地铁车站深基坑大学毕业设计(含外文翻译)

1、地铁车站深基坑大学毕业设计（含外文翻 译）地铁车站深基坑大学毕业设计 （含外文翻译）摘要毕 业设计主要包括三个部分，第一部分是上海地铁场中路站基 坑围护结构设计；第二部分是上海地铁场中路站基坑施工组 织设计；第三部分是专题部分，盾构施工预加固技术研究。在第一部分基坑围护结构设计中，根据场中路站基坑所 处的工程地质、水文地质条件和周边环境情况，通过施工方 案的比选，确定采用地下连续墙作为基坑的围护方案，支撑 方案选为对撑，从地面至坑底依次设四道钢管支撑，并进行 围护结构及支撑的内力计算、相应的强度和地连墙的配筋验 算以及基坑的抗渗、抗隆起和抗倾覆等验算。第二部分的施工组织设计，根据基坑围护方案、

2、施工方 法和隧道周边的环境情况，对施工前准备工作，施工场地布 置，围护结构施工、基坑开挖与支撑安装等进行设计，并编 制了工程进度计划，编写了相应的质量、安全、环境保护等 措施。第三部分专题内容是盾构施工中的预加固技术研究。针对工程施工中的地质条件和施工工况，总结了盾构施工 中的土体预加固的技术措施和相关的参考资料，提由在盾构 施工中土体预加固的技术措施。关键词:基坑；地下连续墙；施工组织；支撑体系；盾构预加固技术目录第一部分上海地铁场中路站基坑围护结构设 计1工程概况1 1.1工程地质及水文地质资料1 1.2工程周围环境2 2设计依据和设计标准4 2.1工程设计依据 4 2.2基坑工程等级及设

3、计控制标准4 3基坑围护方案设计 5 3.1基坑围护方案5 3.2基坑围护结构方案比选6 4基坑支撑方案设计8 4.1支撑结构类型8 4.2支撑体系的布置形式8 4.3支撑体系的方案比较和合理选定10 4.4基坑施工应变措施105计算书12 5.1荷载计算12 5.2围护结构地基承载力验算14 5.3基坑底部土体的抗隆起稳定性验算14 5.4抗渗验算155.5抗倾覆验算16 5.6整体圆弧滑动稳定性验算17 5.7围护结构及支撑内力计算17 5.8支撑强度验算21 5.9地下连续 墙配筋验算23 6基坑主要技术经济指标25 6.1开挖土方量25 6.2混凝土浇筑量25 6.3钢筋用量25 6.

4、4人工费用25第 二部分上海地铁场中路站基坑施工组织设计1基坑施工准备25 1.1基坑施工的技术准备25 1.2基坑施工的现场准备25 1.3基坑施工的其他准备 27 2施工方案29 2.1概况29 2.2施工方法的确定 29 2.3施工流程32 2.4质量控制35 2.5 施工主要技术措施 37 2.6关键部位技术措施 39 3施工总平面 布置40 3.1施工现场广场临时建筑物的布置原则及位置403.2施工用的临时运输线路的布置40 3.4建筑材料的堆放位置40 4施工进度计划及管理措施41 4.1工程安排原则41 4.2 施工进度计划41 4.3施工质量过程控制 42 5质量、安全、文明管

5、理措施43 5.1质量管理措施43 5.2 土方运输环境管理规定44 5.3安全生产管理措施 44 5.4文明施工措施44第 三部分 盾构施工中的预加固技术研究1概述47 1.1盾构法概述47 1.2盾构法的施工条件 47 1.3盾构施工工艺47 1.4盾 构法施工的优缺点 49 1.5盾构法施工预加固的必要性 49 2 盾构施工预加固技术 50 2.1概述50 2.2冻结法50 2.3注浆法51 2.4高压旋喷桩52 3水平冻结法在盾构进洞中的应用543.1工程概况54 3.2周边环境状况54 3. 3地基加固方式的选 择54 3. 4水平冻结法地基加固施工 54 3.5冻结加固的效果56

6、3.6盾构进洞存在的风险 57 3.7盾构进洞的保证措施 57 4. 小结59参考文献60第四部分 外文翻译 翻译原文62中文译文66致谢88第一部分上海地铁场中路站基坑围护结构设计XX大学20XX届本科生毕业设计第26页1工程概况上海地铁七号线一期工程二标段场中路站位于沪太公 路南侧和大场税务所东侧。拟建之场中路站建（构）筑物主要由地铁行车道及人行通道组成，车站段地铁行车道主体长约220m,宽约20m,人行通道长约7080m,宽约10m。车站结构型式为地下二层岛式，底板埋深为15.00m o1 .1工程地质及水文地质资料1.1.1工程地质条件 场中路站场地地形较平坦，地面标高在4.16m4.

