毕业论文(深基坑支护技术研究).pdf

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1、毕 业 设 计 （ 论 文 ） 评 语 及 成 绩 学生 姓名 王鑫专业土木工程班 级学 号 201001032 毕业设计 （论文）题目 深基坑支护技术研究 指导教师 姓名 严任苗 指导教师 职称 指导教师评语： 签字： 年月日 成绩 ： 院长 (主任 ) 签字： 年月 日 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 任 务 书 题目深基坑支护技术研究 专业土木工程班 级2010 级学生姓名王鑫 承担指导任务单位 导师 姓名 严任苗 导师 职称 一、设计（论文）内容 本次毕业论文的设计内容为深圳市7 号线地铁车站基坑设计与分析。设计内 容包括土压力结构内力计算、基坑稳定性分析、支撑设计、基坑变形估算以及控

2、 制降水设计。 二、基本要求 根据本基坑的勘查报告和基坑周围的环境情况对将要采取的方案做出初步 的估计，然后根据相关规范要求对上述方案做出修改和优化。 三、主要技术指标（或研究方向） 深基坑支护结构的设计与施工不同于上部结构，除地基土类别的不同外，地 下水位的高低、土的物理力学性质指标以及周围环境条件等，都直接与支护结构 的选型有关。在深基坑工程中，支护结构方案的选择至关重要，支护结构型式选 择的合理，就能做到安全可靠、施工顺利、缩短工期，带来可观的经济与社会效 益。反之，一个不合理的方案即使造价很高，也不一定能保证安全。可见，支护 结构形式的优化选择是深基坑支护技术发展的必然趋势。 四、应收

3、集的资料及参考文献 1 高大钊主编 . 深基坑工程（第二版） . 北京 : 机械工业出版社,1999. 2 中华人民共和国行业标准. 建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99） S .北京 : 中国建筑工业出版社，国建筑科学研究院主编,1999. 3 中华人民共和国行业标准. 建筑桩基技术规范（JGJ94-94） S. 北京 :中国建 筑工业出版社,1995. 等等 五、进度计划 1、6 月份完成土质分析及深基坑荷载计算相关内容。 2、7 月份完成土压力结构内力计算、基坑稳定性分析、支撑设计、基坑变形估算 以及控制降水设计。 3、8 月份完成结论及需要修改的内容。 教研室主任签字时间年月日 毕

4、 业 设 计 （ 论 文 ） 开 题 报 告 题目深基坑支护技术研究 专业土木工程班 级2010 级学生姓名王鑫 一、文献综述 近些年来，随着城市经济的快速发展，高层建筑大批兴建，发展趋势是层 数增多，高度增大，基础埋深加大，平面布置更加复杂，与周围建筑物联系更加 紧密。城市地下空间的开发利用，使得基坑面积和开挖深度越来越大，因此，传 统基坑支护方式面临深度与广度的挑战。深基坑支护正是在人们的不断实践探索 中发展起来，具有一定的地区经验性，方法灵活多变，视工程实际而定。本设计 正是这一背景下的软土深基坑。 二、预期达到的目标 由于我国深基坑工程发展的历史不长，在理论研究落后与工程实践，而 工程

5、经验人员技术水平的限制，我国近年来出现了一些基坑工程的事故，也出现 了许多深基坑工程施工对环境造成有害影响的工程实例。因此，从根本上加强深 基坑工程相关理论的研究，不断改进与完善设计方法，整体提高深基坑工程的技 术。 三、研究方案 本文对基坑支护的的现状、发展趋势和支护设计理论以及常见支护方式的分 析，以深圳地铁 7号线工程为背景，对支护的施工方法和施工工艺进行了阐述，通 过和监测数据的对比，提出改进建议。 四、进度计划 1、6 月份完成土质分析及深基坑荷载计算相关内容。 2、7 月份完成土压力结构内力计算、基坑稳定性分析、支撑设计、基坑变形估算 以及控制降水设计。 3、8 月份完成结论及需要

