建筑毕业设计：基坑支护体系设计

'淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页摘要基坑工程是指在地表以下开挖的一个地下空间及其配套的支护体系。而基坑支护就是为保证基坑开挖，基础施工的顺利进行及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁以及周边环境采用的支挡、加固与保护等措施。基坑支护体系是临时结构，安全储备较小，具有较大风险，基坑工程具有很强的区域性。不同水文，工程地质环境条件下基坑工程的差异很大。基坑工程环境效应复杂，基坑开挖不仅要保证基坑本身的安全稳定，而且要有效的控制基坑周边地层移动以及保护周围环境。本文在第一部分中介绍了深基坑的定义及在建筑工程中的作用与地位，基坑的特点、基坑工程对建筑物的影响以及基坑工程目前存在的问题；第二部分主要介绍了基坑支护设计及计算；在第三部分中，从排桩的计算、止水、降水以及钢支撑稳定性分析方面对深基坑计算理论进行了阐述，最后还介绍了施工监测方面的内容；通过对淮海第一城的具体分析，运用前面讲到的理论方法，对基坑支护进行了设计；着重介绍了土方的开挖顺序、挖孔桩和钢支撑的施工工艺。关键词基坑支护结构；钻孔灌注桩；钢支撑；施工组织设计；降水处理 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页AbstractFoundationPitistheexcavationofanundergroundspacebelowthesurfaceandacoordinatedsupportsystem.BracingoffoundationpitistoensurethatexcavationandfoundationconstructionforthesmoothandsafeenvironmentFoundationPitandusedthepitretainingwallreinforcementandprotection.BracingofFoundationPitstructureisthestructuralsafetyoftemporaryreservesaresmaller,morerisk.Foundationpitstructurehasastrongregional.Excavationworksunderdifferenthydrologicalenvironmentalandgeologicalconditionsarevastly.Effectscomplexexcavation,excavationpitisnotonlynecessarytoensuretheirownsafety，butalsotoeffectivelycontrolthepitsurroundingstrata.Inthefirstpart,itintroducesthedefinitionofdeepfoundationpitbracing,andthepositionandfunctionoftheconstructionalengineering,andthecharacteristicofdeepfoundationpit,theinfluenceofexcavationengineeringofbuildingsandtheexistingproblemsintheexcavationengineering.Inthesecondpart,itintroducesthedesignofdeepfoundationpitbracingandnumeration;Inthethirdpart,throughcalculationofpiling,water-stop,dewateringandthestabilityanalysisofsteelbracing.Intheend,itintroducessomecontentaboutsupervisorysurveyofconstruction;Throughdetailedanalysisofconstructionsiteandtheapplicationofthetheorymethodmentionedabove,itfinishesthedesignofthedeepfoundationbracing.Itdesignsthedesignofdeepfoundationpitbracingplansimply,amongwhichearthexcavationsequenceandtheconstructiontechniquesofdugpileandsteeltimberingarerecommendhighlighted.Keywordsbracingoffoundationpitstructure，boredcaissonpile,steeltimbering，draining 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页引言随着城镇建设中高层及超高层建筑的大量涌现，以及大型市政设施的施工及大量地下空间的开发，必然会有大量的深基坑工程产生。同时，密集的建筑物、基坑周围复杂的地下设施使得放坡开挖基坑这一传统技术不能满足现代城镇建设的需要，因此深基坑开挖与支护引起了各方面的广泛重视。建筑基坑是指为进行建筑物或构筑物基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间，为保证基坑施工以及主体地下结构的安全和周围环境不受损害，需对基坑进行包括土体、降水和开挖在内的一系列勘察、设计、施工和检测等工作。从发展的观点看来,无论是民用建筑还是市政交通工程,深基坑设计已成为一种发展趋势。在深基坑工程中，基坑支护对工程的影响是巨大的，不符合要求的基坑支护会严重影响施工和正常使用，甚至会造成事故，因此基坑的开挖与支护工程应该引起人们足够的重视。基坑工程是为了保护主体部分的安全和周边环境不受影响。是建筑结构的基础工程。为了适应现代化城市的多功能性、空间充分利用性、时间的快节奏性以及节能减排的大环境要求，我们对基坑工程的设计也越来越多样化。基坑工程本身是一个传统课题，古来有之。伴随着经验的积累，基坑工程俨然已演变成一门海纳百川，包容性很强的综合性岩土难题，其间牵涉到工程地质、水文地质、工程结构、施工工艺等学科。由于我国在世界地位的不断提升，从国外引进先进的科学技术与高端的施工设备，我国的基础工程俨然已经列入了世界的先进。但是由于基坑设计的复杂性，现阶段我国深基坑支护设计的理论还很不完善，模型试验，工程测试还有待进一步发展，留给我们研究创新的空间还很大。我国城市土地资源的紧张，居住空间的发展，高层、超高层建筑的出现以及地下工程的不断涌现。对基坑工程的要求也越来越高。现如今，摆在基坑工程面前并急需解决的有两大问题：一是如何在保证安全的情况下降低造价，尽可能节约成本以达到节能节源的目的，这就逼迫要寻求更好的符合我国国情的基坑围护技术。二是如何缩短施工工期以便符合我国的工业化需求。基坑未来的趋势是向着大深度和大面积方向发展，周边的环境也更为复杂，基坑围护的难度亦愈来愈大。无论是设计还是施工，均应着眼于经济性和实效性两发面，更好的发展基坑工程。 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页第一部分：深基坑定义及其在建筑工程上的作用与地位与设计、监测原则1深基坑的定义：建设部建质200987号文关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知》规定：一般深基坑是指开挖深度超过5米（含5米）或地下室三层以上（含三层），或深度虽未超过5米，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。　　另外，基坑和基槽都是用来建筑建筑物的基础的,只是平面形状不同而已.基坑是方形或者比较接近方形,基槽是长条形状的,而且有时候比较长，要掌握的是它们的形状的区别。　　基坑是指底面积在27平方米以内,且基底长边小于三倍短边的为基坑.　　基槽是指槽底宽度在3米以内，且槽长大于3倍槽宽的为基槽。也就是说，一般定义深基坑为：底面积在27平方米以内（不是20），且底长边小于三倍短边，开挖深度超过5米（含5米）或地下室三层以上（含三层），或深度虽未超过5米，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。2深基坑的特点：①基坑支护体系是临时结构，安全储备较小，具有较大的风险性。基坑工程施工过程中应进行监测，并应有应急措施。在施工过程中一旦出现险情，需要及时抢救。②基坑工程具有很强的区域性。如软粘土地基、黄土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中基坑工程差异性很大。同一城市不同区域也有差异。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜，根据本地情况进行，外地的经验可以借鉴，但不能简单搬用。③基坑工程具有很强的个性。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖不仅与工程地质水文地质条件有关，还与基坑相邻建（构）筑物和地下管线的位置、抵御变形的能力、重要性，以及周围场地条件等有关。有时保护相邻建（构）筑物和市政设施的安全是基坑工程设计与施工的关键。这就决定了基坑工程具有很强的个性。因此，对基坑工程进行分类、对支护结构允许变形规定统一标准都是比较困难的。　④基坑工程综合性强。基坑工程不仅需要岩土工程知识，也需要结构工程知识，需要土力学理论、测试技术、计算技术及施工机械、施工技术的综合。 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页　⑤基坑工程具有较强的时空效应。基坑的深度和平面形状对基坑支护体系的稳定性和变形有较大影响。在基坑支护体系设计中要注意基坑工程的空间效应。土体，特别是软粘土，具有较强的蠕变性，作用在支护结构上的土压力随时间变化。蠕变将使土体强度降低，土坡稳定性变小。所以对基坑工程的时间效应也必须给予充分的重视。　⑥基坑工程是系统工程。基坑工程主要包括支护体系设计和土方开挖两部分。土方开挖的施工组织是否合理将对支护体系是否成功具有重要作用。不合理的土方开挖、步骤和速度可能导致主体结构桩基变位、支护结构过大的变形，甚至引起支护体系失稳而导致破坏。同时在施工过程中，应加强监测，力求实行信息化施工。　⑦基坑工程具有环境效应。基坑开挖势必引起周围地基地下水位的变化和应力场的改变，导致周围地基土体的变形，对周围建（构）筑物和地下管线产生影响，严重的将危及其正常使用或安全。大量土方外运也将对交通和弃土点环境产生影响。3深基坑在建筑工程上的作用与地位：建筑基坑工程是建筑工程地下基础施工中内容丰富而富有变化的领域。工程界已越来越认识到建筑基坑工程是一项风险工程，是一门综合性很强的新型学科，它涉及到工程地质、土力学、基础工程、结构力学、原位测试技术、施工技术、土与结构相互作用以及环境岩土工程等多学科问题。基坑工程大多是临时性工程，工程经费限制很紧，而影响基坑工程的因素又很多，例如，地质条件、地下水情况、具体工程要求、天气变化的影响、施工顺序及管理、场地周围环境等多种因素影响。基坑工程是一项系统工程，它综合性强、涉及面广。基坑工程的设计与施工密不可分，需考虑地下主体结构、支护结构、水文地质条件、基坑周边环境、基坑开挖方式、地下水的处理、施工工艺及机械、工程监测以及工程造价等诸多因素。基坑工程是我国当前地基基础领域一个重要的研究方向，基坑工程在我国起步较晚，从20世纪80年代末才开始较全面、深入地研究与工程实践。随着我国建设事业的发展，人防地下室、地下车库、地铁车站、地下隧道等的大量建造，给了工程界一个极好机遇，我国基坑工程在理论及实践方面有了长足发展，取得了一系列的研究成果。 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页随着城市建设的飞速发展，可利用的建设工地越来越紧缺，特别是在闹市区，土地的批租费和拆迁费很高，使得开发商从利润角度考虑时，一方面不得不尽可能地充分利用地上和地下空间，即在有限的土地上增加建筑总高度和地下室层数，从而使基础埋深大大增强；另一方面，建筑高度的增加，使得水平荷载引起的倾覆力矩也相应增加，为减少建筑物的整体倾斜，防止倾覆和水平滑移，对基础埋深也有较高的要求，当在软弱地基土上修建高层建筑时，更是要求基础有较大埋深。4基坑工程对建筑物的影响4.1邻近建筑物的沉降开裂　　由于深基坑在开挖的时候容易使地表产生沉降问题，从而使得邻近建筑物发生沉降开裂，这种沉降位移的产生大多数与地表水的含水量有关，如果地表水的含水量降低的话，沉降范围一般而言会比较大。这种沉降位移也同护坡的变形有关，一旦护坡发生变形，在深基坑的附近就会发现沉降位移。当基坑发生位移的时候，严重的话还会产生地下的承压水受压力而向上喷涌的现象产生，由此更会使得基坑土体开裂。　　根据实践经验，工程的地下水大约深埋在1.3米的位置，存在着三种类型的地下水：一是浅层潜水型，二是弱承压水型，三是及基岩裂隙水。根据这一地层结构，探测这一过程沉积环境，以野外勘探和现场原位的方式进行测试，以结合土工试验成果来加以综合分析，从上到下，这一土层依此为：人工杂填土、亚粘土、亚粘土-粉细砂、淤泥质亚粘土。　　大约在开挖前的两周开始对工程进行降水维护，这样的话可以保证土体在开挖的时候有足够的水份来保证稳定性。在钻孔灌注桩桩顶开始设置钢筋混凝土冠梁，位于隧道的地方则采用钢筋混凝土支撑体系。土方开挖为垂直明挖，结构是先撑后挖。开挖的深度为每层钢筋混凝土支撑高度3米，开挖的时候就注意进行坡面挂网喷浆和钢筋混凝土支撑。在实际中，我们可以看到边开挖基坑紧邻的建筑已经开始出现了裂缝，虽然程度各不相一，有的横向拉裂，局部有少量地砖翘起。4.2基坑开挖对地下建筑物及管线的影响深基坑在开挖的时候，地下建筑物等会对其产生一定的影响，比如说地下管道等，同时这些地下建筑物以及基坑邻近建筑物也会受到深基坑的影响。第一应力状态容易使土地保持稳定性，但是深基坑的挖掘加速了这种应力状态向第二应力状态的改变，从而引起了位移等现象，这样的话对地下管道等地下设施和其他建筑物等造成了一定的影响，会使相邻近的建筑物发生开裂甚至倾斜的情况，还会使地下管道发生变形等。严格控制施工现象，安全施工事关大局。　4.3基坑开挖会造成边坡位移 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页　　深基坑在开挖的过程中，由于基土的挖掘与堆积，会使得边坡的外力逐渐增大，再加上边坡原有的压力，就会出现边坡位移的现象。这种边坡向下滑坡也很可能出现塌陷等情况的发生。当然，如果及时采取支护等措施，虽可以起到一定的作用，但一旦支护不当，还是不能维护边坡的稳定性。不论是开挖前，还是支护后，施工人员都要多加注意。4.4流砂现象的出现基坑开挖势必会对地面产生破坏，当粉砂层小于10%，或者粘土层小于10%的时候就会出现流砂，还有一种出现流砂的情况是粉粒含量过大，超过四分之三。基坑开挖的下陷就会导致地表层破坏引起沉降，使得粉砂颗粒从地下冒出。5.深基坑工程存在的主要问题①深基坑技术有待尽快发展提高，当前深基坑工程以深、大、复杂为特点，特别是沿海地区，地下水位较高，深基坑工程施工工艺的改进等问题，均有待进一步的研究与发展。    ②深基坑工程设计质量较低一些部门认为深基坑工程是施工部门的事，无需设计资质，设计院及岩土工程部门介入较少，设计大多由施工单位自己完成，但由于设计人员技术水平、参数取值、计算方法无章可循，使一些工程隐患较大，导致发生严重工程事故。     ③深基坑工程缺乏理论研究与计算，目前深基坑工程多是边开挖边实践边摸索，往往经验来进行，缺乏成熟的技术规范的指导，仍然半经验半理论的方法解决问题。     ④有的深基坑工程为了避免事故发生，往往一开始就支护不考虑墙的受力和变形，全面支护，盲目增加安全系数，造成很大浪费。     ⑤施工混乱管理不严少数施工单位不具备技术条件，人力、物力等基本素质较差，为了追求利润或迁就业主，降低安全度。     ⑥质量检验不完善深基坑工程的质量检验、验收的方法无章可循，给深基坑工程的质量监督和质量评价带来困难，没有针对深基坑工程特点建立竣工验收的质量管理体系。    ⑦不注重工程勘察深基坑工程的工程勘察工作十分重要，但许多勘察单位常常忽略对基坑环境地质的勘察，专门针对深基坑工程的地质及水文地质的勘察不够，以至给设计和施工带来隐患。    ⑧施工过程中的监理不够，不能做到随时监测。  淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页⑨缺乏地域性规范、规程及标准。 6.基坑工程内容6.1深基坑工程的主要内容①岩土工程勘察与工程调查。确定岩土参数与地下水参数；测定邻近建筑物、周围地下埋设物（管道、电缆、光缆等）、城市道路等工程设施的工作现状，并对其随地层位移的限值作出分析。②支护结构设计。包括挡土墙围护结构（如连续墙、柱列式灌注桩挡墙）、支承体系（如内支撑、锚杆）以及土体加固等。支护结构的设计必须与基坑工程的施工方案紧密结合，需要考虑的主要依据有：当地经验，土体和地下水状况，四周环境安全所允许的地层变形限值，可提供的施工设施与施工场地，工期与造价等。③基坑开挖与支护的施工。包括土方工程、工程降水和工程的施工组织设计与实施。④地层位移监测与周边工程保护。地层位移既取决于土体和支护结构的性能与地下水的变化，也取决于施工工序和施工过程。如预测的变形超过允许值，应修改支护结构设计与施工方案，必要时对周边的重要工程设施采取专门的保护或加固措施。⑤施工现场量测与监控。根据监测的数据和信息，必要时进行反馈设计，用信息化来指导下一步的施工。6.2基坑工程勘察内容为了正确地进行支护结构设计和合理地组织施工，在进行支护结构设计之前。