1、地鐵車站深基坑大學畢業設計（含外文翻 譯）地鐵車站深基坑大學畢業設計 （含外文翻譯）摘要畢 業設計主要包括三個部分，第一部分是上海地鐵場中路站基 坑圍護結構設計；第二部分是上海地鐵場中路站基坑施工組 織設計；第三部分是專題部分，盾構施工預加固技術研究。在第一部分基坑圍護結構設計中，根據場中路站基坑所 處的工程地質、水文地質條件和周邊環境情況，通過施工方 案的比選，確定采用地下連續墻作為基坑的圍護方案，支撐 方案選為對撐，從地面至坑底依次設四道鋼管支撐，并進行 圍護結構及支撐的內力計算、相應的強度和地連墻的配筋驗 算以及基坑的抗滲、抗隆起和抗傾覆等驗算。第二部分的施工組織設計，根據基坑圍護方案、

2、施工方 法和隧道周邊的環境情況，對施工前準備工作，施工場地布 置，圍護結構施工、基坑開挖與支撐安裝等進行設計，并編 制了工程進度計劃，編寫了相應的質量、安全、環境保護等 措施。第三部分專題內容是盾構施工中的預加固技術研究。針對工程施工中的地質條件和施工工況，總結了盾構施工 中的土體預加固的技術措施和相關的參考資料，提由在盾構 施工中土體預加固的技術措施。關鍵詞:基坑；地下連續墻；施工組織；支撐體系；盾構預加固技術目錄第一部分上海地鐵場中路站基坑圍護結構設 計1工程概況1 1.1工程地質及水文地質資料1 1.2工程周圍環境2 2設計依據和設計標準4 2.1工程設計依據 4 2.2基坑工程等級及設

3、計控制標準4 3基坑圍護方案設計 5 3.1基坑圍護方案5 3.2基坑圍護結構方案比選6 4基坑支撐方案設計8 4.1支撐結構類型8 4.2支撐體系的布置形式8 4.3支撐體系的方案比較和合理選定10 4.4基坑施工應變措施105計算書12 5.1荷載計算12 5.2圍護結構地基承載力驗算14 5.3基坑底部土體的抗隆起穩定性驗算14 5.4抗滲驗算155.5抗傾覆驗算16 5.6整體圓弧滑動穩定性驗算17 5.7圍護結構及支撐內力計算17 5.8支撐強度驗算21 5.9地下連續 墻配筋驗算23 6基坑主要技術經濟指標25 6.1開挖土方量25 6.2混凝土澆筑量25 6.3鋼筋用量25 6.

4、4人工費用25第 二部分上海地鐵場中路站基坑施工組織設計1基坑施工準備25 1.1基坑施工的技術準備25 1.2基坑施工的現場準備25 1.3基坑施工的其他準備 27 2施工方案29 2.1概況29 2.2施工方法的確定 29 2.3施工流程32 2.4質量控制35 2.5 施工主要技術措施 37 2.6關鍵部位技術措施 39 3施工總平面 布置40 3.1施工現場廣場臨時建筑物的布置原則及位置403.2施工用的臨時運輸線路的布置40 3.4建筑材料的堆放位置40 4施工進度計劃及管理措施41 4.1工程安排原則41 4.2 施工進度計劃41 4.3施工質量過程控制 42 5質量、安全、文明管

5、理措施43 5.1質量管理措施43 5.2 土方運輸環境管理規定44 5.3安全生產管理措施 44 5.4文明施工措施44第 三部分 盾構施工中的預加固技術研究1概述47 1.1盾構法概述47 1.2盾構法的施工條件 47 1.3盾構施工工藝47 1.4盾 構法施工的優缺點 49 1.5盾構法施工預加固的必要性 49 2 盾構施工預加固技術 50 2.1概述50 2.2凍結法50 2.3注漿法51 2.4高壓旋噴樁52 3水平凍結法在盾構進洞中的應用543.1工程概況54 3.2周邊環境狀況54 3. 3地基加固方式的選 擇54 3. 4水平凍結法地基加固施工 54 3.5凍結加固的效果56

