毕业设计（论文）-深基坑的支护设计及施工若干问题的研究.doc

编编号号江江南南大大学学毕毕业业设设计计（论论文文）题目：题目：深基坑的支护设计及施工若干问题深基坑的支护设计及施工若干问题的的研究研究工学院工程管理专专业业学号：学生姓名：指导教师：（职称：）（职称：）2015年5月25日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚诚信信承承诺诺书书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）深基坑支护设计及施工的若干问题的研究是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班级：工程管理学号：作者姓名：2015年5月25日I无无锡锡太太湖湖学学院院工工学学院院工工程程管管理理专专业业毕毕业业设设计计论论文文任任务务书书一、题目及专题：一、题目及专题：1、题目深基坑支护设计及施工的若干问题的研究2、专题支护及降水工程二、课题来源及选题依据二、课题来源及选题依据随着经济的发展和人们居住环境要求的提高，多层和高层建筑越来越多。由于城市用地的需求在向高层发展的同时，开发和利用地下空间也日益重要，地下停车场、地下人防、地下商场等工程也应运而出。如何正确的进行基坑工程的设计和施工，加快工程进度，保护环境，充分发挥基坑工程的经济和社会效益，是基坑支护及井点降水工程所要解决的主要课题。3、本设计（论文或其他）应达到的要求：本设计（论文或其他）应达到的要求：通过毕业论文使学生能综合运用已学过的知识，培养查阅及收集有关资料，进行市场调研并运用科学信息来综合分析问题、解决问题的能力，同时还将培养工作中实事求是、严格、准确的科学态度和工作作风。II四、接受任务学生：四、接受任务学生：工程管理113班班姓名姓名经正男五、开始及完成日期：五、开始及完成日期：自2014年11月10日至2015年5月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师指导教师签名签名签名教教研研室室主主任任签名学科组组长研究所所长学科组组长研究所所长签名系主任签名2014年年11月月10日日III摘摘要要随着我国经济的快速腾飞，人们对居住的环境要求越来越高，多层和高层建筑物获得越来越多的使用，伴随着我国城市化的发展，城市用地日趋紧张，所以，在同一时间向高层发展的城市土地需求，与地下空间的开发利用越来越重要的发展，如地下车库，地下室，地下商场，城市地下轨道交通等都出现了，但如何准确的进行基坑工程的设计和施工，如何加快施工速度和保护环境，如何充分发挥基坑工程的经济效益和社会效益的最大化是基坑支护以及井点降水工程所要解决的主要课题。本文结合镇江长江花园安置小区工程实例，具体阐述上述问题。本工程总建筑面积160000m2，其中地下建筑面积50000m2，地上建筑面积110000m2；包含两层地下室、二十二层住宅。建筑主体为框剪结构，最大建筑高度74.8m；建筑防火等级为二类；耐火等级为二级；地下室的耐火等级为一级。主体结构的设计使用年限为70年，场地类别为二类，抗震设防烈度为八度。根据地质及水文条件，并结合施工场地的具体施工工况，本工程的支护形式为深层水泥搅拌桩做止水帷幕、压力灌浆微型桩结合喷锚支护；本工程的降水方式为管井井点降水。