需要对影响基坑支护结构设计和施工的基础资料，全面地进行收集，并加以深入了解和分析，以便其能很好地为基坑支护结构的设计和施工服务。在进行支护结构设计之前，主要需要收集下面三方面的资料；工程地质和水文地质资料；场地周围环境及地下管线状况；地下结构设计资料。6.2.1岩土勘察基坑工程的岩土勘察一般不单独进行，应与主体建筑的地基勘察同时进行。在制定地基勘察方案时，除满足主体建筑设计要求外，亦应同时满足基坑工程设计和施工要求，因此，宜统一布置勘察要求。如果已经有了勘察资料，但其不能满足基坑工程设计和施工要求时，宜再进行补充勘察。基坑工程的岩土勘察一般应提供下列资料：1．场地土层的成因类型、结构特点、土层性质及夹砂情况； 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页2．基坑及围护墙边界附近，场地填土、暗洪、古河道及地下障碍物等不良地质现象的分布范围与深度，并表明其对基坑的影响；3．场地浅层潜水和坑底深部承压水的埋藏情况、土层的渗流特性及产生管涌、流砂的可能性；4．支护结构设计和施工所需的土、水等参数。岩土勘察测试的土工参数，应根据基坑等级、支护结构类型、基坑工程的设计和施工要求而定，一般基坑工程设计和施工要求提供的勘探资料和土工参数见表基坑工程设计和施工所需的勘探资料和土工参数标高（m）压缩指数Cc深度（m）固结系数Cv层厚（m）回弹系数Cs土的名称超固结比OCR土天然重度γc（kN/m3）内摩擦角φ（°）天然含水量w（%）粘聚力c（kPa）液限wL（%）总应力抗剪强度塑限wP（%）有效抗剪强度塑性指数IP无侧限抗压强度qu（kPa）孔隙比e十字板抗剪强度cu（kPa）不均匀系数（d60/d10）渗透系数（cm/s）水平kh压缩模量Es（MPa）垂直kv对特殊的不良土层，尚需查明其膨胀性、湿陷性、触变性、冻胀性、液化势等参数。在基坑范围内土层夹砂变化较复杂时，宜采用现场抽水试验方法，测定土层的渗透系数。内摩擦角和粘聚力，宜采用直剪固结快剪试验取得，要提供峰值和平均值。总应力抗剪强度（φcu、ccu）、有效抗剪强度（φ"、c"），宜采用三轴固结不排水剪试验、直剪慢剪试验取得。当支护结构设计需要时，还可采用专门原位测试方法，测定设计所需的基床系数等参数。基坑范围及附近的地下水位情况，对基坑工程设计和施工有直接影响，尤其在软土地区和附近有水体时。为此在进行岩土勘察时，应提供下列数据和情况：①地下各含水层的视见水位和静止水位；②地下各土层中水的补给情况和动态变化情况，与附近水体的连通情况；③基坑坑底以下承压水的水头高度和含水层的界面；④当地下水对支护结构有腐蚀性影响时，应查明污染源及地下水流向。 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页地下障碍物的勘察，对基坑工程的顺利进行十分重要。在基坑开挖之前，要弄清基坑范围内和围护墙附近地下障碍的性质、规模、埋深等，以便采用适当措施加以处理。勘察重点内容如下：①是否存在旧建（构）筑物的基础和桩；②是否存在废弃的地下室、水池、设备基础、人防工程、废井、驳岸等；③是否存在厚度较大的工业垃圾和建筑垃圾。6.2.2周围环境勘察基坑开挖带来的水平位移和地层沉降会影响周围邻近建（构）筑物、道路和地下管线，该影响如果超过一定范围，则会影响正常使用或带来较严重的后果。所以基坑工程设计和施工，一定要采用措施保护周围环境，使该影响限制在允许范围内。为限制基坑施工的影响，在施工前要对周围环境进行应有的调查，做到心中有数，以便采取针对性的有效措施。1．基坑周围邻近建（构）筑物状况调查在大中城市建筑物稠密地区进行基坑工程施工，宜对下述内容进行调查：①周围建（构）筑物的分布，及其与基坑边线的距离；②周围建（构）筑物的上部结构形式、基础结构及埋深、有无桩基和对沉降差异的敏感程度，需要时要收集和参阅有关的设计图纸；③周围建筑物是否属于历史文物或近代优秀建筑，或对使用有特殊严格的要求；④如周围建（构）筑物在基坑开挖之前已经存在倾斜、裂缝、使用不正常等情况，需通过拍片、绘图等手段收集有关资料。必要时要请有资质的单位事先进行分析鉴定。2．基坑周围地下管线状况调查在大中城市进行基坑工程施工，基坑周围的主要管线为煤气、上水、下水和电缆。①煤气管道。应调查掌握下述内容：与基坑的相对位置、埋深、管径、管内压力、接头构造、管材、每个管节长度、埋设年代等。煤气管的管材一般为钢管和铸铁管，管节长度约4~6m，管径常用100、150、200、250、300、400、500mm。铸铁管接头构造为承插连接、法兰连接和机械连接；钢管多为焊接或法兰连接。②上水管道。应调查掌握下述内容：与基坑的相对位置、埋深、管径、管材、管节长度、接头构造、管内水压、埋设年代等。 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页上水管常用的管材有铸铁管、钢筋混凝土管和钢管，管节长度约3~5m，管径为100~2000mm。铸铁管接头多为承插式接头和法兰接头；钢筋混凝土管多为承插式接头；钢管多用焊接。③下水管道。应调查掌握下述内容：与基坑的相对位置、管径、埋深、管材、管内水压、管节长度、基础形式、接头构造、窨井间距等。下水管道多用预制钢筋混凝土管，其接头有承插式、企口式、平口式等，管径为300~2400mm。④电缆。电缆种类很多，有高压电缆、通讯电缆、照明电缆、防御设备电缆等。有的放在电缆沟内，有的架空。有的用共同沟，多种电缆放在一起。电缆有普通电缆与光缆之分，光缆的要求更高。对电缆应通过调查掌握下述内容：与基坑的相对位置、埋深（或架空高度）、规格型号、使用要求、保护装置等。3．基坑周围邻近的地下构筑物及设施的调查如基坑周围邻近有地铁隧道、地铁车站、地下车库、地下商场、地下通道、人防、管线共同沟等，亦应调查其与基坑的相对位置、埋设深度、基础形式与结构形式、对变形与沉降的敏感程度等。这些地下构筑物及设施往往有较高的要求，进行邻近深基坑施工时要采取有效措施。4．周围道路状况调查在城市繁华地区进行基坑工程，邻近常有道路。这些道路的重要性不相同，有些是次要道路，而有些则属城市干道，一旦因为变形过大而破坏，会产生严重后果。道路状况与施工运输亦有关。为此，在进行深基坑施工之前应调查下述内容：①周围道路的性质、类型、与基坑的相对位置；②交通状况与重要程度；③交通通行规则（单行道、双行道、禁止停车等）；④道路的路基与路面结构。5．周围的施工条件调查基坑现场周围的施工条件，对基坑工程设计和施工有直接影响，事先必须加以调查了解。①施工现场周围的交通运输、商业规模等特殊情况，了解在基坑工程施工期间对土方和材料、混凝土等运输有无限制，必要时是否允许阶段性封闭施工等，这对选择施工方案有影响； 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页②了解施工现场附近对施工产生的噪声和振动的限制。如对施工噪声和振动有严格的限制，则影响桩型选择和支护结构的爆破拆除混凝土支撑；③了解施工场地条件，是否有足够场地供运输车辆运行、堆放材料、停放施工机械、加工钢筋等，以便确定是全面施工、分区施工还是用逆作法施工。第二部分：深基坑支护设计及计算　1.深基坑设计原则①根据基坑等级的划分进行设计；②设计方案是根据场地工程地质和水文地质条件，以及场地周边环境条件等要求确定；③防止由于基坑开挖，四周路面、地下构筑物及管线发生过大的变形；④尽可能保证基坑开挖、施工、以及地下室防水的便利；⑤加强施工管理，提高生产效率，优化方案，保证安全，使得工程造价经济合理。⑥充分考虑本工程特点和周边施工环境，最大限度地降低工程施工对城市秩序、环境卫生、市容市貌、地面交通、既有设施安全及市民正常生活带来的不利影响。⑦严格贯彻“安全第一”的原则，采用监控量测措施和信息反馈系统指导施工，确保施工安全、环境安全及周边建筑物安全。2基坑支护设计基本要求基坑支护应该满足两种极限状态的要求，即承载能力极限状态和正常使用极限状态。所谓承载能力极限状态，对基坑支护来说就是支护结构破坏、倾倒、滑动或周边环境的破坏，出现较大范围的失稳。一般的设计要求是不允许支护结构出现这种极限状态的。而正常使用极限状态则是指支护结构的变形或是由于开挖引起周边土体产生的变形过大，影响正常使用，但未造成结构的失稳。因此，基坑支护设计相对于承载力极限状态要有足够的安全系数，不致使支护产生失稳，而在保证不出现失稳的条件下，还要控制位移量，不致影响周边建筑物的安全使用。因而，作为设计的计算理论，不但要能计算支护结构的稳定问题，还应计算其变形，并根据周边环境条件，控制变形在一定的范围内。 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页一般的支护结构位移控制以水平位移为主，主要是水平位移较直观，易于监测。水平位移控制与周边环境的要求有关，这就是通常基坑规范中所谓的基坑安全等级的划分。一般最大水平位移在30mm内地面不致有明显的裂缝，当最大水平位移在40-50mm内会有可见的地面裂缝，因此一般的基坑最大水平位移应控制不大于50mm为宜，否则会产生较明显的地面裂缝和沉降，感观上会产生不安全的感觉。3.深基坑设计内容3.1基坑支护方案设计3.1.1支护体系的组成当基坑工程的土方开挖、采用有支护开挖方式时，在基坑土方开挖之前则需先施工支护体系。支护体系按其工作机理和材料特性，分为水泥土挡墙体系、排桩和板墙式支护体系和边坡稳定式三类。水泥土挡墙体系，依靠其本身的自重和刚度保护坑壁，一般不设支撑，特殊情况下经采取措施后亦可局部加设支撑。排桩和板墙式支护体系，通常由围护堵、支撑(或土层诺杆)及防渗帷幕等组成。3.1.2几种常见支护体系在基坑支护中，根据工程水文地质及工程安全等级、周围环境等各方面的要求，对以下几种支护方式进行具体的分析，从而选出最适合于本工程施工的一种支护方式。（1）悬臂式围护结构悬臂式围护结构依靠足够的入土深度和结构的抗弯能力来维持整体稳定和结构安全。悬臂结构所受土压力分布是开挖深度的一次函数，其剪力是深度的二次函数，弯矩是深度的三次函数，水平位移是深度的五次函数。悬臂式结构对开挖深度很敏感，容易产生较大变形，对相邻的建筑物产生不良的影响。悬臂式围护结构适用于土质较好、开挖深度较浅的基坑工程。（2）水泥土重力式围护结构水泥土与其包围的天然土形成重力式挡墙支挡周围土体，保持基坑边坡稳定，深层搅拌水泥土桩重力式围护结构，常用于软粘土地区开挖深度约在6.0m以内的基坑工程，水泥土的抗拉强度低，水泥土重力式围护结构适用于较浅的基坑工程。（3）拉锚式围护结构拉锚式围护结构由围护结构体系和锚固体系两部分组成，围护结构体系常采用钢筋混凝土排桩墙和地下连续墙两种。锚固体系可分为锚杆式和地面拉锚式两种。地面拉锚式需要有足够的场地设置锚桩，或其他锚固物；锚杆式需要地基土能提供锚杆较大的锚固力。锚杆式适用于砂土地基，或粘土地基。由于软粘土地基不能提供锚杆较大的锚固力，所以很少使用。 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页（4）土钉墙围护结构土钉墙围护结构的机理可理解为通过在基坑边坡中设置土钉，形成加筋土重力式挡墙，起到挡土作用。土钉墙围护适用于地下水位以上或者人工降水后的粘性土、粉土、杂填土及非松散砂土、卵石土等；不适用于淤泥质及未经降水处理地下水以下的土层地基中基坑围护。土钉墙围护基坑深度一般不超过18m，使用期限不超过18月。（5）内撑式围护结构内撑式围护由围护体系和内撑体系两部分组成，围护结构体系常采用钢筋混凝土桩排桩墙和地下连续墙型式。内撑体系可采用水平支撑和斜支撑。当基坑开挖平面面积很大而开挖深度不太大时，宜采用单层支撑。内撑常采用钢筋混凝土支撑和钢管（或型钢）支撑两种。内撑式围护结构适用范围广，可适用于各种土层和基坑深度。⑹深层搅拌水泥土围护墙深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌，形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。水泥土围护墙的优点：由于一般坑内无支撑，便于机械化快速挖土；具有挡土、止水的双重功能；一般情况下较经济。其缺点首先是位移相对较大，尤其在基坑长度大时。为此可采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移；其次是厚度较大，只有在红线位置和周围环境允许时才能采用，而且在水泥土搅拌桩施工时要注意防止影响周围环境。一般情况下，当红线位置和周围环境允许，基坑深度＜7m，在软土地区应优先考虑采用之。⑺槽钢钢板桩槽钢钢板桩是一种简易的钢板校园护墙，由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽钢长6—8m，型号由计算确定。打人地下后顶部近地面处设一道拉锚或支撑。由于搭接处不严密，一般不能完全止水。如地下水位高，需要时可用轻型井点降低地下水位。一般只用于一些小型工程。钢板桩的优点是材料质量可靠，在软土地区打设方便，施工速度快而且简便；有一定的挡水能力，可多次重复使用；一般费用较低。 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页其缺点是一般的钢板桩刚度不够大，用于较深的基坑时支撑(或拉锚)工作量大，否则变形较大；在透水性较好的土层中不能完全挡水；拔除时易带土，如处理不当会引起土层移动，可能危害周围的环境。由于其截面抗弯能力弱，一般用于深度不超过4m的基坑。⑻地下连续墙地下连续墙是于基坑开挖之前，用特殊挖槽设备、在泥浆护壁之下开挖深槽，然后下钢筋笼浇筑混凝土形成的地下土中的混凝土墙。地下连续墙用作围护墙有下述优点：①施工时振动少、噪声低，可减少对周围环境的影响，能紧邻建筑物和地下管线施②地下连续墙刚度大、整体性好、变形相对较小，可用于深基坑；③地下连续墙为连续整体结构，施工时处理好接头部怔，能有较好的抗渗止水作用；地下连续墙有如下的缺点：如单独用作围护堵成本较高；施工时需泥浆护壁，泥浆要妥善处理，否则影响环境。当基坑深度大，周围环境复杂井要求严格时，往往首先考虑采用。3.2方案对比分析及选择经过多个方案的比较分析，本基坑充分考虑到周边地层条件，选择技术上可行,经济上合理，并且具有整体性好、水平位移小，同时便于基坑开挖及后续施工的可靠支护措施。该建筑为高层建筑，地下室与上部结构构成整体，基坑面积相对较小，但是地层相对较复杂，要求严格进行支护设计和组织施工，以保证基坑的安全。经分析采用单排钻孔灌注桩作为围护体系，关于支撑体系，如果采用内支撑的话，则工程量太大，极不经济，同时，如果支撑拆除考虑在内的话，工期过长，且拆除过程中难以保持原力系的平衡。根据场地的工程地质和水文地质条件，最后决定采用深层搅拌桩作为帷幕隔水，支护结构采用单排钻孔灌注桩。3.3基坑支撑方案设计3.3.1支撑结构类型 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页根据《基坑工程手册》，对于深度较大的基坑，为使围护堵经济合理和受力后变形的控制在一定范围内，都需沿围护墙竖向增设支撑点，以减小跨度。如在坑内对围护墙加设支承称为内支撑；如在坑外对围护墙拉设支承，则称拉锚(土锚)。内支撑受力合理、安全可靠、易于控制围护墙的变形但内支撑的设置给基坑内挖土和地下室结构的支模和浇筑带来一些不便，需通过换撑加以解决。用土锚拉结围护墙，坑内施工无任何阻挡，但于软土地区土锚的变形较难控制，且土锚有一定长度，在建筑物密集地区如超出红线油需专门申请，否则是不允许的。一般情况下，在土质好的地区，如具备锚杆施工设备和技术，应发展土锚；在软土地区为便于控制围护墙的变形，应以内支撑为主。支护结构的内支撑，按材料分，可分为钢支撑和钢筋混凝土支撑两类。钢支撑的优点是安装和拆除速度较快，能尽快发挥内撑的作用，减小时间效应，既使围护墙因时间效应增加的的变形减小；可以重复利用，多为租赁方式，便于专业化施工；可以施加预紧力，还可根据围护墙变形发展情况，多次调正预紧力值以限制围护墙变形发展。其缺点是整体刚度相对较弱，支撑的间距相对较小；由于在两个方向施加预紧力，使纵、横向方交接处处于铰接状态。钢筋混凝土支撑优点是形状多样性，由于是现浇而成，可浇筑成直线、曲线构件，可根据基坑平面形状，浇筑成最优化的布置型式；整体刚度大、安全可靠，可使围护墙的变形小，有利于保护周围环境；可方便地变化构件的截面和配筋，以适应其内力的变化。其缺点是支撑成型和发挥作用时间长，现场浇筑需时较长，再加上养护达到规定的强度，时间更加长，为此时间效应大，使围护墙因时间效应而产生的变形增大；属一次性的支撑结构，不能重复利用；拆除相对困难，如利用控制爆破拆除，有时周围环境不允许，如用人工拆除．时间较长，劳动强度大。3.3.2支撑方式的对比选择由于本工程的施工同时施工影响着项目周边居民的日常生活以及公司的正常运营，所以工期较为紧张。而钢筋混凝土支撑由于其成型和发挥作用时间长，现场浇筑需时较长，同时养护要达到规定的强度，时间更加长，一来是时间不允许，二来是围护墙也会因时间效应而产生变形增大的后果；且不能重复利用；拆除相对困难。又由于工程周围建筑物较多，空间上也不许。而钢支撑的安装和拆除速度较快，能尽快发挥支撑的作用，减小时间效应，有利于保证工期；可以重复利用。此基坑长度长，开挖深度大，若是连结处处于绞结状态的话，对于基坑开挖的安全性是不能保证的，也能满足环境的要求。因此我建议采用钢筋混凝土支撑施工，采用钢筋混凝土作为支撑，设置四道钢筋混凝土支撑。3.3.3立柱当基坑的平面尺寸较大时，需布置支撑立柱来支撑水平支撑系统的自重，同时还可以防止支撑弯曲，在一定程度上起到缩短支撑的计算长度，防止支撑失稳破环的作用。 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页支撑立柱通常采用钢筋混凝土立柱。由于在基坑开挖结束建筑底板的时候支撑立柱一般不能拆除，所以立柱最好做成格构式，以利于底板钢筋的通过，否则必须截断底板钢筋或在立柱侧壁上穿洞，而造成不必要的麻烦。本工程中，立柱采用和钢筋混凝土支撑同样的材料。3.3.4围檩围檩的作用为将支护墙体上所承受的土压力、水压力等外荷载传递到支撑上，围檩的另一个重要作用是加强支护墙体的整体性，将支护墙体的各施工单元组成一个整体而共同受力。