6、3.6盾構進洞存在的風險 57 3.7盾構進洞的保證措施 57 4. 小結59參考文獻60第四部分 外文翻譯 翻譯原文62中文譯文66致謝88第一部分上海地鐵場中路站基坑圍護結構設計XX大學20XX屆本科生畢業設計第26頁1工程概況上海地鐵七號線一期工程二標段場中路站位于滬太公 路南側和大場稅務所東側。擬建之場中路站建（構）筑物主要由地鐵行車道及人行通道組成，車站段地鐵行車道主體長約220m,寬約20m,人行通道長約7080m,寬約10m。車站結構型式為地下二層島式，底板埋深為15.00m o1 .1工程地質及水文地質資料1.1.1工程地質條件 場中路站場地地形較平坦，地面標高在4.16m4.

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

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

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

10、位，淺部土層中的 潛水位埋深，一般離地表面0.31.5m,年平均地下水位離地表面0.50.7m,低水位埋深為1.50m；第1-1層承壓水 位埋深為311m。潛水位和承壓水位隨季節、氣候等因素而有所變化江河邊一定距離范圍內，特別是有淺層粉性土或砂土分布區，其潛水位受潮汐影響較明顯。據有關資料，地下水的溫度，埋深在4m范圍內受氣溫變化影響，4m以下水溫較穩定，一般為 1618°。根據地質資料，潛水水位埋深為1.232.80m,第1-1層承壓水水位埋深為 4.08m。水質分析表明，地下水對混凝土無腐蝕性。由于擬建場地地下水水位較高，根據上海地區經驗，當地 下水（潛水）對混凝土無腐蝕性性時，

11、其土對混凝土亦無腐 蝕性，故判定擬建場地地下水和土對混凝土無腐蝕性。另據水質分析報告和類同工程經驗判定，場地地下水對 鋼結構有弱腐蝕性。1.2工程周圍環境 1.2.1鄰近建筑 場地西側為居民住宅， 住宅離基坑較遠，在基坑開挖影響范圍以外。基坑東側為滬太路，南側為洛場路，路面下有較多的市政 管線，需在施工中加強對基坑變形的控制。1.2.2 地下管線根據現有的管線資料顯示，場中路站端 頭井圍護結構范圍內無地下管線，但在工地圍場邊上有一排 架空電線，施工中，應避免大型機械設備接觸或碰撞管線。在基坑東側的滬太路上，分布有上水？200、電話36孔、上水？500、上水？1800、雨水？400 ;在洛場路口

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

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

14、據和設計標準2.1工程設計依據本工程設計執行的規范和標準：(1)巖土工程勘察規范(GB 50021-2001);(2)建筑結構荷載規范(GB 50009-2001 )(3)建筑基坑支護技術規程(JGJ 120-2012);(4)建筑地基基礎設計規范(GB 50007-2011 );(5)地下鐵道、輕軌交通巖土工程勘察規范(GB 50307-1999);(6)鋼結構設計規范(GB50017-2003 ) ;( 7 )混凝土結構設計規范(GB50010-2010 ) ; 2.2基坑工程等級及設計控制標準根據建筑基坑支護技術規程(JGJ120-2012)規定，基坑的側壁安全等級分為三級，基坑支護結構

15、設計應根據表2.1選用相應的側壁安全等級及重要性系數。表2.1基坑側壁安全等級及重要性系數安全等級破壞后果一級支護結構破壞、土體失穩或過大變形對基坑周圍 環境及地下結構施工影響很嚴重1.1二級 支護結構破壞、土體失穩或過大變形對基坑周圍環境及地下結構施工影響 嚴重1.0三級 支護結構破壞、土體失穩或過大變形對基坑 周圍環境及地下結構施工影響不嚴重0.9總體而言，本工程周圍建筑物大部分距離擬建場地紅線位置較遠，建筑物結構 形式較好。該車站的西側為居民住宅，東側緊挨滬太路，線路規劃橫 穿西側居民住宅以及少數商業建筑。管線主要在滬太路和洛場路下敷設，地鐵站位沒有控制性 管線。支護結構破壞、土體失穩或

