1、word文檔可自由復制編輯word文檔可自由復制編輯word文檔可自由復制編輯密級：分類號 密級 密級： 某 車 間 深 基 坑 工 程技術碩 士 學 位 論 文研究某車間深基坑工程技術研究作者姓名：廖彬 學 科 、 專 業 ： 建 筑 與 土 木 工 程 西學號：2 1 2 0 1 1 0 8 5 2 1 3 0 0 2 華大指 導 教 師：王 澤 云 教 授 學碩生完 成 日 期： 2013 年 5 月 士 學 位 論 文Classified Index: UDC: Xihua University Master Degree DissertationStudy on Deep excav

2、ation technology of a workshopCandidate : Liao BinMajor: Architecture and Civil Engineering Student ID: 212011085213002Supervisor: Full Prof.Wang Zeyunword文檔可自由復制編輯word文檔可自由復制編輯May, 2013西華大學學位論文獨創性聲明作者鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下進行研究 工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經注明引用內容和致謝的地方外， 本論文不包含其他個人或集體已經發表的研究成果，也不包含其他已申請 學位或

3、其他用途使用過的成果。與我一同工作的同志對本研究所做的貢獻 均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。若有不實之處，本人愿意承擔相關法律責任。 學位論文作者簽名：指導教師簽名：日期：日期西華大學學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規定，在校 攻讀學位期間論文工作的知識產權屬于西華大學，同意學校保留并向國家 有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱，西 華大學可以將本論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采 用影印、縮印或掃描等復印手段保存和匯編本學位論文。(保密的論文在解 密后遵守此規定)學位論文作者簽名：指導教師簽名：日期：日期

4、word文檔可自由復制編輯word文檔可自由復制編輯word文檔可自由復制編輯word文檔可自由復制編輯摘要基坑工程是建筑工程的重要組成部分，且隨著基坑開挖規模的不斷擴大，場地周邊 環境、交通條件、地質條件的復雜性、變化因素和危險性越來越大，設計和施工難度大， 這些環節的緊密聯系也對深基坑工程提出了越來越嚴格的限制要求，因此事故隱患多， 基坑工程目前已成為我國工程界的熱點問題之一。課題研究的某車間深基坑位于已建廠房內，該基坑側壁緊靠既有行車基礎，行車在 圍護結構施工期間因施工需求而保持運行，且深約 20m，四周建筑和廠房林立，由于在 已建廠房內進行深基坑工程的設計施工在四川十分罕見，因而該項目

5、缺乏可借鑒的實踐 經驗。本論文主要研究該項目，對其基坑施工期間深基坑支護結構設計和施工的關鍵技 術、降水方案、基坑開挖期間的檢測等內容進行研究，通過對工程設計施工方案數據資 料的分析歸納整理，對某車間深基坑支護中的土壓力計算、支護結構的內力分析以及穩 定性分析和變形分析，總結該深基坑工程設計理論及有效措施和經驗，希望能為今后類 似工程的提供借鑒信息和設計理論參考的依據。關鍵詞： 深基坑工程，工程監測，降水,支護結構AbstractFoundation pit engineering is a key part of a construction project. And with the co

6、nstant expansion of the excavation scale of the foundation pit, there is greater complexity of surroundings, transport and geological conditions, and greater variant factors and danger, as well as greater difficulties for design and construction implementation. These close links between the factors

7、impose ever stricter restrictions on the foundation pit engineering, with which come up a lot of hidden dangers of accidents. Currently, foundation pit engineering has already become a hot topic for the construction engineering circles in China.The deep foundation pit of the workshop is located in a

8、n existing workshop . The foundation pit neighbors closely to traffic roads, and the traffic is needed during construction. The pit is approximately 20 meters deep, with dense buildings and factory workshops standing around. Due to the rarity of deep foundation pit design and implementation in the e

9、xisting workshop, there are few examples from which the practical building experience can be used for reference.This paper mainly takes this project as the research subject, and researches on the design and construction of the key support structure of the deep foundation pit, dewatering plan and the

10、 examination on it during excavation. Through the summing-up and sorting-out on the construction implementation solutions, design, and the measured data, the paper conducts calculation on the earth pressure of the support structure of the deep foundation pit; and it presents analyses on the internal

11、 forces in the support structure, and the stability of the support project, as well as the deformation of the deep foundation pit. Effective measures and experience can be gained during the construction phase in hope that they can be taken as reference for similar projects afterwards.Key Words：Deep

12、Foundation Pit, Project Monitoring, Dewatering, Support Structureword文檔可自由復制編輯word文檔可自由復制編輯目錄 HYPERLINK l bookmark0 摘要I HYPERLINK l bookmark1 AbstractII HYPERLINK l bookmark2 1緒論1 HYPERLINK l bookmark3 1.1本課題研究目的及意義1 HYPERLINK l bookmark4 1.2國內外深基坑工程研究現狀2 HYPERLINK l bookmark5 1.2.1國外計算理論研究現狀2 HYPER

13、LINK l bookmark6 1.2.2國內深基坑技術發展歷程與現狀3 HYPERLINK l bookmark7 1.3本論文的研究內容及方法42某車間深基坑監測與降水方案5 HYPERLINK l bookmark8 2.1工程概況與周邊環境5 HYPERLINK l bookmark9 2.2工程地質及水文地質條件5 HYPERLINK l bookmark10 2.2.1地基土的構成及分布與土性特征6 HYPERLINK l bookmark11 2.2.2地下水信息7 HYPERLINK l bookmark12 2.3基坑變形監測方案8 HYPERLINK l bookmark