关键词：基坑支护；井点降水；深层水泥搅拌桩；喷锚支护IVVABSTRACTAlongwithourcountryeconomyflyquicklypeopleisrightlivingenvironmentdemandishigherandhighertheuseofmulti-storeyandhigh-risebuildingstoobtainmoreandmorewiththedevelopmentofurbanizationinourcountryurbanlandincreasinglynervoussoatthesametimetothehigh-leveldevelopmentofurbanlanddemandwiththedevelopmentofundergroundspacedevelopmentandutilizationofmoreandmoreimportantsuchastheundergroundgaragebasementundergroundmallundergroundrailtransitetchaveappearedbuthowtoaccuratefoundationpitengineeringdesignandconstructionhowtospeeduptheconstructionandprotectionoftheenvironmenthowtogivefullplaytomaximizetheeconomicbenefitandsocialbenefitoffoundationpitengineeringoffoundationpitsupportingandwellpointdewateringengineeringistosolvethemainproblem.BasedonzhenjiangYangtzerivergardenresettlementcommunityprojectexampleelaboratesontheproblem.Theprojecttotalconstructionareaof160000m2theundergroundbuildingareaof50000m2thebuildingareaof110000m2Containstwolayersofbasementtwentysecondhomes.Buildingmainbodyfortheframeshearstructurethemaximumbuildingheight74.8metersBuildingfireratingforthesecondclassFireresistanceratingforsecondaryFireproofrankforbasementlevel.Themainstructuredesignreasonableusefixednumberofyearfor70atthesiteforthesecondcategoryseismicfortificationintensityfortheoctave.AccordingtothegeologicalandhydrologicalconditionscombinedwithspecificconstructionconditionconstructionsiteoftheprojectsupportfordeepcementmixingpileandstopwaterheavycurtaingroutingcombinedwithmicropilesupportingThiswayofprecipitationwellpipeandwellpointdrawdownisforengineering.Keywords:deepfoundationpitsupporting；wellpointprecipitation；cementmixingpile；sprayanchorbracingVI目目录录摘要.IIIABSTRACT.IV目录.V1绪论.11.1本课题的研究内容和意义.11.2国内外的发展概况.11.3本课题应达到的要求.12基坑降水常用方法.32.1基坑降水的概述.32.2基坑降水常见的方法.32.2.1喷射井点降水.42.2.2管井井点降.53基坑支护常用方法.73.1基坑支护的选型.73.2常见的基坑支结构.74工程实例及支护设计.115降水方案的设计.135.1基坑降水方案的选取.135.2管井降水的施工.155.3排水沟、沉淀池等砌筑工程施