16、過大變形對基坑周圍環境及地 下結構施工有一定影響，據此，確定支護結構的安全按等級 為一級，重要性系數取 1.1。3基坑圍護方案設計 3.1基坑圍護方案 基坑的圍護結構 主要承受基坑開挖卸荷所產生的土壓力和水壓力并將此壓 力傳遞到支撐，是穩定基坑的一種臨時擋墻結構。主要分類有鋼板樁、鉆孔灌注樁、地下連續墻、SMW 工法和高壓旋噴樁等。3.1.1 鋼板樁 鋼板樁支護是用打樁機直接將鋼板按一定 搭接方式打入土體來承受基坑開挖卸荷所產生的水土壓力 的一種施工臨時支擋結構。鋼板樁可以是鋼板、鋼管、各種型鋼和工廠專門制作的定 型產品，它們可以間隔式打入，也可以是帶樺槽連接，中間 有專門的防滲構件；也可以預

17、先連接成片，形成 屏風”整片 沉入。對于較淺的基坑，可用懸臂式板樁；對于較深的基坑， 可采用帶內支撐或外部錨定的板樁。采用鋼板樁圍護優點主要有: 鋼板樁的強度、品質、接縫精度等質量保證、可靠性高；具 有耐久性，可回拔清理再使用；與多道支撐相結合，適合軟 土地區的較深基坑，而且施工方便、工期短。施工中須注意接頭防水，以防止樁縫水土流失所引起的 地層塌陷及失穩問題；鋼板樁剛度比排樁和地下連續墻小， 開挖后撓度變形較大；打拔樁振動噪聲大、容易引起土體移 動、導致周圍地基較大沉陷。3.1.2 鉆孔灌注樁 鉆孔灌注樁是利用鉆孔機械按設計位 置鉆孔，然后向孔里澆灌混凝土，并下放預制鋼筋籠，最后 形成并列的

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

19、支護，開挖一定槽段長度的溝槽；再 將鋼筋籠放入溝槽內。采用導管在充滿穩定液的溝槽中進行混凝土的置換。相互鄰接的槽段由特別接頭進行連接。地下連續墻的優點為：(1)可減少施工時對環境的影響，施工時振動少，噪聲低； 能夠緊鄰相近的建筑及地下管線施工，對沉降及變位較易控 制；(2)地下連續墻的墻體剛度較大、整體性好，因而結構 和地基變形都較小，既可用于超深圍護結構，也可用于主體 結構；(3)地下連續墻為整體連續結構，加上現澆墻壁厚度 不小于60cm,鋼筋保護層又較大，故耐久性好，抗滲性能 亦好；(4)可實行逆作法施工，有利于施工安全，并加快施 工進度，降低造價；(5)適用于多種地質情況。地下連續墻的缺

20、點為：(1)棄土及廢漿的處理問題。除增加工程費用外，如處理不當，還會造成新的環境污染。(2)地質條件和施工的適應性問題。從理論上講，地下連續墻可適用于各種地層，但最適應的 還是軟塑、可塑的粘性地層。當地層條件復雜時，還還會增加施工難度和影響工程造 價。(3)槽壁坍塌問題。引起槽壁坍塌的原因，可能是地下水位急劇上升，護壁泥 漿液面急劇下降，有軟弱疏松或砂性夾層，以及泥漿的性質 不當或已經變質，此外還有個施工管理等方面的因素。槽壁坍塌輕則引起墻體混凝土超方和結構尺寸超生允許 的界限，重則引起相鄰地面沉降、坍塌，危害鄰近建筑和地 下管線的安全。(4)現澆地下連續墻的墻面通常較粗糙，如果對墻面要 求較

21、高，雖可使用噴漿或噴砂等方法進行表面處理或另作襯 壁來改善，但會增加工作量。(5)地下連續墻如單純用作施工期間的臨時擋土結構， 不如采用鋼板樁等一類可拔由重復使用的園護結構來得經 濟，因此連續墻結構幾年來一般用在兼做主體結構的場合較 多。地下連續墻是一種比鉆孔灌注樁和深層攪撲樁造價昂貴 的結構形式，對其選用，必須經過技術經濟比較，確實認為 是經濟合理，因地制宜時，才可采用。一般說來其在基礎工程小的適用條件歸納起來，有以下幾 點：(1)基坑深度大于 10m； (2)軟土地基或砂土地基；(3) 在密集的建筑群中施工基坑，對周圍地面沉降，建筑物的沉 降要求需嚴格限制時，宜用地下連續墻；(4)圍護結構