14、13 2.3.1監測內容8 HYPERLINK l bookmark14 2.3.2監測方案8 HYPERLINK l bookmark15 2.3.2觀測周期9 HYPERLINK l bookmark16 2.4降水體系9 HYPERLINK l bookmark17 2.5本章小結11 HYPERLINK l bookmark18 3基坑常見支護型式及某車間深基坑支護選型方案12 HYPERLINK l bookmark19 3.1基坑的受力變形機理12 HYPERLINK l bookmark20 3.1.1支護結構變形機理12 HYPERLINK l bookmark21 3.1.2

15、基底隆起機理12 HYPERLINK l bookmark22 3.1.3周圍沉降機理13 HYPERLINK l bookmark23 3.2深基坑支護結構選型13 HYPERLINK l bookmark24 3.2.1支護結構型式13 HYPERLINK l bookmark25 3.2.2止水體系14 HYPERLINK l bookmark26 3.2.3支護方案選擇、設計依據4414 HYPERLINK l bookmark27 3.2.4本項目支護方案15 HYPERLINK l bookmark28 3.3本章小結16 HYPERLINK l bookmark29 4某車間深基

16、坑支護結構設計計算理論與計算17 HYPERLINK l bookmark30 4.1設計原則17 HYPERLINK l bookmark31 4.2某車間深基坑支護結構計算理論17 HYPERLINK l bookmark32 4.2.1支護結構內力計算方法18 HYPERLINK l bookmark33 4.2.2排樁支護18 HYPERLINK l bookmark34 （1） 嵌固深度（樁長）計算公式18 HYPERLINK l bookmark35 （2） 結構計算18 HYPERLINK l bookmark36 （3） 錨桿內力計算19 HYPERLINK l bookmar

17、k37 4.3支護結構計算依據20 HYPERLINK l bookmark38 4.3.1安全等級20 HYPERLINK l bookmark39 4.3.2設計依據21 HYPERLINK l bookmark40 4.4壓機基坑北西南三面錨拉樁支護計算及理論（L=29.0m）21 HYPERLINK l bookmark41 4.5基坑東側懸臂樁支護計算(L=14.5m)35 HYPERLINK l bookmark42 4.6泵房基坑北側錨拉樁支護計算（L=22.0m）41 HYPERLINK l bookmark43 4.7泵房基坑南側錨拉樁支護計算（L=18.0m）53 HYPE

18、RLINK l bookmark44 4.8墻高 H=14.5m、坡率 n=0.35 土釘墻驗算理論及計算64 HYPERLINK l bookmark45 4.9墻高 H=14.5m、坡率 n=0.20 土釘墻驗算70 HYPERLINK l bookmark46 4.10墻高 H=14.5m、坡率 n=0.35 土釘墻驗算75 HYPERLINK l bookmark47 4.11本章小結785總結與展望79 HYPERLINK l bookmark48 參 考 文 獻81 HYPERLINK l bookmark49 攻讀碩士學位期間發表的論文及科研成果83 HYPERLINK l bo

19、okmark50 致謝841緒論1.1本課題研究目的及意義目前，隨著我國經濟的飛速發展，社會事業的進步，城市的高層建筑越來越多。城 市建設用地日趨緊張的今天，為了節省土地，充分利用地下空間，地下建筑、隧道等 工程大幅度增加。隨著基坑開挖的規模不斷擴大，深度、面積、難度都不斷增加，場 地周邊環境、交通條件、地質條件的復雜性、變化因素和危險性越來越大，設計和施 工困難重重，這些環節的緊密聯系也對深基坑工程提出了越來越嚴格的限制要求，因 此事故隱患多。深基坑工程是綜合性的巖土工程界難點，其包括了基坑的開挖、降水、支護和土 體加固以及監測等。不僅涉及到了土力學中強度與變形的問題，還涉及到土體與支護 結

20、構的共同作用及時空效應，集土力學、工程地質、水文、結構力學和現代施工技術 知識于一身，且理論仍落后與實踐，是尚待發展的綜合性技術學科1。深基坑支護是在 深基坑開挖過程中由于不在放坡空間或放坡空間不足而采取的邊坡支襠或護坡措施。 由于深基坑工程本身的復雜性和涉及的環境因素的不確定性，所以支護結構工程事故 頻出，如支護結構破壞、基坑塌方或地面沉降，基坑周邊開裂、塌方，鄰近建筑物開 裂甚至倒塌。基坑開挖中，降水措施如若選用不當，可能導致涌砂，引起沉降，道路、 房屋開裂等險情。因此，支護結構和降水方案一旦選擇不當，極易導致嚴重的后果， 保證工程安全可靠成為深基坑工程的重點。本課題以某車間深基坑工程降水

21、方案和支護結構設計為依據，對有關問題進行研 究。本工程基坑位于已建廠房內，基坑側壁緊靠周圍既有行車基礎，行車在圍護結構 施工期間保持運行，對沉降與位移非常敏感，由此產生的震動與擠土效應也將影響周 圍的既有設施，基坑失穩或者變形過大會導致非常嚴重的后果。因此，該項目支護結 構方案在整個深基坑工程中尤為重要。課題研究的某車間深基坑工程是較為少見的超大型混凝土結構工程，其地下結構 復雜且體量大，最大挖深達 19.6m，屬大型深基坑工程，為保證施工質量并達到項目要 求，從支護結構強度和剛度、工期要求、造價、內支撐將影響樁架的正常運行等多方 面考慮，確定本工程以錨索樁、懸臂樁、土釘墻進行支護。我在參與了

