土木工程毕业设计（论文）-上海地铁1号线副线古美西路站基坑设计与施工.doc

全套图纸加扣 3012250582目录1 工程概况11.1工程地质11.2 水文地质11.3 基坑周边临近建筑物21.4 周边管线及地下构筑物22 设计依据和设计标准22.1 有关的工程设计依据32.2 基坑工程等级及设计控制标准33 基坑围护方案设计33.1板桩支护33.2排桩支护33.3逆作法43.4 SMW工法43.5地下连续墙43.6方案比选44 基坑支撑方案设计54.1 支撑结构类型54.2 支撑体系的布置形式54.3 支撑体系的方案比选和合理选定54.4 围檩64.5 立柱64.5 围护结构剖面及其构造64.6 基坑施工应变措施65 计算书75.1 荷载计算75.1.1 地下连续墙设计75.1.2 地面超载和土压力系数计算85.2围护结构地基承载力计算95.3 基坑底部土体的抗隆起稳定性验算95.4. 基坑底抗渗流稳定性验算105.5 抗倾覆验算105.6 整体圆弧滑动稳定性验算115.7 围护结构内力变形计算及强度验算115.8 钢支撑强度验算155.8.1 强度验算155.8.2 弯矩作用平面内的稳定性验算165.9 地下连续墙配筋验算165.9.1 纵向通常钢筋设计165.9.2水平钢筋设计176 基坑主要技术指标186.1 开挖土方量186.2 浇注混凝土量186.3 钢筋用量186.4 人工费用191 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251.2.1 拆除障碍物251.2.2 测量放线25场地测量放线完成后组织相关人员根据设计图纸进行复查，在施工前检查出测量放样中的错误，避免施工后造成难以改正的或无法弥补的错误。261.2.3 “三通一平”261.2.4 临时设施的准备261.3 其它施工准备271.3.1 施工物资的准备271.3.2 劳动力准备271.3.3 季节施工及应急准备工作282 施工方案292.1 概况292.1.1 基坑主要技术特征292.1.2 基坑开挖工程量292.2 施工方法292.2.1 具体施工方案292.2.2 施工顺序302.2.3 施工设备302.2.4 施工期的确定312.3 地下连续墙施工312.3.1 地下连续墙施工流程312.3.2 泥浆质量控制322.3.3 地下连续墙质量控制332.3.4 支撑桩（立柱）施工332.3.5 坑内降水井施工332.4 基坑开挖342.4.1 开挖原则及方法342.4.2 坑底开挖及修整342.4.3 底板施工342.4.4钢支撑安装352.5 施工主要技术措施和关键部位技术措施352.5.1施工主要技术措施352.5.2 关键部位技术措施363 施工总平面布置363.1 施工现场临时建筑物的布置原则及位置363.2 施工用的临时线路的布置373.3 建筑材料的堆放位置374施工进度计划及管理措施374.1 工程安排的原则374.2 工程进度计划384.3全面实施施工质量过程控制385 质量、安全、文明管理措施395.1 工程质量标准395.1.1 工程质量标准395.1.2 质量管理网络395.1.3质量保证体系405.2 土方运输环境管理规定415.3 安全生产管理措施415.4 文明施工措施431.1 研究背景481.2 研究内容481.3 研究意义481.4 我国研究现状492 深部土基本工程特性492.1 深部土的基本地质特性492.2 研究区深部土的工程地质特征492.3 深部土的水理性质492.4 深部土的特点503 原位测试技术503.1 原位测试技术的种类503.2 