土木工程毕业设计（论文）-常州地铁一号线华山路站车站基坑围护结构设计与施工.doc

全套图纸加扣3012250582编号：（ ）字 号本科生毕业设计设计题目：常州地铁一号线华山路站车站基坑围护结构设计与施工专 题：地表沉降、水位沉降对表土段井壁的影响姓 名：学 号：班 级：土木工程地下2011-6班二一五年六月全套图纸加扣3012250582中国矿业大学本科生毕业设计姓 名：学 号：学 院：力学与建筑工程学院专 业：土木工程专业（城市地下工程方向）设计题目：常州地铁一号线华山路站车站基坑围护结构设计与施工专 题：地表沉降、水位沉降对表土段井壁的影响指导教师：职 称：讲师二一五年六月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 力学与建筑工程 专业年级土木工程地下2011学生姓名 任务下达日期： 2015年 1 月 19日毕业设计日期： 2015 年 1月 19 日至 2010 年 6 月 8 日毕业设计题目：常州地铁一号线华山路站车站基坑围护结构设计与施工毕业设计专题题目：地表沉降、水位沉降对表土段井壁的影响毕业设计主要内容和要求：根据常州地铁一号线华山路站站工程的实际资料，对华山路站基坑进行支护结构设计和基坑的施工组织设计。华山路站基坑结构设计内容应包括基坑围护结构方案与支撑体系方案设计，并对基坑编制设计计算书。施工组织设计内容应包括基坑施工准备、施工方法及辅助施工技术、施工总平面布置、施工进度计划和施工管理等内容。绘制图纸：围护结构平面图，支撑系统平面布置图及剖面图，基坑施工总平面布置图。专题要求：研究地表沉降、水位沉降对表土段井壁的影响，弄清楚竖直附加的产生及影响因素，负摩擦的一些概念及对井壁的一些治理防治措施。其它要求：绘制的图纸中，要求手工绘制1张。翻译一篇与设计或专题内容相关的外文参考文献，其中文字数不少于3千字，并且附原文。院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日全套图纸加扣3012250582中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答辩情况提出问题回答问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字：年月日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人：年月日摘要本毕业设计主要包括三个部分，第一部分是常州地铁一号线华山路站车站基坑设计；第二部分是常州地铁一号线华山路站基坑施工组织设计；第三部分专题部分：地表沉降水位沉降对表土段井壁的影响。在第一部分地铁车站基坑设计中，根据华山路站基坑所处场地的工程地质、水文地质条件和周边环境情况，通过施工方案的比选，确定围护结构采用地下连续墙，支撑结构采用混凝土支撑与钢支撑，并对其进行相应的强度、内力变形、承载力、抗渗、抗隆起、抗滑移、支撑内力变形验算。第二部分是车站基坑施工组织设计，根据基坑施工方法和基坑周边的环境情况，对施工前准备工作，施工场地布置，围护结构施工与基坑开挖等进行设计，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。第三部分是专题，地表沉降、水位沉降对表土段井壁的影响，结合国内外专家的研究，确定地表沉降水位沉降产生的附加力是引起井壁破裂的一个主要原因。关键词：基坑；地下连续墙；施工组织；水位沉降 ；竖直附加力；自动补水法；地面注浆ABSTRACTGraduation design mainly includes three parts, the first part about the Changzhou metro line a Huashan Road station foundation pit enclosure structure design; second part about the Changzhou subway station foundation pit construction organization design; the third part about the special part, content for the tunnel connection channel structure health monitoring