3.3.5支撑制作注意事项内支撑施工体系安装施工要点：（1）千斤顶预加轴力必须对称同步，以平衡横撑自重下落的可能和初期开挖预放的初应变。（2）钢筋混凝土横撑的设置时间必须严格按设计工程条件掌握，土方开挖时应分段分层，严格控制安装横撑所需的基坑开挖深度。（3）所有支撑连接处，均应垫紧贴密，防止钢筋混凝土支撑偏心受压。（4）端头斜撑处钢围檩及支撑头，必须严格按设计尺寸和角度加工焊接、安装、保证支撑为轴心受力。（5）钢筋混凝土支撑安装的允许偏差应满足下表的规定表钢管横撑安装的允许偏差项目横撑中心标高及同层顶面的标高差支撑两端的标高差支撑挠曲度主柱垂直度横撑与主柱的轴线偏差横撑水平轴线偏差允许值±30mm≤20mm≤1/600L≤1/1000L≤1/3000H≤50mm≤30mm4.深基坑设计计算内容 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页4.１深基坑土压力的计算4.１.１作用于支护结构的荷载作用于支护结构上的荷载主要有：地基土产生的土压力、地下水产生的水压力、基坑顶面建（构）筑物的超载（荷载）、施工荷载、相邻场地的沉桩挤土作用、地震产生的垂直和水平荷载以及温度影响和混凝土收缩引起的附加荷载等。进行深基坑支护设计时，主要考虑作用在支护结构上的侧向荷载，土水压力是作用在支护结构上的侧向荷载，土水压力是作用在支护结构上的侧向荷载，它的计算、分析是否合理将直接影响到支护结构的安全和经济，是设计中的重要问题，也是土力学和岩土工程界深入系统研究的任务之一。传统常规设计方法中，使用经典的土压力理论，计算土压力和水压力，然后使用理论力学、材料力学中的一些力和力矩平衡的知识，即可得到内力的解，完成深基坑支护的设计任务。这种方法不仅能解决实际工程问题，而且精度基本能满足工程需要。因而被规范所采用，成为工程界现行使用的主要方法。但是，由于作用在支护结构上的荷载受施工条件和环境的影响非常大，预估的荷载与实际产生的荷载可能相差很大，因此荷载的确定是基坑工程设计中最为困难而又十分重要的环节。4.１.２经典土压力理论在基坑支护中的运用经典的郎肯土压力理论和库仑土压力理论已经广泛地应用于支护结构的土压力计算中。由于作用于支护结构上的土压力，在土性的复杂性、支撑结构的各部分的刚度差异，以及施工方法、程序和支撑松紧程度不同等因素影响下，都会发生很大的变化，难以准确地算出土压力的精确值。但是，工程中常用的土压力计算方法仍以古典的郎肯土压力理论和库仑土压力理论，用这两种理论计算出的土压力都是支护结构前、后的土体处于极限平衡状态时的土压力。郎肯土压力理论是建立在土体全部处于郎肯极限平衡状态的基础上，是从土中一点的极限平衡应力状态出发，首先求出作用在土中光滑竖直面上土压力强度及其土压力分布，然后再计算作用在墙背上的总土压力。库仑土压力理论是对墙后的土楔体整体处于极限平衡状态而求出总土压力，再算出土压力分布线。根据郎肯土压力理论，作用在地面下某深度Z处的主、被动土压力计算为= 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页=式中、—单位面积主动土压力、被动土压力（kPa）；、—主动、被动土压力系数；—作用在离地面处的单位面积总铅垂压力：=（kPa）；—基坑顶面上的均布荷载（即超载）（kPa）;—土的重度（kN/m）;—土的内摩擦角（）；—土的粘聚力（kPa）。上层土压力计算中常会出现负值，在设计时可略去不计。然而，在基坑开挖过程中，作用在支挡结构上的土、水压力等荷载是随着开挖的进程逐步形成的，其分布形式除与土性和地下水等因素有关外，还与墙体的位移量及位移形式有关。而位移的性状随着支撑和锚杆的设置及每步开挖施工方式的不同而不同。因此，土压力并不完全处于静止和主动状态。如板桩或桩板式（工字钢和横列板）支撑基坑的开挖，是一种柔性结构，因而允许有限的变形，在开挖到一定的深度时，常在顶部进行第一道支撑，此时板的移动不大，继续开挖后，由于主动土压力逐渐增大，而上部已有支撑，所以只能在下部移动，而到基底时，其位移值为最大。有关实测资料表明：当支护墙上有支锚时，土压力分布一般呈上下小、中间大的抛物线形状或更复杂；只有当支护墙无支锚时，墙体上端绕下端外倾，才会产生一般呈直线分布的主动土压力。由于实测位移与经典的朗肯土压力理论和库仑土压力理论计算的并不一致。因此，土压力的分布同样也和理论上所估计的不同。1）经典土压力理论计算的结果是极限值，而当维护结构处于正常的工作状态时的接触压力并不是极限值。因此，在基坑工作状态正常的条件下，实际量测到的变形、土压力、孔隙水压力和支撑轴力等变量在原则上不可能与一般的计算结果完全一致，除非基坑已经达到极限状态。因此，经典土力学理论对基坑支护土体的塑性发展过程没有给出解答。目前采用有限元可以进行弹塑性计算模拟实际工作盈利状态时的各种反应，但由于计算参数、边界条件处理和接触单元的处理等尚难以完全模拟实际的工作条件，在实用化上还有许多工作要做。 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页2）经典土压力理论只能计算刚性界面上的接触压力，而没有考虑实际支护结构本身的变形，特别是柔性支护结构。而且在支撑和锚杆的约束下，支护结构的变形非常复杂。3）经典土压力理论是平面应变条件下的解答，而没有考虑末端影响。而实际的工程条件总是有限长的，在长边方向的中部比较接近于平面条件，但在基坑的转角处则与平面问题假定相去甚远，存在末端的影响。以上对经典土压力问题的讨论可以有助于更合理的确定土压力。目前经典的土压力理论依然是实用计算公式的基本形式，许多关于土压力计算的修正都是基于经典公式展开的。因此，经典公式有其局限性和实用性。4.1.3基坑支护的土水压力计算土中水的存在状态有多种，有结晶水、结合水和自由水。自由水又分为毛细水和重力水，后者有静止水、渗流水等。而地下水存在的形式又有上层滞水、潜水和承压水。不同的降水排水措施又导致不同的地下水运动形式。因此，考虑土中水的问题是土压力计算的难点。对于支护结构上地下水位以下的土体，有“土水合算”和“土水分算”两种方法。这主要是针对粘土不排水情况下提出的问题，究竟哪种方法更为合理，存在不同的意见。有学者认为，从土的有效应力原理这一基本概念出发，对地下水位以下无论何种土均采用土水分算；但也有学者认为，土水分算计算结果，主动土压力偏大，被动土压力偏小，且粘聚性土的有效强度指标难以准确测定，从工程实际应用出发，对地下水位以下渗透性较小的粘聚性土可用土水合算。但是，目前在学术界仍然有不同的看法，近年来在这方面的学术讨论也非常活跃。下面仅对土水合算法和土水分算法的基本思路作一阐述，以助于大家思考，以便寻求更合理更完善的土压力计算方法。4.1.4土水合算法对地下水位以下土体的土水合算法，也称总应力法，即用饱和重度计算土水压力，不再另考虑水压力的作用。采取该法的主要理由有：①认为在渗透性较低的粘性土中，水压力的影响不会在短时间内显示出来；②对于粘性土的不排水情况，土体受剪产生超孔隙水压力，而部分水压力通常又无法正确测量或计算；③有些国内勘察单位条件有限，有效应力强度指标比较难以获得。故认为采用总应力法为宜。根据朗肯土压力理论，若作用在地下水位以上某深度Z 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页处的主、被动土压力由下式分别计算为==式中、—单位面积主动土压力、被动土压力（kPa）；、—主动、被动土压力系数；—作用在离地面处的单位面积总铅垂压力：=（kPa）；q—基坑顶面上的均布荷载（即超载）（kPa）;—土的重度（kN/m）;—土的内摩擦角（）；—土的粘聚力（kPa）。按图13-16计算简图，对于地下水位以下某土层，根据土水合算法，主、被动土压力计算式为式中、、—分别为土的饱和重度、有效重度和水的重度；、—分别为土的内摩擦角和粘聚力，通常采用固结快剪或固结不排水强度指标。 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页从上述计算中可以看出，土压力按饱和重度计算，其对应的强度指标按总应力法求得，对于渗透性相对较差的粘性土，一般采用固结快剪或固结不排水强度指标。而对于渗透性较好的砂土或碎石层，由于试验所得实际上是排水剪强度指标，相当于有效强度指标，因而认为在地下水以下对于粘性土可采用土水合算，但对于地下水位以下的砂土、碎石土应采用土水分算。另外，土水合算时，未考虑土颗粒质量受到的地下水浮力的影响，也就未考虑土颗粒所受浮力对水的反作用影响。4.1.5土水分算法现行的土水分算，实际上是考虑静水压力的土水分算法，它考虑了土粒本身的重力，即（1-n）G。还考虑了孔隙水对土粒的浮力，即土粒排开同体积水的质量，其值为。此浮力是作用在土粒骨架上的，故乘以土压力系数或。该浮力的反力作用于孔隙水体上，故其侧压力系数为1。具体推导过程为=同理可得式中——土粒相对密度；——空隙率。从上述推导过程中可以看出，土水分算法是用有效重度计算，故其强度指标亦采用有效强度指标。 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页4.1.6考虑渗流力的土水分算若按井水压力计算，在墙底或帷幕底部，基坑内外的静水压力不能平衡，因而有学者提出按渗流力计算，其基本思路是静水压力的一部分转化为渗流力作用土骨架上，剩余的部分作为孔隙水压力。渗流力是一种体积力，近似地按最短的渗流途径按下列情况计算渗流力，为水力梯度，(的意义见土压力计算简图)剩余的孔隙水压力：因此按渗流力的土水分算，对于主动区来说，渗流力是由上往下，故可写成对于被动区来说，渗流力系起顶托作用，故，则剩余的孔隙水压力为，故可写成《基坑工程设计规程》（DBJ-61—1997）也规定了按渗流力的计算方法，但计算条件按如下假设确定（见下图-水压力计算假设示意图）1）无渗流时，基坑内地下水以上静水压力按三角形分布，不计算被动侧水压力，2）有渗流时，墙底有部分水压力，如上图b所示。3）有渗流时，墙底水压力等于零，如上图c所示。 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页4.1.7考虑孔隙中渗流力的土水分算由于渗流力是在土体的孔隙中进行的，同时它是体积力，故宜考虑孔隙体积因素，即作用于土粒骨架上的渗流力宜乘n，即孔隙中的渗流力为。对主动一侧来说，此力的方向是由上向下的；对被动一侧来说，则是由下往上的。另外，在剩余的孔隙水压力中，还应减去作用于骨架的渗流力对孔隙水压力的反力。故其、的计算式可写成同理可得以上仅对土水合算和土水分算方法作了介绍，有关这方面的讨论研究可参阅有关文献。5深基坑降水方法5.1降水目的及方案选择降水目的为：1）根据分层开挖施工进度，分层降低基坑内地下水位到基坑开挖面以下0.5～1m，为基坑开挖提供良好的干施工环境，以保证施工机械和工作人员的顺利作业。最终将地下水位降低到基坑底0.5～1.0m以下。2）基坑开挖前不降低地下水位，由于水土之间的相互作用，会导致基坑出现流砂、管涌、基坑底的突涌，还会导致坑底隆起和增大围护结构的变形量，本基坑浅部土层均为粉质粘土和淤泥质粘土层，具有聚水、保水性强，渗透系数小，出水量较小等特点。3）通过及时疏干基坑内地下水，改善基坑开挖的土体性状，提高土体固结强度，加固基坑内和坑底下的土体，提高坑内土体抗力，减少坑底隆起和围护结构的变形量，防止坑外地表过量沉降；减少坑内土体含水量、稳定边坡、减缓基坑的变形，满足施工要求的目的。4）通过及时疏干基坑内地下水，防止开挖过程中产生管涌、流砂等不良现象发生，保证施工顺利进行。 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页由于基坑开挖深度较深，若采用二级轻型井点降水，不但二次布置的间隙工期长，而且在挖土时井点管须拆除，降水效果差，特别是在深坑施工时，容易形成管涌、流砂等不良现象。综合降水效果、施工方便程度、降水工期、成本及后继施工搭接等因素，本项目采用一级深井井点降水结合轻型井点降水。5.2深井井点降水特点及轻型井点的布置深井井点降水是在深基坑埋置深于基底的井管，通过设置在井管内的潜水电泵将地下水抽出，使地下水位低于坑底。本法具有排水量大，降水深（>15m），不受吸程限制，排水效果好；井距大，对平面布置的干扰小；可用于各种情况，不受土层限制；成孔（打井）用人工或机械均可，较易于解决；井点制作、降水设备及操作工艺、维护均较简单，施工速度快；如果井点管采用钢管、塑料管，可以整根拔出重复使用；单位降水费用较轻型井点低等优点；但一次性投资大，成孔质量要求严格；降水完毕，井管拔出较困难。适于渗透系数较大（10～250m/d），土质为砂类土，地下水丰富，降水深，面积大，时间长的情况，降水深可达50m以内，对于有流砂的地区和重复挖填土方的地区使用，效果尤佳。由于上部潜水层的渗透性较差，在抽水过程中靠地下水的高差（重力作用）要在短期内将地下水抽汲出比较困难，因此在降水井内抽水时的同时，应辅以真空泵抽气，真空深井井点的真空泵开动后，可使井管内及井点周围形成部分真空，可加快土层中的地下水向井内的径流速度，增加水力梯度并改善周围土的排水性，使得沉井井点在低渗透系数的粉砂，粉土和淤泥质粘土中亦能有较好的降、排水效果。轻型井点系统的平面布置由基坑的平面形状、大小，要求降深，地下水流向和地基岩性等因家决定，可布成环形、U型或线形等，一般沿基坑外缘1.O~1.5m布置。当降水基坑为矩形、圆形、三角形成不规则形状时，常采用环形封闭式或U形井点布置。当降水深度在6m以内时，采用单级井点降水。当降水深度较大时，可采用下卧降水设备或多级井点降水。5.3基坑降水计算设计基坑降水系统需要选用渗流公式确定井的数目、间距、深度、直径以及井的出水量等。选用渗流公式时，要根据基坑的深度，考虑场地的水文地质条件，即地下水的类型、补给源及井的结构等。 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页1857年，法国水力学家Dupuit首先研究地下水涌水的理论。这些理论虽与实际情况有出入，但直到现在还广泛地被应用着。他研究了完整承压井和完整潜水含水层为均质和各向同性；1）水流为层流；2）流动条件为稳定流或非流动性；3）水井出水量不随时间变化。5.3.1完整潜水井当普通完整潜水井布置在具有潜水自由面的含水层中时，降落漏斗将同时是流向水井的实际潜流面（见下图）在这种情况下，平面图上的流线（水流的方向线）是以向中心方向的一些直线来表示的，而在剖面图上，流线将是一系列的曲线，这些曲线向上面时接近于不透水层基线面。等水压面在该断面上是一些正交于流线的曲线。当这种渗流水符合Dracy基本方程式时，根据流体力学的规则，应当把上述的等压曲面作为水流的横剖面，为了使问题简化起见，将垂直的圆柱面作为水流的横剖面。按照Dupuit公式，可得下列流向井的水流任意横剖面面积的表达式：F=2πxy式中F——横断面面积、即井侧表面面积；x——由井中心到面积边缘的距离，即为圆柱半径；y——由不透水层到距中心距离x处曲线上的高。 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页而在该剖面上的水头梯度为：I=由此得水井流量的表达式：Q=KIA=2πKxyError!Nobookmarknamegiven.式中K——潜水层的渗透系数。分离系数：Q=2πKdy上式积分后：Qlnx=πKy2+C（1）当x=R时，y=H式中R——影响半径；H——潜水含水层厚度。QlnR=πkH2+C因此，C=QlnR-πkH2将C值代入（1）Qlnx=πKy2+QlnR-πkH2整理后πK（H2-y2）=Q（lnR-lnx）即Q=（2）将自然对数以常用对数代替Q=1.366K（3）当x=r井半径，y=h时，并令水位降低值为H—h=s代入（3），则得：Q=1.366K=1.366K=1.366K（4） 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页5.3.2群井理论若有两个井的距离小于影响半径R时，则需考虑到群井的互相作用。用下图表示在A井抽水时，水位降低为S1值，相当于该井的流量q1,因B井在影响范围之内，故A井抽水而使B井的水位降低到t1值；同样，若B井抽水而A井不抽水，则A井处的水位降低为t2值。若A、B两井同时抽水，则两井的降落漏斗交叉在一起，在两井形成一个总的水位降低S3。S3大于两井单独抽水时的降低值，同时占有两井间的整个面积。但是两井同时抽水时，其每井所抽到的流量比单独抽水时要小。设有若干个井，布置在A点周围，见图所示，其距离可任意决定，但须在抽水井的影响范围内。自A点的第一个井抽水，则水位下降，并得出降落漏斗，其方程式为：y12-h12=（5）式中y1—第一个潜水在A点不透水层以上水位降低的高度；h1—第一个井外的水位；q1—第一个井外的流量；x1—第一个井与A点的位置；r1—第一个井外的半径。 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页如果全部井都能够同时进行抽水工作，则每个井所形成的降落漏斗都交叉在一起，而总降落曲线的方程式为：　……+（6）式中q1、q2、……qn—全部井同时工作时各井的流量；h0—每个井外的水位，令均相等。若各井径均相等，即r1=r2=……=rn，在流量亦相等，即q1=q2=……=qn=(Q为各井总流量，n为井数)，则式（8—16）应为：或·……）（7）若在影响范围内任取一点，其水位高度等于静止水位的高度H，各井距该点的距离各以R1、R2、……Rn表示，则x1=R1；x2=R2……；xn=Rn，而y=H,于是（8—17）可写成·……）（8）同时解（8—18）及（8—17）两式，得：·……·……)（9）若该点离各井的中点很远，故即使R1=R2=……=Rn，其误差亦不大，因此：·……)=·……)亦即Q=以常用对数代替自然对数Q=1.366（10） 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页或Q=1.366（11）同理，对承压水则为：Q=2.73（12）5.3.3基坑涌水量的计算基坑井点系统是由许多井点同时抽水，各个单井水位降落漏斗彼此发生干扰，因而使各个单井的涌水量比计算的要小，但总的水位降低值确是大于单个井点抽水时的水位降低值，这种情况对于以疏干为目的的基坑施工是有利的。