22、該項目的結構 設計和施工過程后，對其基坑施工期間關鍵的深基坑支護構設計和施工、降水方案、 基坑開挖期間的檢測等內容進行研究，通過對工程設計施工方案數據資料的分析歸納 整理，對某車間深基坑支護中的土壓力計算、支護結構的內力分析以及穩定性分析和 變形分析，總結該深基坑工程設計理論及有效措施和經驗，希望能為今后類似工程的 提供借鑒信息和設計理論參考的依據。word文檔可自由復制編輯word文檔可自由復制編輯1.2國內外深基坑工程研究現狀1.2.1國外計算理論研究現狀國外從上世紀30 年代起，最先從事基坑工程的研究，Terzaghi和Peck對剛性擋土 墻在六種不同變位方式下的土壓力分布規律進行了研究

23、，提出了以預估挖方穩定程度 與支撐荷載大小為核心的總應力法。到了50年代，L.Bjirrum和O.Eide通過研究分析得 出了驗算基坑基底隆起的方法2。20 世紀60 年代在奧斯陸等地的基坑開挖中開始實施 施工監測，提出了作用在支護結構上的土壓力圖示34。從20世紀70 年代以后，很多 國家開始陸續制訂指導基坑支護設計施工以及開挖的法規。Rowe曾經進行過排樁模型試驗，其在錨桿彈性變形條件下發現土壓力呈三角形分 布。但是在開挖面下方，他發現由于受到變形限制使土壓力分布形式與古典土壓力分 布形式產生明顯差別，臨近開挖區被動土壓力大于古典土壓力，而排樁墻趾處由于位 移小，主動土壓力大于古典土壓力。

24、他還用土拱效應分析了土壓力重分部現象，在錨 桿變形受限時，錨桿附近、開挖面下方以及被動區上部的主動土壓力值均增大5。根據 Rowe的結論Vaziri對影響土拱效應的因素進行了研究并進行了歸納：土體剛度增大 則土拱效應引起的土壓力亦增大，且在密實砂中增大幅度大于粘土和松砂中；若支 護結構的撓度增大，則土拱效應亦隨之增大；隨著錨固結構屈服土拱效應減小6。Peck研究了側向位移、地表沉降、坑底隆起失效、減小地表沉降的措施及土壓力 計算圖示等內容。他通過收集基坑開挖的有關實測數據，重點討論土層種類和性質、 開挖深度以及施工質量對基坑變形的影響，他提出的研究深基坑的方法是基坑工程領 域具有指導意義的方法

25、實用方法。同時，通過研究基坑開挖階段圍護結構側移的型態 變化，他證明開挖初期的最大變形發生在鋼板樁的頂部，如若早期就在鋼板樁的頂部 加支撐，則能有效的減小側移7。Rourke根據工程實例分析基坑開挖及支撐剛度、支撐加預應力、最下道支撐以下 的開挖深度、留土的作用對基坑變形的影響，證明了基坑開挖前降水、圍護結構施工 以及樁基施工均會對土體的變形產生影響8。總得看來，國外早期的研究為我國城市地下工程，尤其是理解開挖過程起到了引 導作用，我們從中發現土體的種類對基坑變形的影響，為減小基坑變形可以采用及時 支撐、支撐施加預應力等施工方法，同時指出降水會導致地表的沉降，以及施工程序、 技術質量均是影響基

26、坑變形的重要因素。1.2.2國內深基坑技術發展歷程與現狀我國城市地下工程建設起步較晚，但是各高校和科研單位眾多高水平的專家學者進 行了眾多積極的研究和試驗模擬分析，政府職能部門高度重視并且大力配合，結合設 計施工單位廣大科技人員在實際工作中的經驗，我國基坑工程飛速發展，碩果累累。我國自建國后就開始對深基坑工程進行研究，但在上世紀80年代之前，國內高層 建筑不多，且基坑深度很淺，均不超過4m，基坑工程的施工要求放坡開挖即可解決。 改革開放至今，我國興建了一大批高層建筑，現下深基坑工程在我國已廣泛運用9。進入90年代以后，我國經濟持續高速發展，全國工程建設量和施工技術亦突飛猛 進，各地興建了許多大

27、型地下商場10、市政設施、地鐵車站11等，這些基坑的開挖深 度大多超過10m，這對基坑工程的設計、施工和檢測的要求越來越高。近20余年來我國 深基坑工程數量巨大，積累了豐富的設計施工經驗和檢測資料，所以為了經濟安全地 發展基坑工程，國家組織專業技術力量開展了基坑技術標準的編制工作，建筑基坑工 程技術規范（YB9285-97）12和建筑基坑支護技術規程（JGJ120-99）13這兩部國 家行業標準相繼實施，各地方還陸續制定了基坑工程的地方標準14。與此同時，為解決基坑工程中的具體問題，學者們進行了不懈的努力和模擬試驗， 相繼提出了很多新的設計理論和計算方法。時偉、劉繼明就通過現場實驗與理論結合

