下穿式隧道工程基坑支护方案设计

毕业设计任务书设计题目：郑州市东风路-文化路下穿式隧道工程基坑支护方案设计专业：岩土工程班级学号：姓名：指导教师：设计期限：一、毕业设计的目的毕业设计是一个综合性实践教学环节。通过本次设计，全面掌握地下连续墙设计的各个环节，培养独立分析并解决工程实际问题的能力， 并在实践中吸取新的知识。老师在课堂上讲授的是基本原理和基本方法，而实际问题是千变万化各不相同的，这就要求我们能够将所学理论知识与工程实践结合起来，作到理论联系实际、具体问题具体分析，提高自学能力和动手解决问题的能力。二、主要内容本工程包含隧道引坡和下穿式隧道，隧道及引坡净宽15.5米，隧道长286米，东侧引坡长185m，西侧引坡长205m。最大埋深约12米，地下水位埋深3m，承压水含水顶板埋深19m，底板埋深31.0m，静止水头埋深6.0m。拟建场地属于郑州市东北部，地貌单元属黄河冲积平原郑州东部泛滥平原区，地形较平坦，地貌单一，场地表层主要为水泥地坪。场地内勘探孔揭露50.0m范围内，表层为0.3m厚水泥地坪、下至约2.0m为填土；2.0m至32.0m为第四纪全新世冲积形成的地层，以粉土、粉质黏土、粉细砂为主，32.0m以下为第四纪晚更新世冲积形成的地层，以粉质黏土为主。根据其不同的成因、时代及物理性质差异，土层自上至下可划分为9个工程地质单元层。本基坑开挖深度0.0米~12.0米。本课题主要从现场实际情况和技术经济因素考虑，根据工程地质报告，对基坑进行支护，选出合理的支护方案。三、重点研究问题重点理解地下连续墙设计中荷载及土压力的计算方法，规范建议计算方法与经典土压力计算方法所得结果的不同，在内部稳定分析中，掌握条分法的要点和公式意义。四、主要技术指标或主要设计参数参考工程地质勘查报告。五、设计成果要求文字部分1、毕业实习报告（1份）2、毕业设计开题报告（1份）3、毕业设计正文（1份）4、外文翻译原件及译文（1份）图件部分 1、工程地质剖面图（1份）2、地下连续墙配筋图（1份）3、钢支撑布置简图（1份）六、其它无东风路-文化路下穿式隧道工程基坑支护工程摘要郑州市东风路—文化路下穿式隧道工程，是郑州市新近上马的一项比较重要的市政工程。由于该工程在市区内，隧道两旁紧邻很多建筑物，施工环境比较复杂，按照国家有关规定，基坑侧壁安全等级确定为一级。通过对各种方案的比较和选优，最终确定采用地下连续墙加钢支撑的支护方式对基坑进行支护，以确保工程及周围民用建筑物的安全。本文选取该工程中的一段，以工程安全为着重点并参照考虑到工程经济需要，分五章节论述了该隧道工程的支护方案得设计过程。其中第一章节粗略论述了基坑工程及基坑工程支护方式的发展；第二章节主要论述了本工程的工程概况及根据具体工程场地情况本工程支护方案的选择；第三章节详细论述该工程支护方案；第四章节是对支护对工程整体安全的影响；第五章节粗略论述本工程的施工过程。通过设计计算证明：采用地下连续墙加内支撑的支护方式，本支护方案是比较成功并符合工程需要的。它既保证工程进度，在对周围建筑物的影响上做到最小的影响。关键词：隧道工程组合式支护地下连续墙 AbstractDongfengRoad-CultureRoadUnderpasstunnelprojectisoneofZhengzhouCity,recentlylaunchedthemoreimportantprojectworks.Sincetheprojectintheurbanarea,closetothetunnelonbothsidesaremanybuildings,theconstructionenvironmentiscomplex,inaccordancewithstateregulations,pitwallidentifiedasasecuritylevel.Bycomparisonofthevariousprogramsandtheonethatisoptimalardselected,Theadditionalsteeldiaphragmwallsupportingthesupportingfoundationpitwayisfinalizedtoensurethesafetyofbuildingsandthesurroundingcivilian.Thepaperselectedsectionofthisproject,thefocusisengineeringsafetyandtakingintoaccounttheeconomicneeds,discussedinfivechaptersofthetunnelprojectsupportscheme.Thefirstchapterdiscussestheexcavationandroughexcavationsupportmethoddevelopment;secondchaptermainlydiscussestheengineeringsurveyandthespecificprojectsiteconditionssupporttheprojectschemeselection;thethirdchapterindetailTheprojectsupportprograms;fourthchapterissupportingtheoverallsafetyoftheproject.Roughlythefifthchapterdiscussestheconstructionofthisproject.Bycalculationsproved:Thediaphragmwallandthesupportingmeanswithinthesupport,thesupportprogramismoresuccessfuland meettheprojectneeds.Andensurethattheprogressoftheproject,theimpactonthesurroundingbuildingstoachieveminimumimpact.Keywords:Combinedsupport,tunnel,Theundergroundcontinuouswall 目录东风路-文化路下穿式隧道工程基坑支护工程i摘要iAbstractii目录iv第一章前言11.1基坑工程发展简况11.2现代基坑工程发展的一般特点21.3基坑中支护结构的作用21.4基坑工程围护结构和常用支撑类型21.4.1基坑常用的围护结构31.4.2常用支撑类型41.5深基坑支护方案的选定要点51.6深基坑支护的设计思路5第二章工程概况72.1工程位置和概况72.2工程地质条件72.2.1场地地形地貌及地层结构72.2.2场地地震效应92.2.3场地水文地质条件102.2.4岩土层的工程性质指标102.2.5场地稳定性和适宜性评价122.3基坑支护结构的选型与论证122.3.1基坑支护设计等级的确定122.3.2基坑支护方案分析及选择13第三章支护结构的设计计算143.1地下连续墙支护设计的一般原则143.2荷载及物理指标的计算143.2.1荷载的确定143.2.2土的物理指标153.3地下连续墙嵌固深度试算173.3.1根据规范规定地下连续墙嵌固深度的试算173.4根据计算确定钢支撑和地下连续墙嵌固深度243.4.1钢支撑布置情况243.4.2嵌固深度计算273.5地下连续墙的配筋计算273.5.1内力计算273.5.2配筋计算28第四章整体稳定验算314.1抗倾覆稳定性验算314.2抗隆起验算324.2.1根据普朗德尔公式计算324.2.2根据太沙基公式33 4.2.3隆起量的计算334.3抗管涌验算35第五章地下连续墙施工组织与施工方法375.1施工组织375.1.1施工准备与策划375.1.2施工材料准备375.2地下连续墙施工方法375.2.1单元槽段划分375.2.2泥浆处理系统385.2.3确定混凝土配合比385.2.4成槽385.2.5泥浆制备和管理395.2.6锁口管的吊放395.2.7钢筋网架的制作和吊放395.2.8灌注混凝土405.2.9墙底注浆42结论43致谢44参考文献：45 第一章前言1.1基坑工程发展简况随着经济建设的发展和人们生活水平的提高，近年来我国的各类建筑与市政工程得到飞速发展。