广场基坑支护毕业设计

本科生毕业论文（设计）题目 ：广场 XX 段基坑支护设计姓 名： XX 学号： XX 院 （系）： 土木工程学院 专业： 工 程 力 学 指导教师： 职称： 评 阅 人： 职称： 二 0 一三 年 六 月摘 要随着城市化过程中不断涌现的中高层和超高层建筑，以及对地下空间的开发，就产生了大量的深基坑。在基坑开挖过程中必然会涉及到基坑的支护，而基坑支护不仅会影响工程的进度，也会影响到工程安全，本论文主要对 XXXX 广场 XX 段基坑支护结构进行设计及稳定性验算。广场基坑分为 A、B 基坑两块，呈 “吕”字型分布，总占地面积约 57000 ，基坑开2挖深度都在 10m 左右，属于深基坑，XX 段基坑处地层主要有杂填土,粘土,淤泥质粉质粘土,粉土夹粉砂,粉砂 ,粉细砂，地下水类型主要为上层滞水和第四系空隙承压水，基坑支护主要采用钻孔灌注工艺的支护桩进行支护，同时在基坑上部减载放坡，坑壁设置粉喷桩止水帷幕。在进行支护桩设计计算时，土压力计算采用郎肯土压力理论，水土合算，被动土压力折减系数取 1.0，支护桩的长度和入土深度采用极限土压力平衡理论和等值梁法计算确定，支护桩桩长为 14.5m，求取支护桩的最大弯矩后可以按混凝土结构设计规范（GB50010-2002）中有关公式求支护桩的配筋，此段基坑支护桩配筋为 32 ，在通过配28筋验算后还要对此段基坑的稳定性进行验算，采用里正软件分析基坑的整体稳定性,基坑底的隆起和基坑的管涌及冲溃，通过验算可知 XX 段基坑支护设计满足基坑的稳定性要求。关键词： 深基坑 深基坑维护 支护设计 稳定性 ABSTRACTWith the urbanization process ,high-rise buildings and supertall buildings are continuously emerging, and underground space development project become more and more. As a result, it generated a lot of deep excavation projects. In the process of excavation ,it inevitably involves the support of excavation pit. And the excavation will not only affect the progress of the project ,it will also affect engineering safety. This paper mainly studys the design of supporting structure and stability computations of the XX section in Wanda Plaza pit, Wuhan. Wanda Plaza Foundation pit is divided into A, B sections. On the plane, its distribution likes the figure of “吕“ type. The total area of Wanda Plaza Foundation pit is about 57000m 2, excavation depth is about 10m, belonging to deep foundation pit. The XX Section of Foundation pit is mainly fill with clay, silty clay, silty soil clip silty sand, silt and fine sand; groundwater types are mainly perched water and Quaternary confined pore water; pit support mainly take bored piles supporting technology, load shedding on the upper foundation, pit wall set DJM waterproof curtain. During the design calculations of supporting piles, earth pressure calculated using the theory of King, soil and water cost-effective and passive earth pressure reduction factor of 1.0.The length and embedded depth of pile are designed with limit equilibrium theory and the earth pressure equivalent beam method. Through calculation, pile