7、65m之间。标准段位置，土层由上至下分别为：1填土，2滨土，1粉质粘土，淤泥质粉质粘土，淤泥质粘土，粉质粘土，1-1粉砂，1粘土，2-2粉砂夹粉质粘土，勘察成果表明，地基土分布有以下特点：1）浅部无粉性土 （3层）分布，第1层褐黄色灰黄色 粉质粘土下为第层淤泥质粉质粘土和第层淤泥质粘土， 其中第层夹较多薄层粉性土。2）场地北侧受古河道切割影响， 第层、第1-1层缺失， 分布有第1层粘性土。场地南侧为正常分布区，第层直接与第层暗绿色粉质 粘土相连，第层硬土层层顶埋深一般在17.418.4m,厚度约1.44.0m；第1-1层层顶埋深一般在 2021m左右。3）第1、2-2层顶面埋深分别为 31m、

8、45m左右。车站所在场地范围内自上向下土层分布情况见表1.1。表1.1 土层分布情况 土层编号土层名称土层描述土 层厚度（m）层底标高 1填土 杂黄褐色，很湿，松散， 上部主要为混凝土地坪、碎石、煤渣等，下部由粘性土等组 成。1.5 2.81粉质粘土 褐黄灰黄色，湿很湿，可塑 软塑，中等高等压缩性，含氧化铁斑点及铁镒质结核，随 深度增加土性渐变软。无摇震反应，土面较光滑，韧性中等高 2.2 0.6 淤泥 质粉质粘土 灰色，饱和，流塑，高等压缩性，含云母、有 机质，在4.06.0m夹较多量薄层粉性土，土质不均匀。摇震反应很慢，土面较粗糙，韧性中等，干强度中等。3.7 -3.1 淤泥质粘土 灰色，

9、饱和，流塑，高等压缩性， 含云母、有机质及少量贝壳碎屑，夹少量薄层粉砂，土质均 匀。摇震反应无，土面光滑有油脂光泽，韧性高等，干强度高10.8 -13.9 粉质粘土 暗绿草黄色，湿很湿，可塑 硬塑，中等压缩性，含氧化铁斑点及铁镒质结核，夹少量灰 白色高岭土，下部夹粘质粉土。无摇震反应，土面较光滑，韧性中等高等，干强度中等 高等。2.7 -16.61-1粉砂 草黄色，饱和，中密度密实，中 等压缩性，含云母、少量氧化铁条纹，夹砂质粉土，上部夹 薄层粘性土。6.1 -22.7 1.1.2水文条件 拟建场地地下水主要有浅部土 层中的潜水和深部粉性土层中的（微）承压水。据区域资料，承压水位，一般低于潜水

10、位，浅部土层中的 潜水位埋深，一般离地表面0.31.5m,年平均地下水位离地表面0.50.7m,低水位埋深为1.50m；第1-1层承压水 位埋深为311m。潜水位和承压水位随季节、气候等因素而有所变化江河边一定距离范围内，特别是有浅层粉性土或砂土分布区，其潜水位受潮汐影响较明显。据有关资料，地下水的温度，埋深在4m范围内受气温变化影响，4m以下水温较稳定，一般为 1618°。根据地质资料，潜水水位埋深为1.232.80m,第1-1层承压水水位埋深为 4.08m。水质分析表明，地下水对混凝土无腐蚀性。由于拟建场地地下水水位较高，根据上海地区经验，当地 下水（潜水）对混凝土无腐蚀性性时，

11、其土对混凝土亦无腐 蚀性，故判定拟建场地地下水和土对混凝土无腐蚀性。另据水质分析报告和类同工程经验判定，场地地下水对 钢结构有弱腐蚀性。1.2工程周围环境 1.2.1邻近建筑 场地西侧为居民住宅， 住宅离基坑较远，在基坑开挖影响范围以外。基坑东侧为沪太路，南侧为洛场路，路面下有较多的市政 管线，需在施工中加强对基坑变形的控制。1.2.2 地下管线根据现有的管线资料显示，场中路站端 头井围护结构范围内无地下管线，但在工地围场边上有一排 架空电线，施工中，应避免大型机械设备接触或碰撞管线。在基坑东侧的沪太路上，分布有上水？200、电话36孔、上水？500、上水？1800、雨水？400 ;在洛场路口