多层建筑及高层建筑的地下室、地下车库、地铁车站等工程施工，为了确保工程的安全进行和对周边环境的保护，这些工程都需要开挖基坑并对其基坑工程进行支护。基坑工程是土力学基础工程中一个古老的传统课题，同时又是一个综合性的岩土工程问题，既涉及土力学中典型的强度、稳定与变形问题，同时还涉及土与支护结构的共同作用问题。这些将随着土力学理论、测试技术、计算技术以及施工机械、施工技术的发展而进步。Terzaghi和Peck等人早在20世纪40年代就提出了预估挖方稳定程度和支撑荷载大小的总应力法，这一理论原理一直沿用至今，但已有了许多改进和修正。Bjerrum和Eide在20世纪50年代给出了分析基坑底板隆起的方法。20世纪60年代在奥斯陆和墨西哥城软粘土基坑中开始使用仪器进行监测，此后大量实测资料提高了预测的准确性，并从20世纪70年代起，制定了相应的指导开挖的法规。我国20世纪70年代以前的基坑都比较浅，上海的高层建筑的地下室大多埋深在4m左右。20世纪80年代以后，我国开始出现了一些较深的基坑，在上海软土地区出现两层地下室，开挖深度8.0m左右。基坑多采用钢板桩支护，计算多采用等直梁法、弹性曲线法等简单的方法。北京、广东、天津以及其它城市施工的基坑也陆续增加。进入20世纪90年代，我国的高层和超高层建筑进入快速发展的新阶段。以上海为例，至今高层建筑已超过2000幢。工程实践的增多，促进了基坑工程学科的发展，支护结构的形式逐渐多样化，例如水泥土深层搅拌桩、钻孔灌注桩、挖孔桩、土钉墙和地下连续墙等应用在不同条件的基坑工程中。钢支撑、刚劲混凝土支撑和土层锚杆等也应用在不同的基坑工程中。在计算理论和计算技术方面提高更快，有限元法和计算机的应用，大大提高了计算精度和速度。 为总结各地积累的基坑设计和施工的经验，中国土木工程学会和中国建筑学会的土力学和基础工程学会，相继召开过多次全国和地方的基坑工程学术会议，并出版有关论文集。为了总结我国基坑工程设计和施工经验，20世纪90年代后相继在武汉市、广东省及上海市等编制了基坑工程设计与施工的有关法规，并已编制了国家行业标准的有关法规。1.2现代基坑工程发展的一般特点今年来我国基坑工程呈现出新的特点，主要表现如下：1.建筑趋向高层化，基坑向大深度方向发展；2.基坑开挖面积大，长度与宽度有的达数百米，给支撑系统带来较大的难度；3.在软弱的土层中，基坑开挖会产生较大的位移和沉降，对周围建筑物、市政设施和地下管线造成影响；4.深基坑施工工期长、场地狭隘，降雨、重物堆放等对基坑稳定性不利；5.在相邻场地的施工中，打桩、降水、挖土及基础浇注混凝土等工序会相互制约与影响，增加协调工作的难度。以上海为例，常见的地下室为2~3层，有的地下室已设计为5层，基坑最大平面尺寸已达274187m，面积约51000m2，最深达32.0m。1.3基坑中支护结构的作用基坑的围护结构主要是为主体结构的施工提供安全、无地下水干扰的施工空间，承受基坑开挖卸荷所产生土压力和水压力并将此压力传递到支撑上，是稳定基坑并对相邻的结构和设施提供可靠保护的一种施工临时挡墙结构。概括地讲，其作用具体体现在以下几个方面：1）节约施工空间：在施工场地不允许放坡的情况下，使用支护结构可将开挖空间基本上限制在主体结构基础平面周边不大的范围内；2）保护相邻部位已有的构筑物的地下设施；3）减小基底隆起：由于开挖卸载，基坑和周围的土体会发生回弹变形和隆起，严重时可能造成基底抗隆起失效。合理地设计支护结构可减小这种变形；1.4基坑工程围护结构和常用支撑类型 深基坑支护目前国内外方法很多，而且尚在不断发展之中，每一种支护方法都有各自的适用范围和一定的局限性。经过工程实践的筛选，形成了适合于不同地质条件和基坑深度的经济合理的支护结构体系，目前经常采用的主要基坑支护类型作用原理及其适用性如下：1.4.1基坑常用的围护结构1）水泥土深层搅拌桩支护：采用搅拌机械将水泥和土强行搅拌，将固化剂和软土之间发生一系列物理化学反应而逐步硬化，从而形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。水泥土搅拌桩维护方法一般采用悬臂开挖的方法，变形较大。其优点是采用重力式挡墙，不需要支撑，基坑内挖土施工方便，搅拌桩施工时无环境污染，造价低廉且防渗性好。适用于淤泥、淤泥质土、黏土、粉质黏土、粉土、素填土等土层，一般应用于开挖深度3m～6m等不大于8m的基坑工程。2）钢板桩：采用定型轧制的钢板桩构件连续布置，并通过构件边缘的通长锁口，相互咬合形成既能止水又能共同承力的连续壁。是一种简单、经济的支护方法。钢板桩存在打桩噪声污染大、变形大及止水性能较差等缺点。钢板桩为柔性围护结构，变形较大，一般适用于开挖深度小于7m的基坑工程。3）土钉及复合土钉：土钉通常采用钻孔后放入带肋钢筋并沿孔全长注浆的方法施工。它依靠与土体之间的粘结力或摩擦力，在土体发生变形时被动承受拉力作用。一般由密集的土钉群和喷射混凝土面层组成。复合土钉支护采用相互搭接的单排或双排具有一定强度的水泥土搅拌桩或高压旋喷桩作为止水帷幕，然后分层开挖土体、设置土钉。土钉一般适用于地下水位以上的可塑、硬塑或坚硬的黏性土且深度小于6m的基坑。复合土钉适用于有松散砂土和软土的地层。4）钻孔灌注桩挡墙：将直径600mm～1000mm，桩长15m～30m钢筋混凝土钻孔灌注桩，采用队列式排列作为挡土结构，顶部浇筑钢筋混凝土圈梁、其外侧一般设置水泥土搅拌桩作为止水帷幕，是一种施工工艺非常成熟的围护型式。钻孔灌注桩之间通过圈梁和围檩连接起来，一般也能达到很大的刚度。这种围护施工工艺简单、质量易控制、桩径可根据需要灵活调整、相对于连续墙造价低。采用双排灌注桩和钻孔咬合桩等新型排桩支护方式也有尝试。适用于各种土层条件，一般应用于开挖深度6m～13m等小于15m的深基 坑。5）地下连续墙：地下连续墙一般采用成槽机械在泥浆护壁的条件下开挖成槽，然后吊放钢筋笼并浇筑混凝土成槽段，通过接头将槽段间连成墙体。地下连续墙施工时振动少、噪声低，能够紧邻相近的建筑及地下管道施工。这种支护结构施工时对周围环境影响小，对土层条件适应性强，墙体抗弯刚度、防渗性能和整体性均较好，但其造价比较高。对多种地质条件和复杂的施工环境适应能力强，尤其在软土地区应用广泛。由于造价高，一般适用于开挖深度达12m以上的基坑或施工条件较困难的情况。6）SMW工法：采用搅拌机具形成连续的水泥土体，然后再水泥土体中插入H型钢，利用水泥土作为止水帷幕，H型钢承受土压力，从而形成一种符合的围护结构的围护方法。