无压完整井环形井点系统，可按下式计算涌水量：Q=1.366（13）式中R′—群井的影响半径（R′=R′+r0）。其他符号见图上所示。如果井点系统布置成矩形，为了简化计算，也可用上式计算涌水量，但式中的r0应为井点系统的假想半径。对矩形基坑，其长度L与宽度B之比不大于5，可将不规则平面形状化成一个假想半径r0的圆井进行计算：（14） 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页式中F—井点系统包围的基坑面积（m2）。在实际基坑工程中，由于具体工程特点、井点的采用、周围环境条件及地质情况千差万别，将会涉及到多种情况的涌水量计算，比如承压井的群井涌水量，非完整井的群井涌水量、基坑周围有隔水体的情况，周围有河流等供水体的情况等。5.3.4降水参数的确定5.3.4.1渗透系数的确定一般勘察报告常提供的渗透系数多半是室内试验的结果，可作为计算数据。如无试验资料，一般工程可利用表2的近似值。对大型重要工程应在现场作抽水试验，确定土的渗透系数。表2现场试验确定的渗透系数，能比较真实的反映场地范围内土层的渗透性。它可以采用抽水试验与注水试验来确定。以抽水试验为例，确定渗透系数时，先根据水文地质特征，如含水层厚度、地下水流向等，在典型的地点布置一抽水井（主井）及若干个观测井，组成实验网。观测井在与地下水流向平行或垂直线上布置，如下图所示。观测井的距离可参考表3。表3 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页主井直径不小于200～250mm，以便安放抽水井管，观测井的直径不小于50～75mm。主井与观测井均装有滤网。根据预先估计的含水层富水性和透水性，选用适当排水量的水泵从主井抽水，持续抽水至井内水位趋于稳定。测得此时各井内的水位降深（S）、涌水量（Q）。对于无压完整井，可由下式求得渗透系数K（m/d）；一个观测井时：（15）两个观测井时： 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页（16）式中r—抽水井半径。5.3.4.2影响半径的确定抽水影响半径R是指水位降落漏斗曲线稳定时的影响半径。一般在水泵的出水量稳定后，再过1～5d就能达到稳定。确定井的影响半径最可靠的方法也是抽水试验。将各个观测井的水位值用平滑曲线连接起来，并延长与原地下水位相交（相切），即可得影响半径。也可通过抽水试验测得Q与S值，代入式10或式14反求R值。如按式14反求，即可按下式求得R值：当基坑安全等级为二、三级时，可采用下式进行计算：潜水含水层（17）式中符号含义见表8-1中的式8-25，K为土的渗透系数，取（m/d）表8-4为降水影响半径R的经验数据5.5基坑止水措施5.5.1施工方案本工程基坑围护三轴搅拌桩止水帷幕采用φ850@1200，采用套接一孔法施工，水泥掺量为20%，桩长为-15.7M。三轴搅拌桩坑内加固采用也是φ850，采用搭接25cm施工。5.5.2施工针对性措施1）在施工工艺参数的选择上，坚持通过试成桩最终选择满足设计要求的施工参数，包括：下沉（提升）速度、动力头搅拌转速、浆液水灰比、每幅桩的注浆量、变量泵流量控制等，做到水泥土充分搅拌，确保桩体的质量。2） 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页基坑围护体系的安全和对周围环境的影响贯穿基坑施工土体开挖、支撑以及地下室构筑全过程，依据时空效应理论，开挖期间必须遵循“先撑后挖、随挖随撑”的原则，严禁超挖，坚持分步、对称均衡、限时的原则，这都是在开挖过程需要认真执行的。5.5.3三轴水泥土搅拌桩施工工艺5.5.3.1施工流程1）水泥土搅拌墙是由三轴钻孔搅拌机，将一定深度范围内的地基土和由钻头处喷出的水泥浆液、压缩空气进行原位均匀搅拌，在各施工单体间采取重叠搭接施工，形成一道具有一定强度和刚度、连续完整、无缝隙的地下连续墙体止水结构，三轴水泥土搅拌桩止水帷幕桩径Ф850，桩长15.1m,15.7m，15.9m，16.8m不等，每组桩间套打搭接。三轴水泥土搅拌桩施工流程图毕复复浆搅位下沉升上搅拌沉下搅拌升上搅拌定12预3喷重4重5完6 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页2）Ф850三轴水泥土搅拌桩止水帷幕施工布置为保证Ф850三轴水泥土搅拌桩的连续性和接头的施工质量，达到设计要求的防渗要求，主要依靠重复套钻来保证，下图阴影部分为重复套钻。Ф850三轴水泥土搅拌桩止水帷幕施工顺序图4）施工技术参数①三轴桩钻头直径不小于850mm，桩位偏差不大于50mm，桩体垂直偏差≤1/200。土容重根据工勘报告显示，本工程取1.88；根据设计要求，止水帷幕中大幅水泥掺量24%，小幅掺量16%，（每幅截面积不变，统一按1.0312m2，只是水泥掺量变化）。那么大幅每米水泥用量为：②施工时第一批桩（不小于3组）必须在监理人员监管下进行试桩施工，以确定机具设备对地层的适应性、以及水泥投放量、浆液水灰比（宜用比重法控制）、搅拌下沉、提升时间及桩长、垂直度的控制方法。③桩体施工必须保持连续性，桩与桩搭接时间不大于24小时。若因特殊原因桩间搭接时间大于24小时，宜采用全桩复打连接措施。④水泥土桩养护期不小于28天，开挖时三轴水泥土搅拌桩无侧限抗压强度不小于1.0Mpa。5.6应急方案与保障措施5.6.1基坑开挖过程中可能出现的险情与相应的应急措施由于围护工程极为复杂，影响安全的因素多，必须结合本土木工程具体特点事先分析可能出现的问题，并判定相应应急预案。当出现下列情况时，应急措施为：① 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页若土方开挖过程中出现局部坑壁位移过大，地面出现裂隙等情况，应立即停止挖土，必要时回填土方，及时通知设计等有关单位，分析原因，研究对策，待查明原因并采取相应措施后方可继续开挖。②若土方开挖至坑底标高时支护结构监测数据已达报警值，应加快垫层混凝土及底板施工进度，并将垫层和底板混凝土浇筑至支护桩边。③若土方开挖至基坑底标高后发生土体隆起现象，应在被动区采取反压加固措施，并及时进行垫层及底板的施工。④对于发生变形较大的区段，应及时卸除相应区段基坑顶部的材料堆载，并合理安排施工机械的停滞位置，控制支护结构变形的发展。如果支护结构变形大，并出现多到裂缝，则及时增加钢支撑。⑤除大气降水外，地表浅层水量明显增多时，应首先查明水源，并进行修复、截断、改道或停用。当地面出现开裂时应及时采用水泥砂浆灌实，防止雨水渗入。⑥如在坑底或坑壁发生局部渗漏现象，应及时用棉絮、快干水泥封堵，并加引流管将水引出，但禁止流土。如果漏水流土严重，则坑内立即回填土方，坑外用压密注浆或旋喷桩堵漏。⑦基坑开挖过程中密切关注基坑监测数据，并深入仔细分析、判断，切实做到信息化施工。5.6.2基坑降水运营中的质量保证措施1）加强施工质检工作：①成孔、下管、回填滤料要求深度准确，成井要做到连续快速。钻孔，倾角，孔深回填料达到方案要求，由质检员对每道工序进行质量检查验收，做好施工记录。②加强降水管理，根据水位观测情况，控制降水井排水时间的间隔，控制真空泵抽吸力度，每日早、晚两次做好水位观测和排水数据记录。③规定技术人员负责工程进度、质量密切注意有关地下水位，有关管线等移位和地面沉降，发现问题，及时向有关部门报告，立即采取措施处理。④降水期间应对抽水设备和运行状况进行维护检查，每天检查不应少于3次，并应观测记录水泵出水情况，发现问题及时处理，使抽水设备始终处于正常运行状态。⑤抽水设备应定期保养，降水期间不得随意停抽，当发生停电时，应及时更换电源保持正常降水。⑥降水施工时，应对因降水造成的地面沉降进行监测，如出现沉降过大时，应采取相应的应对措施。⑦ 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页降水时，应加强对周边建筑物和基坑的观测，首先对降水影响范围外建立水准点，降水前对建筑物基础进行观测并进行记录，降水开始阶段每天观测两次，进入稳定期后每天可以只观测一次。5.6.3安全措施①施工人员服现场管理，遵守各项政策法规。②施工结束时，做好现场清理工作。③严格遵守施工操作规程，严禁违章施工。④不准向基坑抛掷工具，钢筋等重物。⑤现场用电缆根据基坑外围护栏杆架空，挖土施工中注意保护电缆和管路不受破坏，严防施工机械碰撞降水设施。⑥坑内、外必须设置明、盲沟及集水井等排水措施，不得向基坑内排放明水。⑦安全用电，注意防火，防盗。⑧降水井施工应严格遵守操作规程，在岗人员要戴安全帽，起落钻具下不得站人，下入井管时管钳、扳手不能放在底部，用电应有专人负责安装，自动控制箱应放在距地面1.2m以上处，并接上地线，电线接头应用防水胶布包裹。5.6.4文明施工措施认真执行公司文明施工管理细则，提高企业施工管理水平及施工人员素质，统一规则，科学布置，创造一个文明、整洁的工地。①及时排除积水、污水，保持场区道路畅通，保证材料、人员的运行，现场垃圾统一管理，统一清除，严禁乱扔乱倒。②搞好生活区、食堂、厕所等的卫生，做好饮食卫生工作，防止流行病毒的传播，积极采取预防措施，努力为职工创造良好的生活、工作环境。③定期对施工场地进行检查，总结评比，及时整改，不断提高。④作好噪音防治工作，通过加装消音器、屏蔽帷幕等手段有效地降低和减少噪音对周边的影响。6工程监测6.1工程监测的目的①通过监测，掌握边坡的稳定状态、安全程度和支护情况；②将监测数据与预测值相比较，确定支护参数是否安全合理，以确定和优化下一步的施工参数； 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页③检测和评价已加固边坡的最终稳定性，作为安全使用的重要依据；④将监测结果反馈于设计与理论预测中，使理论与设计达到优质安全、经济合理的目的。6.1工程监测的主要内容①由于基坑周边建筑物密集，在围护过程中必须定期对周围邻近建（构）筑物进行基础沉降、变形、裂缝等全方位的监测。若沉降、变形、裂缝等数值超过有关规定限值，应立即停止施工，并通知有关单位人员进行研究，采取注浆加固等有效处理措施。②在基坑施工中，要求从基坑降水、围护桩成孔施工，以及基坑开挖三个环节上严格控制地面沉降和围护侧移，在通过合理的监测手段和信息化管理，必要时辅以局部加固措施，从而达到环境保护的目的。对邻近基坑的建筑物，应加强施工前、中、后的各项监测工作，如有必要可对其地基进行加固，如注浆措施。③在围护施工过程中，对邻近地下管线进行监测，应满足各管线权属单位要求的允许值，如监测发现有超过规定允许值时，应立即停止施工，并通知有关单位，采取相应的处理措施。④在施工过程中对周围邻近道路的沉陷等进行监测。如发现开裂、沉陷情况，应立即停止施工，并通知有关单位人员进行研究、处理。⑤在围护桩施工过程中和基坑开挖时应对地下水位的变化应进行测量。⑥基坑开挖时应对桩身位移、钢支撑轴力和变形进行监测，如监测发现有超过规定允许值时，应立即停止施工，并通知有关单位，采取相应的处理措施，做到信息化施工。⑦当基坑变形值突变时或指标超限时，应立即停止基坑开挖作业并即时通知监理工程师及设计工程师，提供所有资料给有关人员或部门，认真仔细分析与查找原因，提出对策，采取可靠措施后方可施工。以下提供主要的安全预案措施供参考，各项措施应根据需要选用。6.3工程监测的布点原则①水平和竖向位移监测点在后排冠梁顶设共用点，按间距不大于20m均分设置，每边不少于3个，基坑周边中部及阳角处应布置监测点； 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页②在基坑外距坑边2m处设置水位观测井兼回灌井，按间距不大于30m均分设置；当观测到水位变化较大时应实施回灌；③在灌注桩内埋设测斜管监测深层土体水平位移，本工程南侧桩内埋设测斜管4根，深度同桩长；④建（构）筑物的水平位移监测点应布置建筑物的墙角、柱基及裂缝的两端，每侧墙体的监测点不少于3处；建（构）筑物的竖向位移监测点应布置建筑物四角、沿外墙每10～15m处或每隔2-3根柱基上，且每边不少于3个监测点；⑤周边建筑物倾斜监测点宜布置在建（构）物角点变形缝或抗震缝两侧的承重柱和墙上；监测点应沿主体顶部、底部对应布设，上、下监测点应布置在同一竖直线上；6.4工程监测的结果分析进行数据分析时，应结合其他相关项目的监测数据和自然环境、施工工况等情况以及以往数据，考量其发展趋势，并作出预报；监测成果应包括当日报表、总结报告，监测成果宜用表格和变化曲线或图形反映。6.5工程监测预警值的设置6.5.1预警值确定的原则①满足设计计算要求，不可超出设计值；②满足测试对象的安全要求，达到保护目的；③满足各保护对象的主管部门提出的要求；④满足现行的相关规范，规程要求；⑤在保证安全的前提下，综合考虑工程质量和经济等因素，减少不必要的资金投入。6.5.2预警值的确定①基坑边坡测斜：最大位移取30mm警戒值为25mm，每天发展不超过5mm；②煤气管道的变化：沉降或水平位移均不得超过10mm，每天发展不得超过2mm；③自来水管道的变化：沉降或水平位移不得超过30mm，每天发展不得超过5mm。 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页6.4应急措施当监测项目超过其警戒值时，必须迅速停止开挖，查明原因，对支护方案进行修改，待加固处理后方能进行下一步开挖。一般应急措施有：①迅速原位回填，保证警戒值不再增大；②修改方案，进行加固。6.5观测时间与周期①各监测项目在基坑支护施工前应测得稳定得初始值，且不应少于两次。②各项监测工作得时间间隔根据施工进程确定，在开挖卸载急剧阶段，间隔时间不应超过3天。③其余情况下可延至5天。当结构变形超过有关标准或场地条件变化较大时，应加密观测。④当有危险事故征兆时，则需进行连续监测。每次的监测结果及施工单位的处理意见，必须及时向业主、设计、监理单位如实报告。第三部分：淮海第一城深基坑设计与监测1.工程概况及基坑规模1.1工程概况淮海第一城新天地基坑支护工程位于淮安市清河区淮海东路金鹰大厦的北侧与承德路移动公司大厦西侧。根据场地地质情况和周边情况，基坑采用钻孔灌注桩（泥浆护壁）的支护形式，水泥搅拌桩止水。基坑设计采用黄海高程系统，原建筑±0.000同黄海高程14.63m，基坑开挖深度5.90m～9.50m，基坑的长*宽约为155米*128米。基坑安全等级东部与移动公司仓库相邻一侧为一级，东侧基坑开挖深度为10m,最大水平位移计算值约20～30mm。本工程拟降水深度为坑底1米处，采用深井降水局部配合轻型井点降水方法对东侧基坑进行降水。1）工程名称：淮安淮海第一城深基坑支护与监测（南侧）2）建设单位：淮安华立曙光置业有限公司3）基坑工程：淮阴工学院4)勘察单位：江苏省水文地质工程勘察院 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页5）设计单位：淮安市设计院1.2基坑挖深基坑开挖深度的确定：现场地较平坦，按承台垫层底标高进行计算。基坑开挖深度表段落地面相对标高（m）坑底相对标高（m）基坑开挖深度（m）/-2.30-14.692设计依据及规范2.1设计依据（1）.江苏省水文地质工程勘察院提供的《淮海第一城岩土工程勘察报告》；（2）.该工程总平面图、地形图、地下室平面图等相关结构图纸；2.2设计规范（1）中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）（2）中华人民共和国国家标准《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）（3）中华人民共和国国家标准《钢结构设计规范》（GB50017-2003）（4）中华人民共和国国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）（5）中华人民共和国行业标准《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）（6）中华人民共和国行业标准《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）（7）中华人民共和国国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）（8）中华人民共和国国家标准《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）（9）国家、行业及江苏省其他现行的有关设计标准、规范、规程和标准图集。3.基坑周边环境淮海第一城位于淮海广场商业圈，南邻淮海东路。基坑东侧移动公司仓库及承德山庄住宅楼、南侧有高层建筑，西、北侧为道路。因为周围坏境较为复杂，依据规范要求，东侧基坑安全等级定为一级，其他三侧为二级。综上所述，本工程基地周边环境较为复杂，应重点保护东侧移动公司仓库及承德山庄住宅楼。基坑开挖过程中还应对基坑周边的施工道路加以保护。 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页4工程水文地质条件4.1工程地质条件基坑开挖影响深度范围内的土层分布及其主要特征大致为：1层杂填土：杂色，稍湿，松散，以建筑垃圾为主，局表层约20㎝为水泥砼地坪，以下为粘性土混杂碎石块，该层场区地表普遍分布，揭露厚度0.5-2.2m，平均1.02m，层顶标高13.08-14.45m，平均13.70m。2层粘土：灰黄色，土质较均匀，含少量铁锰质斑点，切面较光滑，摇震反应无，韧性及干强度中等。该层场区普遍分布，揭露厚度1.4-4.65m，平均2.57m，层顶标高11.17-13.60m，平均12.84m，层顶埋深0.00-2.20m，平均3.37m。3层粉土：灰黄色、灰色，很湿，中密，无光泽反应，摇震反应迅速，韧性及干强度低。