6、修改的内容。 深基坑支护技术研究 Research on supporting technology of deep foundation pit 2010届土木工程专业 学号 201001032 学生姓名王 鑫 指导教师严任苗 完成日期 2014年 8 月 20 日 摘要 近年来，随着经济的发展，我国的各类地下工程的飞速发展，地下 空间与地铁等日益受到人们的关注，与之相关的深基坑问题相继出现。 在施工过程中， 怎样保证经济合理地处理好地基沉降和基坑支护等方面 的问题在整个建筑工程中占有重要地位。在基坑支护方面， 地下连续墙 及刚支撑由于施工振动小， 噪音低，非常适于城市施工而得到广泛使用。

7、本次毕业论文的设计内容为深圳市7 号线地铁车站基坑设计与分 析。设计内容包括土压力结构内力计算、基坑稳定性分析、支撑设计、 基坑变形估算以及控制降水设计；设计中首先根据本基坑的勘查报告和 基坑周围的环境情况对将要采取的方案做出初步的估计，然后根据相关 规范要求对上述方案做出修改和优化。降水井的设计包括井点类型的选 择，井深，井径及基坑周围总井数的确定；支护结构设计包括支护结构 的选型，边坡稳定性验算等以及在设计上部结构荷载作用下复合地基承 载力和沉降量的验算。 设计中包括对所选择的降水井方案，支护结构方案及地下连续墙支 护处理方案在具体施工过程中的各个工序的施工流程编制，每道工序在 整个施工顺

8、序中的合理安排，以及施工过程中应该注意的事项等。为保 证按期优质完工， 必须合理的编制施工计划， 并严格按照计划进行施工。 关键词： 深基坑；地连墙；地铁；沉降；深基坑设 ABSTRACT In recent years, with economic development, Chinas rapid development of various types of underground construction, underground space and subway increasing peoples attention, and its associated problems hav

9、e appeared deep foundation. During the construction process, and how to ensure economic reasonably handle excavation foundation settlement and other issues in the entire building project occupies an important position. In the excavation, the underground continuous wall and just support the construct

10、ion of small vibration, low noise, Ideal for urban construction and widely used. The thesis design content is the design and construction organization of Shenzhen Subway Line No. 7 station. Design elements include earth pressure force calculation structure, foundation stability analysis, support des

11、ign, estimation and control precipitation pit deformation design; construction organizations, including the content of the above six aspects of the design of the specific implementation. The first design under this foundation pit surveys and environmental conditions around the programmed is to make

12、preliminary estimates, based on relevant specifications and then make amendments to the above-mentioned programmed and optimization. Precipitation wells design including wells point type options, the determine of wells Depth, wells Drive and the total number of wells surrounding foundation pit; Supp

13、ort structural design including slope of the support structure of the models, slope stability, who checked the contents of a pile;and role in the design of complex load upper structure and the settlement of the foundation supporting who checked. Organizations include the construction of choice preci

14、pitation wells programmed, support structures and programmed underground diaphragm wall for dealing with composite concrete construction process in the various processes of the construction process to prepare each individual process in the entire construction reasonable sequence arrangement, and the

15、 matter to be paid attention to in the construction process. To ensure the quality completion on schedule, the preparation of construction plans must be reasonable and in strict accordance with the planned construction. Keywords:Deep Foundation; Underground; Subway; Settlement; Deep Foundation Desig

16、n 目录 1 工程概况 . . 2 1.2水文地质工程地质条件 . 1 1.2.1 车站工程地质层分布与特征描述. 1 1.2.2 水文地质条件. 3 1.2.3 不良地质现象. 4 2 支护方案的选择及比较. . 5 2.1基坑支护的类型及其特点和适用范围 . 5 2.1.1 深层搅拌水泥土围护墙. 5 2.1.2 土钉墙 . 5 2.1.3 排桩支护. 6 2.1.4 槽钢钢板桩. 6 2.1.5 钻孔灌注桩. 6 2.1.6 钢板桩 . 7 2.1.7 SMW工法 . . 7 2.1.8 地下连续墙. 7 2.2方案的比较及确定 . 8 2.2.1 基坑的特点. 8 2.2.2 支护方案