22、與主體結構相結合，用作主體結構的一部分，且對抗滲有較嚴格 要求時，宜用地下連續墻；（5）采用逆作法施工，內襯與護 壁形成復合結構的工程。3.1.4 SMW 工法SMW工法是先用螺旋鉆機按設計位置 鉆孔疏松泥土，且孔與孔之間有一定的搭接長度，之后向疏 松泥土中注入水泥漿液， 然后按設計間距打入 H型鋼形成勁 性水泥土，最后形成一排擋土止水帷幕。SMW工法施工噪聲低，對周圍環境影響小；結構止水性 好結構強度可靠，適合于各種土層，配以多道支撐，可適用 于深基坑；此方法在一定條件下可以取代作為圍護的地下連 續墻，具有較大發展前景。3.1.5 高壓旋噴樁擋墻高壓旋噴樁擋墻是用帶有噴頭的 鉆機將其鉆入到預

23、定深度后，再利用地面高壓水泵將配制好 的水泥漿液注入土體，同時勻速地將旋轉的噴頭緩緩地向上 拔，使得水泥漿和土體能夠形成柱狀的均勻固結體，依次咬 合施工從而形成高壓旋噴樁擋墻。高壓旋噴樁擋墻適合于軟土地區環境要求不是很高的基坑。挖深w 7m的基坑；施工低噪聲、低振動，對周圍環境影響 小，止水性好；如作自立式水泥擋土墻，墻體較厚需占用基 坑紅線內一部分面積；施工需作排污處理，工藝復雜，造價 高；作為圍護結構的止水加固措施、旋噴樁深度可達30mo3.2基坑圍護結構方案比選 從防水性能方面看，鉆孔灌注樁和鋼板樁支護都較差，高壓旋噴樁擋墻防水較好，而SMW工法和地下連續墻的防水性能較以上三種工法好。從

24、強度方面看，鋼板樁支護和高壓旋噴樁擋墻都較高， SMW工法較為可靠，而鉆孔灌注樁一般，地下連續墻的強 度局。對環境影響方面，除了鋼板樁對環境影響較大外，其他工 法都較小。經濟成本方面，高壓旋噴擋墻的成本最低，鉆孔灌注樁和 SMW工法較低，鋼板樁支護一般，而地下連續墻造價較高。上海地鐵場中路站基坑深度為15.0m,屬于深基坑。各勘察鉆孔穩定水位埋深0.501.10m,水位較高。所以可以排除高壓旋噴樁擋墻、鉆孔灌注樁和鋼板樁。SMW工法和地下連續墻都適用于本工程，但地下連續墻 可以作為后續車站結構的一部分，故選用地下連續墻作為圍 護方案。根據施工經 驗，地下連續墻的總高度為基坑深度的1.72.0倍

25、，墻體厚度為 6001000mm。本工程地下連續墻圍護結構嵌固深度取0.8倍的基坑開挖深度，所以地下連續墻的總長度為（0.8+1.0） X15.0=27.0m ,取27.0m；初選地下連續墻的厚度為 800mm,混凝土強度等 級為C30,抗滲等級為S6o4基坑支撐方案設計 4.1支撐結構類型 在軟弱地層的基坑工程中，支撐結構是承受圍護墻所傳遞的土壓力、水壓力 的結構體系。支撐結構體系包括圍楝、支撐、立柱及其他附屬構件。擋土的應力傳遞路徑是圍護墻 -圍楝（圈梁） -支撐， 在地質條件較好的有錨固力的地層中，基坑支撐采用錨桿和 拉錨（錨碇）。支撐材料按種類可分為現澆鋼筋混凝土支撐體系和剛支 撐體系

26、兩類，兩種支撐材料的性能對比見表4.1 o表4.1兩類支撐體系的形式和特點材料 截面形式 布置形式特點現澆鋼筋混凝土 可根據設計要求確定斷面形狀 和尺寸 豎向布置有水平撐、斜撐；平面布置有對撐、邊桁 架、環梁結合邊桁架等，形式靈活多樣混凝土結硬后剛度大、變形小，強度的安全可靠性強，施工方便，但支撐澆制 和養護時間長，圍護結構處于無支撐的暴露狀態時間長，軟 土中被動區土體位移大，如對變形有較高要求時、需對被動 區軟土加固。施工工期長，拆除困難，爆破拆除對周圍環境有影響鋼結構 單鋼管、雙鋼管、單工字鋼、雙工字鋼、H型鋼、槽鋼及以上鋼材的組合 豎向布置有水平撐、斜撐；平面布置 形式一般為對撐、井字撐