12、上分布有上水？300、上话12孔、雨水？400、上话（2根光缆）、煤气？200 o洛场路上的管线分布较远，基坑开挖影响较小，但沪太路 下的管线需加强监测和保护。具体管线分布情况参见表1.2。表1.2场中路管线分布详细列表道路管线种类埋深（m）至端头井基坑距离 （m）沪太路 电话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 洛场路 上水？300 1.2 超过基坑影响范围 上 话？12孔1.0超过基坑影响范围雨水?400 0.6超过基坑影响范围 上水？300 0.7超过基坑影响范围上话（2根光缆）1.0超过

13、基坑影响范围煤气?200 0.7超过基坑影响范围备注：在至基坑外侧边缘1.5H（H为基坑开挖深度）距离内为基坑影响范围1.2.2周围道路 在场中路站南端头井位置，是沪太 路、场中路及洛场路的交汇处，工程位于交汇处的西北侧， 场区施工对社会的交通影响较小。1.2.3 施工条件 土的类型为中软或软弱土，建议按软弱 土考虑。建筑的场地类别为田类，相应特征周期值为0.45S。本场地属对建筑抗震不利地段。周围环境开阔，交通便利，有足够的空间堆放土方、材料 和混凝土等。1.2.4 邻近地区对地面沉降很敏感的建筑资料和要求临近建筑主要为商业用房，且楼层高度都不高。对地面沉降不是很敏感，故该条不考虑。2设计依

14、据和设计标准2.1工程设计依据本工程设计执行的规范和标准：(1)岩土工程勘察规范(GB 50021-2001);(2)建筑结构荷载规范(GB 50009-2001 )(3)建筑基坑支护技术规程(JGJ 120-2012);(4)建筑地基基础设计规范(GB 50007-2011 );(5)地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范(GB 50307-1999);(6)钢结构设计规范(GB50017-2003 ) ;( 7 )混凝土结构设计规范(GB50010-2010 ) ; 2.2基坑工程等级及设计控制标准根据建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012)规定，基坑的侧壁安全等级分为三级，基坑支护结构

15、设计应根据表2.1选用相应的侧壁安全等级及重要性系数。表2.1基坑侧壁安全等级及重要性系数安全等级破坏后果一级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周围 环境及地下结构施工影响很严重1.1二级 支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周围环境及地下结构施工影响 严重1.0三级 支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑 周围环境及地下结构施工影响不严重0.9总体而言，本工程周围建筑物大部分距离拟建场地红线位置较远，建筑物结构 形式较好。该车站的西侧为居民住宅，东侧紧挨沪太路，线路规划横 穿西侧居民住宅以及少数商业建筑。管线主要在沪太路和洛场路下敷设，地铁站位没有控制性 管线。支护结构破坏、土体失稳或

16、过大变形对基坑周围环境及地 下结构施工有一定影响，据此，确定支护结构的安全按等级 为一级，重要性系数取 1.1。3基坑围护方案设计 3.1基坑围护方案 基坑的围护结构 主要承受基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力并将此压 力传递到支撑，是稳定基坑的一种临时挡墙结构。主要分类有钢板桩、钻孔灌注桩、地下连续墙、SMW 工法和高压旋喷桩等。3.1.1 钢板桩 钢板桩支护是用打桩机直接将钢板按一定 搭接方式打入土体来承受基坑开挖卸荷所产生的水土压力 的一种施工临时支挡结构。钢板桩可以是钢板、钢管、各种型钢和工厂专门制作的定 型产品，它们可以间隔式打入，也可以是带桦槽连接，中间 有专门的防渗构件；也可以预