一般情况下，内插型钢在施工结束后可拔除回收利用。该方法由于施工方便、造价相对低廉、对施工环境影响小等特点，近年来得到广泛的应用。采用小方桩等芯材代替H型钢的SMW工法也有成功应用案例。该支护方法较普遍的应用于开挖深度为6~12m的基坑工程中。可通过围护结构刚度、经济性、工期等对比分析确定优劣后，选择代替钻孔灌注排桩作为围护墙。1.4.2常用支撑类型1）锚杆：锚杆锚入稳定土体，外端与支护结构连接，并施加预应力。锚杆可与排桩、地下连续墙、或其他支护结构联合使用。不宜用于有机质土，液限大于50%的黏土层及相对密实度小于0.3的砂土。2）混凝土支撑：系统布置形式多种多样，可用于平面形状较复杂的基坑。刚度相对较大，对于减小基坑变形有利。在混凝土支撑上架设施工栈桥也相对较简单。缺点是需要在强度达到一定值后方可形成支撑，工期长；爆破拆除对周边有一定的影响；混凝土的收缩和徐变对变形也有一定的影响。3）钢支撑：通常情况下采用相互正交、均匀布置的对撑桁架体系。钢支撑系统构建可以回收重复利用，减少资源浪费。施工架设速度快，拆撑方便。施加预应力可以在一定程度上减小基坑变形。基坑长度超过100m是施工难度大。上述基坑支护体系选型完全是在近二十年中在大量的工程实践中逐渐形成的。它与国外常倾向于采用地下连续墙有所不同。 每种基坑支护方式都有各自的使用条件和一定的局限性。基坑支护方案的选择直接关系到工程高价、施工进度及基坑周边环境的安全。现代大城市的高层建筑基坑一般较大且较深。基坑临近多有建筑物、道路和地下管线，施工场地拥挤，在环境安全上又有很高要求。对于较浅的基坑可以采用土钉支护尤其是复合土钉支护或者水泥土搅拌桩自立式支护结构；较深的基坑可以采用灌注排桩挡墙或地下连续墙作为围护结构，辅助以多道内支撑或者多道锚杆的围护形式。1.5深基坑支护方案的选定要点1）临时性要求：对于每一个工程的基坑支护结构来讲，尽管暴露时间长短不一，但无一例外均属于临时性支护结构，其所受的荷载均是短期荷载，所以支护结构方案选定时应充分考虑其短期行为，最大限度的降低支护成本。2）经验性要求：由于岩土工程的许多特性，所以要求在选定方案时候以以往成功的实例工程经验尤为重要。3）施工协调性要求：由于支护结构固有的特点和工程整体施工的要求，必须最大限度的考虑支护结构的施工方便程度和影响工期的程度。协调好支护结构施工与土方工程等正式工程施工的关系，确保安全的前提下，尽量缩短暴露时间，以利工程的顺利进行。1.6深基坑支护的设计思路设计者要在详细了解和分析现场的环境及地质情况、地下管线的情况以后，根据以往成熟的工程实践经验，结合考虑支护、止水、降水、回灌、监控、应急等项内容的基础上，从经济合理的角度，拿出适合工程特点的支护结构方案。方案选定后，可以遵循以下原则进行设计：1）选定计算参数，取定各种荷载的计算数值和假定值。2）根据土力学基本原理，求解出所受力的各种指标。3）根据受力指标，给出支护的布置形式和配筋情况。4）进行监控要点的估算、位移验算。5）应急措施的准备及要求。6）施工过程监控及检测。 7）根据监控、检测数据对假定模型和取定参数，进行必要的调整，更好地指导施工，确保基坑施工的安全。综述：基坑工程有着悠久的发展历史，它发展于20世纪的西方，随着我国经济建设的发展，基坑工程及为确保基坑工程安全的基坑支护工程在我国得到了飞速的发展。如何在满足工程安全要求的同时在多种支护方式中根据具体工程地质状况选择最为经济的支护手段，是每一个做基坑支护工程人所要考虑的问题。 第二章工程概况2.1工程位置和概况本工程为郑州市东风路—文化路下穿式隧道工程，拟建场地位于郑州市东风路与文化路交叉口。东风路位于郑州市北部，属东西向城市主干道，规划红线宽度为50m，现状宽度：文化路以东为26m，断面形式为：-3m（人行道）-20（车行道）-3m(人行道)；文化路以西现宽度36m，断面形式：-3m（人行道）-4m（非机动车道）-2m（绿化带）-18m（车行道）-2m（绿化带）-4m（非机动车道）-3m（人行道）。本工程为东风路下穿文化路隧道工程，工程起点0-440，终点0+440，工程总长为880米，其中隧道长286米，净空高4.6米，断面形式为双孔箱涵，单孔净跨径8米，东西向引坡长分别为185及205米。本工程包含隧道引坡和下穿式隧道，隧道及引坡净宽15.5米，隧道长286米，引坡两侧各185m。本工程最大埋深约12米，引坡段U型槽底设抗拔桩，桩长4—20米。拟建场地位于文化路与东风路交叉口，东南角紧邻河南财经大学，东北角紧邻塞博数码广场，西南角紧邻科技市场及百脑汇，且东风路两边均分布有建（构）筑物及繁多地下城市管线，场地平坦，工程环境条件较复杂。2.2工程地质条件2.2.1场地地形地貌及地层结构拟建场地属于郑州市东北部，地貌单元属黄河冲积平原郑州东部泛滥平原区，地形较平坦，地貌单一，场地表层主要为水泥地坪。根据野外钻探、取土及原位测试、室内土工试验等结果，场地内勘探孔揭露50.0m范围内，表层为0.3m厚水泥地坪、下至约2.0m为填土；2.0m至32.0m为第四纪全新世冲积形成的地层，以粉土、粉质黏土、粉细砂为主，32.0m以下为第四纪晚更新世冲积形成的地层，以粉质黏土为主。根据其不同的成因、时代及物理性质差异化分为9个工程地质单元层，各层地基土分述如下： ⑴杂填土(Q4ml)：层底埋深0.6-2.2m，层厚0.6-2.2m。表层部分为沥青路面及灰土垫层、砖块等垃圾。⑵粉土(Q4-3al)：层底埋深1.6-7.6m，层厚1.7-5.6m。地层呈褐黄色-灰褐色，稍湿，稍密。干强度低，韧性低，摇震反应中等。见小粒径钙质结核、局部富集，含少量腐植根孔等。本层局部夹有⑵-1层粉土，稍湿，中密。⑶粉土夹粉质黏土(Q4-3al)：层底埋深5.7-9.6m，层厚0.7-4.3m。地层呈灰黄色-褐黄色，稍湿，稍密-中密。干强度低、韧性低，摇震反应中等。含白色钙质条纹和小粒径钙质结核，钙质结核局部富集。局部夹有灰褐色粉质黏土薄层。⑷粉土(Q4-3al)：层底埋深6.4-11.1m，层厚0.5-3.5m。地层呈灰黄褐色，湿，中密。干强度低、韧性低，摇震反应中等。见小粒径钙质结核，白色蜗牛碎片等。⑸粉土夹淤泥质粉质黏土(Q4-3all)：层底埋深11.5-14.2m，层厚2.0-5.9m。地层呈灰黄褐色，湿，中密。干强度低、韧性低，摇震反应中等，见小粒径钙质结核，白色蜗牛碎片等。局部夹淤泥质粉质黏土，呈透镜体状分布，灰色、灰褐色，软塑，切面光滑，稍有光泽，干强度中等、韧性中等。⑹粉土(Q4-2al)：层底埋深13.5-19.0m，层厚1.4-6.9m。地层呈灰色、灰褐色，湿，中密。干强度低、韧性低，摇震反应中等。夹有⑹-1层粉土有砂感。见小粒径钙质结核、蜗牛碎片、白色钙质斑点等。局部夹有黑色、黑灰色有机质土、泥炭质土，分布深度范围在16.0-17.5m之间。（详见下表2.2）。⑺粉细砂(Q4-1al)：层底埋深31.3-32.3，层厚14.7-14.9m。地层呈灰色、灰褐色，饱和，密实。主要成份为石英、长石，含云母、暗色矿物等，见钙质结核。本层颗粒粒径变化较大，局部为中砂。⑻粉土(Q4-1al)：层底埋深41.6-43.0m，层厚9.1-10.4m。地层呈灰色，灰褐色，湿，密实。干强度低、韧性低，摇震反应中等。