原位测试与室内实验对比503.3 原位测试技术在国内的发展513.4 几种原位测试方法的基本原理513.4.1扁铲侧胀试验51（一）概述51（二）扁铲头工作原理513.4.2静力触探试验52（一）概述52（二）探头工作原理523.4.3十字板剪切试验53（一）概述53（二）试验原理543.4.4旁压试验54（一）概述54（二）实验原理554 原位测试技术在土体测试中的应用564.1 旁压仪在深部原位测试中的应用564.1.1 试验工程场地及设备564.1.2旁压器探头标定564.1.3试验结果与分析574.1.4旁压参数计算584.2扁铲侧胀试验应用研究594.2.1应用背景594.2.2DMT测试结果594.2.3试验土体分层604.2.4分析比较强度参数605 结论61第一部分上海地铁1号线副线古美西路站基坑设计与施工全套图纸加扣 30122505821 工程概况古美西路站位于古美西路与莲花路交叉口处，车站主体在古美西路下方。车站主体结构为地下二层的钢筋混凝土结构。基坑总开挖长度170m，标准段长142m，开挖宽度18m，开挖深度16m；两头端头井开挖宽度22.5m，开挖长度为14m，开挖深度18m。车站设三个出入口，两个风井及紧急出入通道。1.1工程地质古美西路站工程所处的地质是冈身与黄浦江之间的低平冲积平原，地形平坦但是地势较低，场地周围是居民区与商业店铺。地面标高在2.5m至3.5m之间，其中包括平均厚度在1.0m3.30m的填土。表1.1 工程地质土层分布与特征描述土层编号土层名称颜色厚度（m）状态土层描述1填土灰黄色1.87松散稍密水泥碎石等杂物，下部由粘性土组成1粉质粘土褐黄灰黄色1.3软塑，局部可塑软塑含氧化铁斑点及铁锰质结核1淤泥质粉质粘土灰色3.19流塑含云母、有机质，夹粘质粉土、薄层粉砂，土质不均匀1淤泥质粉质粘土灰色7.74流塑，局部软塑含云母、有机质及少量贝壳碎屑，夹少量薄层粉砂2砂质粘土灰色2.63可塑含云母、有机质，夹少量薄层粉砂1灰色粘土灰色3.23软塑可塑含云母、有机质，夹少量泥钙质结核2粉质粘土夹粉土灰色5.34软塑，局部可塑土质欠均匀，含云母、有机质粉质粘土暗绿色草黄色3.0软塑，局部可塑含云母、氧化铁及有机质。土面较光滑1砂质粉土草黄灰黄色4.2稍密，湿很湿含氧化铁斑点及铁锰质结核2粉砂灰色7.04中密、局部稍密，饱和含云母、少量氧化铁条纹1.2 水文地质上海濒江临海，气候属亚热带季风气候，降水集中在59月份，占全年的60%左右，地下水位夏季涨幅较大。根据上海地区水文报告，潜水离地表面0.51.6m，平均地下水位距地表1m左右，承压水埋深在311m。由于所处为第四纪松散沉积地层，下部承压水受附近的城中引河及黄浦江影响较大。根据相关资料，拟建场地处地下水对混凝土没有腐蚀性，对钢筋有微弱腐蚀性，因此需注意钢筋的保护层厚度。1.3 基坑周边临近建筑物古美西路站位于古美西路与莲花路交叉路口处，车站周边建筑主要是居民楼与街边商业店铺。东北方向的上海花园，东南方向的上海花园二期，以及西南方向的南方新村都是最高6层高居民楼；西南方向是星期八商务楼，3层商务建筑。车站所在古美西路路面为双向6车道，加绿化带及店铺前人行街道，宽度约35m。处于基坑外最大开挖深度2倍范围（36m）内的主要建筑物及其基础类型、结构形式、到基坑距离如下表所示： 表1.2 临近建筑物编号名称建筑结构/层数基础类型到基坑距离1.星期八商务楼框剪/3层条形基础23m2.宝发旅馆砖混/3层条形基础26m3.南方新村居民楼框剪/6层条形基础23m4.上海花园居民楼框剪/6层条形基础28m5.上海花园二期居民楼框剪/5层条形基础18m6.