17、先连接成片，形成 屏风”整片 沉入。对于较浅的基坑，可用悬臂式板桩；对于较深的基坑， 可采用带内支撑或外部锚定的板桩。采用钢板桩围护优点主要有: 钢板桩的强度、品质、接缝精度等质量保证、可靠性高；具 有耐久性，可回拔清理再使用；与多道支撑相结合，适合软 土地区的较深基坑，而且施工方便、工期短。施工中须注意接头防水，以防止桩缝水土流失所引起的 地层塌陷及失稳问题；钢板桩刚度比排桩和地下连续墙小， 开挖后挠度变形较大；打拔桩振动噪声大、容易引起土体移 动、导致周围地基较大沉陷。3.1.2 钻孔灌注桩 钻孔灌注桩是利用钻孔机械按设计位 置钻孔，然后向孔里浇灌混凝土，并下放预制钢筋笼，最后 形成并列的

18、桩位，组成围护墙体来达到围护目的。钻孔灌注桩围护墙多为间隔排列式，它不具备挡水功能， 适用于地下水位较深、土质较好地区。钻孔灌注桩噪声和振动小，无挤土，刚度较大，抗弯能 力强、变形相对较小，就地浇制施工，对周围环境影响小； 适合软弱地层使用，接头防水性差，要根据地质条件从注浆、 搅拌桩、旋喷桩等方法中选用适当方法解决防水问题；钻孔灌注桩在砂砾层和卵石中施工慎用，而且它的整体刚度较 差，不适合兼做主体结构，其质量取决于施工工艺及施工技 术水平，在施工过程中需作排污处理。3.1.3 地下连续墙地下连续墙的施工就是连续施工的方 法，即在地面上用一种特殊的挖槽设备，沿着深开挖工程的周边，依靠泥浆护壁的

19、支护，开挖一定槽段长度的沟槽；再 将钢筋笼放入沟槽内。采用导管在充满稳定液的沟槽中进行混凝土的置换。相互邻接的槽段由特别接头进行连接。地下连续墙的优点为：(1)可减少施工时对环境的影响，施工时振动少，噪声低； 能够紧邻相近的建筑及地下管线施工，对沉降及变位较易控 制；(2)地下连续墙的墙体刚度较大、整体性好，因而结构 和地基变形都较小，既可用于超深围护结构，也可用于主体 结构；(3)地下连续墙为整体连续结构，加上现浇墙壁厚度 不小于60cm,钢筋保护层又较大，故耐久性好，抗渗性能 亦好；(4)可实行逆作法施工，有利于施工安全，并加快施 工进度，降低造价；(5)适用于多种地质情况。地下连续墙的缺

20、点为：(1)弃土及废浆的处理问题。除增加工程费用外，如处理不当，还会造成新的环境污染。(2)地质条件和施工的适应性问题。从理论上讲，地下连续墙可适用于各种地层，但最适应的 还是软塑、可塑的粘性地层。当地层条件复杂时，还还会增加施工难度和影响工程造 价。(3)槽壁坍塌问题。引起槽壁坍塌的原因，可能是地下水位急剧上升，护壁泥 浆液面急剧下降，有软弱疏松或砂性夹层，以及泥浆的性质 不当或已经变质，此外还有个施工管理等方面的因素。槽壁坍塌轻则引起墙体混凝土超方和结构尺寸超生允许 的界限，重则引起相邻地面沉降、坍塌，危害邻近建筑和地 下管线的安全。(4)现浇地下连续墙的墙面通常较粗糙，如果对墙面要 求较

21、高，虽可使用喷浆或喷砂等方法进行表面处理或另作衬 壁来改善，但会增加工作量。(5)地下连续墙如单纯用作施工期间的临时挡土结构， 不如采用钢板桩等一类可拔由重复使用的园护结构来得经 济，因此连续墙结构几年来一般用在兼做主体结构的场合较 多。地下连续墙是一种比钻孔灌注桩和深层搅扑桩造价昂贵 的结构形式，对其选用，必须经过技术经济比较，确实认为 是经济合理，因地制宜时，才可采用。一般说来其在基础工程小的适用条件归纳起来，有以下几 点：(1)基坑深度大于 10m； (2)软土地基或砂土地基；(3) 在密集的建筑群中施工基坑，对周围地面沉降，建筑物的沉 降要求需严格限制时，宜用地下连续墙；(4)围护结构