technology research.In the first part of foundation pit of subway station design, according to the Huashan Road Station Foundation Pit at the site engineering geological and hydrogeological conditions and the surrounding environment, through construction scheme selection, determine the retaining structure of the underground continuous wall, supporting structure with steel and concrete support support, and the of strength and stress in the corresponding deformation, bearing capacity, anti permeability, anti uplift, anti slip, support internal force deformation calculation.The second part is the station foundation pit construction organization design, according to the construction method of the foundation pit and the foundation pit surrounding environment, before the construction preparation, construction site layout and envelope structure construction and excavation design, and the preparation of the project schedule, the preparation of the corresponding quality, safety, environmental protection and other measures.The third part is the special subject, surface subsidence, water level settlement of surface borehole effect, combined with the study of domestic and foreign experts, determine the surface subsidence water level subsidence of the additional force is caused by rupture of shaft lining of one of the main reasons.Key words：Foundation pit; underground continuous wall; construction organization; water level subsidence; vertical additional force; automatic recharge method; ground grouting目录第一部分常州地铁一号线华山路站基坑围护结构设计1工程概况11.1工程概况11.2工程周围环境31.3施工条件32 设计依据和设计标准42.1有关的工程设计依据42.2基坑工程等级及设计控制标准42.3 基坑设计控制标准53基坑围护方案设计53.1地下连续墙53.3 SMW支护结构63.5钢板桩73.6 钻孔灌注桩73.7基坑维护方案的选择74 基坑支撑方案设计84.1 支撑体系的布置形式84.2支撑材料84.3基坑支撑体系的选择94.4基坑施工应变措施95计算书105.1荷载计算105.2围护墙底地基承载力125.3 基坑底部土体的抗隆起稳定性验算135.4抗渗验算135.5 抗倾覆稳定性验算145.6整体圆弧滑动稳定性验算155.7 围护结构内力变形计算155.8 支撑强度验算205.9 地下连续墙配筋验算226 