17、的选择. 9 3 土压力计算 . 10 3.1荷载的确定 10 3.2地下水对土压力的影响 10 3.3按分层土计算土压力 11 4 结构内力计算. 17 4.1计算理论的确定 17 4.2结构内力计算及配筋 17 4.2.1 土压力计算 17 4.2.2 用等值梁法计算弯矩 20 4.3地下连续墙的配筋计算 31 5 基坑稳定性分析. 34 5.1基坑的整体稳定性验算 34 5.2基坑的抗隆起稳定验算 35 5.3基坑的抗渗流稳定性验算 37 5.4基坑支护结构踢脚稳定性验算 38 6 支撑设计 . 40 6.1方案比较 40 6.2围檩设计 40 6.3支撑设计 43 6.4立柱设计 44

18、 7 基坑变形估算及控制. 45 7.1概述 45 7.2基坑的变形估算 45 7.2.1 水平位移估算 45 7.2.2 基坑隆起估算 45 7.2.3 地表沉降估算 46 8 降水设计 . 47 8.1概述 47 8.2降水的作用 47 8.3降水方案选择 48 8.3.1 降水施工方案 48 8.3.2 降水的设计 48 结论 . 51 参考文献 . 52 致谢 . 53 1 工程概况 1.1 工程概况 深圳市城市轨道交通7 号线石厦站位于福民路中，东西布置，在石 厦北二街交叉口与地铁3 号线石厦站 T型换乘。车站有效站台中心 里程：DK17+054.108，车站起点里程： DK16+9

19、66.408，车站终点里程： DK17+146.358，全长 179.95m。其中换乘节点长约40.2m 范围结构已由 地铁 3 号线预先设计施工。 1.2 水文地质工程地质条件 1.2.1 车站工程地质层分布与特征描述 根据地质资料，地层层序自上而下依次为： 1)第四系全新统人工堆积层 1 素填土：褐黄、褐红、灰黑等色，稍湿，松散? 中密状态，主 要由黏性土混少量砂砾组成，偶夹碎块石，有一定程度的压实，上部均 有厚度不一的砼路面结构层。该土层厚 0.60? 4.50m，平均厚度 2.82m， 在本次勘探车站场地内均有分布，层底高程 0.57 ? 2.24m，层底埋深 0. 60? 2.88m

20、。 2 素填土（砂）：浅灰、灰黄色，饱和，稍密状态，以填砾砂为 主，级配良好，主要成分为石英，含大量黏粒，偶见有卵石。仅于MG Z2-SSX-2 号钻孔揭露该层，呈透镜状分布，厚度1.20m，层顶高程 4. 90m ，层底高程 3. 70m，层底埋深 1. 20mo 2)第四系全新统冲洪积地层 3 淤泥质粉质黏土：灰黑色，深灰色，软塑? 可塑，含有较多有 机质及石英砂砾，有轻微臭味。仅于MGZ2-SSX-5 、MGZ3-SSX-12 、MGZ3 -TXS-116 和 MGZ3-SSX-19 号钻孔揭露该层，呈透镜状分布，厚度 1.80 ? 4.00m,层顶高程 1.45 ? 2.04m, 层顶

21、埋深 3.10? 3.50m。 11 砾砂：灰黑色，灰白色，中密，局部夹腐朽木头。MGZ3-SSX- 10MGZ3-SSX-12 、MGZ3-SSX-18 ? MGZ3-SSX-19 、MGZ3-TXS-116 号钻孔 均揭露该层， 厚度 1.40 ? 4.80m，层顶高程 -0.45 ? 2.64m，层顶埋深 2. 50? 5.50mo 11 砾砂：黄褐色，中密。 MGZ3-SSX-14 、MGZ3-SSX-118 、MGZ3-S SX-19 号钻孔均揭露该层，厚度 1.80 ? 2.40m,层顶高程 -1.86 ? 1.85m, 层顶埋深 3.10? 7.00m。 3)残积层 1 砾质黏性

