)為c30。 3)坡面上下段鋼筋網(wǎng)搭接長(zhǎng)度為400mm，土釘頂端焊接4根，長(zhǎng)0.2m的井字鋼筋架，把鋼筋網(wǎng)固定在土釘上。 4)土釘鉆孔中注漿材料為m10的水泥砂漿。2.2.2.3排樁設(shè)計(jì)計(jì)算1)土壓力計(jì)算放坡部分當(dāng)成均布荷載則豎向土壓力p=19.4 5+19.7 2.5+20.5 1.5=177kn土體壓力開(kāi)挖深度范圍內(nèi)土體力學(xué)指標(biāo)加權(quán)平均值水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值按jgj120-99規(guī)范第3.4.1-1條公式計(jì)算：則 （2-18）=（15.38 1+18.9 2.5+19.8 2.5+20.2 2）0.48-2 18.3 =45.6kpa按jgj120-99規(guī)范第3.5.1-2條公式計(jì)算

41、被動(dòng)土壓力=352.6 kpa （2-19）放坡后的那部分土壓力疊加到主動(dòng)土壓力后得=45.6+177=222.6 kpa2)內(nèi)力計(jì)算：用相當(dāng)梁法進(jìn)行計(jì)算考慮樁墻與土體間摩擦力對(duì)被動(dòng)土壓力系數(shù)進(jìn)行修正（k值由基坑工程手冊(cè)查）：墻前墻后基坑底面到土壓力為0點(diǎn)的距離如下圖2.3：圖2.3土壓力內(nèi)力計(jì)算圖支撐反力由得=632.5kn由 則r0=662kn設(shè)最大彎矩所在截面距地表為x 則令即得 求插入深度 （2-20） =m則灌注樁總長(zhǎng)度為排樁樁徑取00，樁距1200由基坑工程手冊(cè)可知選取1620 =5024沿灌注樁周邊均勻配置，保護(hù)層取50，則間距為156，箍筋按構(gòu)造配置 螺旋筋250，箍筋選102

42、00螺紋箍，加強(qiáng)箍1420002.2.2.4土層錨桿設(shè)計(jì)1. 自由段長(zhǎng)度的確定土錨自由段長(zhǎng)度，按超出滑裂面1.0, 按jgj120-99規(guī)范第4.4.4條公式計(jì)算 （2-21）取=2.錨固段長(zhǎng)度的確定錨固段直徑=2001.2=240暫設(shè)錨固段長(zhǎng)18.0，則錨固段中點(diǎn)埋深剪切強(qiáng)度 公式見(jiàn)巖體力學(xué)教材 =（18.9+198.2）=72.1計(jì)算公式見(jiàn)深基坑工程 （2-22）=17則錨桿總長(zhǎng)度為3錨桿截面計(jì)算見(jiàn)深基坑工程 （2-23） 選用336 （）混凝土面層設(shè)計(jì)同上一段2.2.2.5冠梁設(shè)計(jì)計(jì)算 鋼筋選ii級(jí)鋼，混凝土選c30，保護(hù)層厚度=50mm 冠梁寬度（水平方面）取1000mm，冠梁高度（豎

43、直方向）取800mm 按構(gòu)造配筋： 故選 718 架立筋選220，箍筋用10200,拉筋用8400。（以下各段設(shè)計(jì)冠梁設(shè)計(jì)均同次）2.2.3-k3+287.891k3+244.963段采用1：1放坡10用土釘支護(hù) 坡底留1-2施作鉆孔灌注樁+錨桿系統(tǒng)下面先對(duì)k3+287.891k3+244.963段進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)土釘支護(hù)簡(jiǎn)圖如下2.42.2.3.1放坡部分土釘墻設(shè)計(jì)1） 土釘長(zhǎng)度：放坡開(kāi)挖處為非飽和土，可設(shè)土釘長(zhǎng)度l與開(kāi)挖深度h之比l/h=1.0 即設(shè)此段土釘長(zhǎng)度為10m2） 土釘間距：因土質(zhì)相對(duì)較好，坡度較緩，故土釘?shù)乃介g距與垂直間距均2 m3） 土釘直徑：采用鋼筋，取，ii級(jí)以上螺紋鋼筋4