28、的方法，印證了主動區土壓力隨開挖階段變化的分布規律15。彭社琴進行了深基坑土 壓力檢測后分析指出，在基坑開挖和支護過程中時，土壓力受施工進度、土體沉降、 墻體撓曲、施工機械布置等因素的影響，隨深度變化會出現很多復雜的變化形式，這 是荷載作用與結構變形、土體與墻體變形協調的結果16。幾十年的工程實踐，我國已經發展出了許多行之有效的基坑技術，如土釘墻17、 水泥土重力墻、圓拱刑支護結構、加筋水泥土地下連續墻、逆作法18、內支撐支護體 系、雙排樁支護19、組合式支護等，并發明了如可拆除式錨桿技術、潛孔錘氣動土釘 打入機等施工新技術20。回顧近20年來我國深基坑基坑的發展，我國基坑工程技術已經達到了世

29、界先進水 平21,主要標志就是一大批開挖深度達到30m以上的超級深基坑項目的建成，高層建筑 基坑如“中國第一高樓”上海中心工程，開挖深度31.1米，挖方量35.3萬立馬米； 上海寶鋼熱軋廠的工業基坑深度達到32m；而市政設施如江陰長江公路大橋北錨碇基礎 工程基坑沉井下沉深度達58m。通過回顧我國基坑工程技術發展歷程22，經過大量工程實踐積累和不斷研究23， 基坑圍護結構的類型發展很快，已形成了適用于不同基坑深度、地質條件和環境條件 且十分安全、經濟的圍護結構體系24-28；對挖深大、面積大、周圍環境條件復雜的基坑， 通過在基坑內外一定范圍內進行土體加固，其防止隆起、穩定坑壁、減少位移、保護 環

30、境的效果良好29；對不同的邊界條件下水土壓力的分布形式30-32、土參數的正確取值、 支護結構及基坑周圍土體的位移進行了大量的實測研究和理論探討3334;對深層位移和結構內力的現場監測技術在近些年也取到了較大的發展35，施工檢測技術對于保證 基坑工程施工安全以及保護相鄰環境安全的重要作用不言而喻，這些經驗的積累基坑 變形規律的研究及施工方法的控制與組織管理同樣取得長足的進步36。1.3 本論文的研究內容及方法采用錨索樁、懸臂樁、土釘墻進行支護是目前在國內采用較普遍的深基坑支護形 式，在四川的建筑深基坑工程中有廣泛的應用歷史。對于工業廠房的深基坑，其深基 坑不同于普通建筑深基坑。課題研究的某車間

31、深基坑位于已建廠房內，該基坑側壁緊 靠既有行車基礎，行車在圍護結構施工期間因施工需求而保持運行，且深約 20m，四周 建筑和廠房林立，由于在已建廠房內進行深基坑工程的設計施工在四川十分罕見，因 而該項目缺乏可借鑒的實踐經驗。我參與的該項目的結構設計和施工過程后，對其基坑施工期間關鍵的深基坑支護 結構設計和施工、降水方案、基坑開挖期間的監測等內容進行研究，通過對施工方案、 設計和實測的數據資料進行歸納整理，對某車間深基坑支護中的土壓力計算、支護結 構的內力分析以及穩定性分析和變形分析，總結該深基坑工程施工階段有效措施和經 驗。本文研究的內容：（1）根據某車間深基坑支護的特點，研究該深基坑支護結構

32、選型。（2）根據某車間深基坑工程的特點，研究設計該深基坑工程采用懸臂樁、錨拉樁 及土釘墻支護結構的結構內力、結構穩定性，分別計算分析其安全性能。（3）結合某車間的工程地質和水文地質條件，研究該深基坑開挖期間的監測方案 及降水體系。2某車間深基坑監測與降水方案2.1工程概況與周邊環境課題研究的某車間基坑平面如圖 2-1 所示。場地各孔口地坪平坦，地貌單元屬綿遠 河二級階地，絕對地面標高為 493.350m。本工程由壓機基礎和泵房基礎組成，基坑開 挖深度0.00 下-19.8m（壓機）和-14.50m（泵房）。1、場地東側：緊鄰一棟二層高的辦公樓房和鍛壓車間,擬建地下室邊軸線與其相 距8m-20m

33、,該建筑基礎為樁基礎，段錘作業時振動力較大，該側基坑支護已于前期廠 房修建中完成。2、場地南側：緊鄰廠區道路，基坑邊線距該道路22m.3、場地北側：在距基坑50m范圍內無其它建筑物和構筑物，視野開闊。4、場地西側:為基坑施工的重點，基坑邊線外側8.0m處有正常生產的鍛壓車間， 鍛壓車間有一運輸材料火車和熔煉爐，鍛壓車間廠房基礎為管樁基礎，管樁樁端底標 高為-18.0-23m,廠房基礎承臺埋深為-4.20m.圖 2.1基坑平面示意圖Fig.2.1Schematic plan view of the pit2.2工程地質及水文地質條件2.2.1地基土的構成及分布與土性特征根據鉆探、原位測試及室內土

34、工實驗結果，地基土物理力學參數取值見表 2-1，勘 察深度范圍內場地地基土基本情況如下：1、人工填土：以素填土為主,厚度0.6-3.0m。2、粘土：可塑，平均厚度0-3.50m；3、粉質粘土：稍密、稍濕，平均厚度0-2.6m；4、細砂：松散，稍濕，厚度較小，平均厚度0.3-3.90m；5、砂礫卵石層：包括中砂層、粗礫砂層、細砂層、園礫層均為松散狀。6、卵石層：分為稍蜜、中密、密實三個亞層，主要以密實卵石為主,其頂板埋深 約為7.5m,厚度約15m。7、砂巖：強風化-中等風化，頂面埋深約28.80m-30.0m，強風化厚度約0.5m-1.2m， 下部為中等風化砂巖。表 2.1各地基土層主要物理力