22、土：褐红、灰白、灰黄色，湿，可塑? 硬塑，由粗粒 花岗岩风化残积而成，含有约30% 的石英颗粒及较多高岭土。该层在 本车站各孔均有揭露，层厚3.80 ? 18.50m，平均厚度 11.32m，层顶高 程-3.86 ? 4. 75m, 层顶埋深 0.60 ? 9.00m。 4)燕山期粗粒花岗岩 褐黄、灰黄、灰白、浅灰、浅肉红色，粗粒结构，块状构造，主要 成份为石英、长石及暗色矿物。在本区段均匀分布。 本次钻探揭露按风化程度可分为1 全风化花岗岩、 2 强风化花 岗岩、 3 中等风化花岗岩和 4 微风化花岗岩4 个亚层，分述如下： 1 全风化花岗岩：褐黄色，灰褐色，岩芯呈砂土状，手捏易散， 车站场

23、地内普遍分布。层厚1.50 ? 9.00m, 层顶高程 -16.60 ? -6.10m, 层 顶埋深 11.20? 21.50m 2 强风化花岗岩：灰褐色，褐黄色，岩芯多呈砂土状，局部呈角 砾状，遇水易崩解，局部区域该层底部为块状强风化岩，岩芯手可折断。 车站场地内普遍分布。层厚1.70 ? 14.30m，层顶高程 -21.03 ? -8.15m, 层顶埋深 13.20 ? 26.00m。 3 中等风化花岗岩：灰白色，肉红色，岩体较破碎，节理裂隙极 发育，层厚 1.30 ? 6.50m，层顶高程 -32.38 ? -20.36m，层顶埋深 22.0 0? 35.50m。大部分钻孔均有揭露，局部

24、未揭穿。 4 微风化花岗岩：清灰色，肉红色，岩体节理裂隙发育。大部分 钻孔均有揭露，但未揭穿。揭示层顶高程 -32.38 ? -20.36m，层顶埋深 25.50? 37.80m。 表 1.1 物理力学性质指标综合建议值表 土层代号 及名称 重度 (kN/ m 3) 基床系数 K(MPa/m) 地基 承载 力特 征值 fak(k Pa) 静止 侧压 力系 数 K0 钻孔桩参数直剪( 固快) 垂直 水平 qsik (kPa ) qpk (kPa ) C (kPa) ( 度) 3素填土19.0 10.0 12.0 0.60 20.0 15.0 1粘土20.0 26.0 32.0 210 0.48

25、65 57.5 14.7 2粉质粘土19.6 20.0 24.0 160 0.50 48 23.6 16.1 2粉质粘土18.8 12.0 13.0 110 0.54 32 21.1 16.6 6粉砂夹粉 土 19.6 35.0 40.0 200 0.40 60 1000 8.6 31.1 1.2.2 水文地质条件 本场地地下水按赋存条件主要为第四系孔隙水及基岩裂隙水。 孔隙水主要赋存在表层人工填土层和残积砾质黏性土层中，略具承 压性，基岩裂隙水赋存于强风化及中等风化花岗岩中，具承压性。本次 勘察期间稳定地下水位埋深2.30 ? 4.70m，水位高程 0.65? 1.32m。 地下水的排泄途径

26、主要是蒸发，主要补给来源为大气降水。 1.2.3 不良地质现象 本场地在勘探深度范围内未发现地裂隙、岩溶、土洞、河岸滑坡及 浅层活动断裂等不良地质作用存在。场地内20m以浅的 1 粉土、 3 粉砂夹粉土、4 粉土夹粉砂层为不液化土层， 地基土不存在液化趋势。 2 支护方案的选择及比较 2.1 基坑支护的类型及其特点和适用范围 2.1.1 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 ; 施工中无

27、振动、无噪音、污染少、挤土轻微, 因此在闹市区内施工更显出优越性。水泥土围护墙的缺点: 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。 2.1.2土钉墙 土钉墙是一种边坡稳定式的支护，其作用与被动的具备挡土作用的 围护墙不同 , 它是起主动嵌固作用, 增加边坡的稳定性 , 使基坑开挖后坡 面保持稳定。土钉墙主要用于土质较好地区, 我国华北和华东北部一带 应用较多 , 目前我国南方地区亦有应用, 有的已用于坑深10m 以上的