南方社区卫生服务站砖混/2层条形基础20m7.报刊亭砖混/1层条形基础25m从表中数据可以看出，基坑周边环境相对简单，建筑物距离车站距离适中，多为一般居民楼或小型商铺，且近距离内没有高层建筑，因此施工时要做好基坑围护、及时支撑，并定期对周边地表的沉降、建筑物沉降、倾斜等做好监测。1.4 周边管线及地下构筑物古美西路站地下没有地下构筑物，但有较多的管道、线缆，详情见表1.3。表1.3 场地内地下管线分布管线类型管径（mm）/规格埋深（m）材质所处位置处理方法电力1根0.7铜缆古美西路道路下搬 迁电力2根0.6铜缆莲花路道路下架空煤气1501.2铁古美西路道路下搬 迁雨水9001.9砼古美西路道路下搬 迁污水3002.0砼古美西路道路下搬 迁污水3001.2砼古美西路道路下搬 迁给水4000.9塑料古美西路道路下搬 迁通信1根1.6光缆古美西路道路下搬 迁通信1根0.8光缆莲花路道路下架空2 设计依据和设计标准2.1 有关的工程设计依据2.2 基坑工程等级及设计控制标准基坑方案总体设计中，需要根据基坑的使用功能要求、周边环境要求及建筑物保护等级等制定基坑的安全设计标准。根据基坑工程手册的相关规定，基坑变形控制保护等级标准分为四个等级，如表2.1：古美西路站基坑开挖深度在16m18m之间，基坑主体在古美西路下方，且周边有居民小区及三层的商业店铺，地表沉降或围护结构水平位移都对周边环境影响较大。经评审，该基坑安全等级定位一级。3 基坑围护方案设计根据基坑围护方式类型，结合基坑设计开挖深度及基坑场地的工程地质与水文地质条件，比较几种围护方案的优缺点，选择最合理的基坑围护方案3.1板桩支护板桩围护方式是在设计基坑外围使用打桩机械将预制板桩打入设计深度的支护方式，通常适用于含水量较高的软土地层。工程上使用较多的是纲吉混凝土板状和钢板桩。钢板桩形式多样化，常用的一般是钢板桩和钢管及型钢板桩，当然，也可根据具体的工程需要特制某一形状的钢板桩。钢板桩的打入形式也是多样式的，通常为了加快施工速度，保证钢板桩良好的施工精度，可将钢板桩多块同时打入，形成屏风状同步打入模块组；也可单根打入，只是这种施工方法下板件相互间的影响较大，施工速度较慢。在工程中，常用的有U型、H型、和Z型钢板。钢板桩在使用完后可根据工程需求留在土中也可拔出。钢板桩可以重复使用，降低施工成本，且相比其他支护方式施工进度较快。缺点是施工时噪音较大，在人口密集区域影响正常生活；板桩材料多为钢材，刚度较小，容易发生变形，因此在基坑深度较大、地层坚硬等打入困难的情况下不适用；接头处的防水效果不好，在透水性较好的土层中，很难做到有效的防水；板桩回收时可能造成地层扰动，影响周边建筑物的安全。3.2排桩支护排桩支护的应用十分广泛，最常使用的排桩支护时钻孔灌注桩排桩支护。钻孔灌注桩主要是使用钻孔机械在设计位置上向下钻孔至设计位置，吊放钢筋笼，浇筑混凝土，形成由多个混凝土桩组成的连续帷幕。当开挖基坑较深时，为保证桩墙的的稳定性，可使用土层锚杆或内支撑体系进行支撑加固。排桩有两种常见的布置形式，一种是相隔两倍桩径间隔布置，另一种是紧密排列布置。如果工程对防水防渗有特殊要求，可在排桩帷幕结构外围制作防水帷幕，通常采用高压喷射注浆法或深层搅拌桩法。排桩支护适用于多种地质条件，软弱地层中使用时更为方便。排桩支护的刚度较大，能很好地控制围护结构的变形，保证接口基坑开挖时的稳定性以及周边建筑物的安全；施工振动小，噪音低，对周围环境影响较小；但是，灌注桩施工周期长，产生的废弃泥浆、土渣处理较困难，处理代价高，且容易造成环境污染；施工技术要求高，要求较高的管理水平。