35、學性質指標土的重度 浮重度 1地基承載力 特征值壓縮模量 Es變形模量 Eo抗剪粘聚力強度內摩擦角基床系數 K（MN/m3）（MN/m3）fak(kPa)（MPa）（MPa）C(kPa）(度）（MN/m3）18.0/20.0/2208.010.04518510419.59.01604.05.016152.510418.59.51004.55.50101.510419.010.51205.56.5014210419.511.01509.511.00282.310420.511.52201816.00322.510421.013.03202725.0035310422.5/6504540.0042

36、4.510423.0/400323625354104Tab.2.1The main physical and mechanical properties indicators of foundation soil土層名稱 及代號雜填土 1粘土 2-1粉質粘土2-2粉砂 2-3中砂 3-1粗礫砂 3-2圓礫3-4稍密卵石 3-5中密卵石 3-6強風化砂 巖4-1中等風化 砂巖4-224.0800視為不可 壓縮/各地基土層的性狀特征描述如下： (1)雜填土層：全場地分布。主要由碎磚塊、砼塊等建渣組成，局部混少量的粘性土等，一般厚度為 0.65.5m，最大可達 8.0m。 (2)粘性土及粉砂層：包括

37、粘土、粉質粘土及粉砂三個亞層。粘土：褐黃、黃灰色，稍濕，以硬塑為主，局部可塑，含少量氧化鐵及鐵錳質結 核，切面光滑，韌性及干強度為高。該層部分地段分布。粉質粘土：褐黃、黃灰色，濕，可塑為主，含少量氧化鐵、鐵錳質及鈣質結核， 切面稍有光澤，韌性及干強度中等。該層部分地段分布。粉砂：黃灰色、灰色，濕，稍密，含云母石英等礦物，夾少量圓礫，局部為粉土， 因其力學性質相近并歸為一層，無光澤反應，有搖震反應，韌性及干強度低。該層部 分地段分布。(3) 砂礫卵石層：包括中砂層、粗礫砂層、細砂層、圓礫層、稍密卵石層及中密 卵石層六個亞層組成。中砂：黃灰色、褐灰色，濕，松散，礦物成分主要為長石、石英，局部混少量

38、圓 礫、卵石。粗礫砂：黃灰色、灰色，濕，松散，礦物成分主要為長石、石英，該層含少量卵石。細砂：褐灰色、灰色，濕，松散，礦物成分主要為長石、石英。 圓礫：黃灰黃褐色，濕飽和，松散，圓礫成份為巖漿巖、沉積巖，磨圓度較好，該層混 20%左右的砂粒、30%左右的卵石，部分圓礫、卵石已中風化。 稍密卵石：褐黃、黃灰色，濕飽和，卵石成分以巖漿巖為主，沉積巖次之，磨圓度較好，多呈亞圓形，粒徑一般為 25cm，混 40左右砂及圓礫，部分卵石已中風 化。中密卵石：灰黃色、褐黃色、褐灰色，飽和，卵石成分以巖漿巖為主，沉積巖次 之，磨圓度較好，多呈亞圓形，粒徑一般為 47cm，最大粒徑大于 10cm，混 30左右

39、的砂粒，少量卵石呈強風化狀態，局部微膠結。(4)白堊系夾關組砂巖：共包括強風化砂巖、中等風化砂巖兩個亞層。 強風化砂巖：為棕紅、磚紅色，飽和，泥質-粉砂質結構，層狀構造，局部可見泥巖碎屑及風化物。取芯多呈柱狀，部分碎塊狀，手掰易碎。 中等風化砂巖：棕紅、淺紅色，飽和，泥質-粉砂質結構，厚層狀構造。取芯多呈柱狀，用手難以折斷。2.2.2地下水信息場地地下水為孔隙潛水，水位埋深約為11.6-11.8m，砂卵石層為含水層,滲透系數 k=100m/d，下部砂巖為隔水層。地下水位年變化幅度1.502.50m。勘察期間屬豐水期， 在鉆孔內測得地下水穩定水位為11.712.0m。預計至枯水期，地下水位將下將

40、約1.5m。按巖土工程勘察規范（GB50021-2001）37中的相關條文判定：地下水及土對砼結 構無腐蝕性，對鋼筋砼結構中的鋼筋無腐蝕性，水對鋼結構有弱腐蝕性。2.3基坑變形監測方案變形測量能有效監測在某車間基坑開挖可能對原有建筑和新建建筑物的安全的影 響，便于即時采取預防措施；在檢查和處理工程有關問題時，亦以此可作出正確的分 析與判斷；驗證基坑工程結構設計和施工的理論及設計參數。2.3.1監測內容(1)坑頂水平位移和坑頂豎向位移觀測 (2)錨索拉力(3)地下水位(4)地表豎向位移2.3.2監測方案監測點平面布置詳見圖2.246。（1）在現場布設3個平面基準點和3個水準基準點。基準點布設位置