22、与主体结构相结合，用作主体结构的一部分，且对抗渗有较严格 要求时，宜用地下连续墙；（5）采用逆作法施工，内衬与护 壁形成复合结构的工程。3.1.4 SMW 工法SMW工法是先用螺旋钻机按设计位置 钻孔疏松泥土，且孔与孔之间有一定的搭接长度，之后向疏 松泥土中注入水泥浆液， 然后按设计间距打入 H型钢形成劲 性水泥土，最后形成一排挡土止水帷幕。SMW工法施工噪声低，对周围环境影响小；结构止水性 好结构强度可靠，适合于各种土层，配以多道支撑，可适用 于深基坑；此方法在一定条件下可以取代作为围护的地下连 续墙，具有较大发展前景。3.1.5 高压旋喷桩挡墙高压旋喷桩挡墙是用带有喷头的 钻机将其钻入到预

23、定深度后，再利用地面高压水泵将配制好 的水泥浆液注入土体，同时匀速地将旋转的喷头缓缓地向上 拔，使得水泥浆和土体能够形成柱状的均匀固结体，依次咬 合施工从而形成高压旋喷桩挡墙。高压旋喷桩挡墙适合于软土地区环境要求不是很高的基坑。挖深w 7m的基坑；施工低噪声、低振动，对周围环境影响 小，止水性好；如作自立式水泥挡土墙，墙体较厚需占用基 坑红线内一部分面积；施工需作排污处理，工艺复杂，造价 高；作为围护结构的止水加固措施、旋喷桩深度可达30mo3.2基坑围护结构方案比选 从防水性能方面看，钻孔灌注桩和钢板桩支护都较差，高压旋喷桩挡墙防水较好，而SMW工法和地下连续墙的防水性能较以上三种工法好。从

24、强度方面看，钢板桩支护和高压旋喷桩挡墙都较高， SMW工法较为可靠，而钻孔灌注桩一般，地下连续墙的强 度局。对环境影响方面，除了钢板桩对环境影响较大外，其他工 法都较小。经济成本方面，高压旋喷挡墙的成本最低，钻孔灌注桩和 SMW工法较低，钢板桩支护一般，而地下连续墙造价较高。上海地铁场中路站基坑深度为15.0m,属于深基坑。各勘察钻孔稳定水位埋深0.501.10m,水位较高。所以可以排除高压旋喷桩挡墙、钻孔灌注桩和钢板桩。SMW工法和地下连续墙都适用于本工程，但地下连续墙 可以作为后续车站结构的一部分，故选用地下连续墙作为围 护方案。根据施工经 验，地下连续墙的总高度为基坑深度的1.72.0倍

25、，墙体厚度为 6001000mm。本工程地下连续墙围护结构嵌固深度取0.8倍的基坑开挖深度，所以地下连续墙的总长度为（0.8+1.0） X15.0=27.0m ,取27.0m；初选地下连续墙的厚度为 800mm,混凝土强度等 级为C30,抗渗等级为S6o4基坑支撑方案设计 4.1支撑结构类型 在软弱地层的基坑工程中，支撑结构是承受围护墙所传递的土压力、水压力 的结构体系。支撑结构体系包括围楝、支撑、立柱及其他附属构件。挡土的应力传递路径是围护墙 -围楝（圈梁） -支撑， 在地质条件较好的有锚固力的地层中，基坑支撑采用锚杆和 拉锚（锚碇）。支撑材料按种类可分为现浇钢筋混凝土支撑体系和刚支 撑体系

26、两类，两种支撑材料的性能对比见表4.1 o表4.1两类支撑体系的形式和特点材料 截面形式 布置形式特点现浇钢筋混凝土 可根据设计要求确定断面形状 和尺寸 竖向布置有水平撑、斜撑；平面布置有对撑、边桁 架、环梁结合边桁架等，形式灵活多样混凝土结硬后刚度大、变形小，强度的安全可靠性强，施工方便，但支撑浇制 和养护时间长，围护结构处于无支撑的暴露状态时间长，软 土中被动区土体位移大，如对变形有较高要求时、需对被动 区软土加固。施工工期长，拆除困难，爆破拆除对周围环境有影响钢结构 单钢管、双钢管、单工字钢、双工字钢、H型钢、槽钢及以上钢材的组合 竖向布置有水平撑、斜撑；平面布置 形式一般为对撑、井字撑