3.3逆作法逆作法是自上而下、边开挖边施工地下建筑主体结构的一种施工方法。采用逆作法施工时，地下建筑物的板、梁、桩等都作为基坑开挖后的支护结构，节省了临时支护的的费用及工序。在交通压力较大的地区，可尽快恢复路面交通，减少施工造成的影响。但是。逆作法施工空间狭小，已建成的上部结构限制了大型机械的运行，开挖土方运输量较小且运输空间有限，很大程度上延缓了工程进度。3.4 SMW工法SMW工法（国内亦称劲性水泥土搅拌校法）是一种先施工水泥土搅拌桩，把型钢插入未固结的水泥土桩中，通过水泥土与型钢的叠加进行基坑支护的方案。水泥土搅拌桩施工速度快、施工时噪声低、扰动小，固结后水泥土的防水防渗效果好，可用于深基坑开挖围护；型钢可回收多次利用，工程造价低，经济性好；SMW工法最大缺点是型钢的抗弯刚度较小；型钢拔出回收时，容易造成基坑的二次变形，严重时可能造成基坑失稳破坏、周边地表沉降量过大等危害。3.5地下连续墙地下连续墙是按照设计的宽度、深度，沿着放样要求使用成槽设备施工制造的地下连续结构。地下连续墙的制作是使用成槽机械，按设计顺序开挖槽型孔，依靠泥浆护壁支护两边土体，开挖到设计深度后进行清底，清楚槽底沉渣后吊放钢筋笼，钢筋笼定位后进行水下混凝土浇筑，最后形成一个整体的地下支护结构。根据工程要求，地连墙可作为临时支护结构，也可作为地下建筑物的外墙部分使用。地下连续墙的抗渗防漏性能突出，整体性较好，适用于深基坑的围护开挖，还可作为永久性地下建筑物的外墙结构；施工时噪音较小，地面震动轻，对周围生活环境影响较少；刚度大，能有效控制基坑外地面的沉降等灾害。地连墙施工周期较长；施工产生的废弃泥浆、渣土处理困难、处理成本较高，处理不得当会造成环境污染；现浇地连墙由于槽壁坍塌等因素造成墙表粗糙，通常需要修复处理；施工工艺比较复杂，工程成本高。3.6方案比选根据勘察报告可知，拟建场地地下水丰富，在方案选择时要充分考虑帷幕的止水效果。在所列举的方案中，板桩支护和排桩支护的造价较低，但相应的止水效果也较差，很难在上海地区做到有效止水，在该工程中不使用；逆作法施工工程进度较慢且工序复杂，因此不采用；考虑到车站的使用年限、使用环境要求，将围护结构作为车站主体结构的一部分更为合适，地连墙符合要求，且其支护与止水效果都完全满足要求，因此在综合考虑各因素后，最终采用地连墙作为拟建工程基坑开挖的围护结构。根据基坑工程技术规范（上海）（DG-TJ08-61-2010），现浇地连墙常用厚度有600mm、800mm、1000mm和1200mm，本工程选用800mm厚地连墙。地连墙的深度一般为基坑开挖深度的1.72.0倍，基坑设计标准段开挖深度16m，端头井开挖深度18m。因此，地连墙标准段深度为1.816.0=28.8m，取29m，端头井处取32m。4 基坑支撑方案设计4.1 支撑结构类型支撑体系包括围檩、内支撑、立柱及其它附属构件，其中支撑结构作重要。常用的支撑结构钢筋混凝土支撑、钢支撑及钢筋混凝土和钢支撑并用的混合支撑。钢结构的支撑可以采用钢管、工字钢、槽钢及各种型钢的组合，通常采用装配式。钢支撑可以采用多种布置形式，常用的有对撑、角撑、井字撑和斜撑。钢支撑优点是施工速度快、安装拆卸施工方便，能最快发挥支撑的作用，使帷幕支撑前发生的变形量减小；可通过支撑端部液压千斤顶调施加预应力，控制围护结构的变形；相对钢筋混凝土支撑可重复利用，降低单次使用的费用。钢筋混凝土支撑适用于变形较复杂、对变形要求较大的基坑。混凝土硬化后刚度大、变形小，强度的安全可靠性也比较高；布置型式不受基坑形状的限制，可根据基坑形状浇筑成最优型式；缺点是支撑的浇注和养护时间较长，混凝土达到设计强度前无法提供支撑力，施工工期长；一般为一次性使用，工程造价较高；拆除时比较麻烦，部分情况使用爆破法拆除，但爆破法对基坑的扰动较大，存在安全隐患，而人工拆除时间较长，延长工期。