27、、角撐，亦有與鋼筋混凝土支撐結 合使用，但要謹慎處理變形協調問題安裝、拆除施工方便， 可周轉使用，支撐中加預應力，可調整軸力而有效控制圍護 墻變形；施工工藝要求較高，如節點和支撐結構處理不當，施工支撐不及時不準確，會造成失穩現澆混凝土支撐體系由圍楝（頭道為圈梁）、支撐及角撐、立柱和圍楝托架或吊 筋、立柱、托架錨固件等其他附屬構件組成。鋼結構支撐體系通常為裝配式的，由圍楝、角撐、支撐、 千斤頂（包括千斤頂自動調壓或人工調壓裝置）、軸力傳感器、支撐體系檢測監控裝置、立柱樁及其他附屬裝配式構件 組成。4.2 支撐體系的布置形式 支護結構的支撐在平面上的布 置形式，有對撐、角撐、桁架式、框架式、環形等

28、。有時在同一基坑內混合使用，如對撐加角撐、環梁加邊桁（框）架、環梁加角撐等。主要是因地制宜，根據基坑平面現狀和尺寸設置最合適的 支撐。4.2.1 對撐 對撐的布置較適合于平面形狀較為規則的基 坑。利用基坑的對稱性將支撐對頂于基坑的兩側。對于長條形基坑采用對稱最為有利。對撐可布置于撐在兩邊上。當基坑的長寬比不是很大時，需要將兩個方向的對邊都布 置對撐，這時支撐布置成井格形。垂直對稱布置 見圖4.1。圖4.1垂直對撐布置 4.2.2角撐 角撐即是將支撐布置于 基坑相鄰兩邊，與墻體形成一定角度。角撐在布置上可使基坑留由較大的空間以方便挖土施工 作業，而且在一些平面形狀較為復雜的基坑局部布置角撐可 以

29、彌補對撐在局部的不足，當基坑長度較大時，基坑短邊可 利用角撐進行支撐。角撐布置見圖4.2。圖4.2角撐體系布置 4.2.3鋼筋混凝土環梁支撐鋼筋混 凝土環梁支撐是近年來發展起來的一種支撐形式。它適用于平面輪廓較接近正方形的基坑，對于長方形輪廓 的基坑可結合對撐或采用雙圓環梁形式，當基坑有圓弧端時 可結合人環梁內，使圓弧端成為鋼筋混凝土環梁的一部分。圓形環梁布置見圖 4.3。圖4.3圓形環梁布置 4.2.4組合桁架 對于平面形狀比較 復雜的基坑，可以采用鋼筋混凝土組合桁架作為平面內支撐 系統。根據組合桁架的布置位置及布置形式，可以分為對撐桁 架、斜撐桁架及邊桁架等。在支撐平面內需要留設較大作業空

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

31、向支撐的道數、支撐點標高的確定，應 考慮在一定地質條件下，滿足基坑圍護和支撐結構體系的穩 定和控制變形的要求，還要與澆筑主體結構各層樓板時的換 撐設計相協調。根據規范要求，軟土地區第一道支撐設于地下1.02.5m ,每道支撐的豎向間隔一般介于2.54.5m之間，為減小基坑開挖后的圍護結構的變形，最下道支撐的布置盡量落低，但應 高由底板60cm以上，以便于底板和外墻的施工。所以本工程采取四道鋼管支撐，初定各道支撐中心從上到 下分別為-1.5m, -5.5m,-9.3m 和-13.1m。圍楝、立柱和支撐的結點處統一假定為較接，兩立柱之間 跨度根據實際工程設定，但最大跨度不大于15m。4.3.2 支

