土木工程毕业设计（论文）-天津地铁珠江道站基坑设计与施工.doc

全套图纸加扣3012250582编号：（ ）字 本科生毕业设计设计题目：天津地铁珠江道站基坑设计与施工专 题：地铁联络通道顶管法施工技术研究姓 名：学 号：班 级：土木工程地下2011-7班二一五年六月 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：天津地铁珠江道站基坑设计与施工专 题：地铁联络通道顶管法施工技术研究指导教师：职 称：讲师 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 土木工程专业地下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 2015年 6 月 8 日毕业设计题目：天津地铁珠江道站基坑设计与施工毕业设计专题题目：地铁联络通道顶管法施工技术研究毕业设计主要内容和要求：设计要求：根据提供的天津地铁珠江道站工程的地质资料及结构设计资料，进行该基坑的设计和施工组织设计。结构设计的内容应包括基坑围护方案选择、支撑方案设计、围护结构内力计算及相关稳定系验算等，并编制设计计算书。施工组织设计的内容应包括基坑施工准备、施工方案选择、施工总平面布置、施工进度计划和施工管理、相关的管理措施等内容。绘制图纸应包括：天津地铁珠江道站基坑平面图、纵剖面图、横断面图及施工总平面布置图等。专题要求：根据给定的地铁联络通道顶管法施工技术研究的题目，在查询国内外相关研究资料的基础上，分析不同地铁联络通道施工技术的特点，对顶管法施工关键技术措施进行研究，结合工程实例，给出地铁联络通道顶管法施工技术设计和施工的过程。 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 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 要毕业设计主要包括三个部分，第一部分是天津市地铁6号线珠江道站基坑围护结构设计；第二部分是天津市地铁6号线珠江道站基坑施工组织设计；第三部分是专题部分，内容是地铁联络通道顶管法施工技术研究。在第一部分基坑围护结构设计中，根据天津市地铁6号线珠江道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，并且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、抗隆起等验算。第二部分为珠江道站施工组织设计，根据基坑围护方案、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、基坑开挖与支撑安装等进行设计，并编制了工程进度计划，编写了相应的安全、质量、环境保护等措施。第三部分专题内容是地铁联络通道顶管法施工技术的研究。介绍了地铁联络通道的施工方法，并进行了不同施工方法的比较，重点介绍了顶管法施工和施工过程中的关键技术措施，主要包括铁联络通道施工方法、顶管法施工关键技术措施，并结合上海淮海路复兴路站工程实例，介绍了具体的设计和施工过程。关键词：深基坑；地下连续墙；施工组织设计；地铁联络通道；顶管法。 ABSTRACT There are three parts in this graduation design .In the first part，it introduces the foundation pit structure design of the Zhujiangdao Street station.There is the foundation pit design of the Zhujiangdao Street station construction organization in the second part；The third part is the special subject part which is the Research of pipe-jacking construction technology in subway connecting passage. In the first part the bracing of foundation pit structure design of the Zhujiangdao Street station, according to the engineering geology, the hydrology geology conditions