length is 14.5m, solving the pile maximum moment can see the code “design of concrete structures“ (GB50010-2002).In the section of pit , the pile reinforcement use 3228. Finally, the stability of pit, uplift of the pit bottom , the piping are checked by the software of LiZheng. Through the checking known, the supporting design of XX Section meet the foundations stability. Key words: deep foundation maintenance of deep foundation supporting design stability目录摘要ABSTRACT绪 论 .1第一节 工程概况 .6第二节 工程地质与水文地质条件 .7第二章 基坑支护方案比选 .11第一节 设计依据 .11第二节 设计参数 .11第三节 基坑特点分析 .12第四节 深基坑围护方案的选择 .12第三章 XX 段基坑支护结构设计 .15第一节 XX 段基坑支护方案选择 .15第二节 XX 段基坑减载放坡设计 .15第三节 坑壁粉喷桩设计 .16第四章 支护桩设计 .17第一节 土压力计算 .17第二节 支护桩入土深度计算 .21第三节 支护桩上最大弯矩计算 .22第四节 支护桩配筋计算 .22第五节 配筋验算 .23第六节 冠梁设计 .23第五章 XX 段基坑支护结构稳定验算 .24第六章 结束语 .28致 谢 .29参考文献 .30附图 1 H-M 段基坑周边地层展开图附图 2 桩大样图及结构配筋图1绪 论随着城市化过程中不断涌现的中高层和超高层建筑，以及大量地下空间的开发，这就产生了大量的深基坑工程。在深基坑工程中，基坑支护对工程的影响是巨大的，不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，所以基坑的开挖与支护应该引起人们足够的重视。一、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）地层位移预测与周边工程保护。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。二、深基坑支护的类型各种建筑物与地下管线都要开挖基坑，一些基坑可直接开挖或放坡开挖，但当基坑深度较深，周围场地又不宽时，一般都采用基坑支护，过去支护比较简单，也就是钢板桩加2井点降水，一般能满足基坑安全施工，而对于深基坑已不能满足要求，近几年来随着基坑深度和体量的增大，支护技术也有了较大进展，按功能分常用的有以下一些 2：（1）挡土系统：常用的有钢板桩、钢筋混凝土板桩、深层水泥搅拌桩、钻孔灌注桩、地下连续墙。其功能是形成支护排桩或支护挡土墙阻挡坑外土压力。（2）挡水系统：常用的有深层水泥搅拌桩、旋喷桩、压密注浆、地下连续墙、锁口钢板桩。其功能是阻挡抗外渗水。（3）支撑系统：常用的有钢管与型钢内支撑、钢筋混凝土内支撑、钢与钢筋混凝土组合支撑。其功能是支承围护结构侧力与限制围护结构位移。三、存在的常见问题深基坑工程支护技术虽已在全国不同地区、不同的地质条件下取得了不少成功的经验，甚至在一些达到国际水平，但仍存在一些问题需进一步研究或提高，以适应现代化经济建设的需要。深基坑工程支护施工过程中常常存在的问题主要有以下几种：（1）土层开挖和边坡支护不配套常见支护施工滞后于土方施工很长一段时间，而不得不采取二次回填或搭设架子来完成支护施工一般来说，土方开挖技术含量相对较低，工序简单，组织管理容易。而挡土支护的技术含量高，工序较多且复杂，施工组织和管理都较土方开挖复杂。所以在施工过程中，大型工程均是由专业施工队来分别完成土方和挡土支付工作，而且绝大部分都是两个平行的合同。这样在施工过程中协调管理的难度大，土方施工单位抢进度，拖工期，开挖顺序较乱，特别是雨期施工，甚至不顾挡土支护施工所需工作面，留给支护施工的操作面几乎是无法操作，时间上也无法完成支护工作，以致使支护施工滞后于土方施工，因支护施工无操作平台完成钻孔、注浆、布网和喷射砼等工作，而不得不用土方回填或搭设架子来设置操作平台来完成施工。这样不但难于保证进度，也难于保证工程质量，甚至发生安全事故，留下质量隐患。（2）边坡修理达不到设计、规范要求3常存在超挖和欠挖现象一般深基础在开挖时均使用机械开挖、人工简单修坡后即开始挡土支护的砼初喷工序。而在实际开挖时，由于施工管理人员不到位，技术交底不充分，分层分段开挖高度不一，挖机械操作手的操作水平等因素的影响，使机械开挖后的边坡表面平整度，顺直度极不规则，而人工修理时不可能深度挖掘，只能就机挖表面作平整度修整，在没有严格检查验收就开始初喷，故出现挡土支付后出现超挖和欠挖现象。