该层场区普遍分布连续，厚度不均，揭露厚度1.00-6.00m，平均3.56m，层顶标高7.94-12.00m，平均10.27m，层顶埋深1.50-5.60m，平均3.37m。4层淤泥质粉质粘土（粉质粘土）：灰色，流塑～软塑，土质不均匀，夹粉土或粉砂薄层，局部近似淤泥质粉土，含腐殖质。该层场区分布较连续。仅个别孔无，揭露厚度1.10-8.00m，平均3.77m，层顶标高4.61-9.88m，平均6.71m，层顶埋深3.90-9.40m，平均6.84m。5-1层粉土：青灰色，湿中密，含少量云母碎屑，局部夹粉质粘土薄层，中下部混粉细砂颗粒，无光泽反应，摇震反应迅速，韧性及干强度低。该层场区普遍分布连续，厚度较大，揭露厚度4.20-13.70m，平均9.9m，层顶标高-0.52～6.60m，平均3.08m，层顶埋深6.90-13.89m，平均10.56m。4.2水文条件根据勘察报告揭示的结果，地下水主要赋存于松散沉积物中德孔隙水。土层具有潜水特性，潜水补给来源主要为大气降水，地表水系入渗，径流以侧向为主，排泄以垂向蒸发和局部人工开采为主，稳定水位埋深0.2-2.90m，标高7.34-7.83m。4.3地质计算参数根据提供的勘察报告，选取各土层的固结快剪指标作为基坑支护设计计算参数，并按照郎肯土压力计算理论作为土侧向压力设计的计算依据。土层物理力学参数一览表 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页5基坑安全等级本基坑挖深很深，由于周边环境等因素，根据规范要求，取东侧基坑安全等级为一级γ0=1.10，其他三侧为二级。6基坑支护设计计算6.1基坑支护设计的主要内容基坑支护设计的内容包括土压力计算，零弯矩点位置、嵌固深度的计算、最大弯矩的确定，桩身钢筋配置等等，然后根据所配置的支护参数,进行基坑整体稳定性验算、倾覆稳定性验算和基坑底承载力验算。当验算后的支护参数不符合要求时，应重新设置支护参数，直至安全、可靠为止。6.2参数的初选1.根据勘察设计院提交的《岩土工程勘察报告》，并参考相关规范，拟取各层土体的物理力学参数，具体参数如下表1所示；2.相对标高±0.00m，基坑设计时，基坑开挖深度为-9.00m；3.地面超载取40KN/m2；4.根据《建筑基坑支护技术规程》（GB120-99），基坑重要性系数γ0=1.00；（安全等级二级）根据本工程岩土工程勘察资料，各土层的设计计算参数如表1 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页表1土层设计计算参数6.3基坑地质资料根据地质条件选取部分地质资料进行计算根据设计要求，基坑开挖深度暂定为9m，按规范设定桩长为19m，桩直径设定为0.9m,嵌固深度暂定为10m，即=10m，地质资料的土层参数如下图所示。 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页6.4水平荷载的计算按照超载作用下水土压力计算的方法，根据朗肯土压力计算理论计算土的侧向压力，计算时不考虑支护桩与土体的摩擦作用。地下水以上的土体不考虑水的作用，地下水以下的土层根据土层的性质差异需考虑地下水的作用。土层水平荷载计算依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-991.计算依据和计算公式主动土压力系数:被动土压力系数:（1）支护结构水平荷载标准值按下列规定计算：1）对于碎石土及砂土：a)当计算点深度位于地下水位以上时：b)当计算点深度位于地下水位以下时：式中——第层土的主动土压力系数；——作用于深度处的竖向应力标准值；——三轴实验确定的第层土固结不排水（快）剪粘聚力标准值；——计算点深度；——计算参数，当时，取，当时，取h；——基坑外侧水位深度；——计算系数，当时，取1，当时，取零；——水的重度。2）对于粉土及粘性土：（2）基坑外侧竖向应力标准值按下列规定计算： 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页（3）计算点深度处自重应力竖向应力1）计算点位于基坑开挖面以上时：式中——深度以上土的加权平均天然重度。2）计算点位于基坑开挖面以上时：式中——开挖面以上土的加权平均天然重度。（4）第层土的主动土压力系数应按下式计算式中——三轴实验确定的第层土固结不排水（快）剪摩擦角标准值。（5）第层土的土压力合力按下式计算式中——第层土土层顶部的水平荷载标准值；——第层土土层底部的水平荷载标准值；——第层土的厚度；——锚杆的水平间距。6.5各层土的水平荷载计算（1）杂填土（1.0m）基坑外侧竖向应力标准值： 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页水平荷载标准值：水平合力：水平荷载作用点离该土层底端的距离：（2）粘土层（2.5m）基坑外侧竖向应力标准值：水平荷载标准值：水平荷载：水平荷载作用点离该土层底端的距离： 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页（3）粉土层(3.0m)基坑外侧竖向应力标准值：水平荷载标准值：水平荷载：水平荷载作用点离该土层底端的距离：（4）淤泥质粉质粘土层残积可塑粉质粘土层(3.5m)分成两部分（开挖面以上2.5m和开挖面下1.0m）基坑外侧竖向应力标准值：水平荷载标准值：水平荷载： 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页水平荷载作用点离该土层底端的距离：Ea4’=135.37KN（5）粉土层(9.0m)基坑外侧竖向应力标准值：水平荷载标准值：水平合力：水平荷载作用点离该土层底端的距离Z5：6.6水平抗力计算基坑底面以下水平抗力计算的土层为：第4层土（淤泥质粉质粘土层1.0m）、第5层土（粉土层9m）。计算依据和计算公式：土层水平抗力计算依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99（1）基坑内侧水平抗力标准值按下列规定计算：1）对于碎石土及砂土,基坑内侧水平抗力标准值按下列规定计算：式中——作用于基坑底面以下深度处的竖向应力标准值；——第层土的被动土压力系数。2）对于粉土及粘性土，基坑内侧水平抗力标准值按下列规定计算： 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页（2）作用与基坑底面以下深度处的竖向应力标准值按下式计算：式中——深度以上土的加权平均天然重度。（3）第层土的被动土压力系数应按下式计算（4）第层土的水平抗力为：式中——第层土土层顶部的水平抗力标准值；——第层土土层底部的水平抗力标准值；——第层土的厚度；——预应力锚索的水平间距。6.7各层土水平抗力计算（1）淤泥质粉质粘土层（1.0m）作用于基坑底面以下深度处的竖向应力标准值：水平抗力标准值：水平抗力： 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页水平抗力离该土层底端的距离：（2）粉土层(9.0m)作用于基坑底面以下深度处的竖向应力标准值：水平抗力标准值：水平抗力：水平抗力离该土层底端的距离：由以上计算步骤可得水平荷载、水平抗力如下图所示 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页6.8支点力计算（1）计算基坑底面以下支护结构设定弯矩零点位置至基坑底面的距离：基坑底面水平荷载标准值：=135.37KN/m2由可得：求得： 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页（2）计算支点力：计算设定弯矩零点以上基坑外侧各土层水平荷载标准值的合力之和：其中，设定弯矩零点位置以上第4层土的水平荷载其作用点离设定弯矩零点的距离：Ea5=71.015.3=717.46KN支点简力计算图①合力之和：各土层水平荷载距离设定弯矩零点的距离为： 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页按上述计算方法可得：合力作用点至设定弯矩零点的距离：②设定弯矩零点位置以上基坑内侧各土层水平抗力标准值的：设定弯矩零点以上的水平抗力包含第四层土。水平抗力水平抗力作用点离设定弯矩零点的距离：③计算支点力：设定桩插于离地面3m的位置处，则=9-3=6m支点力为： 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页6.9嵌固深度验算验算准则为：，则嵌固深度设计符合基坑的受力要求。①基坑外侧水平荷载标准值合力之和：各土层水平荷载距离桩底面的距离为：按上述计算方法可得的作用点距离桩底的距离：②基坑内侧水平抗力标准值合力之和：各土层水平荷载距离桩底面的距离为：按上述计算方法可得：的作用点距离桩底的距离： 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页③嵌固深度验算满足要求！6.10灌注桩结构设计灌注桩直径φ900mm，砼强度C30，受力钢筋采用Ⅲ级钢筋，综合安全系数为1.4，桩中—中间距1000mm。根据陈忠汉和程丽萍编著的《深基坑工程》中的理论，将直径为800mm的圆柱桩转化为宽为1000mm，墙厚为：取6.11桩身最大弯矩的计算由已算出的，及T=398.07KN可以知道剪力为零的点在基坑底上部的主动土压力层中，且在第四层土中。所以设剪力为零的点在6.5m以下米，令，为基坑顶到剪力为零的点的距离.则有：剪力为零的土压力：此层的土压力：因为距基坑顶为处的剪力为零，则有：整理得：解得： 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页其作用点离该层土的底端的距离：该土压力的作用点到剪力为零的点的距离为由于最大弯矩点就是剪力为零的点，即，所以最大弯矩可表示为：6.12桩身的配筋计算则此桩的配筋可转化为截面为的矩形截面梁进行配筋。环境类别为二级，钢筋采用HRB400的Ⅲ级钢筋。由环境类别为二级，砼强度C30此梁的最小保护层厚度为50mm，则有砼及钢筋的等级查表可得，，，，，，。--混凝土轴心抗压强度设计值--钢筋强度设计值--混凝土轴心抗拉强度设计值--受压区混凝土矩形应力图的应力值与混凝土轴心抗压强度设计值的比值--矩形应力图受压区高度与中和轴高度的比值--统称为等效矩形应力图系数--相对界限受压区高度求计算系数： 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页可以故，所以选用9C25（2）桩身箍筋配筋按构造要求取：梁中箍筋最大间距Smax=250mm。螺旋箍。箍筋间距200mm。 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页验算适用条件：1.，满足。2.，同时，故可以。即配筋为9C256.13冠梁设计由于本工程采用钻孔灌注桩作为支护结构，为了提高支护体系的稳定性形成闭合的结构,根据要求在钻孔灌注桩顶部设置冠梁，增加整体的稳定性。根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)一般冠梁高度为，宽度为（为钻孔灌注桩的直径）。冠梁刚度越大，则冠梁的作用相当于支点的作用，对桩的受力和变形将起显著的作用，因此设计时可以适当的将其断面加大，配以适量的钢筋，增加刚度。本工程设计冠梁高度为,宽为，混凝土标号为，按以下公式计算冠梁的钢筋的截面面积:式中：冠梁的配筋面积（）； 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页桩按最大弯矩配筋时的钢筋面积（），本基坑取系数为，所以。取6C22，则最小配筋率故配筋满足要求。箍筋采用。为安全起见冠梁的配筋，在满足稳定且较经济的情况下可适当调整。7支撑结构的设计计算在基坑开挖过程中，为了防止基坑内土体由于坑内外侧土体土压力的作用而发生基坑倾斜、塌方等一系列不利于基坑稳定的情况发生，保证施工人员的生命安全，在基坑开挖过程中必须进行坑内土体的支撑设计，保证基坑的整体稳定性，更安全保障施工的顺利进行。根据实际的工程概况，在基坑开挖深度4m处设置第一层钢筋混凝土支撑（ZC1），在基坑6.5m处设置第二层钢筋混凝土支撑。第一层钢筋混凝土支撑对坑内土体的影响范围中，在处支撑点取得最大支撑作用力，所以支撑点设在第三层土的1.8m处（粉土层）基坑外侧竖向应力标准值：水平荷载标准值：水平荷载（主动土压力）： 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页第一层钢筋混凝土支撑每米最大支撑力设计值NZC1=第二层钢筋混凝土支撑对坑内土体的影响范围在6.5m～9m中，在处支撑点取得最大支撑作用力，所以支撑点设在第四层土的1.3m处（淤泥质粉质粘土层）基坑外侧竖向应力标准值：水平荷载标准值：水平荷载（主动土压力）：第二层钢筋混凝土支撑每米最大支撑力设计值NZC2=7.1第一层钢筋混凝土支撑计算支撑设计参数一览表轴力区段每米最大支撑力（kN）支撑间距立柱间距支撑角度支撑轴力设计取值NZC1（m）(m)(°)KNZC1对称301.948.610.5903245.9角撑301.947.18.045（一）第一层钢筋混凝土角撑（ZC1）设计计算第一层钢筋混凝土支撑截面尺寸700×750，混凝土C35，主筋HRB400。1支撑作用力计算 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页2支撑弯矩计算a:自重产生的弯矩b:施工荷载产生的弯矩（取q=5kN/m）M=×1.25×1.0×5×8.02=40.0kN·mc:施工安装偏心产生的弯矩M=Ne=3790.3×0.002×8=60.6kN·m所以，总的支撑弯矩M=205.6kN·m3初始偏心距e初始偏心距e附加偏心距e=Max{20,h/30}=Max{20,25}=25mm轴向压力对截面重心的偏心距：e=M/N=205600000/3790300=54mm初始偏心距e=ea+e=25+54=79mm偏心距增大系数ηζ=0.5fCA/N=0.5×16.7×525000/3790300=1.16＞1.0，取ζ=1.0ζ=1.15-0.01Lo/h=1.15－0.01×8000/750=1.04＞1.0，取ζ=1.0轴向压力作用点至纵向受拉钢筋的合力点的距离：e=ηe+h/2-a=1.73×79+750/2-45=467mm混凝土受压区高度x由下列公式求得：N≤fcbx+fy′As′－（混凝土规范式）当采用对称配筋时，可令fy′As=，代入上式可得： 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页x=γ0N/(fcb)=1.0×3790300/(1×16.7×700)=324mm≤ζbho=365mm，属于大偏心受压构件当x≥2a′时，受压区纵筋面积As′按混凝土规范式求得：Ne≤fcbx(ho－x/2)+fy′As′(ho－as′)Asx′=[γ0Ne－fcbx(ho-x/2)]/[fy′(ho-as′)]=[1.0×3790300×467－1×16.7×700×324×(705-324/2)]/[360×(705-45)]=－1206mm＜As1,.min=1050mm,取Asx′=1050mm上下均配6C25（HRB400），As=As′=2945.4mm²（二）第一层钢筋混凝土对支撑（ZC1）设计计算钢筋混凝土支撑支撑截面尺寸700×750，混凝土C35，主筋HRB400。1支撑作用力计算2支撑弯矩计算a:自重产生的弯矩M==×1.25×1.0×0.70×0.75×25×10.52=180.90kN·mb:施工荷载产生的弯矩（取q=5kN/m）M==×1.25×1.0×5×10.52=68.9kN·mc:施工安装偏心产生的弯矩M=Ne=3245.9×0.002×10.5=68.2kN·m所以，总的支撑弯矩M=318kN·m3初始偏心距e初始偏心距e附加偏心距e=Max{20,h/30}=Max{20,25}=25mm 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页轴向压力对截面重心的偏心距：e=M/N=318000000/3245900=98mm初始偏心距e=e+e=25+98=123mm偏心距增大系数ηζ=0.5fCA/N=0.5×16.7×525000/3245900=1.35＞1.0，取ζ=1.0ζ=1.15－0.01Lo/h=1.15－0.01×10500/750=1.01＞1.0，取ζ=1.0轴向压力作用点至纵向受拉钢筋的合力点的距离：e=ηe+h/2－a=1.80×123+750/2－45=551mm混凝土受压区高度x由下列公式求得：N≤+fy′As′－（混凝土规范式）当采用对称配筋时，可令fy′As=，代入上式可得：x=γ0N/()=1.0×3245900/(1×16.7×700)=278mm≤ζbho=365mm，属于大偏心受压构件当x≥2a′时，受压区纵筋面积As′按混凝土规范式求得：Ne≤αfcbx(ho－x/2)+fy′As′(ho－as′)Asx′=[γ0Ne－(ho-x/2)]/[fy′(ho-as′)]=[1.0×3245900×551－1×16.7×700×278×(705-278/2)]/[360×(705-45)=－214.3mm＜As1.min=1050mm,取Asx′=1050mm上下均配6C25（HRB400），As=As′=2945.4mm27.2第二层钢筋混凝土支撑计算 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页各区段支撑设计参数一览表轴力区段每米最大支撑力（kN）支撑间距立柱间距支撑角度支撑轴力设计取值NZC2（m）(m)(°)KNZC2对称363.68.610.5903908.7角撑363.67.18.0454564.3（一）第一层钢筋混凝土角撑（ZC1）设计计算钢筋混凝土支撑截面尺寸800×850，混凝土C35，主筋HRB400。