and environment circumstances of the Zhujiangdao Street station located, through comparing the Construction schemes, confirm that the construction method is diaphragm wall, the strut system use steel, formatted book of calculation for the bracing of foundation pit structure design of the Zhujiangdao Street station. The second part is the Zhujiangdao Street station construction organization design, according to the excavation pattern and the environment circumstance of the foundation pit, designing the construction preparative, the construction place arrange. Estimating the work project and the management measure, weaving to write the homologous quantity、safety、civilization management measure. The third part is the special subject part. This part introduces the construction method of subway connecting passage.And the comparison of different construction methods, mainly introduced the key technology in the process of pipe jacking construction method and construction measures.Including: the subway connecting passage construction method,the key technology measures of pipe jacking construction.And Huaihai road and Fuxing road station of Shanghai for example, introducing the concrete design and construction process.Keyword: Deep excavation;continuous concrete wall;construction management plan; the subway connecting passage;pipe-jacking method. 目 录第一部分 天津地铁珠江道站基坑围护结构设计1 工程概况11.1 工程地质及水文地质条件11.1.1 工程地质条件11.1.2 水文地质条件11.2 工程周围环境21.2.1 基坑周围临近建筑物21.2.2 基坑周围地下管线及地下构筑物设施21.2.3 基坑周围道路22 设计依据和设计标准42.1 设计依据42.2 基坑工程等级52.3 基坑设计控制标准53 基坑围护方案设计53.1 基坑围护方案53.1.1 水泥土搅拌桩53.1.2 地下连续墙63.1.3 SWM工法63.1.4 全套管钻孔咬合桩63.2基坑围护结构方案比选64 基坑支撑方案设计84.1 支撑结构类型84.2 支撑体系布置形式及方案比选84.3 基坑施工应变措施94.3.1 支护墙的渗水与漏水94.3.2 防止侧向位移发展的措施94.3.3 流砂及管涌的处理94.3.4 临近建筑与管线位移的控制95 计算书95.1 相关计算参数95.2 土压力计算95.3 围护结构地基承载力验算115.4 基坑底部土体的抗隆起验算115.5 基坑抗渗验算125.6 抗倾覆验算135.7 整体圆弧滑动稳定性验算155.8 围护结构内力变形计算155.8.1 第一道支撑计算165.8.2 第二道支撑计算175.8.3 第三道支撑计算185.8.4 第四道支撑计算195.9 钢支撑强度验算215.10 地下连续墙截面配筋计算235.10.1 