41、根據現場實際 情況而定。布設位置在建筑物變形區以外、不受施工破壞的穩固地方。（2）坑頂水平位移和坑頂豎向位移觀測 a、基坑位移觀測點布設在能全面反映基坑變形特征的地方。觀測點直接埋設專門加工的全站儀棱鏡支架，以消除位移觀測時的對中誤差。 b、坑頂水平位移和坑頂豎向位移監測點應沿基坑周邊布置，基坑周邊中部、陽角處布置監測點，監測點間距不宜大于20m,每邊監測點數量不少于3點，監測點宜布置在 基坑邊坡頂。c、坑頂水平位移報警值：取累計值（20mm25mm)和相對基坑深度控制值（0.15 H)兩者中的較小值,變化速率報警值23mm/d.坑頂豎向位移報警值：取累計值（15mm25mm)和相對基坑深度控

42、制值（0.10.15H)兩者中的較小值,變化速率報警值2 3mm/d.(3)錨索拉力（錨索應力） a、錨索拉力監測點宜布置在受力大且具代表性位置,每邊跨中部位和地質條件復雜區域宜布置監測點。每層錨索數量應為該層錨索總數的13，并不小于3根。每 層監測點在豎向上位置宜保持一致。每根桿體上的測試點應設置在錨頭附近位置。b、錨索拉力報警值為6070f(f為錨索拉力設計極限值）(4)地下水位 a、水位監測變化點宜布置在基坑中央和相鄰降水井的中間部位。 b、地下水位監測報警值為1000mm,變化速率報警值500mm/d (5)地表豎向位移a、地表豎向沉降監測點布置范圍宜為基坑13倍，監測剖面宜設在坑邊中

43、部或其 它有代表性部位,并于坑邊垂直。每個監測剖面上監測點數量不少于5個。b、地表豎向位移報警值為15mm（詳情見監測平面布置圖說明）,變化速率報警值2 3mm/d圖2.2 監測點位布置平面示意圖Fig2.2 Schematic diagram of monitoring points layout2.3.2觀測周期a、基坑監測在開挖過程中，基坑監測次數為2次/天； b、基礎底板澆筑7天，基坑監測次數為2次/天； c、基礎底板澆筑714天，基坑監測次數為1次/天； d、基礎底板澆筑1428天，基坑監測次數為1次/2天； e、基礎底板澆筑28天，基坑監測次數為1次/3天。 f、遇有特殊情況，如降

44、雨較大等應加大觀測次數.2.4降水體系本工程地下水位較高，為滿足整個基坑各挖土階段的降水要求，基坑降水采用淺 層降水與深層降水相結合的方法，通過采用深井井點對深層土體的長期降水和采用噴 射井點及輕型井點對淺層土體的短期降水，降低基坑范圍內的地下水位，固結土體， 使地下水位降至坑底以下1m左右。word文檔可自由復制編輯word文檔可自由復制編輯根據基坑面積和單口井點作用范圍，采用管井降水并結合明排抽水，坑內共布置 23口降水井，管徑300mm，井深35m，井點間距8-12m。全部井點打設結束后，經過兩個 星期的預降水，在挖土之前，拔除噴射井點及輕型井點，保留深井井點，待工程完工 后封閉。基坑采

45、用管井降水，在設計井深基礎上加0.55m作為安全儲備。（1）設計參數的確定根據地勘報告：勘察期地下水位地表下埋深11.712.0m，據場地施工經驗最高 水位埋深為10.5m。暫設計井深35.0m，含水層厚度約為H=24m（基巖埋深按30.0m計）， 設計井為完整井；地下水滲透系數K=100m/d。基礎底板埋深最深處為現地表（0.00）以下約19.8m，墊層厚0.15m；基坑地 下水位要求降至地表以下20.5m，基坑中心降深10.0m；基坑按矩形考慮，r0=(45003.14)1/237.9m。降水基坑影響半徑：R0=2S+r0=210(10020) 1/2=894.42m降水井成孔半徑 rw=

46、0.15m；基坑降深S坑=10.0m，井內降深為基坑降深加降水曲線坡率（降水井距基坑中心 13.92m0.1+1.0m (水躍值)約為S井=12.39m。（2）基坑涌水量基坑最大涌水量：Q=1.366K（2H-S坑）S坑/lg(R0/r0)=1.366100（220-10）10/lg(894.42/37.9)=40980/1.37=29912.24 m3/d（3）管井設計 設計井深35.0m，孔徑0.6m，下入井管外徑0.36m，內徑0.3m。單井出水能力q=1.366k(2H-S井)S井/lgR0n/nr0n-1rw 當n=20口，不滿足設計要求。 當n=22口，滿足設計要求。檢驗降低水位后

47、基坑中心的地下水位SA=H-H2-0.732QlgR0n/(rwr1rn) /k.n，n=10時，SA=11.3m 只有不少于22口井時，基坑中心的水位在地表以下11.3m+10.5m=21.8m,滿足設計要求。確定孔深：降水井深確定為35.0m，滿足設計要求。（4）降水井施工 根據以上設計計算，綜合各方面因素考慮，最終確定：共布置降水井23口，井深35.0m，降水水泵建議采用80120m3/h。降水井的施工程序如下圖：A、成孔：按設計圖紙及現場建設方提供的紅線注記為依據，用拓普康GTS332全 站儀實地放測定孔位。采用23臺CZ22型沖擊鉆機、泥漿護壁，沖擊鉆進成孔，孔 徑800mm，上部松