32、撐體系的平面布置支撐桿件的相鄰水平距離首先應確保支撐系統整體變形和支撐構件承載力在要求范圍之內，其次應滿足土方工程的要求。當采用鋼筋混凝土圍楝時，沿著圍楝方向的支撐點間距不 宜大于9m；當采用鋼圍楝時，支撐點間距不宜大于4m。取水平支撐的水平間距為 4m o4.3.3 支撐立柱樁 豎向支撐鋼立柱可以采用角鋼格構柱、 H型鋼柱或鋼筋混凝土立柱，便于穿越底板、樓板施工和以 后的防水處理。圍楝、立柱和支撐的結點處統一假定為較接，兩立柱之間 跨度根據實際工程設定，但最大跨度不大于15m。4.4 基坑施工應變措施 基坑方案總體設計確定后，應對 以后施工中可能由現的問題預先做周密的考慮。對支撐和開挖施工過

33、程中，可能由現的圍護結構、支撐 結構的過大變形和內力、周圍地表過大沉降、以及圍護墻和 支撐體系的破壞和失穩等問題，在基坑工程設計時，應根據 工程實踐經驗提由應變措施設計。在施工過程中，實時根據監測報警信息及時采取相應預防 災害事故的應變措施。表4.2為基坑開挖過程中可能由現的問題及相應的穩定應 變措施。表4.2基坑施工應變措施 序號 開挖中可能由現的問題 安全、穩定應變措施 1圍護結構由現滲水，漏泥或開挖面以下由現冒水1.由現滲水，漏泥應及時采取止水堵漏措施；2.發現止水在設計施工中的薄弱環節，及時加固彌補措施2開挖土方不均衡，支撐延時導致圍護和支撐的受力和變形速 率變化過大，基坑回彈和周圍土

34、體變位過大采取調整開挖及支撐的施工部位及參數，是基坑外荷均衡，減少每步開挖 的空間尺寸，加快支撐的時間，增加支撐復加預加軸力的次數3圍護結構剛度，強度不足，圍護結構變形過大1.增力口臨時斜撐、角撐；2.支撐加設預應力；3.調整支撐的豎向間距；4.基坑四周卸載或坑內壓載 4基坑隆起，變形過大1.分區分步開挖，并在最下層開挖中，分步挖分步澆注快硬混凝土墊層先形成部分墊層底版抵制墻體變位；2.采用中心島施工法；3.在坑底被動區土層中謹慎地超前一步進行雙液快 凝分層注漿加固土體或壓載5支撐撓曲變形 1.加固支撐桿件；采用臨時拉系構件縮短長細比必要時在水平向及豎向增 設支撐；2.地面上對稱卸載，坑內壓載

35、6支撐截面不足，有壓損跡象 對支撐斷面加固；在豎向及水平向增設支撐7支撐立柱樁不均勻沉降（上浮）1.設置豎向剪刀撐； 2.設置穩定支撐的拉系構件； 3.支撐和節點上卸載或加載； 4.調整立柱上支托支撐的支托構件標高8圍護、支撐、周圍地表變形、坑底土體隆起變化速率均急劇加大，基坑有失穩 趨勢 對基坑進行局部甚至全面回填或放水回灌以得到臨時 穩定，贏得時間進行地基或支撐加固5計算書5.1荷載計算 在場中路站基坑工程中，圍護結構所受的荷載主要考慮 地面超載、豎向荷載和側向荷載。在建筑場地范圍內施工，根據相關規范要求，可取地面超 載為 q=20kPa。5.1.1 各層土的物理力學性質指標通過地質表和地

36、質剖面圖可得標準段土層的物理指標及厚度，如表 5.1所示。表5.1標準段土層的物理性質指標土層編號土層名稱重度（KN/m3）粘聚力c（kPa）內摩擦角（°） 土層厚度（m） 側壁摩阻力力特征值 fs （kPa） 1填土 18.0? 15 8.5 1.5 57.81粉質粘土 18.2 21 20.5 2.2 22.8淤泥質粉質粘 士 17.6 12 20.5 3.7 9.7 淤泥質粘土 16.6 14 11.5 10.8 20 粉質粘土 19.3 46 18 2.7 49.3 1-1 1-1 粉砂 18.3 5.5 34 6.1 23.2各地層由于土的重度、粘聚力、摩擦角和厚度各不 相