4.2 支撑体系的布置形式一般支撑体系的布置形式设计应考虑一下三点内容：（1） 保证工程安全为前提，支撑布置应考虑主体工程地下结构施工不相互干扰，尽可能方便土方的开挖运输，保证施工进度；（2） 支撑体系布置受力合理，充分发挥支撑的性能，保证基坑围护结构和周边建筑物的稳定性；（3） 支撑的布置形式可根据基坑现场开情况灵活多变，选择最优支护形式进行布置。常用支撑体系布置形式，见表4.1。4.3 支撑体系的方案比选和合理选定根据勘察资料，拟建工程场地以粘土、淤泥质粘土为主，土层强度较低，且含水量较大，土层锚杆与土层间不能很好的铆合，支撑作用较弱，因此工程不考虑锚杆加固。钢筋混凝土支撑虽然刚度大、强度高、变形小，但浇注与养护周期较长，养护期间基坑安全性较差；工程周边环境不允许爆破发拆除，人工拆除劳动强度过大，因此也不能作为主要支撑方案。钢支撑优点是施工速度快、安装拆卸施工方便，能最快发挥支撑的作用，使帷幕支撑前发生的变形量减小；可通过支撑端部液压千斤顶调施加预应力，控制围护结构的变形；相对钢筋混凝土支撑可重复利用，降低单次使用的费用。综合考虑，最终在本工程中选用钢支撑。采用目前普遍使用的60916mm的钢管支撑。4.4 围檩一般地下工程规模较大，因而支护结构施工工期较长，不同时间段施工的围护结构不能很好的连接在一起，为增加支护结构的整体性而使用围檩结构。围檩能将围护结构承受的水土压力较为均匀的分配到内支撑上，增加了结构的整体稳定性。拟建工程围护结构为地下连续墙，根据以往的工程经验可以不设围檩，但为了保证地下连续墙上部整体性，在地连墙顶部设冠梁。冠梁高1m，宽度与地连墙相同，为800mm。4.5 立柱当基坑开挖面宽度较大时，为保证基坑围护结构的稳定性，需对水平支撑进行稳定性加固，防止其失稳破坏。在基坑工程中，通常采用中间立柱减轻水平支撑自重的影响，同时减小其跨距，增加横撑平面内的稳定性。工程采用500mm500mm的格构柱作为支撑立柱，立柱间距8m，使用H型钢托住横撑，H型钢通过焊接固定在立柱上。4.5 围护结构剖面及其构造本工程的围护结构剖面及其构造详见图纸。4.6 基坑施工应变措施（1） 地下连续墙的渗漏基坑围护结构施工时，由于槽段长度限制，施工接头不可避免的存在。在开挖过程中，施工接头处有可能出现渗水、漏水现象。渗水量较小时，不会对基坑安全造成影响，但渗水量较大时，可能会引发坑后地表的沉降，严重时会引起坑外建筑物的倾斜、基坑围护结构失稳等严重后果。因此，出现漏水时应该尽快采取措施解决，常用的解决方法有：渗水量较小时，对周边环境安全及基坑施工不造成影响，在坑底集水排水即可。渗水量较大时，为防止引起工程事故，采用高压喷射注浆或水泥土搅拌桩在漏水处墙外制作防渗帷幕。（2） 流砂及管涌的处理流砂和管涌破坏通常发生在细砂或粉砂层中，情况非常严重时会造成基坑周围的建筑、路面及管线的沉降或倾斜。流砂情况较轻时，在开挖到设计深度后，采用加垫块浇注或加厚垫层的方法抑制流砂。流砂情况较严重时，必须采取坑内降水的措施。坑内降水要考虑降水漏斗的范围，降水时坑内土体会发生压缩沉降，必须将坑内土沉降量控制在一定范围内，避免引起围护结构的扰动。（3） 周边建筑物及管线的沉降、偏斜坑内土体的开挖、坑内降水，都会引起周边土压力的变化。微小的沉降量不会造成影响，但如果沉降量较大，尤其是沉降量不均匀时，则可能引起建筑物倾斜、开裂及管线的断裂、渗漏。因此，除了对周边环境进行严格的检测保护外，当沉降量超出允许范围时，要进行坑外地下水回灌，更严重时要进行土体压裂注浆以加固土体。