28、基 坑, 稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好 地区应积极推广。采用土钉墙的一般要求，土钉墙可适用于塑，不塑 或坚硬的粘性土； 在有地下水的土层中， 土钉支护应该在充分降排水 的前提下采用； 土钉墙容易引起土体位移，采用土钉墙支护应慎重考 虑，墙体变形对周围环境的影响，本工程地质条件：主要为粘性土。另 本工程地下水位为2.1m，且地处海边区，若要采用土钉墙支护势必做 好降水排水措施。且工程地处人口稠密的旧城区，毗邻交通主干道, 排 水必将引起地地面沉降，给周围建筑以极大威胁。 2.1.3 排桩支护 基坑开挖时， 对不能放坡或由于场地限制不能采用搅拌桩支护，开 挖深度在 6

29、10m左右时，即可采用排桩围护。排桩可采用钻孔灌注桩、 人工挖孔桩、预制钢筋混凝土板桩或钢板桩等。 当基坑开挖深度较大时， 可设置多道支撑，以减少内力, 采用冲钻孔桩能够穿越条石、旧基础。 在护壁桩间做旋喷帷幕达到止水的效果，但由于基坑开挖深度大护壁不 可能采用锚拉或内支撑，锚杆无法施工，也无法采用锚拉，南北两侧亦 无法对称采用排桩，在设立支护时没有合适的支护方式。 2.1.4 槽钢钢板桩 这是一种简易的钢板桩围护墙, 由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽 钢长 610m,型号由计算确定。其特点为: 槽钢具有良好的耐久性, 基坑 施工完毕回填土后可将槽钢拔出回收再次使用; 施工方便 , 工期短 ;

30、不能 挡水和土中的细小颗粒, 在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施; 抗弯能力较弱 , 多用于深度小于4m的较浅基坑或沟槽 , 顶部宜设置一道 支撑或拉锚 ; 支护刚度小 , 开挖后变形较大。 2.1.5 钻孔灌注桩 钻孔灌注桩围护墙是排桩式中应用最多的一种, 在我国得到广泛的 应用。其多用于坑深710m的基坑工程 , 在我国北方土质较好地区已有 89m的臂桩围护墙。钻孔灌注桩支护墙体的特点有: 施工时无振动、无 噪音等环境公害 , 无挤土现象 , 对周围环境影响小 ; 墙身强度高 , 刚度大 , 支护稳定性好 , 变形小 ; 当工程桩也为灌注桩时, 可以同步施工，从而施 工有利于组织、 方

31、便、工期短 ; 桩间缝隙易造成水土流失, 特别时在高水 位软粘土质地区 , 需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施 工措施以解决挡水问题; 适用于软粘土质和砂土地区, 但是在砂砾层和 卵石中施工困难应该慎用; 桩与桩之间主要通过桩顶冠梁和围檩连成整 体, 因而相对整体性较差, 当在重要地区 , 特殊工程及开挖深度很大的基 坑中应用时需要特别慎重。 2.1.6 钢板桩 采用钢板桩支护针对本基坑为临时支护的特点，施工方便，工期短， 在基坑施工完毕回填土后将槽钢拔出，重新利用， 可以将支护费用降到 最低。但采用钢板桩支护有一致命的弱点，即不能挡水和土中的细小颗 粒，且在地下水位高时还要求降水

32、或隔水，这与本工程地下水位高，地 水丰富的地质条件极不相称。另钢板桩支护抗弯能力较弱，开挖挠曲变 形较大，一般适用深度不超过4m 。很显然本基坑软弱含水的地质条件 10m的开挖深度，以及地处城市建筑密集区对挠曲位移的严格要求等均 不适宜采用钢板桩支护，一经采用必将造成严重后果。 2.1.7 SMW 工法 SMW 工法亦称劲性水泥土搅拌桩法, 即在水泥土桩内插入H 型钢等 ( 多数为 H 型钢 , 亦有插入拉森式钢板桩、钢管等) , 将承受荷载与防渗 挡水结合起来 , 使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围 护墙。SMW 支护结构的支护特点主要为: 施工时基本无噪音 , 对周围环境 影