27、、角撑，亦有与钢筋混凝土支撑结 合使用，但要谨慎处理变形协调问题安装、拆除施工方便， 可周转使用，支撑中加预应力，可调整轴力而有效控制围护 墙变形；施工工艺要求较高，如节点和支撑结构处理不当，施工支撑不及时不准确，会造成失稳现浇混凝土支撑体系由围楝（头道为圈梁）、支撑及角撑、立柱和围楝托架或吊 筋、立柱、托架锚固件等其他附属构件组成。钢结构支撑体系通常为装配式的，由围楝、角撑、支撑、 千斤顶（包括千斤顶自动调压或人工调压装置）、轴力传感器、支撑体系检测监控装置、立柱桩及其他附属装配式构件 组成。4.2 支撑体系的布置形式 支护结构的支撑在平面上的布 置形式，有对撑、角撑、桁架式、框架式、环形等

28、。有时在同一基坑内混合使用，如对撑加角撑、环梁加边桁（框）架、环梁加角撑等。主要是因地制宜，根据基坑平面现状和尺寸设置最合适的 支撑。4.2.1 对撑 对撑的布置较适合于平面形状较为规则的基 坑。利用基坑的对称性将支撑对顶于基坑的两侧。对于长条形基坑采用对称最为有利。对撑可布置于撑在两边上。当基坑的长宽比不是很大时，需要将两个方向的对边都布 置对撑，这时支撑布置成井格形。垂直对称布置 见图4.1。图4.1垂直对撑布置 4.2.2角撑 角撑即是将支撑布置于 基坑相邻两边，与墙体形成一定角度。角撑在布置上可使基坑留由较大的空间以方便挖土施工 作业，而且在一些平面形状较为复杂的基坑局部布置角撑可 以

29、弥补对撑在局部的不足，当基坑长度较大时，基坑短边可 利用角撑进行支撑。角撑布置见图4.2。图4.2角撑体系布置 4.2.3钢筋混凝土环梁支撑钢筋混 凝土环梁支撑是近年来发展起来的一种支撑形式。它适用于平面轮廓较接近正方形的基坑，对于长方形轮廓 的基坑可结合对撑或采用双圆环梁形式，当基坑有圆弧端时 可结合人环梁内，使圆弧端成为钢筋混凝土环梁的一部分。圆形环梁布置见图 4.3。图4.3圆形环梁布置 4.2.4组合桁架 对于平面形状比较 复杂的基坑，可以采用钢筋混凝土组合桁架作为平面内支撑 系统。根据组合桁架的布置位置及布置形式，可以分为对撑桁 架、斜撑桁架及边桁架等。在支撑平面内需要留设较大作业空

30、间时，宜采用组合桁 架支撑形式组成平面支撑体系，充分利用钢筋混凝土支撑平 面布置灵活，各构件间接点可靠，整体性强等特点，从而使 各构件共同作用，协调受力，组成强度高、刚度大的支撑系统。4.3 支撑体系的方案比较和合理选定4.3.1支撑材料和类型 钢支撑目前常用的有钢管支撑结构和H钢支撑结构，它们重量轻，刚度大，装拆工作量小，可重复使用，并且材料 消耗少。而钢筋混凝土支撑由于制作方便而被广泛采用，具支撑变 形控制的可靠度高，但其拆除比较困难，材料基本不能回收。并根据表4.1的比较，确定采用钢管支撑，目前常用 609 圆钢管和H钢两种形式支撑，所以钢管规格取为609X16o4.3.1 支撑道数 竖

31、向支撑的道数、支撑点标高的确定，应 考虑在一定地质条件下，满足基坑围护和支撑结构体系的稳 定和控制变形的要求，还要与浇筑主体结构各层楼板时的换 撑设计相协调。根据规范要求，软土地区第一道支撑设于地下1.02.5m ,每道支撑的竖向间隔一般介于2.54.5m之间，为减小基坑开挖后的围护结构的变形，最下道支撑的布置尽量落低，但应 高由底板60cm以上，以便于底板和外墙的施工。所以本工程采取四道钢管支撑，初定各道支撑中心从上到 下分别为-1.5m, -5.5m,-9.3m 和-13.1m。围楝、立柱和支撑的结点处统一假定为较接，两立柱之间 跨度根据实际工程设定，但最大跨度不大于15m。4.3.2 支