见铁染斑点、钙质条纹，含小粒径钙质结核，切面光滑，稍有光泽。⑼粉土(Q3al)：本层勘探深度内未揭穿，最大揭露厚度7.0m。地层呈灰黄色、黄褐色，硬塑。干强度中等，韧性中等。含黑褐色铁锰质斑点，少量钙质结核。 表2.1各孔的有机质含量表孔号及样号R1-11R1-12R1-13R6-12R6-13R7-13孔深16.016.216.416.817.017.5有机质含量（%）14.17.49.512.411.313.5定名泥炭质土有机质土有机质土泥炭质土泥炭质土泥炭质土备注本表参考东风路-文化路人行天桥勘察报告试验资料，其具体位置详见勘探点平面位置图。2.2.2场地地震效应1.地震加速度根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)，郑州市抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g，设计地震分组为第一组。按抗震重要性分类，本工程属重点设防类建筑。2.地震波速根据本场地附近波速测试资料，按规范《GB50011-2001》表第4.1.3条并结合本场地地层，估算各土层剪切波速值见表2.2：表2.2各层土剪切波速估算计表层号②③④⑤⑥⑦⑧⑨波速（m/s）11014518016521017531033020.0m以等效剪切波速平均值为185.6m/s，依据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）第4.1.3、4.1.6条规定，判定本场地土类型为中软场地土；根据周围场地地震安评资料，场地覆盖层厚度73.0m左右。综合判定建筑场地类别为Ⅲ类，设计特征周期0.45s，属建筑抗震不利地段。根据化工部郑州地质勘查院勘查报告，根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)第4.3.3条，结合场地条件及周围勘察经验综合分析，判定本场地地基土可不考虑液化影响。 2.2.3场地水文地质条件根据化工部郑州地质勘察院提供的《东风路地质勘查报告》本场地勘察期间地下水位埋深3.0m左右（标高约88.71m左右），年变幅约1.0m左右，据调查近20年最高水位埋深0.5m左右。属第四系松散岩类孔隙潜水,地下水的补给主要为大气降水，场地环境类别属Ⅰ类。故需要考虑基坑开挖时地下水的排降工作。根据东风路百脑汇电子广场〔东风路百脑汇电子广场，距本场地约50.0左右，属同一水文地质单元〕地下水取样分析结果，根据《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）判定如下：对混凝土的结晶类腐蚀判别：SO42--=33.62~45.63mg/L＜500mg/L，无腐蚀。对混凝土的分解类腐蚀判：pH值=7.6~7.30＞6.5，侵蚀性CO2为0.00＜15mg/L；HCO3-=1.14~1.86mmol/L＞1.0mmol/L，无腐蚀；对混凝土的结晶分解复合类腐蚀判别：Mg2+=9.11~6.08mg/L＜3000mg/L，（CI-+SO42-+HCO3-）=（1.77+33.62~45.63+1.14~1.86）=36.53~49.26mg/L＜3000mg/L，无腐蚀性。综上所述，地下水对混凝土无腐蚀性（水质分析结果见检测报告）。2.2.4岩土层的工程性质指标1.地基土物理性质指标表2.3地基土物理性质指标统计表层号统计指标含水率W%湿重度γkN/m3比重Gs孔隙比e饱和度Sr％液限WL%塑限WP%液性指数IL塑性指数IP粘粒含量%②统计个数15151515151515151512最大值31.420.502.710.88496.328.023.10.9178.914.8最小值14.918.302.710.69457.624.917.20.1087.411.7平均值23.219.502.710.76387.826.418.60.5988.113.3标准差4.70.640.000.09311.60.91.60.2870.41.2变异系数0.2020.0330.0000.1220.1320.0330.0850.4800.0510.092③统计个数11111616111717171711最大值34.820.402.710.943100.031.624.20.83113.522.2最小值24.018.802.710.64792.225.818.60.5236.410.0平均值27.419.572.710.76596.828.120.20.7218.512.3标准差3.50.530.000.0952.81.91.40.1091.83.6变异系数0.1270.0270.0000.1240.0290.0670.0680.1510.2070.274④统计个数12121112121212121210 最大值35.620.502.711.030100.037.723.90.91713.815.0最小值23.718.102.710.64589.025.217.80.5717.010.4平均值27.919.332.710.79794.828.720.10.7688.612.7标准差4.20.740.000.1263.73.41.90.1411.81.6变异系数0.1490.0380.0000.1580.0390.1200.0950.1830.2080.192⑤统计个数1010101010101010105最大值41.619.302.711.143100.039.425.11.17215.234.1最小值25.617.402.710.76489.129.220.80.4568.414.7平均值35.818.272.711.01994.634.222.90.84111.322.7标准差6.30.690.000.1584.14.21.50.241　2.7变异系数0.1750.0380.0000.1550.0430.1210.0670.1120.237⑥统计个数1010151591212997最大值41.520.102.711.107100.039.825.01.64014.815.4最小值25.415.402.700.69496.126.619.30.3926.811.4平均值31.218.542.710.84498.630.320.90.9869.412.5标准差6.84.50.000.235.64.62.00.320　2.72.3变异系数　0.218　0.2430.0010.2730.0570.1520.0970.1310.2930.184⑦粉、细砂：粒径2.0～0.5占12.48%;0.5～0.25占16.40%;0.25～0.1占32.92%0.1～0.05占37.13%,小于0.05占1.07%.