横截面抗弯计算235.10.2 横截面抗剪计算246 基坑主要技术经济指标246.1 开挖土方量256.2 浇筑混凝土总量256.3 钢筋总用量256.4 人工费用25第二部分 天津地铁珠江道站基坑施工组织设计1 基坑施工准备261.1 基坑施工的技术准备261.2 基坑施工的现场准备261.1.1拆除障碍物261.1.2 测量放线261.1.3“三通一平”261.1.4临时设施的准备271.3 基坑施工的物资准备271.3.1 物资准备281.3.2 劳动力准备281.3.3 季节施工及应急准备工作282 基坑施工方案292.1 工程概况292.2 工程的施工顺序292.3 施工机械292.4 地下连续墙施工工艺312.4.1 地下连续墙施工流程312.4.2 导墙施工312.4.3 泥浆系统332.4.4 开挖槽段352.4.5 槽段检验362.4.6 钢筋笼制作372.4.7 钢筋笼吊装372.4.8 吊装接头管372.4.9 浇灌墙体混凝土372.4.10 顶拔接头管372.4.11 地下连续墙质量控制标准382.5 基坑开挖382.5.1 基坑开挖方法382.5.2 基坑底面平整392.5.3 素混凝土垫层铺筑392.6 钢支撑安装392.7 施工主要技术措施和关键部位技术措施402.7.1 施工主要技术措施402.7.2 关键部位技术措施423 施工总平面布置433.1 施工现场临时建筑物的布置原则433.2 施工用的临时运输线路的布置433.3 建筑材料的堆放位置434 施工进度计划及管理措施444.1 施工总体筹划444.1.1 施工筹划的目标444.1.2 工期保证措施444.1.3 施工横道图455 质量、安全、文明管理措施455.1 质量管理措施455.1.1 工程质量标准455.1.2 质量管理网络455.1.3 质量保证体系465.2 土方运输环节管理规定465.2.1 车辆情况465.2.2 土方装卸475.2.3 土方运输475.2.4 应急响应485.3 安全生产管理措施485.4 文明施工措施49第三部分 地铁联络通道顶管法施工技术研究1 引言502 地铁联络通道施工方法503 地铁联络通道顶管法施工中的关键技术措施513.1 顶管施工设备的选择523.2 联络通道的顶进方式523.3 顶管出洞533.2.1 管道放线533.2.2 导轨铺设543.2.3 洞口加固543.2.4 洞口止水553.2.5 后靠553.4 顶管正常顶进施工技术563.3.1顶管顶进与地层变形控制563.3.2 施工参数的控制563.3.3 顶管姿态的控制563.3.4 纠偏千斤顶的应用563.3.5 止水密封橡胶带装置563.5 顶管进洞573.4.1 导轨的铺设573.4.2 应力释放孔布置573.4.3 施工参数的控制573.4.4 弧形网格的割除573.4.5 封门拆除573.4.6 洞门封堵573.4.7 压注浆液574 联络通道顶管法施工的工程应用574.1 工程概况584.2 地质情况584.3 施工设备594.3.1 加工制作的简易网格式矩形挤压式顶管机594.3.2 辅助设备594.4 施工方案604.4.1 钢管节604.4.2 工作原理604.4.3 联络通道内部结构614.5 施工监测614.5.1 地表隆起与沉降监测614.5.2 隧道管片变形监测625 结论与展望62参考文献63翻译部分64致 谢73第一部分天津地铁珠江道站基坑围护结构设计全套图纸加扣30122505821 工程概况 天津地铁6号线，北起大毕庄停车场，南至津南区梅林路车辆段，途径40座站点，线路全长50.1公里。一期工程珠江道车站地处于友谊南路珠江道交插口，车站为东西向布置，为地下两层岛式地铁站台。车站长192.7m，标准段外包宽度21.4m。土建结构包括车站主体结构和附属14号出入口。车站是沿友谊南路，垂直于珠江道布置，车站主体结构位于现友谊南路路面下。为尽量不影响珠江道的交通，珠江道路口部分车站工程采用逆筑顶板盖挖顺筑法施工工艺。1.1 工程地质及水文地质条件1.1.1 工程地质条件 施工场地地势十分平坦，绝对高程为3.710m米，场区37.67m深度范围内，对本工程有影响的地层自上而下依次为（深度以地面标高为0.00m计）：-1杂填土：表层为水泥地坪，其下由碎砖石、煤屑等组成，成分较复杂。层厚1.15m，深度0.00-2.80m。-2素填土：松散，以粘性土为主，夹少量杂物，结构较松散。层厚0.68m，深度-1.15-1.83m。-1灰黄色粉质粘土：可塑软塑，含氧化铁条纹、铁錳质结核及云母屑，层下部土质较软，局部区域为粘质粉土，土质较均匀。