1支撑作用力计算2支撑弯矩计算a:自重产生的弯矩M==×1.25×1.0×0.80×0.85×25×8.02=136kN·mb:施工荷载产生的弯矩（取q=5kN/m）M==×1.25×1.0×5×8.02=40.0kN·mc:施工安装偏心产生的弯矩M=Ne=4564.3×0.002×8=73.0kN·m所以，总的支撑弯矩M=249kN·m3初始偏心距e初始偏心距e附加偏心距e=Max｛20，h/30｝=Max｛20,28｝=28mm轴向压力对截面重心的偏心距:e=M/N=249000000/4564300=55mm初始偏心距e=e+e=55+28=83mm偏心距增大系数ηζ=0.5fcA/N=0.5×16.7×680000/4564300=1.24>1.0，取ζ=1.0ζ=1.15-0.01Lo/h=1.15-0.01×8000/850=1.06>1.0,取ζ=1.0 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页轴向压力作用点至纵向受拉钢筋的合力点的距离：e=ηe+h/2-a=1.61×83+850/2-45=514mm混凝土受压区高度x由下列公式求得：N≤+fy′As′-（混凝土规范式）当采用对称配筋时，可令fy′As=,代入上式可得：x=γ0N/()=1.0×4564300/(1×16.7×800)=342mm≤=417mm，属于大偏心受压构件当x≥2a′时，受压区纵筋面积As′按混凝土规范式求得：Ne≤(ho-x/2)+fy′As′(ho-as′)Asx′=[γ0Ne-(ho-x/2)]/[fy′(ho-as′)]=[1.0×4564300×514-1×16.7×800×342×(805-342/2)]/[360×(805-45)]=-2013mm＜As1,min=1360mm,取Asx′=1360mm上下均配6C25（HRB400），As=As′=2945.4mm2（二）第二层钢筋混凝土对支撑（ZC2）设计计算钢筋混凝土支撑截面尺寸800×850，混凝土C35，主筋HRB400。1支撑作用力计算2支撑弯矩计算a:自重产生的弯矩==×1.25×1.0×0.80×0.85×25×10.5=243.3kN·mb:施工荷载产生的弯矩（取q=5kN/m）==×1.25×1.0×5×10.52=68.9kN·mc:施工安装偏心产生的弯矩 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页=N·e=3908.7×0.002×10.5=82.1kN·m所以，总的支撑弯矩=++=3初始偏心距e初始偏心距e附加偏心距e=Max{20,h/30}=Max{20,28}=28mm轴向压力对截面重心的偏心距：e=M/N=385300000/3908700=99mm初始偏心距e=e+e=99+28=127mm偏心距增大系数ηζ=0.5fcA/N=0.5×16.7×680000/3908700=1.45＞1.0，取ζ=1.0ζ=1.15-0.01Lo/h=1.15-0.01×10500/850=1.03＞1.0，取ζ=1.0轴向压力作用点至纵向受拉钢筋的合力点的距离：e=ηe+h/2-a=1.69×127+850/2-45=595mm混凝土受压区高度x由下列公式求得：N≤+fy′As′-（混凝土规范式）当采用对称配筋时，可令fy′As=，代入上式可得：x=γ0N/()=1.0×3908700/(1×16.7×800)=293mm≤ζbho=417mm，属于大偏心受压构件当x≥2a′时，受压区纵筋面积As′按混凝土规范式求得：Ne≤(ho-x/2)+fy′As′(ho-as′)Asx′=[γoNe-(ho-x/2)]/[fy′(ho-as′)]=[1.0×3908700×595-1×16.7×800×293×(805-293/2)]/[360×(805-45)]=-922.5mm＜As1.min=1360mm,取Asx′=1360mm 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页上下均配6C25（HRB400），As=As′=2945.4mm27.3支撑圈梁、围檩计算各区段支撑设计参数一览表轴力区段每米最大支撑力（kN）计算间距弯矩设计取值（m）KN·mQL301.98.602325.9第一层支撑圈梁计算（QL1）取T1=301.9KN/m，计算间距8.6m圈梁截面计算：800mm×1200mm，砼C35，HRB400钢筋则实配14C24（HRB400）A=6330.2mm2斜截面强度计算：从而必须按计算配置箍筋：则 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页选配四肢箍A10，实有,故配筋满足要求！各区段围檩设计参数一览表轴力区段每米最大支撑力（kN）计算间距弯矩设计取值（m）KN·mWL363.68.02424第二层支撑围檩计算（WL1）取T1=363.6KN/m，计算间距8.0m圈梁截面计算：900mm×1400mm，砼C35，HRB400钢则实配12C25（HRB400）A=5890.8mm2（HRB400）斜截面强度计算从而必须按计算配置箍筋： 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页则选配四肢箍A，实有故配筋满足要求！8基坑降水方案设计8.1降水井型选深井井点管，深井井点管用PVC管，外管直径为，采用环形布置方案。8.2井点埋深埋置深度须保证使地下水降到基坑底面以下至少1.0米，本基坑工程取降到基坑面以下2.0m处。埋置深度可由下式确定：式中：井点管的埋置深度；基坑开挖深度；这里H=9m井点管露出地面高度，这里可取一般值；降水后地下水位至基坑底面的安全距离，本次可取；降水漏斗曲线水力坡度，本次为环状，取0.1；井点管至基坑边线距离，本次取；基坑中心至基坑边线的距离，本基坑工程取最近值宽边的一半，即64m；滤管长度，滤管长度取。故带入公式可得埋置深度为：8.3环形井点假想半径参考规范，对于矩形基坑，其长度与宽度之比不大于5时，可将不规则平面形状化成一个假想半径为的圆井进行计算： 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页式中基坑的平面面积（）圆周率，取3.14基坑的长度为155m,宽度为128m，其长宽比所以8.4井点抽水影响半径由下列公式可求得抽水影响半径：式中：时间，自抽水时间算起(10～15昼夜)，取；土的渗透系数，这里取平均值；含水层厚度，即为，土的给水度，按下表确定，本次取粉质粘土。土的给水度m表土的种类砾石卵石粗砂中砂细砂粉砂粉质粘土粘土泥炭m0.30-0.350.25-0.300.20-0.250.15-0.200.10-0.150.10-0.150.04-0.070.02-0.05故带入公式可得抽水影响半径为：8.5基坑涌水量计算(1)基坑稳定渗流涌水量用下列公式来进行计算： 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页式中：土的渗透系数，这里取平均值；基坑开挖范围内总含水层厚度，这里；地下水水位降深，本次取；另外由上述计算可得。故带入公式可得基坑稳定渗流涌水量为:(2)基坑静储水量计算取基坑土体给水度，故基坑总静储水量V(m3)可由下式计算：由上述计算可得：故带入公式可得基坑静储水量为：按预降水15d算，则平均日出水量为：(3)基坑总涌水量计算则基坑的总涌水量为：=0.0308.6基坑单井出水量计算深井过滤器进水部分每米井的单位进水量由下式得：式中K土的渗透系数，这里取平均值 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页过滤器半径，可取外管半径；过滤管长度（m）所以，深井过滤器进水部分每米井的单位进水量为：深井过滤器进水部分需要的总长度为深井单井出水量可采用完整潜水井来计算单井出水量，公式如下：式中：过滤器半径，可取外管半径；过滤器进水部分长度故可得基坑单井出水量为：8.7基坑单井数量和井间距的确定(1)基坑井点数量计算深井数量为：（个）实取28根井点管。(2)基坑井点间距计算井点间距：8.8基坑单井数量复核验算基坑单井数量复核验算用下式计算： 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页式中：n取外围井的数量28，，对于完整潜水井，可按下式计算：式中：潜水含水层厚度；圆形基坑半径；深井井管半径；基坑等效半径与降水井影响半径之和；降水井影响直径则故：所以基坑单井数量满足规范要求。8.9基坑井降水深度验算对于潜水含水层：式中：S基坑中心处地下水位降深值；基坑总涌水量；基坑中心距各井点中心的距离。深井井点布置方案：在基坑角点向外扩展，形成井点轮廓，在轮廓的角点处设置四口井，其余在宽边各设置5口井，中点处一口，两边对称设置2口；长边设置7口：中点处设置一口，其余在两旁各设置3 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页口，对称布置；则基坑井点轮廓宽边处的井点距离为19.9m，长边为19.9m。各井点中心距离基坑中心的距离可参照此方案按几何勾股定理方法确定，如下图所示故可得出如下结论：故满足要求。各井点中心到基坑中心的距离理想示意图，如下图所示：9基坑的稳定性验算9.1概述在基坑开挖时，由于坑内土体挖出后，使地基的应力场和变形场发生变化，可能导致地基的失稳，例如地基的滑坡、坑底隆起及涌砂等。所以在进行支护设计时，需要验算基坑稳定性，必要时应采取适当的加强防范措施，使地基的稳定性具有一定的安全度。9.2验算内容 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页对有支护的基坑全面地进行基坑稳定性分析和验算，是基坑工程设计的重要环节之一。目前，对基坑稳定性验算主要有如下内容：（1）基坑整体稳定性验算；（2）基坑的抗隆起稳定验算；（3）基坑底抗渗流稳定性验算；（4）基坑支护结构踢脚稳定性验算。9.3验算方法及计算过程9.3.1基坑的整体抗滑稳定性验算根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)采用圆弧滑动面验算板式支护结构和地基的整体稳定抗滑动稳定性时，应注意支护结构一般有内支撑或外拉锚杆结构、墙面垂直的特点。不同于边坡稳定验算的圆弧滑动，滑动面的圆心一般在挡墙上方，基坑内侧附近。通过试算确定最危险的滑动面和最小安全系数。考虑内支撑或者锚拉力的作用时，通常不会发生整体稳定破坏，因此，对支护结构，当设置外拉锚杆时可不做基坑的整体抗滑移稳定性验算。9.3.2基坑抗倾覆稳定性验算（1）概述根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)支护结构在水平荷匝作用下，对于内支撑或锚杆支点体系，基坑土体有可能在支护结构产生踢脚破坏时出现不稳定现象。对于单支点结构，踢脚破坏产生于以支点处为转动点的失稳，对于多层支点结构，则可能绕最下层指点转动而产生踢脚失稳。（2）稳定性验算根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)抗倾覆安全系数如下：其中有：式中：被动土压力系数与主动土压力系数的比值； 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页基坑的开挖深度；最下道支撑点到基坑底的距离；桩的入土深度；地面荷载，这里；桩长范围内土层的重度的加权平均值；桩长范围内土层的内摩擦角的加权平均值；桩长范围内土层的粘聚力的加强平均值。踢脚安全系数。其范围为其中有：桩长范围内的所有土层参数的加权平均值如下：（桩长为）又有上式得：则得出：故满足要求。9.3.3基坑抗隆起稳定性验算 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页图7.1基坑抗隆起稳定性验算计算简图采用同时考虑c、φ的计算方法验算抗隆起稳定性。式中：　墙体插入深度（），在这里；　　基坑开挖深度（），在这里；　　　地面超载（），在这里；　　坑外地表至墙底，各土层天然重度的加权平均值（）；坑内开挖面以下至墙底，各土层天然重度的加权平均值（）；、为墙体底端的土体参数值，在这里；； 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页、地基极限承载力的计算系数；用普郎特尔公式，、分别为：则抗隆起稳定性安全系数：故满足要求。9.3.4抗渗流（或管涌）稳定性验算（1）概述根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)在地下水丰富、渗流系数较大（渗透系数）的地区进行支护开挖时，通常需要在基坑内降水。如果围护短墙自身不透水，由于基坑内外水位差，导致基坑外的地下水绕过围护墙下端向基坑内外渗流，这种渗流产生的动水压力在墙背后向下作用，而在墙前则向上作用，当动水压力大于土的水下重度时，土颗粒就会随水流向上喷涌。在软粘土地基中渗流力往往使地基产生突发性的泥流涌出，从而出现管涌现象。以上现象发生后，使基坑内土体向上推移，基坑外地面产生下沉，墙前被动土压力减少甚至丧失，危及支护结构的稳定。验算抗渗流稳定的基本原则是使基坑内土体的有效压力大于地下水的渗透力。（2）抗渗稳定性验算如下图所示： 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页抗管涌验算示意图作用在管涌范围内B上的全部渗透压力J为式中：h在B范围内从墙底到基坑底面的水头损失，一般可取；水的重度，这里；B流砂发生的范围，根据实验结果，首先发生在离坑壁大约等于挡墙插入深度的一半范围内，即抵抗渗透压力的土体水中重量为：式中：土的浮重度（）；墙体范围内土层的重度的加权平均值=19.1，；D桩的插入深度（），这里取；带入数据分别计算得：h≈则： 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页因为满足W〉J，所以不会发生管涌。抗渗流或抗管涌稳定性安全系数公式：式中：抗渗流或抗管涌稳定性安全系数，这里要求；坑底土体的临界水力坡度，用下列公式进行求解：式中：土的颗粒密度（），这里取；土的空隙比，按勘察报告可知；所以带入公式可得：坑底土的渗流水力坡度，用下列公式进行求解：式中：坑底内外的水头差（），坑外水位取地表下，坑内水位取坑底下。则；最短渗径流线长度（），这里按下式进行求解：式中：渗流水平段总长度（），取渗径垂直段换算成水平段的换算系数，单排帷幕墙时，取 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页：多排帷幕墙时。取。这里是多排帷幕墙取；渗流垂直段总长度（）；则坑底土的渗流水力坡度：所以抗渗流或抗管涌稳定性安全系数满足要求。10降水措施及井点布置10.1深井平面布置深井布置距离基坑围护结构一般控制在8.0m左右，井与井之间距离正常控制在14.0～15.0m，平面呈棋盘式布局，布置的位置应避开工程桩、围护支撑及主体结构墙体、柱、梁等部位，便于固定和抽水管理。10.2深井井身结构（1）深井深度确定：降水深度控制在基坑底1.0m以下，本基坑最大开挖深度为9m，为确保基坑内土体含水的减排，井深确定为15m。深入基坑开挖面以下6m左右。（2）井管、滤水管设置：根据本基坑开挖范围内土层分布情况，及基坑内支撑的标高，真空深井滤水管分三段设置，第一段在地表下2.15m以下至5.05m处设置2.9m长滤水管，第二段在地表下6.55m至8.9m处设置2.35m长滤水管，第三段设置在基坑底以下0.55m,长度为3.10m。在地表、基坑内支撑、基坑开挖面处设置三段2.65m、1.5m、1.0m长的井管连接滤管，在最下端滤管底部设置1.0m长的沉淀管，以防止杂质沉淀后堵塞滤管和汲水管路。井管及滤水管直径Ø273钢管，滤水管采用桥式滤水器，滤水管外包二层60目的尼龙纱网，沉淀管管底用钢板封闭。深井井口高出地表面0.50m，以防止地表污水渗入井内。详见后附深井井身结构图。 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页（3）滤料：自然地面1.65m以下部位围填中粗砂做为过滤层。（4）井口密封：为防止地面污水的渗入及确保真空效果，在砾料的围填面以上必须采用优质粘土围填至地表并夯实，并做好井口管外的封闭工作，密封井段长度为2.15m。（5）深井施工参数：深井成孔直径为900mm，成孔深度约19m，井管直径Ø273mm钢管，井底1.0m为沉渣预留段，以贮存清孔后到下管前间隙时间的沉渣，确保井管安装深度。（6）真空泵设置： 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页配备28台真空水泵分布在基坑四周，每台真空泵各连接3口疏干井,真空泵接上之后连续不断的集水和抽水，以保证井内有真空，无积水。（7）汲水高度设置：汲水深度根据水位观测情况进行调控，以确保合理的水位降深。初定第一次降水时在地表以下8m处，第二次降水时在地表以下12m处。10.3轻型井点布置由于一期开挖的范围内，分地下一层区域和地下二层区域，区域间采用搅拌桩止水帷幕，地下一层区域开挖深度为3.82~4.90m，采用轻型井点辅助降水即可满足要求。轻型井点布置如一期基坑降水平面布置图所示，开挖边坡坡顶处环形布置9套，地下一层与地下二层区域之间布置15套，共计24套，要求如下：1）轻型井点支管长度为6m，滤管长度1.0m，支管及滤管外径Ø48mm，冲孔孔径不应小于300mm；2）轻型井点以50延长米总管为一套，过长则无法确保真空泵的真空度，影响降水效果，井点管间距1.5m左右；3）降水至少7天后方可进行挖土作业，并确保坑内最高水位始终低于开挖面0.5～1.0m；4）井点施工时，应预挖深1.0m左右沟槽，以便于成孔施工；5）每套井点之间的平面间距控制在12m以内，真空泵真空度须达到60KPa以上，排出的水须排放至基坑影响范围以外，亦可沉淀后排入市政排水系统；6）降水应至少在挖土前一周开始，降水深度在基坑开挖面0.5-1.0m；10.4其他注意事项：（1）在降水井、潜水泵、管路等安装完毕正常抽水条件下，预降水约3~4周，即可进行首批土方开挖。