44、） 土釘傾角：一般取，此處取5） 注漿材料：水泥砂漿6） 支護(hù)面層：采用150厚的鋼筋網(wǎng)噴射混凝土 土釘抗力設(shè)計(jì)參考見(jiàn)深基坑工程1.土釘所受的側(cè)壓力計(jì)算，取最低部（第5根），埋深9 自重引起側(cè)壓力蜂壓，對(duì)于此部分的砂土和粉土 其中 為各土層按其厚度加權(quán)平均值求出 =0.54 則地表均布荷載引起的側(cè)壓力取 此處均布荷載取 則 故土釘所受的側(cè)壓力2. 土釘抗拔力計(jì)算土釘所受最大拉力 1） 土釘受拉強(qiáng)度破壞驗(yàn)算其中.取1.2 n=230 代入上述數(shù)據(jù)得 230= =故土釘抗拔力滿足要求土釘受拉拔出破環(huán)驗(yàn)算 長(zhǎng)度應(yīng)滿足 土釘孔徑取式中取1.4 =230 由土層統(tǒng)計(jì)表知粉質(zhì)黏土的液性指數(shù)，有土力學(xué)知為可

45、塑性土 則由深基坑可知取3050，此處取40由于 故可不考慮故故分別對(duì)第四，三，二，一層土釘作上述設(shè)計(jì)計(jì)算，得出均滿足（長(zhǎng)度，抗力等）3.土釘墻支護(hù)外部穩(wěn)定性分析a.抗滑動(dòng)穩(wěn)定分析作用在墻后滑移合力為土體主動(dòng)土壓力 （2-24）對(duì)第一排土釘 = 對(duì)第二排土釘 對(duì)第三排土釘對(duì)第四排土釘對(duì)第五排釘 則作用在墻底斷面上抗滑合力 （2-25）其中則= =761.1 則 故抗滑安全系數(shù)滿足要求b.抗傾覆穩(wěn)定性分析驗(yàn)算抗傾覆力矩 （2-26）有上面計(jì)算結(jié)果可知?jiǎng)t 故抗傾覆安全系數(shù)滿足2.2.3.2坡底排樁部分支護(hù)設(shè)計(jì) 見(jiàn)下簡(jiǎn)圖2.5:基坑底圖2.5 邊坡力簡(jiǎn)化圖 1.放坡部分簡(jiǎn)化為均布荷載則豎向土壓力土體

46、壓力開(kāi)挖深度范圍內(nèi)土體力學(xué)指標(biāo)加權(quán)平均值則 = =65.8-26.2=39.6放坡后的那部分土壓力疊加到主動(dòng)土壓力上后得2.內(nèi)力計(jì)算：用相當(dāng)梁法進(jìn)行計(jì)算考慮到樁墻與土體間摩檫力對(duì)被動(dòng)土壓力系數(shù)進(jìn)行修正：墻前 墻后 基坑底面到土壓力為0點(diǎn)的距離相當(dāng)梁法計(jì)算圖式如圖2.6所示：圖2.6 內(nèi)力計(jì)算簡(jiǎn)圖則計(jì)算支撐反力由， 則設(shè)最大彎距所在截面距地表為，則令即 得 求插入深度 （2-27） 則灌注樁總長(zhǎng)度為排樁樁徑取00，樁距12003.灌注樁截面設(shè)計(jì)由基坑手冊(cè)可知選取16 沿灌注樁周邊均勻配置，保護(hù)層取50 ， 則間距為156 箍筋按構(gòu)造配置螺旋筋250，箍筋選10200螺紋箍，加強(qiáng)箍2020002.2.3.3土層錨桿設(shè)計(jì)1.自由