工.166支护方案设计.176.1基坑工程概况.176.2基坑周围环境及支护体系概况.176.3堆载对基坑侧壁影响的计算.186.4基坑支护施工.196.4.1深层水泥搅拌桩止水帷幕施工.196.4.2锚杆支护施工.206.4.3挂网、喷浆施工.217结论与展望.227.1结论.227.2不足之处及展望.23致谢.24参考文献.26附录.28深基坑支护设计与施工的若干问题研究11绪论绪论1.1本课题的研究内容和意义本课题的研究内容和意义所谓深基坑1是指开挖深度5m，或地下室3层，亦可能是深度6m，真空井点降水是达不到效果，多级真空井点降水会使基坑土方量的增加，也会延长工期增加设备的数量。因此，当降水深度大，可采用喷射井点降水。这种井点降水方法深度大、效果好，其一级井点可将地下水位降低，适用于土层m208系数为的土层（若土的渗透性系数较大时用此法不经济）。dm201.0喷射井点系统由井管、高压水泵和管路系统组成。喷射井管包括内管和外管，装有喷淋管与内管连接抽水装置，通过环形空间之间的地下水供应高压离心泵工作内外管直接底，在这里，双方通过在喷孔的专用进气管上的喷嘴，断面突然变小，使高速度的工作液，负压喷嘴附近形成真空，将地下水通过吸入管，地下水和水提升到地面吸入，低压泵的流量的一部分，高压泵压力为注入井管的工作流程的其他部分，如此循环操作，减少地下水的抽取，直到设计要求。深基坑支护设计与施工的若干问题研究5（1）井点布置射井点的平面布置和高程布置与真空井点基本相同。当基坑宽度10m时，就采用双排布置；当基坑面积较大时，就采用环状布置。喷射井点间距为，在入口和出口间距的圆形布局可以扩展为。埋设时，冲孔m5.30.2m0.70.5直径约，井深应比虑管深超过1m。mm600400（2）井点施工为了保证质量，嵌入式，应采用套管冲孔与水的方法和压缩空气的泥浆，当套管含泥90%，含杂质量。%3B管井为泥浆护壁成孔，所以会破坏泥浆来确保其有良好的透水性。具体的做法是用钻头的钢丝刷钻泥浆，在清孔过程当中打破，确保一次性完成。C管井的管口务必要做到平整，假如不平整就采用沥青找平后再行安装。D施工中为了避免中途停电或产生其它机械故障导致阻碍排水，因此施工时最好建有备用的发电机，以防止突然停电造成水淹基坑。无锡太湖学院学士学位论文165.3排水沟、沉淀池等砌筑工程施工排水沟、沉淀池等砌筑工程施工(1)施工流程第一步测量放线，第二步沟槽土方开挖，第三步沟底夯实，第四步沟（池）底砌筑单砖，第五步两侧土方回填，第六步沟（池）内抹水泥砂浆隔水层。(2)施工方法基坑四周排水沟的开挖需要人工开挖与小型挖掘机开挖配合进行。用捣固机将底部的土壤压实，其必须85%，然后沟（池）底全部采用单砖铺砌施工。施工时可采用红砖砌块，但砖的品种、强度等级、规格必须符合设计要求；转料具有出场合格证明及试验单。砌筑前所有的砖块必须用水清洗干净，砌筑砂浆宜采用水泥砂浆。每层砌块可10M直接坐浆砌筑砌，以防止水的侵蚀和渗透。最后用水泥砂浆进行抹灰。深基坑支护设计与施工的若干问题研究176支护方案设计支护方案设计6.1基坑工程概况基坑工程概况本工程基坑长为，宽为，开挖深度为。地下水位较高，根据地质报告，m110m60m8本工程的地下水位埋深左右，开挖的土质基本是处于人工填土层，土质较松散属新近m3堆积土，欠固结。6.2基坑周围环境及支护体系概况基坑周围环境及支护体系概况（1）本基坑的北面是河流，基坑侧壁的土层松软，经设计讨论宜采用深层水泥搅拌桩做止水帷幕兼做支护；基坑东面和西面是两块空地，有放坡的空间，考虑经济性宜采用有限放坡下的压力灌浆微型桩结合喷锚支护；基坑南面邻近市政道路，市政管网比较复杂且无放坡空间，出于施工现场场地的具体情况考虑采用深层水泥搅拌桩支护。（2）桩径、桩距、桩深、砼用量的计算101213图6.2深层水泥搅拌桩布置图如上图所示，根据基坑场地的具体水文地质条件，设计要求做止水帷幕的深层水泥搅拌桩需穿过地下水层，一直打到持力层底15。