32、撑体系的平面布置支撑杆件的相邻水平距离首先应确保支撑系统整体变形和支撑构件承载力在要求范围之内，其次应满足土方工程的要求。当采用钢筋混凝土围楝时，沿着围楝方向的支撑点间距不 宜大于9m；当采用钢围楝时，支撑点间距不宜大于4m。取水平支撑的水平间距为 4m o4.3.3 支撑立柱桩 竖向支撑钢立柱可以采用角钢格构柱、 H型钢柱或钢筋混凝土立柱，便于穿越底板、楼板施工和以 后的防水处理。围楝、立柱和支撑的结点处统一假定为较接，两立柱之间 跨度根据实际工程设定，但最大跨度不大于15m。4.4 基坑施工应变措施 基坑方案总体设计确定后，应对 以后施工中可能由现的问题预先做周密的考虑。对支撑和开挖施工过

33、程中，可能由现的围护结构、支撑 结构的过大变形和内力、周围地表过大沉降、以及围护墙和 支撑体系的破坏和失稳等问题，在基坑工程设计时，应根据 工程实践经验提由应变措施设计。在施工过程中，实时根据监测报警信息及时采取相应预防 灾害事故的应变措施。表4.2为基坑开挖过程中可能由现的问题及相应的稳定应 变措施。表4.2基坑施工应变措施 序号 开挖中可能由现的问题 安全、稳定应变措施 1围护结构由现渗水，漏泥或开挖面以下由现冒水1.由现渗水，漏泥应及时采取止水堵漏措施；2.发现止水在设计施工中的薄弱环节，及时加固弥补措施2开挖土方不均衡，支撑延时导致围护和支撑的受力和变形速 率变化过大，基坑回弹和周围土

34、体变位过大采取调整开挖及支撑的施工部位及参数，是基坑外荷均衡，减少每步开挖 的空间尺寸，加快支撑的时间，增加支撑复加预加轴力的次数3围护结构刚度，强度不足，围护结构变形过大1.增力口临时斜撑、角撑；2.支撑加设预应力；3.调整支撑的竖向间距；4.基坑四周卸载或坑内压载 4基坑隆起，变形过大1.分区分步开挖，并在最下层开挖中，分步挖分步浇注快硬混凝土垫层先形成部分垫层底版抵制墙体变位；2.采用中心岛施工法；3.在坑底被动区土层中谨慎地超前一步进行双液快 凝分层注浆加固土体或压载5支撑挠曲变形 1.加固支撑杆件；采用临时拉系构件缩短长细比必要时在水平向及竖向增 设支撑；2.地面上对称卸载，坑内压载

35、6支撑截面不足，有压损迹象 对支撑断面加固；在竖向及水平向增设支撑7支撑立柱桩不均匀沉降（上浮）1.设置竖向剪刀撑； 2.设置稳定支撑的拉系构件； 3.支撑和节点上卸载或加载； 4.调整立柱上支托支撑的支托构件标高8围护、支撑、周围地表变形、坑底土体隆起变化速率均急剧加大，基坑有失稳 趋势 对基坑进行局部甚至全面回填或放水回灌以得到临时 稳定，赢得时间进行地基或支撑加固5计算书5.1荷载计算 在场中路站基坑工程中，围护结构所受的荷载主要考虑 地面超载、竖向荷载和侧向荷载。在建筑场地范围内施工，根据相关规范要求，可取地面超 载为 q=20kPa。5.1.1 各层土的物理力学性质指标通过地质表和地

36、质剖面图可得标准段土层的物理指标及厚度，如表 5.1所示。表5.1标准段土层的物理性质指标土层编号土层名称重度（KN/m3）粘聚力c（kPa）内摩擦角（°） 土层厚度（m） 侧壁摩阻力力特征值 fs （kPa） 1填土 18.0? 15 8.5 1.5 57.81粉质粘土 18.2 21 20.5 2.2 22.8淤泥质粉质粘 士 17.6 12 20.5 3.7 9.7 淤泥质粘土 16.6 14 11.5 10.8 20 粉质粘土 19.3 46 18 2.7 49.3 1-1 1-1 粉砂 18.3 5.5 34 6.1 23.2各地层由于土的重度、粘聚力、摩擦角和厚度各不 相

37、同，同时根据下面采用的山肩邦男法的假设，要求墙背土 压力呈线性三角形分布，在此为了达到计算方便和合理的目 的，各指标采用按土层厚度的加权平均值来计算。地下水位定为地下0.6m,地层砂性土厚度较小，计算中采 用水土合算计算。（5.（1） （5.2）（5.3） 式中、一土的加权平均重度（kN/m3 ）、加权平均粘聚力（ kPa）、加权平均内摩擦角 （°）;、一第层土的重度（KN/m3）、粘聚力（kPa）、内摩 擦角（°）;一第层土的厚度（m）o所以，墙底以上各层土的平均物理指标为：坑内墙底至坑底各土层的物理指标为：将地面的均布荷载换算成位于地表以上的当量土重，即用 假想的土重代