当出现管线严重沉降或偏斜时，有两种常用的处理方法：一是将管线架空，采用临时拉系构件吊拉管线；二是开设隔离沟或打设封闭装，降低基坑开挖对管线处土体的影响。（4） 地下连续墙的位移基坑开挖后，监测到地下连续墙发生位移量如果较小在允许范围之内，属于正常现象。如果位移较大则需要紧急处理。除了通过钢支撑的千斤顶调整支撑力外，还可对基坑外四周进行卸载，必要时可调整支撑的竖向间距，增加临时支撑、角撑，或进行坑内压载，待对周边进行加固后复挖。（5） 基坑隆起坑内土卸载造成坑底土体的隆起、变形过大，通常采用中心岛法进行开挖，开挖的同时尽快使用快硬混凝土对开挖至设计深度的底板进行底板垫层浇筑，防止墙体发生位移失稳。在开挖段前方坑底土层进行分层注浆加固土体，防止造成更大的破坏。5 计算书5.1 荷载计算古美西路基坑工程设计计算，围护结构主要承受侧向荷载及地面超载，为简化计算，我们将地面超载转换为侧向荷载进行计算。侧向荷载主要是水土压力，本工程采用水土合算进行荷载计算。5.1.1 地下连续墙设计根据上海地区地质勘察资料，整理拟建工程场地的土层物理指标。层号地层名称厚度粘聚力（KPa）内摩擦角（）w孔隙比e土重度（KN/m3）侧壁摩阻力标准值(KPa)1填土1.8710.525.033.40.9818.0531粉质粘土1.31821.033.80.918.6321淤泥质粉质粘土3.191322.346.61.2817.2121淤泥质粉质粘土7.741318.049.51.3816.9352砂质粘土2.631125.632.70.7818.2381灰色粘土3.231715.537.21.0517.9262粉质粘土夹粉土5.341521.533.40.9718.146粉质粘土3.01617.523.80.6819.7401砂质粉土4.2931.029.40.8418.651计算中通常考虑粘性土的内摩擦角和粘聚力c的影响，设计范围内的成层土使用加权平均厚度计算各项物理指标： (5-1) (5-2) (5-3)式中 加权平均内摩擦角，度； 加权平均粘聚力； 内摩擦角，； 粘聚力，kPa； 则从地层表面到地连墙底部：从基坑底部到地下连续墙底部（基坑开挖深度为16m）：5.1.2 地面超载和土压力系数计算根据工程经验，地面超载取：式中 5.2围护结构地基承载力计算 （5-4）式中 地连墙厚度，m； 地连墙宽度，m； ，kPa； ，kPa； 第i层土的厚度，m。本工程中，B取0.8m，L取1.0m，砂质粉土层的承载力特征值=120kPa，和通过查表5.1可获得。带入公式（5-4）得：地下连续墙自重：上部传递荷载取300kN，有。5.3 基坑底部土体的抗隆起稳定性验算 图5.1 抗隆起稳定性验算计算简图验算公式： （5-5）墙底以下滑移线场影响范围内的地基土，粘聚力c=9.0kPa，内摩擦角。 （5-6） （5-7）把各数值带入公式（5-5）得：5.4. 基坑底抗渗流稳定性验算根据基坑工程技术规范（上海）（DG-TJ08-61-2010）规定，按下列公式对基坑开挖后地基土的抗渗流稳定性进行验算： （5-8） （5-9） （5-10） （5-11）图5.2 抗渗流稳定性验算计算见图加权孔隙比e经计算为0.905，基坑内外地下水位均取1m，代入数据计算，有：因此基坑抗渗流稳定性满足要求。5.5 抗倾覆验算图5-3 抗倾覆验算计算简图抗倾覆验算的稳定性安全系数应满足如下要求： （5-12） （5-13） （5-14） （5-15）本工程是一级工程，抗倾覆稳定性安全系数取1.20。