33、响小 ; 结构强度可靠 , 凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用, 特 别适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层; 挡水防渗性能好 , 不必另设 挡水帷幕 ; 可以配合多道支撑应用于较深的基坑; 此工法在一定条件下 可代替作为地下围护的地下连续墙, 在费用上如果能够采取一定施工措 施成功回收H 型钢等受拉材料 ; 则大大低于地下连续墙, 因而具有较大 发展前景。 2.1.8 地下连续墙 通常连续墙的厚度为600mm 、800mm 、1000mm ，也有厚达 1200mm 的。 地下连续墙刚度大，止水效果好，是支护结构中最强的支护型式，适用 于地质条件差和复杂，基坑深度大，周边环境要求较高的基坑，

34、但是造 价较高，施工要求专用设备 优点：施工时振动小， 噪音低，非常适合本基坑的开挖支护设计； 墙体刚度大， 特别适合本基坑复杂的地质条件，尤其是对松散填土及 软塑淤泥质粉质粘土的支挡效果明显，基坑安全性能够得到保证；防 渗性能好， 地下连续墙现今工艺已成熟，在墙体结头和施工方法上都得 到改进，墙体几乎不透水，因此对于本基坑高达1m的地下水位相当适 合采用连续墙可以不降排水，在施工时只要及时的进行排水即可；占 地少，本工程地处城市建筑密集区，空间狭小，采用地下连续墙可以充 分利用建筑红线以内有限的地面和空间，能够充分发挥其经济效益， 在 施工过程中，不会引起地面沉降，因此对周围建筑没有丝毫影响

35、；工 效高，工期短，质量可靠，经济效益高。采用地下连续墙是真正的优质 高效，符合现代都市的竞争理念，业主容易接受。缺点：对废泥浆处 理，不但会增加工程费用，如泥水分离不完善或处理不当，造成新的环 境污染；槽壁坍塌问题。如地下水位急剧上升，护壁泥浆液面急剧下 降，土层中有软弱的砂性砂层，泥浆的性质不当或已变质，施工管理不 当等均可能引起壁槽壁坍塌，引起地面沉降， 危害邻近工程结构和地下 管理的安全。 同时也可能使墙体混凝土体积超方，墙面粗躁结构尺寸超 出允许界限； 本基坑支护均为临时支护，采用地下连续墙费用要相对 较高，但为保证安全稳定及效率，费用仿高5-10%的预算之内，同时采 用连续墙施工，

36、工序简单，变更较少，费用易于控制。 2.2 方案的比较及确定 2.2.1 基坑的特点 综合分析本工程的地理位置、土质条件、 基坑开挖深度及周围环境 的影响，有以下的特点： （1）基坑开挖的面积较大，下方管线较多。 （2）基坑开挖深度范围内的土层的工程性较差。软土厚度大。 （3）基坑周围的环境条件复杂。 （4）开挖深度较深，约26.5m，属于一级基坑。 （5）地下水位较高，施工期间需要降水和止水。 2.2.2 支护方案的选择 根据本工程的特点， 设计时此基坑有可能采用的几种支护形式从技 术上和经济上进行了分析比较。 采用钻孔灌注桩作为挡土结构、深层水泥搅拌桩为止水帷幕及结 合五道钢管内支撑的支护

37、体式。 优点：钻孔灌注桩施工容易、造价较低，目前此种技术比较成熟。 另深层水泥搅拌桩为止水帷幕时有好的效果防水。钢管内支撑具有拼装 方便、施工速度快并可以多次重复使用等优点，并可施加预应力。此时 支护结构有一定的安全性和经济性。 缺点：主体结构深度太大，地下水位较高，施工难度较大。 主体采用地下连续墙及刚支撑 优点：施工振动小，噪音低，非常适于城市施工；墙体刚度大，防 渗性能好，可以贴近施工；适用于多种地基条件，可以作为刚性基础； 占地少，可以充分利用建筑红线以内有限的地面和空间；工效高，工期 短，质量可靠，经济效益高。本方案充分考虑了基坑地下水位高，面积 大，高度大等特点。主体采用地下连续墙