38、替均布荷载。假定地面为水平面，当量的土层厚度为：（5.4）式中 一当量土层厚度（m）;一地面超载（kN/m2）; 一围护结构周围土体的加权平均重度（kN/m3）。即开挖深度相当于。基坑底板距离地连墙底部的距离。5.1.2计算土压力系数 根据规范要求，静止土压力系数可 以按计算，并参考上海地铁场中路站详勘得由：静止土压力系数：主动土压力系数：被动土压力系数：5.2围护结构地基承载力验算地连墙单位长度的竖向承载力特征值为：（5.（5） 一地连墙的竖向承载力特征值，kN;、一地连墙所取厚度、长度（ m）, =0.8m、=1.0m; 一墙底土的 承载力特征值，根据场中路站详勘，；一第层土的墙体侧壁 摩

39、阻力特征值（见表 5.1）;一第层土的厚度（m）o地连墙自重：根据经验，上部施工及超载传递下来的荷载取，则所以围护结构地基承载力满足要求5.3 基坑底部土体的抗隆起稳定性验算根据规范要求，使用简化后的Terzaghi地基承载力模式分析基坑的抗隆起稳 定性，并用式5.6验算基坑的抗隆起稳定性。不考虑墙底以上土体的抗剪强度对抗隆起的影响和基坑 尺寸的影响，并假定地连墙底的平面为基准面，滑动中心位 于最下层支撑点处，其计算简图见图5.1 o图5.1基坑抗隆起计算简图（5.6）式中一抗隆起稳定安全系数，一级基坑取2.5,二级基坑取2.0,三级基坑取1.7, 本工程取2.5;一墙背处墙底以上各土层的加权

40、平均重度，；一坑内坑底至地连墙底各土层的加权平均重度，；一地面荷载，取；一基坑开挖深度（m）,为15m;一墙体入土深度（m）, 取10m；、一分别为墙底以下滑移线场影响范围内地基土 的粘聚力、内摩擦角，；、一地基土的承载力系数，所以基坑底部土体不会发生隆起破坏现象。5.4 抗渗验算 在对基坑进行抗渗验算时，当采用围护墙 自防水时，验算至连续墙底部，可通过式 5.7验算基坑底部 稳定性。图5.2抗渗验算简图（5.7）式中一抗渗稳定安全系数，取 1.52.0。基坑底土砂性土、砂质粉土或粘性土与粉性土中有明显薄 层粉砂夹层时取大值。本工程取；一坑底土体的临界水头坡度，；、一坑底土的土粒比重、天然孔隙

41、比，、；一坑底土的渗流水力梯度，； 一基坑内外土体的渗流水头，取坑内外地下水位差，；一最短渗径流线总长度，。hd一地下连续墙的嵌固深度；所以本工程基坑不会发生渗流破坏现象。5.5 抗倾覆验算 基坑的抗倾覆稳定性，通过验算最下一 道支撑以下的主、被动区的压力绕最下道支撑支点的转动力 矩是否平衡，来判断是否发生倾覆。计算简图如图5.3。图5.3抗倾覆计算简图其抗倾覆稳定性安全系数应满 足：(5.(6) 一抗倾覆稳定性安全系数，一级基坑工程取 1.20,二级基坑工程取 1.10,三级基坑工程取 1.05,本工程 中取1.20;一基坑内侧被动土压力对 A点(最下层支撑处) 的力矩； 一基坑外侧主动土压力对A点的力矩；根据图5.3及主动土压力与被动土压力计算公式可得支护结构底部 土压力：(5.(7) (5.8) 将式(5.8)对A点取矩，求得为：其中，hd是地连墙的嵌固深度，为 12m, ht为A点至基坑 地面的距离，取为1.5m。据此求得。将式（5.7）对A点取矩，求得为:求得。所以 所以本工程基坑抗倾覆稳定性满足要求。5.6 整体圆弧滑动稳定性验算无论是放坡开挖还是支护开挖，都要验算基坑的整体稳定性，通常破坏的滑动面呈圆弧形。这种稳定验算是将支护结构与土体一