求得A、B处的水土压力：代入公式（5-7），得：5.6 整体圆弧滑动稳定性验算5.7 围护结构内力变形计算及强度验算 地连墙背后的静止土压力（水土合算法）： (5-16) 代入数据有：即： 根据山肩邦男近似解假设： （5-17）代入数据，得：有：通过静力平衡方程求解山肩邦男近似解。由，得： （5-18）由，得： （5-19）墙体弯矩为： (5-20)（1） 第一道支撑处内力计算距墙顶6m，k=1，化简，得：解之得：（2） 第二道支撑内力计算化简得：解之得：（3） 第三道支撑内力计算化简得：解之得：（4） 第四道支撑内力计算开挖至基坑底部，k=4化简得：解之得：（6） 地下连续墙的最大弯矩计算基坑底部弯矩为：距离为x，则有：令，解之得：即最大弯矩在靠近基坑底部的位置，得出：最大剪力 （5-21）图5.5 围护结构支撑、弯矩图5.8 钢支撑强度验算5.8.1 强度验算 （5-22）惯性矩：截面模量：回转半径：每米重量：施工活载一般可取4kPa，由竖向荷载引起的最大弯矩为：由于安装偏心产生的弯矩（初始偏心距取40mm）：截面最大弯矩：因此：设计支撑的强度满足要求。5.8.2 弯矩作用平面内的稳定性验算 (5-23) 长细比； 参数，； 等效弯矩系数。由值，查表得到（a类截面）；代入数值计算得：5.9 地下连续墙配筋验算5.9.1 纵向通常钢筋设计（1） 开挖面墙体配筋计算按最大配筋率，单筋矩形截面所能承受的最大弯矩为： (5-24) (5-25) (5-26) (5-27) 由于弯矩较大，布置两排钢筋，则：按单筋矩形截面配筋即可满足要求。受拉区选配36100钢筋，按双排布置。（二）墙背侧配筋最大负弯矩由于太小，在此工程中可以忽略不计，只需按照构造配筋，选配22100。5.9.2水平钢筋设计（1） 截面尺寸的验算因此： （5-28）不会发生斜压破坏。（2） 水平钢筋配置验算 （5-29）代入数据，得：由计算可知，配筋如图5.6所示。图5.图5.6 地连墙截面配筋图6 基坑主要技术指标6.1 开挖土方量基坑标准段长142m，宽18m，开挖深度16m；两段端头井总长28m，宽22.5m，开挖深度17.5m。则有：端头井：标准段：根据工程经验。松散系数取1.2，则：6.2 浇注混凝土量浇注混凝土量主要计算地连墙混凝土用量，墙体厚度为900mm，因此浇注混凝土量为：6.3 钢筋用量钢筋用量主要计算地连墙配筋用量，可用下列公式粗略估算：代入数据，得：6.4 人工费用人工费用主要指各工种工人的劳务费用。施工总人数包括所有施工现场工人，总工期以工程施工总工期为准，日工资为各工种平均日工资，则有：中国矿业大学2015届本科生毕业设计第二部分上海地铁1号线副线古美西路站基坑施工组织设计1 基坑施工准备1.1 基坑施工的技术准备（1） 熟悉设计文件基坑工程正式开工前，相关负责人必须熟悉设计文件。设计文件主要包括基坑结构设计文件和基坑支护设计文件，将设计文件作为施工的规范依据。施工前，将设计图纸详细阅读，仔细检查设计说明书、图纸的完整性，查看图纸是否完整、标注是否正确等。（2） 图纸会审图纸会审主要对图纸施工图纸的完整性、正确性进行检查，熟悉图纸设计内容，检查是否存在设计错误，对图纸中出现的疑惑、错误及缺陷等进行协商讨论，以确保工程的安全性及质量。通常情况下。图纸会审由建设或监理单位组织进行，邀请施工单位及设计部门参与其中。图纸会审内容要进行记录形成会议纪要，所有参与单位确认签字后作为设计文件进行归档。（3） 技术交底在基坑工程动工前，或基坑的某一阶段动工前，项目负责人根据设计资料及现场情况，对施工管理人员及施工作业负责人员进行技术交底，目的是让相关人员明白设计内容，明确操作规范，保证工程施工质量及安全。