基坑主要技术经济指标246.1开挖土方量246.2 混凝土浇筑量246.3钢筋用量246.4人工费用24第二部分 常州地铁一号线华山路站基坑施工组织设计1 基坑施工准备251.1基坑施工的技术准备251.2基坑施工的现场准备251.3基坑施工其他准备272 施工方案282.1工程的特征282.2施工工法292.3 施工流程302.4施工质量控制342.5 特殊施工技术措施362.6 关键部位技术措施373 施工总平面布置373.1 施工平面图设计的要求383.2 临时建筑物布置原则383.3 施工临时运输线路的布置383.4 建筑材料的堆放位置384 施工进度计划及管理措施394.1 工程安排原则394.3施工过程质量控制405 质量、安全、文明管理措施425.1 工程质量管理措施425.2 土方运输与环境管理措施435.3安全生产管理措施435.4 文明施工措施44第三部分 专题部分 地表沉降、水位沉降对表土段井壁的影响1概述451.1水位下降与地表沉降的关系461.2地表沉降的基本特征462国内外研究现状462.1对土的固结压缩的研究现状462.2井壁破裂原因研究现状472.3井壁破裂修复治理研究现状483理论分析493.1井壁受力的弹性理论研究493.2井壁受竖直附加应力时变化研究523.3地表沉降对井壁的破坏分析533.4 地表沉降产生的水平位移是井壁破坏的主要因素1533.5负摩擦力的研究534案例分析554.1井筒概况564.2地表沉降监测方法574.3数据处理584.4对井筒的影响及分析635防止井壁破裂的一些措施645.1注浆法645.2 自动补水法646结论65参考文献：66翻译部分68致谢76第一部分常州地铁一号线华山路站基坑围护结构设计全套图纸加扣3012250582 第 25 页1工程概况1.1工程概况华山路是常州市轨道交通一号线工程车站中间，站位位于华山路、辽河路的交叉口，设置于辽河路的正下方，并沿辽河路东西布置，车站为地下地下两层岛式站台车站，东西两头街盾构车间，车站中心里程为CK32+475.667，车站主体结构净尺寸长为187.6m，标准宽度为19.7m,车站有效站台中心里程处覆土3.14m，底板埋深约16.55m，车站由西向东以2的坡度设置，车站共设两组八个风亭，四个出入口，一个紧急疏散口。1.1.2工程地质状况施工场地地势平坦（1）延续特征、层厚第一单层，第四系全新统人工堆积层（Q4ml):杂填土：杂色，上部为混凝土层及路基垫层。夹少量建筑垃圾，下部以可塑性土为主，土层均匀性较差。一般处于欠固结状态，本次钻探揭示厚度为1.51.7m,在全车站范围内广泛分布。第二单元层，第四系上更系统冲积层（Q3al)：2粘土：可塑硬塑,灰黄色褐黄色，主要有高岭土和少量铁锰结核和。无摇振反应，土面光滑有光泽，干强度高等，韧性高等。中等压缩性。液性指标平均值IL=0.27本次钻探揭示厚度为3.85.2m，在该车站工程范围内表土层人工填土以下广泛分布。3粉质粘土：灰黄色黄色，可塑，含少量条带状灰色高岭土。光泽反应稍有光泽，无摇振反应。干强度中等，韧性中等，本次钻探揭示厚度0.72.1m,该层在车站范围内局部分布。1粉砂夹粉土，灰黄色，饱和，稍密中密，含有云母，颗粒组成成分主要以石英，长石为主，局部以粉土为主，压缩性为中等，为贯实测击数平均值N=14.4击。本次钻探揭示厚度为4.15.5m，在全车站范围内广泛分布。第三单元层。第四系上更新统冲湖积层（Q3al+1)：2粉砂：灰黄色，饱和，中密密实，含云母，颗粒组成成分以长石，石英为主，局部砂土胶结呈板块状，中等压缩性，标贯实测击数平均值N=28.8击。本次钻探揭示厚度为16.819m。层厚较厚，在车站范围内广泛分布，车站底板位于该层。2粉质粘土：灰色，流塑软塑，含有有机物，局部以淤泥质粘土为主，干强度高，土面光滑有光泽，无摇震反应等，韧性高等。高等中等压缩性。液性指标平均值IL=0.92。本次钻探揭示厚度为7.810m,该车站范围内广泛分布。2粉砂夹粉土：灰灰黄色，饱和，中密密室，含云母，颗粒组成成分以长石，石英为主，夹少量粉土，局部砂土胶结呈板块状。中等压缩性，标贯实测击数平均值N33.8击。本次钻探揭示厚度为1.93.3m。第三单元层，第四系中更新统冲湖积层（Q2al+1)：2粉质粘土：灰褐色，可塑，局部夹少量硬塑粘土及密室粉土无摇震反应，土面光滑无光泽，干强度中等，韧性中等，摇震反应快，土面粗糙，干强度无，韧性无。