⑧统计个数14141414141414141410最大值88.720.602.711.32796.633.624.00.85510.524.8最小值19.314.102.700.87191.222.816.60.3865.59.7平均值39.518.692.710.98194.027.719.40.5358.315.4标准差31.32.880.000.7112.43.52.50.215　1.54.2变异系数0.7920.1540.0020.3980.0260.1260.1310.065　0.1790.275⑨统计个数18182318182121181812最大值25.121.802.710.691100.028.820.40.6058.814.0最小值14.619.702.700.39889.923.616.60.0257.010.3平均值20.920.452.710.60293.926.318.30.3958.012.5标准差2.90.580.000.0852.91.31.10.1880.41.5变异系数0.1390.0280.0010.1410.0310.0490.0620.4750.0560.1212.地基土承载力基本容许值及变形指标根据化工部郑州地质勘察院提供勘查报告显示，根据《市政工程勘察规范》（CJJ56-94）、《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）及《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJD63-2007），结合本区建设施工经验，综合提供地基承载力基本容许值、抗剪指标（直剪）、压缩模量见表2.4。表2.4地基承载力基本容许值、抗剪指标、压缩模量综合表层号②②-1③④⑤⑥⑥-1⑦⑧⑨地基承载力基本容许值[fa0](kPa)9010011095140100140240245240抗剪强度（直剪）Ｃk（kPa）8.29.210.17.714.68.87.63.09.37.8φk(度)9.29.215.718.57.128.314.226.420.216.6 压缩模Es1-2(MPa)4.25.05.64.58.65.37.818.020.021.0压缩性评价高高中高中中中低低低2.2.5场地稳定性和适宜性评价1.不良地质作用及对工程不利的埋藏物根据化工部郑州地质勘察院提供勘察报告，本次野外勘察结果，勘探点位置未发现不良地质作用及古墓、暗滨等对工程不利的埋藏物。但分布有较多的地下电缆、下水道、暖气管道和天然气管道等。表层分布约0.3m厚水泥地坪，下部至2.0m左右为填土，对基坑开挖施工不利。施工时应注意。2.活动断裂带的影响本场地区域上位于华北地台南缘，基底地块完整，据区域资料，郑州地区的断裂大都为前新生代的非活动断裂，新生代以来活动断裂老鸦陈断裂距本场地较远，且其活动微弱，对拟建场地的稳定性无直接影响。3.场地适宜性和稳定性综合评价根据以上分析，工程场地无发震断裂影响，无不良地质作用影响，但分布较多的地下电缆、下水道、暖气管道和天然气管道等。地层属中软层土，地层无地震液化地层，适宜建筑。工程施工环境复杂。2.3基坑支护结构的选型与论证2.3.1基坑支护设计等级的确定拟建场地位于文化路与东风路交叉口，东南角紧邻河南财经大学，东北角紧邻塞博数码广场，西南角紧邻科技市场及百脑汇，且东风路两边均分布有建（构）筑物及繁多地下城市管线，场地平坦，工程环境条件较复杂。拟建构筑物基坑开挖最大深度约12.0m，开挖范围内土层主要为新近沉积的稍密—中密状态的粉土，可塑的粉质黏土，土质条件差，且拟建场地内埋藏有很多地下管线（如：电缆线、下水道、暖气管道和天燃气管道等），掩埋土质均为组成极不均匀的杂填土。 分析场地条件、土质条件、工程条件等，根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）3.1.3规定基坑侧壁安全等级为一级,重要性系数取为1.10。2.3.2基坑支护方案分析及选择拟建工程周围多民用建筑物，工程安全对基坑变形量及基坑降水要求较高。因此考虑支护方案分别为：钢板桩加内支撑结构；排桩加止水帷幕加内支撑结构；SMW工法加内支撑结构；地下连续墙加内支撑。钢板桩加内支撑结构：本支护方式多应用于基坑深度<7.0米基坑，并且钢板桩作为一种柔性围护结构，变形量较大。不符合本工程需要。排桩加止水帷幕加内支撑结构：钻孔灌注排桩本身也能达到很大的刚度，一般使用于各种土层条件。但，本工程周围民用建筑物较多，且距离基坑工程较近，这就造成了很大的楼层超载，使用该种支护方式，工程要承受加大风险。另，该工程对降水要求较高，施工周期较短，该种工艺施工噪音较大，影响周边居民休息。因此，本工程不采用该工艺。SMW工法加内支撑结构：该工艺作为新近发展起来的一种支护工艺，在郑州地区并无施工经验。本工程安全等级要求较高，处于安全要求考虑，不采用该工艺。最后，根据国家有关规程、规范结合郑州市地区深基坑支护实践经验，根据基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质条件，结合目前郑州较成熟的作业设备方法。按基坑周壁安全等级为一级，基坑开挖深度为12.0m，除部分地段（如东风路东西两侧）能满足放坡条件，其余地段根据具体情况设计适当的支护结构类型分别为：在较深处（0-223~0+233）采用地下连续墙+内支撑支护方式，在较浅段（0-303~0-223、0+223~0+283）采用钻孔灌注桩+内支撑支护方式。为减小侧墙墙角处负弯矩，将东风路文化路隧道主体结构改为双孔箱涵。综述：郑州市东风路-文化路下穿式隧道工程，工程场地平整，施工环境复杂。基坑侧壁安全等级较高，综合考虑并在比较多种支护方案下，考虑采用地下连续墙作为基坑支护方式以确保工程的安全进行。 第三章支护结构的设计计算3.1地下连续墙支护设计的一般原则基坑支护结构应采用以分项系数表示的极限状态设计表达式进行设计。基坑支护结构极限状态可分为下列两类：1）承载能力极限状态:对应于支护结构达到最大承载能力或土体失稳、过大变形导致支护结构或基坑周边环境破坏；2）正常使用极限状态：对应于支护结构的变形已妨碍地下结构施工或影响基坑周边环境的正常使用功能。支护结构设计应考虑其结构水平变形、地下水的变化对周边环境的水平与竖向变形的影响，对于安全等级为一级和对周边环境变形有限定要求的二级建筑基坑侧壁，应根据周边环境的重要性、对变形的适应能力及土的性质等因素确定支护结构的水平变形限值。根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计要求，基坑支护应按下列规定进行计算和验算：1基坑支护结构均应进行承载能力极限状态的计算，计算内容应包括：1）根据基坑支护形式及其受力特点进行土体稳定性计算；2）基坑支护结构的受压、受弯、受剪承载力计算；3）当有锚杆或支撑时，应对其进行承载力计算和稳定性验算。2对于安全等级为一级及对支护结构变形有限定的二级建筑基坑侧壁，尚应对基坑周边环境及支护结构变形进行验算。3地下水控制计算和验算：1）抗渗透稳定性验算；2）基坑底突涌稳定性验算；3）根据支护结构设计要求进行地下水位控制计算。3.2荷载及物理指标的计算3.2.1荷载的确定 本工程开挖长度为471米，开挖长度较长，按照规范要求需要进行各断面计算。现取基坑最大开挖深度12米进行计算。由于基坑周围为非常重要的交通要道，周围近距离内有较多民用建筑物，工程对基坑的变形及四周建筑物的沉降有很高的要求。为了满足工程安全需要，根据规范《建筑基坑支护技术规程JGJ120-99》4.6.4要求悬臂式现浇钢筋混凝土地下连续墙厚度不宜小于600mm，参照《地下建筑结构》一书中关于墙厚度的有关介绍：“一般为基坑开挖深度的3%~5%。最终应由结构计算、复核决定。”