桩头做厚保护层，这样整根桩身长为200mL232.00.50.100.33.10.25.1根据地基与桩基础验收规范GB-2012，确定桩径=500mm，间距，基坑mmL300南北两面均采用深层水泥搅拌桩做止水帷幕，且南北两面基坑长均为，则总桩量计m100算如下：根，2522)1)5.03.0(100(N无锡太湖学院学士学位论文18根据规范的允许置换率为3%，则需要取根6.259%)31(252260一根桩的砼用量3252.42314.325.0mv总桩数的砼用量32.117526052.4mv由于施工总会存在砼用量的损耗，计损耗率为，则实际需要砼用量：%5取39.1233%)51(2.1175mV31240m6.3堆载对基坑侧壁影响的计算堆载对基坑侧壁影响的计算131718基坑项目支护的要点是精确计算出在基坑结构上的荷载，基坑的荷载主要来源就是基坑侧壁土压力，工程实践表明基坑周围有无堆载对基坑侧壁影响是很大的。同时，实践也表明堆载的分布形式也非常重要。鉴于本工程的场地特点，其北面是河流，基坑周围无法堆放重物，因此无堆载影响；东西两侧是开阔荒地，施工所需工器具材料可任意堆放离基坑无限远，按常规施工经验，可忽略堆载影响；南面是市政道路，施工所需机械、车辆土方运输均从南面出入，因此南面是本基坑堆载的重点。由于土方运输从南面，运输车辆静止时可以当做一个点，作为局部荷载，当运动起来时这些点连成线，因此可视为均布荷载，均匀的分布在基坑南侧，因此可视为“填土表面上离挡土墙有一定距离的均布荷载模型进行计算。（见下图）图6.3堆载对基坑侧壁影响图一辆载满土方的卡车重30吨，其均布荷载为nm.根据郎肯土压力理论得：7106.4深基坑支护设计与施工的若干问题研究1933.0)()2(1545tan45tan22oooKa771014.1233.08106.4kEaqqH2KEahH5.145233.0)63.203.12028.195.117(222222kEahH=145.5771014.121014.125.145EEEqha根据力矩原理，EEEyaqqaHH32mHHEEEyaqqa68.101014.1267.21014.1241014.1232777取11m整，及运输汽车等堆载距离南面基坑坡面安全距离为11m。6.4基坑支护施工基坑支护施工6.4.1深层水泥搅拌桩止水帷幕施工深层水泥搅拌桩止水帷幕施工2021（1）本工程采用的是桩径为=500mm，桩心间距为的深层水泥搅拌桩。采用四mm300搅二喷的施工方式：下钻提升再下钻再提升来回两次，无论是下钻还是提升都要搅拌，叫做四搅；只有提升时喷浆下钻不喷浆叫做两喷，这样整根桩就叫做四搅二喷。（2）施工流程第一步放样，第二步挖槽，第三步桩机就位，第四步空钻到底，第五步上钻喷浆，第六步空钻到底，第七步上钻喷浆，第八步移机就位，第九步下一根桩。（3）施工工序A深层水泥搅拌桩施工前必须要根据具体的施工场地情况和地质勘测条件，以及所采用的施工机械等等因素来制定合理的施工组织设计，也要做好相应的技术交底。B要确定搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时段、搅拌头的提升速率等施工参数。并且要做试桩，确定各项施工参数和工艺控制指标。C桩的定位误差必须，施工时的桩位偏差必须，桩身的垂直度误差必mm20mm30须的桩身。%1D水泥的掺用量大约占土容重的（土体容量为），掺杂的水泥宜选%1531750mkg无锡太湖学院学士学位论文20用标号32.5硅酸盐水泥。E本桩身采用四搅二喷的施工工艺。施工时必须注意的是桩机搅拌头的提升速度必须且搅拌头每转一圈的提升量为。min5.0mcm43F施工时压浆的速度也应该跟搅拌的提升速度相同在注浆的过程中不能出现中断供浆的现象务必要防止提升的速度过快而造成供浆不足。所以施工时应采用流量计来控制输浆的速度以确保注浆泵的出口泵压保持在。mpa7.05.0G每根水泥搅拌桩必须连续施工不可中断，必须严格控制桩位的精确度和桩身的垂直度，务必在导向架上装设吊锤来检测控制。