中等压缩性土，液性指标平均值IL=0.55。本次钻探揭示厚度为4.67.8，该车站工程广泛分布。4粉砂，灰黄色，饱和，密实，含云母，颗粒组成成分以长石，石英，局部含姜结石，局部土胶结呈板块状。中等压缩性，标贯实测击数平均值N=45.1击。本次钻探揭示厚度为6.49.7m，车站工程范围内广泛分布。7粉质粘土：从地质刨面图可知，华山路站标段底板基本位于2粉砂层中，地下墙趾插入1粉土层。断头井底板位于2粉砂层中，地下墙趾插入1粉土层。各层土的地层特征及物理力学性质指标见表1。表一：各层土的地层特征及物理力学性质指标 土层 编号土层名称厚度重度 粘聚力c（kPa）内摩擦角 （ ）侧壁摩阻力特征值杂填土1.517.501002粘土5.219.95913.463.63粉质粘土0.719.23218.787.31粉砂夹粉土4.119.2930.678.82粉砂1819.5832.8108.91粘土3.2418.3249.535.22粉质粘土1020.13715.596.71粉质粘土夹粉土2.619.729.615212.62粉砂夹粉土6.219.7932.9173.91粉质粘土0.6519.73718165.91.1.3 水文地质（1)水位地质拟建场地内地下水按其埋藏条件可分为潜水和承压水。a 潜水：潜水主要埋藏于第填土、第3淤泥质粉质土层中，局部区域以上上层滞水形式存在，其主要补给源为大气降水，人工用水，地表径流，主要以蒸腾作用排泄，勘察期间测得潜水水位埋深为0.53.2m（相应标高约4.551.00m)。潜水水位一般随季节而变化应其水量变化不大，用明沟或积水坑即可将其排走，对工程影响不大，本地区潜水水位年变化幅度约为+0.5m。在旱季局部地段水位会消失，100年一遇的洪水位为黄海标高3.88m，结合区域水位资料，按不利原则结合常州地区经验坑浮计算水位一般取地表下0.5m。b 承压水：可分为第I层承压水和第II层承压水。第I层承压水主要埋藏于第1、第2、第3、第2层砂土中，其主要补给源为运河水、湖水和长江水的侧向补给，通过越流方式排泄，水量较丰富。勘察期间测得第I承压水水位埋深约为3.007.7m(相应标高约2.633.21m),局部地段承压水埋深超过此范围值，系附近工地施工降低地下水位造成。第I层承压含水主层第1、第2、第3、第2层砂土在区域上是相通的，但本场区域大部分地段第1、第2、第3、第2层砂土之间是不相通的，该地段第1、第2、第3第2层砂土水位有差异，根据区域资料，第I承压水年变化幅度约为1.0m。第I层承压水水量丰富，拟建构筑物基础置于承压含水层中或距含水层顶板较近，对工程影响很大。第II层承压水主要埋藏于第4、第1层砂土中，主要通过侧向径流补给，水量很丰富，曾经是常州地区工业用水抽汲的地下水，自2004年对第II承压水禁开采以后，该承压水水位逐渐回升，其水位变化幅度很小。1.1.4地下障碍物在华山路站工程的施工区域内无地下障碍物。1.2工程周围环境1.2.1基坑周期临近建筑物 车站西北角为运动绿化场地（常州市北郊高级中学），东北角为腾龙宛多层居民楼群，西南侧为施工场地，东南侧为凤凰名城居民小区，凤凰名城一层地下室，据车站主体结构边线最近出约28m。腾龙苑小区6层楼房为独立基础，距车站主体结构变现最近约30m，辽河路为东西向主干大道，交通较频繁，华山路一般交通流量较小，受北郊中学影响，在上午和下午时人流，车流较大。1.2.2周围管线及地下构筑物设施地下管线现状：车站站址范围内地下管网错综复杂，已探明的有：华山路：雨水混凝土管道，管径1200mm(埋深3.2m）污水塑料管道，管径400mm（埋深4.2m）；燃气塑料管直径200mm（埋深2.2m)；给水铸铁管，管径600mm（埋深102m)；110KV电力管，顶管600300，（埋深0.5m)；022KV路灯输电线，管块100100，（埋深0.85m),公安塑料管，管径50mm（埋深0.21m）；电信塑料管，管块500100（埋深1.8m)。华山路地上有高压输电线路三条，华山路西侧110KV输电线，悬高17.8m，华山路东侧10KV华山路和10KV黄河路1#、2#输电线，悬高分别为9.88m和9.26m。1.2.3周围道路交通辽河路为东西向主干大道，交通较频繁，华山路一般交通流量较小，受北郊中学影响，在上午和下午时人流，车流较大。1.3施工条件考虑到华山路站施工场地相对狭小，且交通分阶段流通，因此在地下连续墙施工中需考虑分阶段、按不同阶段的场地限制条件搭设钢筋台架，满足施工要求。