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

38、替均布荷載。假定地面為水平面，當量的土層厚度為：（5.4）式中 一當量土層厚度（m）;一地面超載（kN/m2）; 一圍護結構周圍土體的加權平均重度（kN/m3）。即開挖深度相當于。基坑底板距離地連墻底部的距離。5.1.2計算土壓力系數 根據規范要求，靜止土壓力系數可 以按計算，并參考上海地鐵場中路站詳勘得由：靜止土壓力系數：主動土壓力系數：被動土壓力系數：5.2圍護結構地基承載力驗算地連墻單位長度的豎向承載力特征值為：（5.（5） 一地連墻的豎向承載力特征值，kN;、一地連墻所取厚度、長度（ m）, =0.8m、=1.0m; 一墻底土的 承載力特征值，根據場中路站詳勘，；一第層土的墻體側壁 摩

39、阻力特征值（見表 5.1）;一第層土的厚度（m）o地連墻自重：根據經驗，上部施工及超載傳遞下來的荷載取，則所以圍護結構地基承載力滿足要求5.3 基坑底部土體的抗隆起穩定性驗算根據規范要求，使用簡化后的Terzaghi地基承載力模式分析基坑的抗隆起穩 定性，并用式5.6驗算基坑的抗隆起穩定性。不考慮墻底以上土體的抗剪強度對抗隆起的影響和基坑 尺寸的影響，并假定地連墻底的平面為基準面，滑動中心位 于最下層支撐點處，其計算簡圖見圖5.1 o圖5.1基坑抗隆起計算簡圖（5.6）式中一抗隆起穩定安全系數，一級基坑取2.5,二級基坑取2.0,三級基坑取1.7, 本工程取2.5;一墻背處墻底以上各土層的加權

40、平均重度，；一坑內坑底至地連墻底各土層的加權平均重度，；一地面荷載，取；一基坑開挖深度（m）,為15m;一墻體入土深度（m）, 取10m；、一分別為墻底以下滑移線場影響范圍內地基土 的粘聚力、內摩擦角，；、一地基土的承載力系數，所以基坑底部土體不會發生隆起破壞現象。5.4 抗滲驗算 在對基坑進行抗滲驗算時，當采用圍護墻 自防水時，驗算至連續墻底部，可通過式 5.7驗算基坑底部 穩定性。圖5.2抗滲驗算簡圖（5.7）式中一抗滲穩定安全系數，取 1.52.0。基坑底土砂性土、砂質粉土或粘性土與粉性土中有明顯薄 層粉砂夾層時取大值。本工程取；一坑底土體的臨界水頭坡度，；、一坑底土的土粒比重、天然孔隙

41、比，、；一坑底土的滲流水力梯度，； 一基坑內外土體的滲流水頭，取坑內外地下水位差，；一最短滲徑流線總長度，。hd一地下連續墻的嵌固深度；所以本工程基坑不會發生滲流破壞現象。5.5 抗傾覆驗算 基坑的抗傾覆穩定性，通過驗算最下一 道支撐以下的主、被動區的壓力繞最下道支撐支點的轉動力 矩是否平衡，來判斷是否發生傾覆。計算簡圖如圖5.3。圖5.3抗傾覆計算簡圖其抗傾覆穩定性安全系數應滿 足：(5.(6) 一抗傾覆穩定性安全系數，一級基坑工程取 1.20,二級基坑工程取 1.10,三級基坑工程取 1.05,本工程 中取1.20;一基坑內側被動土壓力對 A點(最下層支撐處) 的力矩； 一基坑外側主動土壓力對A點的力矩；根據圖5.3及主動土壓力與被動土壓力計算公式可得支護結構底部 土壓力：(5.(7) (5.8) 將式(5.8)對A點取矩，求得為：其中，hd是地連墻的嵌固深度，為 12m, ht為A點至基坑 地面的距離，取為1.5m。據此求得。將式（5.7）對A點取矩，求得為:求得。所以 所以本工程基坑抗傾覆穩定性滿足要求。5.6 整體圓弧滑動穩定性驗算無論是放坡開挖還是支護開挖，都要驗算基坑的整體穩定性，通常破壞的滑動面呈圓弧形。這種穩定驗算是將支護結構與土體一