48、散土層采用套管護壁，砂卵石層中采用粘土泥漿護壁。B、成井：成孔后及時下入外徑360mm的鋼筋砼井管，井管下畢，管孔間隙填入粒 徑530cm的礫石作為井孔間過濾層。C、洗井：成井后采用空壓機、活塞、潛水泵反復交替洗井，以排出護壁泥漿和 砂，以洗通水路，使井壁恢復自然地層狀態，水流通暢，含砂率小于1/10000。D、降水：降水井各井下入50m3/h，揚程為3050m的深井潛水泵實施抽（降）水。2.5本章小結某車間深基坑工程支護在整個工程中占有重要的地位，為保證工程安全順利施工， 施工過程中進行了嚴密的相關監測和有效的降水。本章介紹了監測的目的、內容，監 測方法以及測點的布置，降水體系的建立。wor

49、d文檔可自由復制編輯word文檔可自由復制編輯3基坑常見支護型式及某車間深基坑支護選型方案3.1基坑的受力變形機理基坑的變形主要包括：支護結構變形、基坑底部隆起、基坑周圍地表及建筑物的沉 降。這三方面是相互關聯影響的。3.1.1支護結構變形機理基坑開挖時，荷載不平衡會導致支護結構產生水平向的位移和變形，使得基坑外 圍土體的原始應力狀態亦發生改變從而而引起地層移動。基坑開挖期間，支護結構內 側卸去原有土壓力，而基坑外側受主動土壓力，基底圍護結構內側受全部或部分被動 土壓力，不平衡土壓力使圍護結構產生變形和位移。支護結構的變形和位移又使支護結構主動土壓力區和被動土壓力區的土體發生位 移，支護結構外

50、側主動土壓力區的土體向坑內移動，使背后土體水平應力減小，剪力 增大，出現塑性區；而在基底以下的被動區土體向坑內移動，使基底土體水平應力加 大，導致基底土體剪應力增大而發生水平向擠壓和向上隆起的變形。支護結構變形不僅使其外側土體移動引起地表沉降，而且使支護結構外側塑性區 擴大，增加了支護結構外土體向坑內的移動和相應的坑內隆起，因此，支護結構的變 形是引起周圍地層移動的重要原因。3.1.2基底隆起機理在基坑開挖施工過程，基底的土體豎向卸載，基底土體原有應力狀態因垂直卸荷 而改變。開挖深度較淺時，基底土體在卸荷后發生垂直向隆起，當圍護墻底為清孔良 好的原狀土或注漿加固土時，圍護墻在土體作用下也被抬高

51、。基底隆起量為中間大， 兩側小，這種隆起不易導致兩側圍護墻體發生側向變形。隨著開挖深度不斷加大，基 坑內外土面高差不斷加大，到達一定程度時，將導致基底產生塑性隆起，同時在基坑 周圍產生較大的塑性區，并引起地表沉降。另外，由于圍護結構外側的土體在自重和地面超載的作用下從底部向基坑內方向 移動。對于軟粘土的深基坑，地表沉降的大小與抗隆起的安全程度直接相關。根據工 程經驗，開挖寬度不大的時候，基底為彈性隆起，其特征為基底中部隆起最高。當開挖到達一定深度且基坑較寬的時候，出現塑性隆起，隆起量也逐漸由中間最大轉變為 兩邊大中間小的形式。3.1.3 周圍沉降機理在軟土地區進行深基坑工程，由于基坑周圍土體塑

52、性區較大，土的塑性流動較大， 使得土體從圍護結構外側向坑內和基底流動，地表沉降因此產生，這是沉降產生的主 要原因。基坑開挖前期的地下連續墻的施工也會造成地層位移，并相應引起地表沉降， 有關資料表明，如果施工中控制措施不得力，地下連續墻的施工引起的變形最大可以 占到地表最大沉降的30。多年的工程實踐與理論研究發現，地表沉降分布形式主要有兩種：一是三角形分 布，主要發生在地層軟弱且墻體的入土深度不大的時候，墻底產生較大水平位移，墻 體邊緣出現較大的地表沉降；另一種是拋物線分布形式，主要發生在有較大的入土深 度或墻體底部深入剛度比較大的地層當中，此時，地表沉降的最大值發生在離基坑邊 一定距離的位置上

53、。3.2 深基坑支護結構選型基坑支護的結構選型包括擋土支撐選型和止水降水選型兩部分。基坑的支護結構 負責承受土壓力和水壓力。3.2.1 支護結構型式(1)放坡開挖型式 放坡開挖是通過選擇合理的基坑邊坡實現無支護開挖并能保證在開挖過程中邊坡的自身穩定性、坡面的自立性和邊坡整體穩定性的一種基坑開挖方法。放坡開挖適用 于地基土質較好，開挖深度不深(一般不超過 3m)，以及施工現場有足夠放坡場所和周 圍無重要建筑物、無地下管線等的工程。放坡開挖一般費用較低，能采用放坡開挖時 應盡量采用。缺點是挖土及回填土方量大，工期長且需要足夠的放坡場所。因此本案 不予采用。(2)懸臂式支護結構懸臂式支護結構是一種剛

54、性-半剛性的支護結構，主要依靠足夠深的入土深度以及 結構自身的抗彎性能來維持整體的穩定性與安全性，主要在土質條件較好、開挖深度 較淺的基坑工程中適用。因此本案選用。(3)水泥土重力式支護結構 水泥土重力式支護結構即可止水亦可擋土，但其結構抗彎能力差，僅適用于較淺的基坑工程。而就深度大的基坑而言，因其結構自身厚度較大，不適用與場地周邊受 限的基坑，且造價高、工期長。根據業主要求，本案不予采用。(4)內撐式支護結構 內撐式支護結構是一種剛性支護結構，由內撐體系和支護結構體系組成，有利于控制坑壁變形。內撐體系常采用鋼筋混凝土支撐體系進行水平支撐和斜支撐。支護結 構體系常用地下連續墻或鋼筋混凝土排樁墻