层厚1.10m，深度-1.83-2.93m。-3b灰色淤泥质粘土：稍密中密，含云母屑，局部夹薄层粘质粉土，土质不均匀。层厚11.15m，深度-2.93-14.08m。灰色粘土：流塑， 含云母屑及有机质，夹薄层砂质粉土，土质较均匀。层厚1.49m，深度-14.08-15.57m。-1a灰色粉质粘土：软塑，含云母屑、少量钙质结核，半腐烂植物和有机质，夹团块状粉砂，土质较均匀。层厚4.92m，深度-15.57-20.49m。-1b浅黄色粉质粘土：软塑可塑，含少量钙质结核，半腐烂植物和有机质，土质较均匀。层厚6.28m，深度-20.49-26.21m。暗绿草黄粉质粘土：可塑硬塑，含氧化铁条纹、铁錳质结核，土质较均匀。层厚3.16m，深度-26.21-29.77m。-1a草黄色粘质粉土：中密，含云母屑、氧化铁条纹、铁錳质结核，层中夹薄层砂质粉土，土质较均匀。层厚7.90m，深度-29.77-37.67m。1.1.2 水文地质条件本工程所处地区是浅部地下水属潜水类型，补给来源主要为大气降水和地表水，年平均地下水位埋深约为0.5m0.7m。对基坑工程主要相关的-1、-3b、-1a，-1b等土层的室内渗透试验和现场抽水试验表明，其中-1、-1a，-1b土层渗透性较弱，室内试验状态下的渗透系数在10-7数量级，现场试验状态下的渗透系数在10-5数量级，但是-3b土层渗透系数在10-4cm/s数量级，易产生流砂现象。根据勘察地质报告，本工程建址上部土体不存在相对隔水层，不存在微承压水层。本工程建址承压水含水层为层砂性土，其埋深在离地面约29.5m，其承压水头埋深5.0m。同时根据地质勘察报告，本工程周围无地下水污染源。1.2 工程周围环境1.2.1 基坑周围临近建筑物位于基坑周边35m范围内由东向西主要的临近建筑物如表1.1所示。表1.1 基坑临近建筑物表编号名称地面结构形式/层数基础形式到基坑距离1.鞍山七村32号砖混/5层条形基础11m2.鞍山七村31号砖混/5层条形基础15m3.珠江道950号四平大楼框剪/122层箱型基础桩基13.7m4.天津服装集团宾馆框剪/12层桩基26.8m5.珠江道851号商检大楼框剪/13层桩基23.8m6.珠江道949弄建工大楼框剪/13层桩基34m7.四平电影院砖混/3层条形基础6.2m8.友谊南路4弄911号砖混/6层条形基础26.5m从上表可以看出，本工程邻近的保护建筑物是四平电影院和鞍山七村民房及四平大楼，根据调查此处建筑于70年代末、80年代初期建成，除四平大楼为二层地下室箱型基础桩基，其余建筑基础形式均为条形基础。总体而言，本工程周围建筑物大部分距离较远，建筑结构形式相对较好，因此，只要基坑开挖阶段按时空效应原理快速开挖，及时支撑，正常施工情况下对周围建构筑物影响很小。1.2.2 基坑周围地下管线及地下构筑物设施本基坑工程周围有多处管线，详见表1.2、表1.3。1.2.3 基坑周围道路珠江道车站沿友谊南路布置，垂直于珠江道。珠江道车流量相对较高，友谊南路路面宽阔，车流量较少；二条道路共同特点是车流量呈上下班高峰时段较高、平时一般的“潮汐式”分布，建址周边其他道路较为狭小，分流作用极为有限，因此保证珠江道和友谊南路施工期间的交通断面对保证交通畅通非常重要。珠江道、友谊南路均为4根机动车道、2根非机动车道的城市次干道，机动车道在路口30m范围内辟出一根左转弯道，分为5根车道。珠江道上通行公交55路/66路/910路/123路等公交车辆，停靠站均不在施工区域内，施工期间保证公交通行即可。友谊南路上通行公交79路/70路/937路/853路/310路等公交车辆，有停靠站均在施工区域内，施工前期将与交通部门协商迁移，保证公交正常运营。表1.2 友谊南路管线情况表序号编号管线种类管 径(mm)/规格埋深(m)位置和范围影响1上水1上水300铁0.9珠江道以西的友谊南路北侧人行道下,进入珠江道西侧人行道下穿越4号出入口2电话1(电话2,3,4)电话36孔0.9珠江道以西的友谊南路北侧机动车道下穿越4号出入口3上水2上水1000铁1.0友谊南路北侧机动车道下穿越4号出入口，车站结构和东端头井4污水1污水450600砼3.3友谊南路北侧机动车道下穿越东、西端头井和车站结构5雨水1雨水4501500砼3.9友谊南路道路中心线附近穿越东、西端头井和车站结构6煤气1煤气500铁1.0友谊南路机动车道下穿越东、西端头井和车站结构7煤气2煤气200铁1.0珠江道以西的友谊南路南侧机动车道下进入西端头井和车站结构8上水3上水200400铁0.7友谊南路南侧机动车道下穿越东、西端头井和车站结构9电力1电力6孔0.8珠江道以西的友谊南路南侧人行道下，进入珠江道西侧人行道下穿越西端头井和车站结构10电力2电力3孔0.6珠江道以东的友谊南路北侧人行道下穿越1号出入口11雨水2雨水200砼1.0珠江道以东的友谊南路北侧机动车道下进入东端头井地下墙12上水4上水200铁0.7珠江道以东的友谊南路北侧机动车道下东端头井附近（1012M）13电话2电话12孔0.9珠江道以东的友谊南路南侧机动车道下进入东端头井14电话3电话15孔1.0珠江道以东的友谊南路进入东端头井表1.3 