须确保桩身质量。H在水泥浆制备好后，务必在2小时内用完。水泥浆应在搅拌机中不断搅拌以防止产生离析现象，压浆前将砼缓慢的倾倒到料斗中，务必保证泵送的连续性。I为控制好桩身深度，应采取设计深度和电流强度双控制。J施工时万一遇到机械故障而导致停浆，则应将搅拌头下沉到停浆面以下处，m3.0等到恢复供浆时再将搅拌头提升。但如果停浆，则先拆除管路冲洗后再进行施工以h3免发生堵管。6.4.2锚杆支护施工锚杆支护施工1219（1）修整坡面每层土方开挖到设计标高后平整坡面，保证坡面的平整度达到喷锚施工要求。然后在平整好的坡面上按图纸要求由施工人员进行测量定出每根锚杆施工孔位并做好施工标志。（2）成孔本工程设计东西两面均用锚杆支护，锚杆量比较大，因此锚杆成孔施工可采用步履式钻孔机成孔，机械施工不到的区域用人工洛阳铲配合成孔，成孔完毕后必须清除孔内的土渣确保锚杆施工。（3）杆体制作采用=25mm且清除过铁锈的螺纹钢筋，按设计制尺寸作好即可。（4）杆体安放为防止锚杆弯曲，则要求施工时确保锚杆头部距孔底，杆体沿着钻孔角mm200100度深入即可。（5）制备浆液锚杆制作时的浆液按设计要求选用普通硅酸盐水泥，采用水灰比为的纯水R5.425.0泥浆。为防止杂质进入浆液则用过滤网在倒灰和出浆时进行两次过滤即可。（6）注浆由于砼的密度大于水，所以注浆时应从孔底向孔口注浆。注浆完成后为保证孔内注浆的饱满与密实，应在个小时内再进行补浆。5深基坑支护设计与施工的若干问题研究216.4.3挂网、喷浆施工挂网、喷浆施工（1）施工概况基坑东西两面喷锚支护面板100厚，土方开挖完毕后及时修整坡面，坡面平整好立即喷射第一层砼40厚，挂网后再喷射砼厚，锚杆面层为砼，网筋采用8200。6020C（2）喷射砼A喷射的砼根据图纸要求宜选用标号为的普通硅酸盐水泥，并拌以中砂和粒径5.42为的碎石。mm86B施工时应采用性能稳定良好的砼喷射机，最小选用的空压机。39mC喷射砼的输料管根据设计要求必须能承受0.8Mpa的压力，并且其耐磨性能良好。施工中必须保证供水设备喷头处有的水压。水泥与砂石的比重按图纸要求为Mpa4.0，砂率为，砂石的混合料应拌均匀，搅拌的时间。5.2:25.1:1%55%45min2D在砼喷射作业前，施工人员需要对施工机械、基坑周围的风向风力、周边的水管路和电线进行全面的检查和调试，及时的清理好受喷面并埋设好控制喷射砼厚度标志，确保喷射的厚度能达到设计的要求，同时也保证铁丝网在喷浆后不外露。E由于基坑的东西两侧面积比较大，因此在喷射砼体时应该分段分片的循序进行施工。要求在同一分段内由上向下进行喷射。F喷射的时候为保持砼面平整，确保喷射面湿润光泽无干斑且不发生滑移流淌等现象就必须掌握好砼的水灰比。等到喷射的砼终凝后，再进行喷水保养，然后才能进h2h24行下层的土方开挖。无锡太湖学院学士学位论文22深基坑支护设计与施工的若干问题研究237结论与展望结论与展望7.1结论结论（1）技术结论本工程采取的支护结构与降水方案的施工技术适中，没有太大的施工难度，施工工艺及流程都是易于操作和掌握的，施工中所需的机械设备也很常见，因此能大大的缩短工期。在后期的基坑监测中，深层水泥搅拌桩的断桩率为0，基坑降水后经过处理，没有发生基坑隆起，也无管涌现象发生。并且基坑的沉降也在允许范围内。因此就整个基坑支护与降水方案的技术指标而言是合格的。（2）经济结论本工程采用的施工流程及施工工艺都在满足施工具体情况下最节省工程造价的施工方案，比如采用管井井点降水方案所需的费用就比喷射井点降水的方案节省造价，因为管井井点降水方案施工工艺简单，所需的工器具也简单；再如基坑东西两面有放坡空间，采用放坡和锚杆支护显然会比南北两层采用深层水泥搅拌桩节省造价等。因此本工程所采用的支护与降水方案取得的较好经济效益。（3）社会效益结论本基坑周围的施工场环境相对来说并不复杂，只有基坑南面是市政道路以及地下管线，本社社会效益最大的原则采用深层水泥搅拌桩进行支护，能有效的保护了这些市政设施，以免造成破坏。