并考虑安全和经济性需要，将墙厚取为0.8米。根据《荷载规范规范GB50007-2002》有关规定荷载确定如下：地面超载及人群荷载取为30kpa。距离基坑3米处有一约4米宽的三层砖结构建筑物，建筑物超载取为45kpa。3.2.2土的物理指标通过化工部郑州地质勘查院提供勘查资料，计算截面土层厚度及物理指标如表3.1所示：表3.1剖面土层物理指标表土层编号重度（）粘聚力(kpa)摩擦角对应截面墙体所穿越土层厚度m19.508.29.23.7519.5710.15.72.1519.337.718.51.2518.2714.67.13.8518.548.828.34.25-118.547.614.21.2183.026.414.1518.699.320.28.25在地下连续墙深度范围内，由于各层土的物理指标不相同，为了计算方便和合理，对各种物理指标进行加权计算。1.重度的加权计算(3-1) 式中：；2.粘聚力的加权计算(3-2)式中：C-土的加权粘聚力；Ci-第i层土的粘聚力；hi-第i层土的厚度；3.内摩擦角的加权计算(3-3)式中：3.3地下连续墙嵌固深度试算根据有关施工经验，地下连续墙深度一般为基坑开挖深度的1.7~2.0倍。现在我们分别取1.7倍和2.0倍进行计算，求出其中满足工程安全需要的最小值。 3.3.1根据规范规定地下连续墙嵌固深度的试算1.悬臂式支护结构嵌固深度设计值hd宜按下式确定(3-4)式中：图4.1悬臂式支护结构嵌固深度计算示意图2.规范规定水平荷载标准值的计算（1）.对碎石土及砂土：.计算点位于水位以上时。(3-9)计算点在水位以下。(3-10) 式中：（2）对于粉土及粘性土：(3-11)图4.2水平荷载计算示意图3.根据规范规定水平抗力标准值的计算（1）.对砂土及碎石土，基坑内侧水平抗力标准值按下列规定确定：(3-12)式中： （2）.对于粉土及粘性土(3-13)(3-14)图4.3水平抗力标准值计算示意图4.墙深为基坑开挖深度的1.7倍地下连续墙深度H=1.7X12.0=20.4m则地下连续墙穿过土层分别为第七层穿过2.8m及其以上各土层，基坑内所穿过土层有中的0.15米及其余各土层。其所穿过土层物理指标的加权值分别为：墙后侧土的物理指标的加权计算： 主动土压力系数：被动土压力系数：水平荷载标准值：由于土层工程性质相似，因此对以上公式中要用到的物理指标取其加权平均值。根据《土力学》中关于朗肯土压力理论的论述，水平荷载标准值可有以下公式计算得出。拉力为0深度的确定：因此，不存在拉力区。（2）水平荷载标准值：合力的作用点距离墙底的距离： （3）.基坑内侧土的水平抗力标准值：合力作用点距离地下连续墙底端距离：根据以下公式验算：代入数值：故不符合要求。5.墙深为24米时地下连续墙穿过土层分别为第七层穿过6.4米以上各土层，基坑内所穿过土层有中的0.15米及其余各土层。其所穿过土层物理指标的加权值分别为：墙后侧的加权计算： 主动土压力系数：被动土压力系数：水平荷载标准值：由于土层工程性质相似，因此对以上公式中要用到的物理指标取其加权平均值。根据《土力学》中关于朗肯土压力理论的论述，水平荷载标准值可有以下公式计算得出。拉力为0深度的确定：因此，不存在拉力区。（2）水平荷载标准值：合力的作用点距离墙底的距离： （3）.基坑内侧土的水平抗力标准值：合力作用点距离地下连续墙底端的距离：根据以下公式验算：代入数值：因此为了经济性和工程安全的考虑，此基坑内需要另外加内支撑支护基坑壁，以确保安全。本工程钢支撑采用多点支撑形式，初步设计布置三道钢支撑。钢支撑计算根据《基础工程设计与地基处理》一书中关于多点支撑计算方法计算得出，即分段等值梁法。分段等值梁法假设每次开挖时，基坑底以下土压力为零的点为铰点。将已算得的前几道支撑力作为定值代入支撑计算中，按对铰点弯矩平衡的条件，求得支撑内力。3.4根据计算确定钢支撑和地下连续墙嵌固深度3.4.1钢支撑布置情况钢支撑支护剖面布置点根据以下情况定出，第一层定在距离地面0.5处。第二层和第三层根据露面荷载作用范围定出。如图4.4所示： 图4.4基坑钢支撑剖面布置图计算参数：经修正取第一道支撑位置h1=0.5m，第二道支撑h2=3.5m第三道支撑h3=5.5m。根据《基础工程设计与地基处理》一书中有关分段等值梁法计算多道支撑和地下连续墙嵌固深度。1.第一道支撑受力分析如图4.5所示O1点主动土压力与被动土压力相等极有下列公式：（3-15）求得x1=0.551米。根据O1点力矩为0知：（3-16）代入数值得：R1=49.57kN 图4.5第一道钢筋布置受力示意图2.第二道支撑受力情况如图4.6所示：图4.6第二道支撑受力示意图距离基坑第二次开挖面x1距离处主动土压力与被动土压力相等，即：（3-17）代入数据得：x1=3.17米。对O点力矩为0得： （3-18）代入数值得：R2=339.93KN3.第三道支撑受力分析如图4.7所示：图4.7三道钢支撑受力示意图在O点主动土压力等于被动土压力，即：（3-19）代入数值得：x1=4.0米O点力矩为零，即：（3-20）代入数值得：R3=242.50KN本工程钢支撑 本工程采用609-14钢管做内支撑，施工单位可根据进料长度在工地现场组装，组装后中心线偏差不应大于20mm，在钢管一侧设置预压千斤顶对支撑进行预加轴力。钢管长度为15.5m。支撑为轴心受压和压弯构件。由相关资料可得，对于，钢管支撑，极限承载力可达5000KN以上，若取安全系数为2，则可得其设计取用值可达2500KN,钢支撑安装拆卸方便，可施加预应力，破坏前没有明显变形。钢支撑较柔，加之安装制作误差，护墙和土体仍有一定的变形。钢支撑要预先租用，还要有专门安装拆除的施工队伍和吊装焊接机械。3.4.2嵌固深度计算1.作用在O点的最大剪力Qk：2.地下连续墙底端力矩为零得：（3-21）解得hd=9.32米3.地下连续墙嵌固深度地下连续墙长度为取为27米。3.5地下连续墙的配筋计算3.5.1内力计算1.最大弯矩计算：假设最大弯矩作用点距离地下连续墙底端的距离为x。则：（3-22）求得：x=8.77m。 最大弯矩为：（3-23）解得Mc=1561.23根据《建筑基坑支护技术规程JGJ120-99(09-07)》有关规定：设计最大弯矩。2.最大剪力求得，设计最大剪力。3.5.2配筋计算地下连续墙厚为0.8m、墙长为27m、地下连续墙槽段宽3m、水泥强度等级为C40。1.箍筋设计计算根据《混凝土及砌体结构》中有关知识：按照构造要求配置箍筋所能承受最大剪力为：式中：故只需要按照构造要求配置箍筋。2.构造钢筋计算构造钢筋选用HRB335。地下连续墙所能承受最大弯矩： 故无需配置受压钢筋。根据下式进行受拉筋配筋（3-24）即有：式中：选用28Φ25@100实配面积As=13745.2mm2地下连续墙超筋破坏验算：，不会发生超筋破坏地下连续墙少筋破坏验算：，不会发生少筋破坏配筋选用钢筋及实配面积如下所示： 表3.2地下连续墙配筋表选筋类型级别钢筋实配[计算]面积实配值(mm2/m)基坑内侧纵筋HRB335D25@1004581.7基坑外侧纵筋HRB335D25@1004581.7水平筋HRB335D12@200565拉结筋HPB235d6@200283综述：本章节在对土层信息的处理后，依据规范所给出的计算方法和施工经验所总结出的入土比并在考虑工程的经济需要的情况下，在对地下连续墙的嵌固深度进行计算后，本工程需要在地下连续墙支护的基础上另加钢支撑进行支护。