2 设计依据和设计标准2.1有关的工程设计依据 （1）地铁设计规范 (GB50157-2013)(2)城市轨道交通设计规范 (GB50490-2009)(3)地下铁道工程施工及验收规范 (GB50299-2001) (4)建筑地基基础设计规范 (GB50007-2011)(5)铁路工程抗震设计规范 (GB50111-2009)(6)岩土工程勘察规范 (GB50021-2009)(7)建筑结构荷载规范 (GB50009-2009)(8)混凝土结构设计规范 (GB50010-2010)(9)地下工程防水技术规范 (GB50108-2008)(10)钢结构设计规范 （GB50017-2003)(11)建筑地基基础设计规范（GB50007-2011)(12)建筑抗震设计规范 （GB5001-2010)(13)混凝土结构耐久性设计规范 (GB50476-2008) （14）基坑工程设计规程 （DBJ08-61-1997）(15)建筑基坑支护技术规程 (JGJ120-99)(16)上海市基坑工程技术规范（DGTJ08-61-2010）(17)城市道路设计规范(CJJ37-2012)2.2基坑工程等级及设计控制标准由建筑基坑支护技术规程 （JGJ12099）规定得到基坑侧壁的安全等级可分为三级，不同的基坑侧壁的安全等级采用与之相对应的重要性系数。基坑侧壁安全等级分级如下: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1.10二级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响一般1.00三级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响不严重0.90而又由上海市基坑工程技术规范（DG/TJ08-61-2010）规定，根据开挖深度因素来确定基坑的安全等级：（1）基坑开挖深度H12m或基坑采用支护结构与主体结构相结合时，属于一级安全等级基坑工程；（2）基坑开挖深度H7m，属于三级安全等级基坑工程；（3）除一级和三级以外的基坑均属于二级安全等级基坑工程。由于华山路站基坑开挖深度最深达16.55m，车站西北角为运动绿化场地（常州市北郊高级中学），东北角为疼龙宛多层居民楼群，西南侧为施工场地，东南侧为凤凰名城居民小区，凤凰名城一层地下室，据车站主体结构边线最近出约28m。腾龙苑小区6层楼房为独立基础，距车站主体结构变形最近30m。综合考虑各项因素常州地铁一号线华山路基坑工程安全等级为一级。2.3 基坑设计控制标准基坑变形设计控制标准见表2.2。表2.2基坑变形设计控制指标基坑环境保护等级围护结构最大侧移坑外地表最大沉降一级0.14H0.10H二级0.3H0.25H三级0.7H0.55H3基坑围护方案设计 由有关基坑围护规程规范得到，基坑的围护方式一般包括地下连续墙钢板桩、SMW支护工法、钢筋混凝土板桩、钢板桩、钻孔灌注桩等。3.1地下连续墙地下连续墙工法施工时，利用机械设备开挖单元段至设计深度，做好泥浆护壁，且利用泥浆护壁的原理，然后吊装钢筋笼并在槽内进行水下浇筑混凝土，完成浇筑后后拔出节点管并准备下一单元段施工，依次这样进行，便可完成地下连续墙施工。地下连续墙的壁厚一般为601000mm，深度可达几十米。地下连续墙的优点： （1）地下连续墙施工使用大型机械作业，施工速度快，施工精度得到保证，在施工时具有噪音低，震动较小的特点，因此对基坑周边环境影响较小，适合在城市施工或夜晚施工； （2）地连墙一旦建成，往往和基础结构结合在一起，可为永久结构的一部分。能起到防止水位渗透和截水、承重及挡土等作用； （3）地下连墙墙体整体性好、刚度较大，在基坑开挖的整个过程中安全性高，地基和结构的变形较小。因此在基坑开挖过程中能有效的保证施工机械和人员的安全； （4）适用范围广，在基坑开挖过程中，无需放坡开挖，因此土方开挖量较小。地连墙的缺点：（1）由于地连墙施工时，是一段一段的进行，在每段墙接头处难以准确控制，容易形成结构的薄弱点。 （2）地下连续墙施工工艺相对复杂，无论是挖槽机械的选择及挖槽精度、泥浆下浇筑混凝土、和泥浆处理等各个环节，均需要处理得当，不容疏漏。(3）在一些特殊地质条件下时，施工难度巨大。特殊地质如淤泥质土，含漂石的冲积层和超硬岩石等。 （4）施工造价高，而且需要处理泥浆，废弃泥浆处理比较麻烦。