在土方开挖的同时，继续进行降水，将水位降到每层土方开挖面以下1m。（2）井位布置在具体施工时应避开工程桩和主体结构柱、梁、墙体等部位，同时尽量根据相应的区域的基坑开挖深度来定。（3）在基坑四周，每3~5台泵设置一个电箱进行供电，排水集中排放在坑边的沉淀池内沉淀净化后再排放到市政排水系统。（4）开挖至坑底，浇筑垫层时可将深井拆除； 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页（5）深井在运行时应经常观测水位变化情况，并根据开挖顺序、开挖进度和水位深度调整抽水井井位、数量和潜水泵的深度；（6）基坑坑口需设置硬化的排水沟排水，以防雨水进入基坑内，同时基坑内应设置明排水措施；（7）地下室与外界连接通道处施工前根据现场情况确定是否需要二次降水，如需，则采用补打临时井点进行降水；（8）其他未尽事宜按国家、地方相关规范、规程的要求执行。10.5施工组织为保证工程顺利进行，加强现场管理，施工中必须有一套完整和行之有效的管理体系，针对此工程成立了施工组织管理体系（见下图）。降水主要管理、施工人员见下表岗位工种主　要　职　责人数工程总负责全面负责工程协调、质量、进度、安全、文明施工等1人技　术　员施工和降水管理技术指导、检查、监督、工序验收等1人施　工　员施工组织和进度控制，施工安全和技术指导1人钻　井　工井点施工12人辅　助　工辅助施工8人降水观测管理抽水系统的日常维护、抽水效果观测2人电　　　工施工用电及用电安全管理1人合计26人 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页10.6施工机械、设备配备施工涉及的主要施工机械及材料配备见下表主要机械设备配备表序号机械设备名称规格型号单位数量单机功率备注1水井钻机GXYL－100台215Kw2泥浆泵BW200台215Kw3真空泵JSJ-60台307.5Kw4潜水泵QDX3-10-0.75台851.1Kw4井管Ф273M4005井管Ф48M36006滤管Ф273M8507移动电箱40A只108移动电箱15A只509滤砂中粗m3100010冲孔水枪套23.5Kw11滤网60目m500012钢丝软管若干注：上述设备投入时按现场施工需要及时调运进场11工程测量数据处理与成果分析由于基坑周边建筑物密集，在围护过程中必须定期对周围邻近建（构）筑物进行基础沉降、变形、裂缝等全方位的监测。若沉降、变形、裂缝等数值超过有关规定限值，应立即停止施工，并通知有关单位人员进行研究，采取注浆加固等有效处理措施。进行数据分析时，应结合其他相关项目的监测数据和自然环境、施工工况等情况以及以往数据，考量其发展趋势，并作出预报；监测成果应包括当日报表、总结报告，监测成果宜用表格和变化曲线或图形反映。具体数据见下面表格 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页基坑东侧移动公司观测数据：测点水准读数（m）高差（m）平均高差（m）高程（m）后视前视BM81.4941601.494170护栏（南）1.3756900.1184701.3756800.1184900.118480BM71.4683100.0258501.4683000.0258700.025860灯杆（东北角）1.3029200.1912401.3029200.1912500.191245TP11.2843900.2097701.2844100.2097600.2097651.4502601.450240TP21.4463900.0038701.4463800.0038600.0038651.5196401.519660TP31.4847600.0348801.4847500.0349100.0348951.4843001.484320E401.4678700.0164301.4678900.0164300.0164300.0164300.9890100.989010TP41.349080-0.3600701.349090-0.360080-0.3600751.5195701.519570E421.4989100.0206601.4989300.0206400.0206500.020650E411.4826600.0369101.4826400.0369300.0369200.036920E401.0378301.037840TP51.473260-0.4354301.473270-0.435430-0.4354301.3839801.383970E361.396420-0.0124401.396430-0.012460-0.012450-0.012450E321.2935900.090390 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页1.2936100.0903600.0903750.090375TP61.3326400.0513401.3326400.0513300.0513351.5659201.565900E371.5575700.0083501.5575800.0083200.0083350.008335E341.2891800.2767401.2891700.2767300.2767350.2767351.0814401.081430E281.322260-0.2408201.322240-0.240810-0.240815-0.240815E271.272260-0.1908201.272260-0.190830-0.190825-0.190825TP71.222540-0.1411001.222520-0.141090-0.1410951.2038601.203850TP81.1637500.0401101.1637500.0401000.0401051.4784101.478420TP91.536050-0.0576401.536040-0.057620-0.0576301.4373501.437350TP101.4260900.0112601.4261000.0112500.0112551.2538001.253790BM81.463650-0.2098501.463650-0.209860-0.209855护栏（南）1.345820-0.0920201.345830-0.092040-0.092030BM71.438510-0.1847101.438500-0.184710-0.184710灯杆（东北角）1.273090-0.0192901.273100-0.019310-0.0193000.005355闭合差之和=0.00535mm 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页基坑东侧承德避暑山庄沉降观测数据：测点水准读数（m）高差（m）平均高差（m）高程（m）后视前视BM41.3232901.323280BM51.471210-0.1479201.471220-0.147940-0.1479301.4366601.436640BM61.4013800.0352801.4013600.0352800.0352801.5985801.598560TP11.2578500.3407301.2578400.3407200.3407251.4714501.471450E81.4622500.0092001.4622500.0092000.0092000.0092001.1657201.165730E11.0601700.1055501.0601800.1055500.1055500.1055501.1364801.136470TP21.500900-0.3644201.500900-0.364430-0.3644251.5690101.569020E21.5191100.0499001.5191000.0499200.0499100.0499101.2011701.201190TP31.445340-0.2441701.445350-0.244160-0.2441651.5641501.564130E41.597810-0.0336601.597810-0.033680-0.033670-0.033670E51.1612100.4029401.1612200.4029100.4029250.4029251.0610301.061030TP41.657600-0.596570 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页1.659650-0.598620-0.5975951.5629301.562940E71.4990400.0638901.4990200.0639200.0639050.0639051.1861101.186100TP51.506340-0.3202301.506340-0.320240-0.3202351.5120301.512040E91.4688000.0432301.4687800.0432600.0432450.0432451.1718001.171800E101.0746600.0971401.0746800.0971200.0971300.0971301.2552501.255260E111.1917500.0635001.1917500.0635100.0635050.0635051.0983701.098390E121.383120-0.2847501.383130-0.284740-0.284745-0.2847451.3556801.355660TP61.729930-0.3742501.729940-0.374280-0.3742651.5311101.531090E131.5211500.0099601.5211700.0099200.0099400.0099401.1201201.120100E141.0020200.1181001.0020300.1180700.1180850.1180851.1927101.192730E171.0224500.1702601.0224500.1702800.1702700.1702701.1628701.162860TP71.575370-0.4125001.575360-0.412500-0.412500 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页1.5389301.538950E161.5028100.0361201.5028000.0361500.0361350.0361351.3330301.333030E151.3078000.0252301.3078200.0252100.0252200.025220TP81.496750-0.1637201.496740-0.163710-0.1637151.5249501.524940E181.4758300.0491201.4758400.0491000.0491100.0491101.1988901.198880地面西11.519830-0.3209401.519830-0.320950-0.320945-0.320945地面21.519520-0.3206301.519520-0.320640-0.320635-0.320635地面31.528430-0.3295401.528440-0.329560-0.329550-0.329550地面41.542830-0.3439401.542810-0.343930-0.343935-0.3439351.5818001.581790E191.1949200.3868801.1934930.3882970.3875890.3875891.1534801.153460TP91.510050-0.3565701.510030-0.356570-0.3565701.4894201.489430TP101.669250-0.1798301.669260-0.179830-0.1798301.5275501.527540TP111.561000-0.0334501.561010-0.033470-0.0334601.4386401.438630BM61.730010-0.2913701.730000-0.291370-0.2913701.543270 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页1.543260BM51.578440-0.0351701.578430-0.035170-0.0351701.6136701.613680BM41.4656400.1480301.4656200.1480600.148045-0.001761闭合差之和=-0.001761m基坑南侧高层住宅楼沉降观测数据：测点水准读数（m）高差（m）平均高差（m）高程（m）后视前视BM31.5571901.557180BM21.4789600.0782301.4789400.0782400.0782351.4819501.481960广告杆（西北角）1.4138700.0680801.4138700.0680900.068085消防栓（南）1.0230600.4588901.0230800.4588800.4588851.0889001.088880BM11.544120-0.4552201.544110-0.455230-0.4552251.2586901.258680TP11.289710-0.0310201.289700-0.031020-0.0310201.5832401.583260S11.585280-0.0020401.585300-0.002040-0.002040-0.002040S21.5722100.0110301.5722100.0110500.0110400.011040S31.5783600.0048801.5783600.0049000.0048900.0048901.2847901.284780TP21.2418300.0429601.2418300.0429500.0429551.2628101.262800 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页S41.264250-0.0014401.264240-0.001440-0.001440-0.001440TP31.538890-0.2760801.538870-0.276070-0.2760751.5186201.518630S51.521220-0.0026001.521220-0.002590-0.002595-0.002595S61.527600-0.0089801.527590-0.008960-0.008970-0.008970TP41.4093101.409330S71.4042000.0051101.4041900.0051400.0051250.0051250.9237500.923730TP51.428510-0.5047601.428520-0.504790-0.5047751.4316601.431640TP61.447140-0.0154801.447130-0.015490-0.0154851.4108101.410820S11.412050-0.0012401.412060-0.001240-0.001240-0.001240TP71.572110-0.1613001.572100-0.161280-0.1612901.3577401.357750BM11.3254100.0323301.3254000.0323500.0323401.6014901.601480消防栓（南）1.1810900.4204001.1810700.4204100.4204051.0565701.056580广告杆（西北角）1.424760-0.3681901.424780-0.368200-0.368195BM21.493000-0.4364301.493000-0.436420-0.4364251.5518801.551860BM31.629970-0.078090 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页1.629960-0.078100-0.0780950.00477闭合差之和=0.00477m基坑北侧道路沉降观测数据：测点水准读数（m）高差（m）平均高差（m）高程（m）后视前视BM31.6299501.629960BM21.5517900.0781601.5517900.0781700.0781651.4300101.430020RC11.4263800.0036301.4263700.0036500.0036400.0036401.5234301.523440RC21.5159100.0075201.5159200.0075200.0075200.0075201.5209401.520950RC31.5131400.0078001.5131300.0078200.0078100.0078101.5189701.518970RC41.5164000.0025701.5164000.0025700.0025700.0025701.5366201.536620RC51.5339100.0027101.5339000.0027200.0027150.0027151.5009401.500950RC61.509300-0.0083601.509290-0.008340-0.008350-0.0083501.5075201.507510RC71.5052400.0022801.5052400.0022700.0022750.0022751.5269101.526900RC81.4887300.038180 