依据《地下工程设计及地基处理》一书中所给出的计算方法，分别计算出了三道内支撑力及地下连续墙的嵌固深度，并在此基础上计算得出地下连续墙的内力，最终进行配筋计算得到配筋信息。 第四章整体稳定验算对基坑整体稳定性验算，采用瑞典条分法，应力状态采用总应力法，条分法中的土条宽度:0.40m。滑裂面数据如下：圆弧半径(m)R=21.030圆心坐标X(m)X=-3.544圆心坐标Y(m)Y=5.637。整体稳定安全系数：Ks=(4-1)求得Ks=0.975。图4.1整体稳定性验算简图4.1抗倾覆稳定性验算抗倾覆安全系数：(4-2)Mp——被动土压力及支点力对桩底的弯矩。对于内支撑支点力由内支撑抗压力决定；对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。Ma——主动土压力对桩底的弯矩； 表4.1内撑信息表序号支锚类型材料抗力(kN/m)1内撑8002内撑40003内撑100满足规范要求。4.2抗隆起验算图2.抗隆起验算简图4.2.1根据普朗德尔公式计算Prandtl(普朗德尔)公式(Ks>=1.1～1.2) ，安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97(冶金部)：(4-3)式中：求得：Ks=1.443>=1.1，满足规范要求。4.2.2根据太沙基公式Terzaghi(太沙基)公式(Ks>=1.15～1.25)，安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97(冶金部)：(4-4)式中：求得：Ks=1.583>1.15，满足规范要求。4.2.3隆起量的计算按以下公式计算的隆起量，如果为负值，按0处理：(4-5) 式中：δ—基坑底面向上位移(mm)；n—从基坑顶面到基坑底面处的土层层数；—第i层土的重度(kN/m3)；地下水位以上取土的天然重度(kN/m3)；地下水位以下取土的饱和重度(kN/m3)；—第i层土的厚度(m)；—基坑顶面的地面超载(kPa)；D—桩(墙)的嵌入长度(m)；H—基坑的开挖深度(m)；c—桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa)；φ—桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度)；r—桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3)；求得：δ=44(mm) 4.3抗管涌验算图4.4抗管涌验算简图抗管涌稳定安全系数(K>=1.5)：(4-6)式中：—侧壁重要性系数;—土的有效重度(kN/m3);γw—地下水重度(kN/m3);—地下水位至基坑底的距离(m);D—桩(墙)入土深度(m);由《土力学》（卢延浩2008 ）当土体的有效重量重度与土体所受竖向渗透力时，土体就处于破坏的临界状态。在该基坑内，由于地下连续墙入土深度为15米。则，满足规范要求。通过验算可知，基坑在降水过程中，潜水对基坑安全是没有危害的，即不会发生管涌、流土现象。综述：本章节主要对上一章节的设计进行了基坑整体安全验算。依据《建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）》所给出的验算方法，分别对支护方案的抗倾覆、抗隆起、抗管涌进行验算，结果得出三项验算均符合规范规定。证明本支护方案设计符合规范要求，是安全的。 第五章地下连续墙施工组织与施工方法5.1施工组织5.1.1施工准备与策划(1)针对地下连续墙的工程性质和特点，召开全体施工人员的技术交底工作，强调工程质量的重要性。要求施工人员(包括劳务人员)对基坑围护工程的施工难度、技术指标、质量目标做到心中有数，对施工方案、施工顺序、工期等要领会透彻，要求各班组展开技术讨论，将技术质量控制要点落实到实处。(2)对参加施工的全体人员进行三级安全教育，强调安全文明施工的重要性，制定安全文明目标，明确岗位责任制，确保整个施工期间安全生产无事故，文明施工无污染。5.1.2施工材料准备选择几家材料供应商进行评定，对质量好、信誉高、供应能力强、服务好的为材料供应商。施工材料准备包括对材料（钢筋、混凝土等）的检验、运输、储存、使用方法以及供应计划等。(1)根据施工图纸，准确计算各种材料用量，编制材料计划，按施工进度计划安排材料进场。(2)材料的运输、搬运和储藏期间须防止其变质、损坏或锈腐。(3)认真贯彻执行进场材料检查验收与取样复试的制度。施工前3天对准备使用的材料在监理工程师见证下取样送检，合格后方可使用。(4)材料进场数量根据工程进度需求来定，工地上贮备一定数量的工程材料。5.2地下连续墙施工方法5.2.1单元槽段划分单元槽段的划分原则是在满足承载力的情况下，应尽可能地减少钢筋制作种类和幅数 ，圆形墙体应该做按墙体的内径设计成合理多边形。锁口管直径也是1000。使用的圆形柔性接头。5.2.2泥浆处理系统设计和建造一个包括拌浆池、调整池、储浆池、沉淀池、废浆池、泥浆处理系统。此工地使用集装箱做为泥浆池，每箱容积约为30立方。5.2.3确定混凝土配合比选砂、石、水泥送试验室进行性能检验，合格后，经过试配确定混凝土配合比。为增加混凝土和易性，降低水泥用量，加入缓凝早强型减水剂。5.2.4成槽主要设备选用日本KH180履带吊和吊索式液压抓斗槽壁机(真砂)。壁面垂直度由操作室内显示仪控制。为保证接头质量良好，不致渗漏水，在成槽过程中，用刷壁器多次提刷已筑好的混凝土表面。成槽的挖土顺序应根据每个槽段的宽度尺寸，决定挖槽的刀数和次序。成槽挖土时，若1边为硬土，1边为开挖回填的软土或者已开挖的空位时，因为两侧受力不均匀，抓斗工作时很可能会产生偏移的问题。为了保证成槽的垂直度和平整度，起始槽应开挖3刀，先左右各一刀，然后中间一刀；中间槽应开挖2刀，先挖靠近未开挖方向的一刀，然后挖靠已成槽段的一刀；针对一号井槽段含转角的特点，闭合槽也需挖3刀，先挖中间一刀，然后左右两刀。图5.1成槽示意图 (1)挖土：一般先挖每段的两侧，后挖中部。挖槽时履带吊停靠在导墙内侧，人工旋转槽壁机使其平行贴靠在导墙外侧边线，缓缓入槽，避免用力强制推入槽内。防止已成槽壁塌方。为保证挖槽精度，要缓慢成槽，操作时钢索始终处于紧张状态，才能开始挖土，出土车停靠在内侧接土，直接外运。成槽至标高后，来回扫孔，挖清沉渣淤泥。(2)清槽：成槽后用刷壁器上下提刷5次以上，一般控制在15～20次。待悬浮在泥浆中的颗粒杂质沉淀后，再用槽壁机一次性抓出。5.2.5泥浆制备和管理（1）泥浆制备：根据地基土、地下水和施工条件调查，确定泥浆主要由膨润土拌制，另加适量的增粘剂。（2）新泥浆在蓄浆池中放置12小时后方可使用，目的是为让参入材料充分反应。能更好的起到护壁的作用。5.2.6锁口管的吊放槽段清基合格后，立刻吊放锁口管，由履带起重机分节吊放拼装垂直插入槽内，其边缘应与槽段划分线相吻合，锁口管中心线应于设计中心线吻合。安装时，锁口管底部应探入槽底至少30cm以保证相密贴，以防止砼倒灌，上端口与导墙面用木块卡牢，防止倾斜。吊放时，可在其外侧涂刷润滑剂，以便于提拔。