基坑内地下水排放都是经过沉淀池过滤后排放到市政管网的，也保护了城市环境，使得其社会效益最大化。7.2不足之处及未来展望不足之处及未来展望（1）在实际设计和施工方法上，我国仍处于摸索和探讨阶段。有关统一性质的支护结构设计的相关规范和标准还没有出台。基坑设计时土压力分布还按库伦或朗肯理论计算，支护桩仍用“等值梁法”进行计算。这些陈旧的计算理论所计算出的结果与深基坑支护结构的实际受力悬殊较大，既不安全也不经济。因此，深基坑支护结构的施工工程设计不应该再采用以往传统的“结构荷载法”，而应彻底改变传统的设计观念，逐步建立以施工监测为主导的信息反馈动态设计体系。（2）由于锚杆支护方案被大量的采用，就必然使得喷射混凝土的技术被充分运用和发展，但出于减少喷射混凝土的回弹量和环境保护的需要，干式喷射混凝土方法将会被湿式喷射混凝土将逐步取代。（3）随着行业的发展，“大深度、大面积”是未来基坑工程发展的方向，基坑周边更复杂的环境会使得基坑开挖与支护的难度变得越来越大。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重要方向。由于此方法受桩承载能力的限制很大，所以逆作法不能采用一柱一桩的施工方式，而是采用一柱多桩的方法。然而此法既增加了无锡太湖学院学士学位论文24施工成本又增加了施工难度。所以，如何提高单桩承载力、降低沉降、减少中间支撑柱桩；如何达到一柱一桩、上部结构施工如何加快速度缩短工期将是未来研究方向。深基坑支护设计与施工的若干问题研究25致谢致谢大学四年的进修研习如白驹过隙，那些学习的日子依旧历历在目，大学生活即将结束，我希望通过本次毕业论文设计，我的大学能够画上完美的句号。此次毕业设计是在我的导师华渊院长的指导下完成的，在毕业设计的初期选题，他就结合我本科所学的知识结构和掌握的程度，为我设定了这一题目；在论文中期的写作，他悉心的指导我，把我引导到正确的方向，使我的论文写作少走了很多的弯路；在论文后期的修改中，他总是字斟句酌，让我务必要用最简短的词语、句子去表达论文内容，让我的论文鲜活了许多。虽然我不是他众多学生中最出色拔尖的，但他却是我最尊敬的老师，我想通过本论文，把我的敬意献给他。同时，我还要感谢我们一块儿完成毕业论文的小组同学们，感谢他们在我论文写作最困难的时候给予的陪伴与支持；我也要感谢我毕业论文所引用的各位专家、学者以及广大一线人员的专著，感谢他们给予的学术支持。最后，我非常感谢镇江鼎立建设工程有限公司的项目经理，是他们在艰苦的施工一线耐心细致的指导我，并最大限度的让我去实地查看，让我学会独立的把理论和实践很好的结合在一起。由于本人在本科阶段学习的知识结构有限，所接触到的工程实例有限，对行业发展了解有限，所以在学术上的造诣亦有限，因此所写的论文难免会有不足之处，望各位老师、专家、学者提出宝贵的意见！无锡太湖学院学士学位论文26深基坑支护设计与施工的若干问题研究27参考文献参考文献1基坑工程设计与施工实例图集.王亮、景天应等主编.-北京：中国建筑工业出版社，201076-792华东理工、清华大学、浙江大学，等.地基基础M.2版.北京：中国建筑工业出版社，1999.3王升力学与地质系统理论M山西：山西大学，20084刘唐、王梁成.基坑工程施工手册.北京：建筑工业出版社，2001.5王明、赵阳春.简明深基坑工程施工手册.南京：江苏建筑业协会出版社，2010.6王页华、张明理：建筑施工技术手册中国建筑工业出版社，2005.（第三版）7张美琳、李天华：高职高专建筑工程专业建筑施工M.建筑行业出版社，2010（第五版）8王韵岚.土力学及地基基础M.北京：中国机械工业出版社，20019王如柏.新型支挡结构设计与施工M.天津：中国人民出版社，200410中华人民共和国行业标准地基与基础工程质量验收规范（GB50201-2002)上海：中国计划出版社，2010.11上海市勘测设计协会.基坑工程设计规