（3）成孔注浆不到位、土钉或锚杆受力达不到设计要求深基坑支护所用土钉或锚杆钻孔直般为 100150 的钻杆成孔，孔深少则五、六米，深则十几米，甚至二十多米，钻孔所穿过的土层质量也各不相同，钻孔如果不认真研究土体情况，往往造成出渣不尽，残渣沉积而影响注浆，有的甚至成孔困难、孔洞坍塌，无法插筋和注浆。再者注浆时配料随意性大、注浆管不插到位、注浆压力不够等而造成注浆长度不足、充盈度不够，而使土钉或锚杆的抗拔力达不到设计要求，影响工程质量，甚至要做再次处理。（4）喷射砼厚度不够、强度达不到设计要求目前建筑工程基坑支护喷射砼常用的是干拌法喷射砼设备 4，其主要特点是设备简单、体积小，输送距离长，速凝剂可在进入喷射机前加入，操作方便，可连续喷射施工。虽然干喷法设备操作简单方便，但由于操作手的水平不同，操作方法和检查控制等手段不全，混凝土回弹严重，再加上原材料质量控制不严、配料不准、养护不到位等因素，往往造成喷后砼的厚度不够、砼强度达不到设计要求。（5）施工过程与设计的差异太大深层搅拌桩的水泥掺量常常不足，影响水泥土的支护强度。我们发现在同样做法的支护，发生水泥土裂缝，有时不是在受力最大的地段，检查下来，往往是强度不足，地面施工堆载在局部位置往往要大大高于设计允许荷载。施工质量与偷工减料的现象也并不少见。基坑挖土是支护受力与变形显著增加的过程，设计中常常对挖土程序有所要求来减少支护变形，并进行图纸交底，而实际施工中土方老板往往不管这些框框，抢进度，图局部效益。（6）设计与实际情况差异较大4深基坑支护由于其土压力与传统理论的挡土墙土压力有所不同，在目前没有完善的土压力理论指导下，通常仍沿用传统理论计算，因此有误差是正常的，许多学者对此进行了许多研究，在传统理论土压力计算的基础上结合必要的经验修正可以达到实用要求。问题是对这样一个极为复杂的课题，脱离实际工程情况，往往会造成过量变形的后果。如某些设计、不考虑地质条件、地面荷载的差异，照搬照套相同坑深的支护设计。必须根据实际地面可能发生的荷载，包括建筑堆载、载重汽车、临时设施和附近住宅建筑等的影响，比较正确地估计支护结构上的侧压力。（7）工程监理不到位按规定高层建筑、重大市政等的深基坑是必须实行工程监理的，大多数事故工程都没有按规定实施工程监理，或者虽有监理而工作不到位，只管场内工程，不管场外影响，实行包括设计在内的全过程监理的就更少。客观地说深基坑工程监理要求监理人员具有较高业务水平，在我国现阶段主要就只是监控支护结构工程质量、工期、进度，而对于设计监理与对住宅及周边环境的监控尚有一定差距，巫待完善与提高。（8）施工监测不重视主要是建设单位为省钱不要求施工监测，或者虽设置一些测点，数据不足，忽视坑边住宅的检测，或者不重视监测数据，形同虚设。支护设计中没有监测方案，结果发生情况不能及时警报，事故发生后也不易分析原因，不利于事故的早期处理，省了小钱化大钱。为了减少支护事故，有待精心设计、精心施工、强化监理，保护坑边住宅与环境，提高深基坑支护技术和管理水平。四、深基坑技术的发展趋势（1）基坑向着大深度、大面积方向发展，周边环境更加复杂，深基坑开挖与支护的难度愈来愈大。因此，从工期和造价的角度看两墙合一的逆作法将是今后发展的主要方向。但逆作法施工受桩承载力的限制很大，采用逆作法时不能采用一柱一桩，而是一柱多桩，增加了成本和施工难度。如何提高单桩承载力，降低沉降，减少中柱桩（中间支承柱），5达到一柱一桩，使上部结构施工速度可以放开限制，从而加快进度，缩短总工期，这将成为今后的研究方向。（2）土钉支护方案的大量实施，使得喷射混凝土技术得以充分运用和发展。为减少喷射混凝土的回弹量以及保护环境的需要，湿式喷射混凝土将逐步取代干式喷射混凝土。（3）目前，在有支护的深基坑工程中，基坑开挖大多以人工挖土为主，效率不高，今后必须大力研究开发小型、灵活、专用的地下挖土机械，以提高工效，加快施工进度，减少时间效应的影响。（4）为了减少基坑变形，通过施加预应力的方法控制变形将逐步被推广，另外采用深层搅拌或注浆技术对基坑底部或被动区土体进行加固，也将成为控制变形的有效手段被推广。（5）为减小基坑工程带来的环境效应（如因降水引起的地面附加沉降），或出于保护地下水资源的需要，有时基坑采用帷幕型式进行支护。除地下连续墙外，一般采用旋喷桩或深层搅拌桩等工法构筑成止水帷幕。目前，有将水利工程中防渗墙的工法引入到基坑工程中的趋势。（6）在软土地区，为避免基坑底部隆起，造成支护结构水平位移加大和邻近建（构）筑物下沉，可采用深层搅拌桩或注浆技术对基坑底部土体进行加固，即提高支护结构被动区土体的强度的方法。本论文主要以 XXXX 广场基坑中的 XX 段支护结构设计为例，并对其进行稳定性验算。6第一章 工程概况及工程地质条件第一节 工程概况XXXX 广场投资有限公司拟在 XXXX 路附近兴建 XXXX 路 XX 广场工程。场地位于 XX 市XX 区，地块范围东临 XX 路，西邻 XX 路，南侧为规划道路、XX 新闻出版局，北侧为 XX公寓、XX 项目。本项目的施工图设计由 XX 市建筑设计院承担，场地岩土工程详细勘察工作由 XX 市勘察设计