38、强度高又可以止水，并成为基 础的结构部分， 与后浇的内衬共同组成永久性结构的侧墙。机械化程度 高，能保证工期，是比较安全可靠的施工方法。 缺点：地下连续墙作为挡土结构时造价比较高；在一些特殊地质条 件下施工难度大； 还须有泥浆处理条件， 对废泥浆的处理会造成环境污 染。 施工中如出现槽壁坍塌问题会引起邻近地面沉降，墙体混凝土超方。 通过对比本基坑采用第二种围护方案。 3 土压力计算 3.1 荷载的确定 （1）永久荷载 结构自重按实际重量计算，钢筋混凝土重度按25kN/m计； （2）可变荷载 施工期间基坑侧面超载一般按20kpa 计； 如施工中地面超载有超过 限定值的情况，需立即报设计单位重新核

39、算。 （3）荷载组合 按永久荷载和可变荷载组合进行计算，荷载分项系数为： 永久荷载 取 1.35 ，可变荷载取 1.4 。 3.2 地下水对土压力的影响 根据基坑工程手册 7 在基坑开挖深度范围内存在地下水时，作用与围护结构上的侧压力 一般按照如下规定计算： （1）对砂土和粉土等无粘性土按照水土分算的原则计算，即作用 于围护结构上的侧压力等于土压力和静水压力之和。地下水位以下的土 压力采用浮重度 和有效应力抗剪强度指标 C 和 计算； （2）对粘性土宜根据工程经验按水土分算或者水土合算原则进行 计算。水土合算时，地下水位以下的土压力采用饱和重度 sat和总应力 抗剪强度指标 C 和计算。 由于

40、深圳的地下水较丰富， 而场地土质主要为粘性土，且无稳态渗 流，故采用水土合算法。 3.3 按分层土计算土压力 表 3.1 土体物理力学参数 层号及土层名称 厚度 （m ） 重度 kN/m3 直剪（固块） 静止侧压 力系数 Ko 粘聚力 Ck（kPa） 内摩擦角 k（o） 1素填土3.0 18.0 15 8.5 11砾砂4.5 21.3 5 40 0.65 1砾质粘性土4.5 17.9 27.3 22.1 0.45 1全风化花岗岩3.0 18.1 31.8 24.2 0.30 2强风化花岗岩10.5 18.9 26.4 29.6 3中风化花岗岩3.2 4弱风化花岗岩4.2 注：地下水位 1.0m

41、 本工程场地平坦，土体上部底面超载30kPa，在影响范围内无建筑 物产生的侧向荷载， 且不考虑施工荷载及邻近基础工程施工的影响，假 定支护墙面垂直光滑，故采用郎肯土压力理论计算。 1） 计算方法：按朗肯理论计算主动与被动土压力强度，其公式如 下： aaiia KcKhqP2 (3.1) PPiip KcKhqP2 (3.2) 式中 a P、 p P 朗肯主动与被动土压力强度， a kP； q 地面均匀荷载， a kP； i 第 i 层土的重度， 3 / mkN； i h 第 i 层土的厚度， m ； a K、 p K 朗肯主动与被动土压力系数； 2 45tan 2 a K (3.3) 2 45

42、tan 2 p K (3.4) 式中 c、 计算点土的抗剪强度指标 2）各层土压力计算过程 图 3.1 开挖土层参数指标 基坑开挖深度 26.5m，OA为素填土层， 3m厚 AB为砾砂层， 4.5m 厚 BC为砾质粘性土层， 4.5m 厚， CD为全风化花岗岩层， 3m厚， DE为强风化花岗岩层， 10.5m厚 EF为中风化花岗岩层， 3.2m 厚 FG为弱风化花岗岩层。 r=21.3kN/m3 c=5kPa =40 r=21.3kN/m3 c=5kPa =40 O A B C D E F r=17.9kN/m3 c=27.3kPa =22.1 r=18.1kN/m3 c=31.8kPa =2

43、4.2 r=18.9kN/m3 c=26.4kPa =29.6 r=18.9kN/m3 c=26.4kPa =29.6 r=18.9kN/m3 c=26.4kPa =29.6 3.4 参数加权平均计算 1） 参数加权平均计算 由于各土层物理力学参数相差不大，故采用加权平均法计算土压 力，各加权平均参数计算为： 平均容重： iii hh / 8 .32 9.189.170.31 .185.49 .175.43 .21318 kPa19.0 迎土区： iii hh / 8 .32 9.176.290.32.245.41 .225.44035.8 0 66.27 iii hhCC/ 8.32 9.1