为防止成槽时超挖而引起的锁口管的侧向位移（浇砼时），锁口管就位正确后还需检查与土壁侧面接触处的空隙，如发现后立即予以填实，若因施工需要产生比较大的空隙，则可采用蛇皮袋装石子堆填的方式防止锁口管的侧向位移以及回填石子对浇注砼的影响，从而确保相临槽段的顺利施工。5.2.7钢筋网架的制作和吊放本工程为圆形工作井，因此12幅地墙的钢筋笼均形状不规则含转角，因此，钢筋笼的制作和吊放是本工程的一大难点。因此，针对钢筋笼制作及吊放的每一个步骤的做法及要求叙述如下。(1)钢筋笼制作平台 本工程计划在工作井场地内筑设钢筋平台1个，钢筋平台按设计钢筋笼的形状制成带坡度的钢筋平台。平台上的槽钢根据设计的钢筋间距、位置用油漆做标记，以保证钢筋的布设与绑扎精度。搭设时需校核平台的对角线尺寸，并在平台固定时利用水准仪来调整平台的标高，以确保平整度。(2)钢筋笼的制作根据设计图纸要求，铺设底部钢筋，再立桁架钢筋及铺设顶部钢筋，最后安放钢筋接驳器，接驳器数量按n＝幅宽/钢筋间距+1放足。桁架筋两侧由钢筋笼的主筋组成，中间F25钢筋弯制作“W”型，夹角处呈60°角，以确保起吊时受力合理。绑扎上榀的第一根水平筋时应通过线锤从下榀的第一根水平筋引出，定位必须准确，因为吊筋长度等均以此为基准。钢筋绑扎时需保证横平竖直，焊接接头错开应满足设计与规范要求。钢筋笼的制作偏差如下：A、主筋间距误差≤10mm；B、构造筋间距误差≤20mm；C、前后层钢筋网间距≤10mm；D、钢筋笼长度误差≤50mm，宽度误差≤±20mm,高度误差±10mm；E、钢筋笼保护层误差≤10mm；(3)钢筋网架吊放为防止吊放时钢筋网架变形，在两面主筋上加焊剪刀形钢筋加固，其规格与主筋相同。在钢筋网架顶端距中间1.5m处，用16钢筋根据标高焊两个吊环，便于钢管架设在导墙上而不至下沉。钢筋网架起吊前要进行隐检，主要察看长、宽、高的尺寸和钢筋间距以及预埋钢板、预埋筋位置、焊点是否满足要求等情况。钢筋网架采用三点吊法，由50t汽车吊主吊，20t汽车吊辅助一次吊装就位。得到允许有吊装令了方准吊放。计算：钢筋笼重量：21t；吊具重量：2.5t；总重量：23.5t；安全系数1.2：23.5t×1.2＝28.2t；安全起吊重量：57.2t；57.2t>28.2t起吊满足安全要求。5.2.8灌注混凝土(1)灌注混凝土前，先吊锁口管和下入导管。在吊入锁口管时，注意吊点要正中，管身垂直，管脚插入土内300mm左右，导墙顶处必须用钢销固定枕木卡牢锁口管。漏斗放在导管上，插上斗口闸板。 (2)灌注混凝土时两根导管每次要同时灌入相同数量的混凝土。在灌注过程中，埋管深度控制在2～4m，过深时要及时拔管，左、中、右三处混凝土面的高差不超过500mm，当混凝土灌至导墙后，可抽去全部泥浆，最后灌至施工设计标高。图5.2砼浇注剖面图(3)在灌注完混凝土后6～8h，混凝土表面已凝结，即可全部拔出锁口管。先用油压千斤顶顶动锁口管，然后用吊车起拔管身，若锁口管顶拔不动，可借助3t锤轻击锁口管头部，使其有所下沉后再顶升，这样可以消除混凝土对管身的包裹力。起拔时，所用钢索直径必须有足够的安全系数，并要有一根副钢索钩挂在锁口管上，以防主钢索损断时引起吊臂翻身事故。图5.3接头示意图 5.2.9墙底注浆根据设计要求为了控制地下墙的竖向沉降量，在每幅地下墙内布置2根压浆管，待地下墙达到强度后实施压密注浆，每根注浆管注浆量根据实际情况确定，一般为每根管2m3。（1）注浆技术要求：避开导管选择注浆管埋设位置，注浆管φ48mm白铁管；管底插入槽底0.5m，管子顶部盖上闷头，以免外来物堵塞注浆管。（2）浆液配合比：水泥：水=1：0.6水灰比不大于0.6。（3）注浆压力：0.8～1.0(常规压力)。（4）主要材料：水泥：32.5普通硅酸盐水泥。施工技术措施：（1）埋放注浆管，管子束节必须拧紧,管子底部用闷头闷死,管底30～50cm，钻若干小孔成花管，用黑胶布或聚氯乙烯塑料胶带缠住，顶部用闷头盖住；（2）注浆管最后接管要在钢筋笼入槽后，根据实际深度配好管子，避免管子过短滑落无法接管；（3）注浆质量保证措施：注浆顺序由外向里，每排隔点注浆，防止串浆。拌浆桶上应按配比标明刻度以控制水用量、水灰比，浆液搅拌均匀，并经滤网过滤储于储浆桶，水玻璃用量应通过注浆桶计量控制，所用水泥经复核合格后方可使用。每一注浆点，注浆应基本连续，发现冒浆串浆应暂停注浆并采取封堵措施，浆液稍凝后再注。用压力表、流量计、拌浆桶等应经过计量，并在规定使用期内。认真作好施工纪录，并作好隐蔽验收工作。 结论本工程拟建场地位于中原区，地貌单元属于黄河冲击平原，地形平坦，无不良地质作用。根据场地条件、土质条件和工程地质条件，基坑侧壁安全等级确定为一级。综合考虑并在对多种支护方案的分析和比优下，考虑采用地下连续墙作为基坑支护方式以确保工程的安全进行。通过对土层信息的处理，依据规范所给出的计算方法和施工经验所总结出的入土比并在考虑工程的经济需要的情况下，在对地下连续墙的嵌固深度进行计算后，本工程需要在地下连续墙支护的基础上另加钢支撑进行支护。采用分段等值梁法，计算得出三道内支撑力分别为49.53kN、339.93kN、242.50kN，钢支撑选材为609-14钢管做内支撑，地下连续墙的嵌固深度为27米。经过计算得出地下连续墙的内力，最终得出本工程的设计最大弯矩和设计最大剪力，为地下连续墙的配筋计算打下基础。通过配筋计算得到配筋信息（配筋信息见本论文第三章表3.2）在支护具体设计完成后，依据规范在对工程的抗倾覆、抗隆起和抗管涌分别验算后，本设计方案是符合规范要求的，是可行的。在具体施工时依据施工说明和施工经验进行施工。确保本工程在安全的前提下，能按照施工进度顺利完工。 致谢设计完稿之时，我在华北水院的本科四年求学生活也将要结束了，在这里感谢所有指导、关心、帮助过我的老师和同学们。我要感谢我的毕业设计指导老师胡金虎博士。他认真教学并指导我毕业设计。毕业设计的确定、设计的选题，到收集资料、处理数据，直到最后的修改、定搞，都给予我悉心指导，学业和设计的完成凝聚了老师大量的心血。我还要感谢四年里教导我的各位老师，有了他们的传道、授业、解惑，我从他们那儿学到了专业方面的很多知识，更学到了认识问题、解决问题的科学方法。我还要感谢我的同学，和他们的思想交流则培养了我从多方面、多角度思考问题的习惯，也为我日后的工作和学习打下了良好的基础。 参考文献：[1].中国建筑科学研究院编写.建筑基坑支护技术规程JGJ120.1999年[2].卢延浩主编.土力学.河海大学出版社.2002年1月[3].孙文怀主编.基础工程设计与地基处理.中国建材工业出版社1999年[4].朱合欢主编.地下建筑结构.中国建筑工业出版社.2006年[5].王卫东王建华著.深基坑支护结构与主体结构中国建筑工业出版社.2007年[6].丛蔼森著.地下连续墙的设计施工与应用中国水利水电出版社2000年[7].中华人民共和国建设部主编.荷载规范规范GB50007-2002.2002年[8].尉希成周美玲编著.支挡结构设计手册（第二版）.中国建筑工业出版社.2004年[9].中华人民共和国建设部主编.混凝土结构设计规范GB50007-2002.2002年[10].中华人民共和国建设部主编.建筑抗震设计规范JGJ120-99.1999年[11].王振东主编.混凝土及砌体结构.中国建筑工业出版社.2002年[12].龙驭球、包世华、袁驷等编著.结构力学教程.高等教育出版社.2002年