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页1.4887500.0381500.0381650.0381651.4977801.497790RC91.4866100.0111701.4866300.0111600.0111650.0111651.5185801.518570RC101.4845400.0340401.4845300.0340400.0340400.0340401.5232001.523200TP11.5037400.0194601.5037300.0194700.0194651.4442401.444260TP21.482760-0.0385201.482760-0.038500-0.0385101.4120201.412030TP31.482150-0.0701301.482160-0.070130-0.0701301.4359701.435960TP41.497300-0.0613301.497320-0.061360-0.0613451.4403101.440310RC11.537360-0.0970501.537380-0.097070-0.097060-0.0970601.5052101.505230BM21.4188100.0864001.4888000.0164300.0514151.5510401.551050BM31.629190-0.0781501.629210-0.078160-0.0781550.00449闭合差之和=0.00449m 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页12淮海第一城深基坑支护设计电算设计单位：XXX设计院设计人：XXX设计时间：2011-05-2614:54:35----------------------------------------------------------------------[支护方案]----------------------------------------------------------------------排桩支护 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页----------------------------------------------------------------------[基本信息]----------------------------------------------------------------------内力计算方法增量法规范与规程《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99基坑等级二级基坑侧壁重要性系数γ01.00基坑深度H(m)9.000嵌固深度(m)10.000桩顶标高(m)0.000桩直径(m)0.900桩间距(m)2.000混凝土强度等级C30有无冠梁有├冠梁宽度(m)0.800├冠梁高度(m)0.560└水平侧向刚度(MN/m)0.369放坡级数0超载个数1----------------------------------------------------------------------[超载信息]----------------------------------------------------------------------超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)140.000-------------------------------------------------------------------------------------[土层信息]----------------------------------------------------------------------土层数5坑内加固土否内侧降水最终深度(m)11.000外侧水位深度(m)1.800内侧水位是否随开挖过程变化否弹性法计算方法m法----------------------------------------------------------------------[土层参数]----------------------------------------------------------------------层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1杂填土1.0016.3---4.0010.002粘性土2.5018.310.016.0023.003粉土3.0017.89.314.0024.004淤泥质土3.5016.88.08.008.005粉土9.0019.38.030.0020.00 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算m值抗剪强度擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度)(MN/m4)(kPa)160.0---------4.68---260.00.0033.00合算18.48---360.045.0015.00合算7.50---4120.010.0010.00合算10.00---5120.010.0010.00合算10.00-------------------------------------------------------------------------[支锚信息]----------------------------------------------------------------------支锚道数2支锚支锚类型水平间距竖向间距入射角总长锚固段道号(m)(m)(°)(m)长度(m)1内撑2.8000.200---------2内撑1.0002.500---------支锚预加力支锚刚度锚固体工况抗拉力道号(kN)(MN/m)直径(mm)号(kN)1301.9415.00---2～---2363.6030.00---4～-------------------------------------------------------------------------[土压力模型及系数调整]----------------------------------------------------------------------弹性法土压力模型:经典法土压力模型:层号土类名称水土水压力主动土压力被动土压力被动土压力调整系数调整系数调整系数最大值(kPa)1杂填土合算1.0001.0001.00010000.0002粘性土合算1.0001.0001.00010000.0003粉土合算1.0001.0001.00010000.0004淤泥质土合算1.0001.0001.00010000.0005粉土合算1.0001.0001.00010000.000 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页----------------------------------------------------------------------[设计结果]--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------[结构计算]----------------------------------------------------------------------各工况： 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页内力位移包络图： 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页地表沉降图：----------------------------------------------------------------------[冠梁选筋结果]----------------------------------------------------------------------钢筋级别选筋As1HRB4002E16As2HRB3352D16As3HPB235d8@200----------------------------------------------------------------------[环梁选筋结果]----------------------------------------------------------------------钢筋级别选筋As1HPB2351d12As2HPB2351d12As3HPB235d12@1 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页----------------------------------------------------------------------[截面计算]----------------------------------------------------------------------[截面参数]桩是否均匀配筋是混凝土保护层厚度(mm)20桩的纵筋级别HRB400桩的螺旋箍筋级别HPB235桩的螺旋箍筋间距(mm)200弯矩折减系数0.85剪力折减系数1.00荷载分项系数1.25配筋分段数一段各分段长度(m)19.00[内力取值]段内力类型弹性法经典法内力内力号计算值计算值设计值实用值1基坑内侧最大弯矩(kN.m)1169.421115.841242.511242.51基坑外侧最大弯矩(kN.m)774.854647.65823.27823.27最大剪力(kN)650.39741.44812.99812.99段选筋类型级别钢筋实配[计算]面积号实配值(mm2或mm2/m)1纵筋HRB40021E2510308[9989]箍筋HPB235d10@200785[-1294]加强箍筋HRB335D14@2000154 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页----------------------------------------------------------------------[整体稳定验算]----------------------------------------------------------------------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:0.40m滑裂面数据整体稳定安全系数Ks=0.974圆弧半径(m)R=20.457圆心坐标X(m)X=-2.524圆心坐标Y(m)Y=10.169 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页----------------------------------------------------------------------[抗倾覆稳定性验算]----------------------------------------------------------------------抗倾覆安全系数: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;注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m)1内撑714.286---2内撑2000.000---Ks=4.570>=1.200,满足规范要求。 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页----------------------------------------------------------------------[抗隆起验算]----------------------------------------------------------------------Prandtl(普朗德尔)公式(Ks>=1.1～1.2)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97(冶金部): 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页Ks=1.362>=1.1,满足规范要求。Terzaghi(太沙基)公式(Ks>=1.15～1.25)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97(冶金部):Ks=1.498>=1.15,满足规范要求。[隆起量的计算]注意：按以下公式计算的隆起量，如果为负值，按0处理! 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页式中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;ri———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);hi———第i层土的厚度(m);q———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);δ=64(mm) 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页----------------------------------------------------------------------[抗管涌验算]----------------------------------------------------------------------抗管涌稳定安全系数(K>=1.5):式中γ0———侧壁重要性系数;γ"———土的有效重度(kN/m3);γw———地下水重度(kN/m3);h"———地下水位至基坑底的距离(m);D———桩(墙)入土深度(m);K=3.403>=1.5,满足规范要求。 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页13参考文献（1）中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）（2）中华人民共和国国家标准《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）（3）中华人民共和国国家标准《钢结构设计规范》（GB50017-2003）（4）中华人民共和国国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）（5）中华人民共和国行业标准《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）（6）中华人民共和国行业标准《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）（7）中华人民共和国国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）（8）中华人民共和国国家标准《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）（9）国家、行业及江苏省其他现行的有关设计标准、规范、规程和标准图集。（10）《深基坑支护工程设计技术》黄强中国建材工业出版社1995.5（11）《深基坑开挖与支护工程设计计算与施工》彭振斌中国地质大学出版社1997.7（12）《基础工程设计原理》白晓红科学出版社2005.7（13）《深基坑工程》陈忠汉机械工业出版社（14）《基础工程学》中国水利水电出版社2002.12（15）《基础工程设计原理》袁聚云同济大学出版社2001.1（16）《建筑基坑工程设计计算与施工》崔江余中国建材工业出版社1999.11（17）《深基坑支护设计与施工》余志成施文华中国建筑工业出版社，1997（18）《深基坑工程实用技术》黄运飞兵器工业出版社，1996（19）《建筑基坑工程技术规范(YB9258-97)》王吉望唐业清治金工业出版社1999（20）《土力学基础工程》中国铁道出版社1989（21）《土工原理与计算》水利电力出版社1994 （22）《深基坑支护工程实例》中国建筑工业出版社1996（23）《基坑工程学术讨论会论文集》建筑技术杂志社出版1998 （24）ClaytonC.R..J.etal.EarthPressureandEarth-RetainingStructures.2ndedition.BlackieAcademic&ProfessionalPub.1991（25）XanthakosP.P.ExcavationSupportMethods.GroundControlandImprovement.JohnWiely&SonsPub,1994 淮阴工学院毕业设计说明书第111页共111页（26）Vesic,A.S.,PrincipleofFoudationDesign,DukeUniversity,SoilMechanicsSeriesNo.38,1975（27）Vesic,A.S.,BeringCapacityofShallowFoudations,HandBookofFoundationEngineering,NewYork,1974'