珠江道管线情况表序号编号管线种类管 径(mm)/规格埋深(m)位置和范围影响1上水1上水300铁0.9友谊南路以北的珠江道西侧人行道下，进入友谊南路北侧人行道下穿越4号出入口2煤气3煤气200铁0.9珠江道北侧机动车道下穿越车站结构3煤气4煤气7001200铁1.2珠江道北侧机动车道下穿越车站结构4电话4电话12孔0.8珠江道北侧机动车道下穿越车站结构5电话5电话信息电缆12孔0.8珠江道北侧机动车道下穿越车站结构6雨水3雨水1350砼3.8友谊南路以北的珠江道西侧人行道下穿越车站结构7污水2污水300砼2.7友谊南路以北的珠江道道路中心线穿越车站结构8电力4电力排管1.0珠江道东侧机动车道下穿越车站结构9上水5上水300铁0.8珠江道东侧人行道下穿越车站结构和1、2号出入口10电力5电力1孔0.6珠江道东侧人行道下穿越车站结构和1号出入口11上水6上水300铁0.9友谊南路以南的珠江道东侧人行道下进入车站结构12雨水4雨水900砼3.2友谊南路以南的珠江道东侧机动车道下进入车站结构13煤气5煤气200铁0.9友谊南路以南的珠江道西侧机动车道下车站结构附近（210M）2 设计依据和设计标准2.1 设计依据1） 有关珠江道站现场条件和施工范围平面图2） 天津市轨道交通珠江道站岩土工程勘察报告3）基坑工程设计规程（DGJ08-61-97）4）地下铁道工程施工及验收规范（GB50299-1999）5）天津市地基基础设计规范（TBJ1-88）6）地基基础设计规范（DBJ08-11-2011）7）建设工程项目管理规范（GB/T50326-2001）8）地基处理技术规范（DBJ08-40-94）9）建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012） 10)地下工程防水技术规范（GB50108-2001）2.2 基坑工程等级由于本工程的周边建构筑物大部分距离基坑较远，建筑结构形式相对较好，所以支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边建筑物、交通、管线及地下结构施工影响一般，据建筑基坑支护技术规程（JGJ1202012）可知，本工程基坑侧壁安全等级为二级。2.3 基坑设计控制标准端头井地面最大沉降量0.1%H, 围护墙最大水平位移0.14%H；标准段地面最大沉降量0.2%H, 围护墙最大水平位移0.3%H，H为基坑开挖深度。本工程主要安全系数有抗隆起安全系数KL2.0；抗渗流或抗管涌稳定性安全系数KS2.0;抗倾覆稳定性安全系数KT1.5。3 基坑围护方案设计3.1 基坑围护方案根据基坑岩土勘察报告及相关设计规范，对本工程适用的围护结构有以下4种，水泥土重力式挡土墙（水泥土搅拌桩和高压喷射注浆桩挡土墙），以SMW工法为代表的劲性水泥土搅拌桩，全套管钻孔咬合桩，地下连续墙。以下是这几种方案特点：3.1.1 水泥土搅拌桩水泥土搅拌桩适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。当地基土的天然含水量30%（黄土含水量70%或地下水的pH值4时不宜采用。水泥土搅拌桩的优点为施工时无振动、无噪声、无泥浆废水污染，水泥土实体相互咬合较好，比较均匀，桩体连续性好，强度较高，既可挡土又可形成隔水帷幕，适用于任何平面形状，施工简便，同一墙体可设计为变截面、变深度、变强度。缺点有坑顶水平位移较大，坑顶宽度较大。适用范围按建筑基坑支护技术规程(JGJ1202012)中规定为基坑侧壁安全等级宜为二、三级，水泥土桩施工范围内地基土承载力150kPa，基坑深度6m。3.1.2 地下连续墙地下连续墙是以专用的挖槽设备开挖沟槽，并采用触变泥浆护壁，在槽内设置钢筋笼，采用导管法浇筑混凝土，形成一个单元槽段的混凝土墙体。依次继续挖槽、浇筑施工，连接成一道连续的地下钢筋混凝土墙或帷幕，以作为防渗、挡土、承重的地下墙体结构。地下连续墙的优点为施工时振动小，噪音低，非常适于在城市施工；墙体刚度大，目前国内地下连续墙的厚度可达0.61.3m，用于基坑开挖时，可承受很大的土压力，极少发生地基沉降或塌方事故，已经成为深基坑支护工程中必不可少的挡土结构；防渗性能好；可用于逆做法施工。