3.3 SMW支护结构SWM工法是先用螺旋钻机在指定位置处钻孔疏松泥土，重复钻孔，且钻孔与钻孔之间相互搭接，然后注入水泥浆液并打入H型钢所形成的连续墙体。内插的H型钢可作为挡土止水帷幕，内插H型钢可作为挡土受力结构。因此SWM工法有截水和承担土体侧压力的作用。SWM工法的优点：（1）造价较低，用过的型钢能够回收； （2）成桩止水效果好，若水泥掺量达到25%，成桩止水效果会更好些； （3）型钢抗弯刚度较小，且三轴搅拌桩内插型钢的回收会造成基坑边二次变形，对周围环境引起附加影响。 （4）SMW工法不需要开挖槽孔，不会存在槽壁坍塌现象，从而减少对土体的扰动，降低了对周围建筑物和构筑物的危害，且SWM施工时噪音小，从而减少了对周围环境的影响； （5）分段施工时容易处理，不会形成施工缝。 SWM其缺点是：（1）机械施工用电量大； （2）在粉细砂层易产生抱钻现象； （3）SWM工法的基坑围护结构属柔性支护，变形大，不适合太深基坑，因此开挖深度不大于13m。 （4）由于内插H型钢的费用是根据基坑施工工期的长短，按照H型钢租赁期进行收费。因此基坑施工工期对围护造价的影响较大。3.4钢筋混凝土板桩钢筋混凝土板桩施工工艺相对简单，施工速度快，打桩后即可开挖；支护强度高，刚度较大，变形小；钢筋混凝土板桩适用于开挖深度小于10m。钢筋混凝土板桩施工中一般采用强夯法打入地层，打桩对周围土体挤压大，与钢板桩一样需要在接头处注意防水防渗漏问题，在硬土层中施工较困难，不太适用，施工中振动与噪音大。不适合在地下管线密集的地方使用。3.5钢板桩钢板桩是一种热轧（或冷弯）型钢，本身有锁扣或钳口，通过咬合，形成连续的挡水和挡土的钢板桩墙；具有高强、施工简单、可循环利用等优点。钢板桩的优点：施工工艺简单、工期且钢板桩具有良好耐久性、适应性与互换性等特点，钢板桩施工对空间要求小且钢板强度高，易打入坚硬土层；在施工完毕后可以拔出桩体，实现循环利用。 钢板桩的缺点：刚度较小，容易变形且变形较大，不利于安全要求，打桩时有震动和噪声，对周围环境造成不利影响。钢板桩的适用条件：（1）变形大、刚度小，适用于开挖深度小于7m；（2）钢板桩打入和拔除对周边环境影响较大，因此基坑周边有变形敏感建筑物、构筑物等时不宜采用。3.6 钻孔灌注桩钻孔灌注桩是利用机械或人力等方式在地基中形成桩孔，在孔内放入钢筋笼，然后灌入混凝土而成的桩。钻孔灌注桩的优点有：（1）施工时无振动、无噪声、无挤土等环境公害，因此对周边环境影响小；（2）桩身强度高，刚度大，支护稳定性好，变形小；（3) 钻孔灌注桩之间的距离较大，群桩效应小；(5)适应于软黏土和砂土地区。（6）施工设备简单，便于施工。（7)施工设备简单，便于施工组织，施工工期短。钻孔灌注桩的缺点：（1）钻孔灌注桩本身不能起到止水效果，桩间缝隙易造成水土流失，特别是在高水位软黏土地区，需额外增加双轴或三轴搅拌桩以形成止水帷幕。（2）在沙砾层和卵石中施工困难；由于桩于桩之间主要通过桩顶冠梁和围檩连成整体，整体性相对较差。（4）钻孔灌注桩施工时施工速度慢、质量难以控制、整体刚度差和泥浆排放容易污染环境等缺点。3.7基坑维护方案的选择本基坑的开挖深度达16.55m，SMW开挖一般不大于13 m，因此SWM工法不适用；地下水位在地表以下 0.5m，水位埋深较浅，选择围护方案时，要选择防水效果较好的。钢板桩防水效果差，因此不适用；而用钻孔灌注桩围护时，施工速度慢、质量难以控制等特点且且钻孔灌注桩本身不能起到止水效果，桩间缝隙易造成水土流失，而本基坑地下水位在地表以下 0.5m，因此钻孔灌注桩也不实用；由于华山路站车站西北角为常州市北郊高级中学，东北角为疼龙宛多层居民楼群，东南侧为凤凰名城居民小区等，因此对环境要求较高，使用地下连续墙施工可以有效的应对环境的影响，在施工中对周边环境震动较小；地下连续墙墙体刚度大、整体性好，基坑开挖过程中安全性高，地基和结构的变形都较小；地下连续墙具有良好的抗渗性能好，地连墙建成后和基础连接为一个整体，可作为永久结构的一部分，能起到截水、挡土等的作用。且适用多种地址情况，综上考虑，使用地下连续墙作为基坑的围护结构。4 基坑支撑方案设计在基坑工程中，支撑构体系主要是用承受围护结构传传的水土压力，其作用是平衡维护墙外压力。使基坑施工能够正常运作。支撑结构体系是由支撑杆件、立柱、围檩与附属结构等组成，围檩是由一道或几道沿着维护墙体内测设置，将墙体上承受的压力，传递到支撑上，同时加强维护墙体的稳定性；支撑杆件是承受围檩传来的轴力和弯矩；立柱的作用是增加对支撑杆件的约束，防止杆件失稳以及承受支撑杆件的重量以及施工荷载的重量。