55、的型式。該支護形式適用于各種土層，但 因本工程不能提供足夠面積的工作面，故而不予采用。(5)拉錨式支護結構 拉錨式支護結構是由支護結構體系和錨固體系共同組成的半剛性支護結構，通過調整錨固體系的設計參數來控制坑壁變形。錨固體系主要分錨桿式和地面拉錨式。其 特點主要是圍護結構尺寸小、降低造價、進度快。因此本案選用。(6)土釘墻支護結構 土釘墻支護結構師將土釘通過鉆孔、插筋和注漿的方式進行設置，邊開挖基坑，邊在土坡中設置土釘，并鋪設鋼筋網，然后噴射混凝土形成土釘墻。這是一種柔性支 護結構。土釘墻支護適用于地下水位以上和降水后的粘性土、粉土、雜填土及非松散 砂土、卵石土等，土釘墻基坑深度一般不超過 1

56、2m，使用期限 18 個月。故本案在基坑 邊角選用。(7)噴錨網支護結構 噴錨網支護結構是由錨桿或錨索、鋼筋網噴射混凝土面層與邊坡土體組成，其結構形式與土釘墻支護結構相近。適用于雜填土、粘性土、非松散砂土、砂卵石邊坡。該支護結構有工期短、施工簡便、應用實例多、造價相對低的特點。采用噴錨網支護 需土體開挖12m，開挖面進行噴錨網支護前土體無支撐，僅能依靠土體自穩；噴錨網 支護一般要侵入建筑場地外或置于臨近建筑地基中，這將增加開挖和地基處理的難度。 因此本案不予選用。3.2.2 止水體系止水體系由支護結構和止水帷幕共同組成：支護結構本身起止水帷幕作用；止水 帷幕自成止水體系。地下連續墻特別適用于深

57、基坑工程42，剛度大，擋土結構變位小 且各種地基條件均可施工，且即可做基坑的擋土防（滲）水結構，也可作永久結構。3.2.3支護方案選擇、設計依據44(1)基坑的幾何尺寸、基坑場地的形狀、深度和寬度等； (2)基坑支護結構所受的荷載，包括側向荷載、重力荷載、地震荷載、風荷載、地面超載等；(3)工程地質及水文條件：勘探資料內容及測試方法；地下水情況與分布、地表水位、承壓水層、承壓氣體等： (4)環境條件：基坑周圍的地區性質；基坑周圍建筑物狀況：基坑周圍公用設施分布及地下構筑物、管線狀況；基坑周圍交通狀況及道路狀況；基坑周圍水域(河流)狀況；基坑所處地區環境特殊狀況及對基坑施工的特殊要求等： (5)

58、建筑物的基礎結構及上部結構對支護結構的要求； (6)基坑開挖及排水等方法： (7)對基坑支護結構施工(嗓音、振動、地面污染)的要求； (8)基坑場地周圍已有基坑支護結構型式或類似基坑支護結構的型式，在施工中的成功經驗或失敗的原因及教訓； (9)現已應用的各種支護技術的特點與適用范圍； (10)業主對基坑支護設計的要求； (11)相應的基坑支護設計的規程、規范等；基坑開挖支護方法較多，為達到同一目的，可以有多種方法，每一種方法都有其 獨特的優點，因此，設計前充分了解場地條件及業主意圖是十分重要的環節。3.2.4本項目支護方案從圍護結構強度和剛度、工期要求、造價、內支撐將影響樁架的正常運行等多方

59、面考慮，并結合四川地區現有的成熟的施工經驗45，經優化對比，確定本工程以錨索 樁、懸臂樁、土釘墻進行支護，具體方案為：1、壓機基坑基坑從0.000m 開挖至-19.800m。北西南三面采用采用12001300 錨拉樁圍護， 樁長 29m，設置五道錨索，樁頂 12001000 冠梁。東側與泵房基坑相接，圍護結構外 將開挖至-14.500m，因此采用100012000 懸臂樁支護，樁長 14.5m，樁頂施工 1000 1000 冠梁。2、泵房基坑從0.000m 開挖至-14.600m。東側采用在行車基礎施工時已有錨索樁支護，因此 加以利用，不再設樁，但施工過程中須結合具體情況采取加設錨索等補強措施

60、。北側 采用100012000 錨拉樁，樁長 22m，設置三道錨索，樁頂 10001000 冠梁，其中在 設置出土坡道的位置采用 14.5m 的懸臂樁支護。南側考慮到后期廠房建設的需要，-4.000 以上采用土釘墻支護，以下采用10001200 錨拉樁圍護，樁長 18m，兩樁一錨， 設置 3 道錨索，10001000 冠梁。西側與壓機基坑相接部分土全部挖去，不設置支護 結構。3、其他部位 基坑周圍部分邊角位置以及出土坡道挖方邊坡采用土釘墻支護，墻高 214.5m，墻面 坡 1:0.11:0.35.，土釘間距 11.2m、長度 812m。圖 3.1基坑支護總平面布置圖Fig3.1General