地下连续墙刚度大，易于设置埋件，很适合于逆做法施工；适用于多种地基条件；安全经济，占地少，可以充分利用建筑红线以内有限的地面和空间，充分发挥投资效益，工效高，工期短，质量可靠。地下连续墙的缺点是在一些特殊的地质条件下（如很软的淤泥质土，含漂石的冲积层和超硬岩石等），施工难度很大；如果施工方法不当或地质条件特殊，可能出现相邻墙段不能对齐和漏水的问题；地下连续墙如果用作临时的挡土结构，比其它方法所用的费用要高些；在城市施工时，废泥浆的处理比较麻烦。3.1.3 SWM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。其优点为造价较低，用过的型钢能够回收；成桩止水效果好，若水泥掺量达到25%效果会更好些；分段施工容易处理，不会形成施工缝；施工进度快。其缺点为机械施工用电量较大；在粉细砂层易产生抱钻现象；其基坑围护结构属柔性支护，变形大，不适合太深基坑。3.1.4 全套管钻孔咬合桩钻孔咬合桩是一种新型围护结构形式，它是在平面上沿一条轴线设置单排钻孔桩，相邻的桩互相搭接，为一种特殊的桩列式挡土坡，它与传统的人工挖孔桩、钻孔密排桩相比，具有防渗效果好，泥浆污染小，环保好，不易塌孔等优点。具体的，其优点为钻孔咬合桩的桩间互相咬合，形成排桩整体受力，抗荷载能力最强，且具有很好的防水效果；强度和刚度均较大，可以作为永久结构的一部分，在结构抗浮不满足是可以兼作抗拔桩；全桩套管跟进成孔施工，不易塌孔、振动小，特别适合紧邻地下管线等构筑物的施工；与普通钻孔灌注桩相比，无泥浆、噪音低、文明施工、环保效果好；成桩垂直度好整体性强，节约混凝土；利用套管成桩可设砂桩的优点，围护结构可分段施工，对一些施工场地小、工期紧、交叉施工干扰大的工程可做到见缝插针，节约施工场地和工期。其缺点是造价较高；须对接头桩进行旋喷桩堵漏处理；对施工精度、工艺和混凝土配比均有严格要求，否则桩体无法形成充分咬合。3.2基坑围护结构方案比选上述主要方案的比较如下表3.1所示： 基坑开挖深度大，同时基坑长度也较大。本工程端头井开挖深度15.644m，标准段开挖深度14.644m，基坑长度为192.7m，南北端头井之间的距离将近200m。地下水位较高，年平均地下水位离地表面0.50.7m，有承压水的影响。围护方案对防水要求高，车站及人行通道均按防水等级一级的要求设计，即结构顶板不允许渗漏水，侧墙表面只允许有少量偶见湿渍；车站的风道、空调机房均按防水等级二级处理；车站及出入口的混凝土结构采用防水混凝土，其抗渗等级S8。周边环境保护要求非常严格，施工场地狭小。表3.1 主要挡土结构比选技术特征挡土结构水泥土搅拌桩SMW工法全套管钻孔咬合桩地下连续墙经济开挖深度（m）61061410202040现场要求较少较少一般较高施工占地较大小小大施工工艺较简单较复杂较复杂复杂环保要求废土外运少，对环保影响较小废土外运少，对环保影响较小噪声低，无泥浆，对环保影响小泥浆对环保影响大整体刚度一般较大较大大抗渗漏较好较好好好桩（墙）体质量较好好好好技术成熟程度熟练熟练熟练较熟练与永久结构关系临时结构临时结构可作为永久结构的一部分永久结构或永久结构的一部分与结构抗浮的关系与主体结构抗浮无关与主体结构抗浮无关与主体结构拉结，对主体结构抗浮有利与主体结构拉结，对主体结构抗浮有利费用低低一般高对于主体围护结构，采用水泥土搅拌桩虽然施工造价最低，而且对周围环境的影响也较小，但是本工程开挖深度超过其经济开挖深度，其整体刚度也并不高，不能满足本工程的要求。故不宜采用混凝土搅拌桩作为主体围护结构。SMW工法对场地的要求小，很适合本工程情况，但是同样的其开挖深度并不满足本工程的要求，而且其并不能作为永久的支护结构。全套管钻孔咬合桩的抗渗漏性能良好。而且整体强度也较大。但是其施工工艺过于复杂，如果出现事故，将会很难处理。地下连续墙虽然造价为最高，但是在车站后期的使用中可以作为永久结构，且其整体强度为最大，经济开挖深度也与本工程十分吻合。故本工程采用地下连续墙最为主体围护结构。地下连续墙的墙厚一般为 6001000mm 范围内，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，本工程主体结构围护初步确定采用1000mm厚地下连续墙，地下连续墙深度取1.75倍进行计算，则：端头井地墙总深为：15.644m1.75=27.377m 取28.5m。标准段：14.644m1.75=25.627m，取28.5m。