4.1 支撑体系的布置形式4.1.1平面支撑体系平面支撑体系由水平支撑、立柱和围檩（或腰梁）组成。平面支撑体系可以直接平衡围护墙两端所受的侧压力，构造简单，受力明确，使用范围广，支撑构件长度较大时应设置中间立柱保证支撑稳定性。平面支撑体系整体性好，水平力传递可靠，平面刚度较大，适合于大小深浅不同的各种基坑4.1.2竖向斜撑体系 竖向斜撑体系是由竖向斜撑、斜撑基础和围檩（或腰梁）以及水平联系杆及立柱等构件组成，它的作用是将围护墙上侧压力通过斜撑传到基坑开挖面以下的地基上斜撑体系。适用于基坑深度不大，变形要求不高基坑工程，竖向斜撑体系在基坑深度较浅、平面尺寸较大、形状不规则采用时施工比较简单且节省支撑材料。4.1.3混合支撑体系混合支撑体系结合了其上两种支撑结构体系的特点演变而来的，它综合平面和竖向两种支撑体系的优点，在支撑时具有刚度大，稳定性好等特点，在支撑形式的布置中，能加强围护结构的整体刚度，在大型基坑运用中，布置方便，施工安 ，能节省大量支撑材料。4.2支撑材料混凝土支撑有强度高、刚度大及支撑过程中能有效控制墙体的变形，整体性能好等优点，但混凝土支撑在制作和养护时间较长，在养护期间，不能正常作业，需停工来养护，还有混凝土制作后不能立即发挥支撑作用。支撑墙体处于无支撑状态，容易造成墙体的变形，对基坑施工不利，且混凝土支撑施工工期较长，在基坑结束时混凝土的拆除困难。,钢支撑一般用于基坑形状规则，基坑开挖面积较小的基坑，具有重量轻、施工速度快、钢支撑的安装和拆除方便及刚支撑能重复使用等优点。在钢支撑安装后能立即发挥支撑作用，能有效的减小墙体变形，且支撑过程能调节支撑轴力的大小，也就能控制墙体的变形。但是钢支撑的节点构造和安装相对比较复杂，对工作人员的专业能力要求过高，如果处理不当，会造成基坑墙土体发生变形。4.3基坑支撑体系的选择由于本基坑开挖最深16.55 m，基坑深度大于6 m时，属于深基坑，由以上分析得，本工程采用平面支撑体系。采用现浇混凝土支撑体系要求很长的浇制和养护时间，而采用钢支撑体系可大大减少支撑施工的时间，采用多道钢支撑也可有效控制基坑变形，故本工程采用钢支撑为基坑内支撑体系。由规范得，在软土地区第一道支撑设置于地面下1.02.5m，每道支撑水平间距大于3m。其余每道支撑的竖向间隔介于2.5 m4.5 m之间，为减小基坑开挖后的支护结构变形，最下道支撑的布置尽量落低，但应高出基坑坑底地面0.6m以上，这样可以方便底板和外墙的施工。本标准段（盖挖段）上下设置4道609厚度16mm的道钢支撑。第一道支撑距墙顶2m，支撑水平间距3米，4道钢撑从上到下，每道钢支撑的竖直间距分别为：4m，4m，4m，2.55m。 4.4基坑施工应变措施基坑总体方案设计完成后，还要考虑在以后施工出现的一些困难，并对这些问题采取应变措施，对基坑施工作业的正常进行起到很大作用，如考虑基坑在开挖过程中，地连墙发生透水，钢支撑的支撑轴力过小等情况，我们对这些问题提出考虑，并作出应对措施，有时也需要工程实践经验来应变。在基坑施工过程中我们也可以采取检测的方式来应变基坑施工过程中出现的困难来应对突发情况。如下表所示。表4为基坑施工开挖过程中可能出现的问题及相应应变措施序号施工开挖中可能出现的问题应变措施1 围护结构出现渗水，漏泥或开挖面以下出现冒水1.出现渗水，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围护结构刚度，强度不足，围护结构变形过大1.增加临时斜撑、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3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4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5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6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5.1.1地下连续墙设计地下连续墙的墙厚一般为600mm1000mm范围内，地下连续墙的墙深一般为基坑深度的1.72.0倍。由于本工程基坑等级为二级，初步设定主体结构墙厚都取800mm，地连墙深度取2倍。