44、74 .2638 .315.43.275.45315 kPa12.32 背土区： iii hh / 4.6 2 .46.292.26 .29 0 6.29 iii hhCC/ 4.6 2.44.262 .24 .26 kPa4.26 2） 土压力计算 土压力系数： 主动土压力系数：366.0) 2 45( 02 tgKa605.0Ka 被动土压力系数：95.2) 2 45( 02 tgKp718.1Kp 主动土压力（迎土侧）： 地面均布超载kPaq20 墙顶：mh0 KaCKahqea2)( 0 605.012.232366.020 066.20 取kPaea0 0 临界深度mh97.2 坑底

45、：mh5.26 KaCKahqeaj2)( 605.012.232366.0)5 .261920( kPa63.163 被动土压力（背土区）： KpCep2 0 718.112.232 kPa44.79 墙低：mh9.34 KpCKphqepj2)( 718.112.23295.2)9.341920( kPa6 .2094 4 结构内力计算 4.1 计算理论的确定 本工程地质条件较为均匀， 但开挖深度较深， 为了减少支护的弯矩 可以设置多层支撑。 在进行结构内力计算时， 按照分段等值梁法来计算 挡土结构的弯矩和支撑力，并计算出桩墙的入土深度。 分段等值梁法即对每一段开挖， 将该段桩的上部支点和

46、插入段土压 力零点之间的桩作为简支梁进行计算，上一次算出的支点假定不变，作 为外力计算下一段梁中的支点反力。这种方法考虑了施工时的实际情 况。 4.2 结构内力计算及配筋 4.2.1 土压力计算 1） 确定临界深度 0 z ：由02)( 0aa kckrzqe得: m rK qKkc z a aa 97. 2 2 0 (4.1) 2） 各支点及坑底处的土压力 A点： aaaA KCKrhqe2)( 605.012.232366.020 kPa66.20 B点： aaaB KCKrhqe2)( 605.012.232366.060 .1920）（ kPa10.21 C点： aaaC KCKrhq

47、e2)( 605.012.232366.0)120 .1920( kPa79.62 D点： aaaD KCKrhqe2)( 605.012.232366.0)180 .1920( kPa52.104 E点： aaa KCKrhqe2)( E 605.012.232366.0220.1920）（ kPa34.132 F 点： aaa KCKrhqe2)( F 605.012.232366.05.260.1920）（ kPa63.163 3） 土压力零点 土压力零点距离基坑底的距离， 可根据净土压力零点处墙前被动土 压力强度与墙后主动土压力强度相等的关系求得。 amaDpm uKreuKr (4.

48、2) m KKr e u aP aD 33.3 )366. 095.2(19 63.163 )( (4.3) 4） 基坑支护简图 基坑支护结构简图如图4-1 所示，将点 O近似看作为弯矩0 点，看 做地下支点无弯矩。 20kN/m 6 m 6 m 4 m 4 . 5 m O A B C D E F Ea T1 T2 T3 T4 6 m 2 . 9 5 m -26.5m +0 3 m 图 4.1 基坑支护结构计算简图 先将基坑支护图画成为一连续梁，其荷载为水土压力及地面荷载， 如图 4.2 所示。 A BCDEF 28.2 62.79 111.47 139.29 163.63 2.97m -20

49、.66O 图 4.2 连续梁结构计算简图 4.2.2 用等值梁法计算弯矩 1）分段计算固端弯矩 连续梁 AB段悬臂部分弯矩，计算简图如4.3 所示。 03.3 3 1 2 1 03.31 .21 BA M mkN28.32 AB -20.60 21.1 3.03m 6m 图 4.3 AB 段计算简图 连续墙 BC段弯矩，计算简图如4.4 所示 2158 A 22 B CB Mlqql M 2 33.76 15 5)2.2879.62( 8 52.28 22 mkN61.107 BC 6m 21.10 62.79 32.28 图 4.4 BC 段计算简图 连续墙 CD段弯矩，计算简图如4.5 所示 3012 22 lqql M CD 30 6)79.6252.104( 12 679.62 22 mkN45.238 2012 22 lqql M DC 20 6)79.6252.104( 12 679.62 22 mkN48.263 CD 62.79