4 基坑支撑方案设计4.1 支撑结构类型 根据我国行业标准建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）的有关内容，对于深度较大的基坑，为使围护结构的变形控制在一定范围内，都需要沿围护墙竖向增设支撑点，以减小跨度。由于本工程处于软土地区，根据以前的施工经验，应采用基坑内支撑。支护结构的内支撑，按材料分，可分为钢支撑和钢筋混凝土支撑两类。钢支撑的优点是安装和拆除速度较快，能尽快发挥支撑的作用，减小时间效应，既使围护墙因时间效应增加的的变形减小；可以重复利用，多为租赁方式，便于专业化施工；可以施加预紧力，还可根据围护墙变形发展情况，多次调正预紧力值以限制围护墙变形发展。其缺点是整体刚度相对较弱，支撑的间距相对较小；由于在两个方向施加预紧力，使纵、横向方捏的扎接处处于铰接状态。钢筋混凝土支撑优点是形状多样性，由于是现浇而成，可浇筑成直线、曲线构件，可根据基坑平面形状，浇筑成最优化的市置型式；整体刚度大、安全可靠，可使围护墙的变形小，有利于保护周围环境；可方便地变化构件的截面和配筋，以适应其内力的变化。其缺点是支撑成型和发挥作用时间长，现场浇筑需时较长，再加上养护达到规定的强度，时间更加长，为此时间效应大，使围护墙因时间效应而产生的变形增大；属一次性的支撑结构，不能重复利用，且拆除相对困难，如利用控制爆破拆除，有时周围环境不允许，如用人工拆除时间较长，劳动强度大。 在本工程中，综合安全、工期及经济等多方面因素的考虑，在端头井段和标准段均采用钢支撑。4.2 支撑体系布置形式及方案比选常用支撑体系的布置形式有同一水平面的直交式或非同一水平面的直交式、井字型集中式布置、角撑体系布置、边桁架、圆形环梁布置、垂直对称布置、圆拱布置、竖向斜撑、中心岛式开挖的支撑布置、逆作法施工、拉锚（锚碇）、锚杆、组合式布置等。结合本工程的水文地质情况、周围环境、基坑长度、深度及宽度经济等因素选取支撑形式，初定端头井采用4道609钢支撑，标准段采用4道609钢支撑。端头井基坑宽度26.10m，标准段基坑宽度为19.60m，为维系支撑稳定，在基坑中支撑跨度大于19m均设置支承桩。考虑后期车站主体结构的浇筑，支撑应避开设置。初定标准段各道支撑中心标高（从上到下）分别为：、-1.00m、-5.00m、-9.00m、-13.00m；端头井各道支撑中心标高（从上到下）分别为：-1.00m、-5.00m、-9.00m、-13.00m。4.3 基坑施工应变措施4.3.1 支护墙的渗水与漏水土方开挖后支护墙出现渗水或漏水，对基坑施工带来不便，如渗漏严重时则往往会造成土颗粒流失，引起支护墙背地面沉陷甚至文护结构坍塌。在基坑开挖过程中，一旦出现渗水或漏水应及时处理，常用的方法有： 对渗水量较小，不影响施工区不影响周边环境的情况，可采用坑底设沟排水的方法。对渗水量较大，但没有泥砂带出，造成施工困难，而对周围影响不大的情况，可采用“引流修补”方法。4.3.2 防止侧向位移发展的措施基坑开挖后，支护结构发生一定的位移是正常的，但如位移过大，或位移发展过快，则往往会造成较严重的后果如发生这种情况，应针对不同的支护结构采取相应的应急措施。4.3.3 流砂及管涌的处理 在细砂、粉砂层土中往往会出现局部流砂或管涌的情况，对基坑施工带来困难。如流砂等十分严重则会引起基坑周围的建筑、管线的倾斜、沉降。对轻微的流砂现象，在基坑开挖后可采用加快垫层浇筑或加厚垫层的方法“压住”流砂。对较严重的流砂应增加坑内降水措施，使地下水位降至坑底以下0.51m左右。降水是防治流砂的有效的方法。但应注意，坑内降水不能对基坑外产生不利影响，因此，如果支护结构本身没有止水帷幕或止水帷幕渗漏严重的，则应慎用。4.3.4 临近建筑与管线位移的控制 基坑开挖后，坑内大量土方挖去，土体平衡发生很大变化，对坑外建筑或地下管线往往也会引起较大的沉降或位移，有时还会造成建筑的倾斜。并由此引起房屋裂缝，管线断裂、泄漏。5 计算书5.1 相关计算参数基坑长度：192.7m，结构标准段宽度：21.4m，基坑标准段开挖深度：14.644m，端头井开挖深度：15.644m。本工程基坑等级为二级，初步确定本工程主体结构围护采用1000mm厚地下连续墙，地下连续墙深度取1.75倍，来进行设计计算。5.2 土压力计算土压力计算公式：（1） 成层土自重应力 （5.1） 式中 c天然地面下任意深度z处的竖向有效自重应力，kPa； n 深度z范围内的土层总数； hi 第i层土的厚度，m； i 第i层土的天然重度，对地下水位以下的土层取浮重度。（2） 静止土压力 （5.2）式中 E0静止土压力，kN/m； H挡土墙高度，m。考虑超载后的静止土压力： （5.3） 式中 主动土压