则：地下连续墙深度：m，初步，取地下连续墙深度为33.1m。5.1.2计算各截面处土的平均物理指标在地连墙深度范围内，由于土的重度、凝聚力、摩擦角和厚度均不相同，为了计算能合理和方便，对各指标采用按土层厚度的加权平均值来计算。由于地连墙深度为33.1m。各土层物理参数为取到粉质粘土由表1.1得到土层的物理参数为下：表5.1地连墙插入地下时各土层物理参数土层编号土层名称厚度重度 粘聚力c（kPa）内摩擦角 （ ）侧壁摩阻力特征值杂填土1.517.501002粘土5.219.95913.463.63粉质粘土0.719.23218.787.31粉砂夹粉土4.119.2930.678.82粉砂1819.5832.8108.91粘土3.2418.3249.535.22粉质粘土1020.13715.596.7计算截面有：（5-1）式中，地连墙深度范围内的加权平均重度，KN/m3；第i层土的重度，KN/m3； 第i层土的厚度，m。 (5-2)式中， 地连墙深度范围内的加权平均凝聚力,kpa；第i层土的凝聚力,kpa；第i层土的厚度,m。 kPa (5-3)式中，地连墙深度范围内的加权平均摩擦角, ； 第i层土的摩擦角，； 第i层土的厚度，m。; 基坑内底至墙底: KN/m2 式中: 基坑底至地下连续墙的底面各土层加权平均重度（KN/m3）； 基坑底至地下连续墙的底面各土层加权平均粘聚力（kPa）； 基坑底至地下连续墙的底面各土层加权平均内摩擦角（）。将地面的超载均布荷载（取 25KN/m3)换算成位于地表以上的当量土重，即用假想的土重代替均布荷载。假定地面为水平面，当量的土层厚度为：（5-4） 式中：当量土层厚度，m；地面超载，KN/m2取25围护结构周围土体的加权平均重度，KN/m3。即是： m即开挖深度相当于m基坑底板距离地连墙底部的距离m。5.1.3计算土压力系数根据规范要求，计算土压力系数，各土压力系数系数如下： 静止土压力系数: 主动土压力系数： 被动土压力系数：5.2围护墙底地基承载力采用地连墙的单位长度来计算，侧竖向承载力特征值公式为：（5-5）式中 地连墙的竖向承载力特征值，KN； 、地墙所取厚度、长度,m，m, m； 墙底土的承载力特征值，根据华山路站详勘，kPa； 第i层土的墙体侧壁摩阻力特征值； 第i层土的厚度,m。 地连墙自重：施工荷载与地面超载取300 kN则 kN所以地连墙的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，按墙底地基承载力模式验算坑底抗隆起稳定性，如图5.1图5.1 基坑抗隆起计算简图（5-6） 式中:抗隆起安全系数，根据建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012)，一级安全等级基坑取2.5，二级安全等级基坑取2.0，三级安全等级基坑取1.7，本工程为一级基坑， 地面荷载，取25kPa 基坑开挖深度，m，为16.55m; 墙体入土深度，m，取16.55m;、分别为墙底地基土的粘聚力、内摩擦角，; 所以坑底抗隆起满足要求。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，可通过式验算基坑底部稳定性。（5-7）式中：抗渗稳定安全系数，取1.52.0。基坑底土砂质粉土、砂性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2.0； 坑底土体的临界水头坡度，； 、 天然孔隙比、基底土的土粒比重=0.73、2.73 坑底土的渗流水力梯度，； 基坑内外土体的渗流水头，取坑内外地下水位差； 最短渗径流线总长度，； 地下连续墙的嵌固深度； 所以本工程基坑抗渗流符合要求5.5 抗倾覆稳定性验算根据规范要求基坑设计，需要验算基抗倾覆稳定性，计算简图如图5.2：图5.2抗倾覆稳定性验算墙的抗倾覆稳定性验算是验算最下道支撑以下的主动、被动土压力绕最下道支撑，其抗倾覆稳定性安全系数应满足： 式中： （5-8） （5-9） 对A点取矩，求得为： （5-10） 其中，为第四道钢支撑A点至基坑地面的距离，取为2.55m;据此求得： 将式对A点取矩，求得为： 所以：所以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由基坑内仅设置一道支撑时需要进行整体稳定性验算，而基坑内设置多道支撑时可不