技术交底可以分施工阶段进行，但必须在各阶段施工作业前进行。施工组织设计发生变更时，应根据具体情况重新组织交底。所有参与施工作业人员都应参与技术交底，并将交底内容记录为书面报告进行保存。1.2 基坑施工的现场准备1.2.1 拆除障碍物古美西路站主体结构位于古美西路下方，为尽量减少对交通的影响，并尽快恢复部分通车，在基坑开挖前将道路两边绿化带移除，作为临时道路使用。由于附近建筑物离基坑较远，基坑开挖影响较小，也不影响工程场地的布置，因此不需对周边建筑物进行拆迁。地下管线与管道，沿古美西路方向的管线向两边迁移重新掩埋；莲花路方向的管线由于横穿基坑，因此在准备工作时进行架空处理，较重的管线可进行吊拉，防止因过重下垂破坏，待施工结束后再进行还原。管线处设置警戒标准，防止施工过程中挂碰等破坏。1.2.2 测量放线工程开始前，组织相关人员在拟建场地进行测量放线。测量放线的依据是甲方提供的现场勘查资料及场地施工组织设计，主要任务包括：（1） 根据上海的地区资料进行水平面控制网引入，选定控制网的一个基点作为放样基准点；（2） 确定施工场地红线范围， （3） 对测量放样的成果进行保护，避免扰动放样桩、放样线；（4） 根据基坑场地布置图进行基坑测量定位，划分场地区域。场地测量放线完成后组织相关人员根据设计图纸进行复查，在施工前检查出测量放样中的错误，避免施工后造成难以改正的或无法弥补的错误。1.2.3 “三通一平”（1） 路通为保证施工机械、设备和工程材料能尽快进场，需在施工场地铺设临时道路。临时道路沿基坑周边铺设，宽度设计为7m，道路两边挖排水沟。由于施工场地在古美西路与莲花路交叉路口处，将场地出入口设在邻公路位置，故不需要铺设施工场地到已有公路间的临时道路。临时通道的铺设尽量利用现存道路，或结合工程的规划道路位置，能很大程度上节约铺设成本，缩短施工时间。另外，临时通道尽量远离开挖基坑边缘，以防引以基坑塌方。场地内材料堆放区、钢筋加工区同时进行运输便道铺设、场地地面硬化，方便施工期间材料的运送。（2） 水通在施工场地内铺设施工及生活用水管线。申请相关部门同意后，通过自来水管道引进生活用水及施工用水，选用两个100mm主供水管线分别供水。为方便取水，间隔设置多组取水点，并配备增压泵进行预备使用。（3） 电通为满足施工现场用电需求及办公场地、工人生活等用电需求，场地必须接通电路。根据用电施工机械及生活用电等估算用电总功率，接通城市工业用电电路。为防止突发停电情况发生，场地内备用燃油发电机。（4） 场地平整为方便场地设备运输、车辆人员行走、材料堆放及保障架设设备的安全稳定，场地地面需进行平整甚至加固处理。要确保大型机械设备安放、运行时不会发生地面的大量沉降、设备倾斜，必要时将松软地基土进行置换，或进行加筋等特殊处理。1.2.4 临时设施的准备基坑工程临时设施除了“三通一平”外，还包括临时围墙、仓库、活动板房、泥浆护壁系统、泥浆池等。（1） 施工围墙施工场地用装配式临时钢围护结构围挡，施工围墙使用常用的蓝色预制铁皮墙模块单元搭接制作，配有空心砖砌的踢脚用于稳定围护墙。（2） 临时活动板房临时活动板房用于生活区和办公区，生活用房包括宿舍、食堂、会议室、厕所等。临时活动板房根据场地工作、生活需求定制加工，室内装修简单明亮为主。（3） 钢筋加工场地在堆放区预留场地进行加工钢筋。地连墙所用大型钢筋笼的加工可在未开挖场地进行，且要注意预留吊装场地。（4） 临时仓库、遮雨棚由于部分材料、设备不能露天堆放，要搭建临时仓库或遮雨棚进行存储。本工程主要使用商用砼，不会有大量水泥使用，主要是存放泥浆用粘土、各种钢构件及木质板材等。（5） 泥浆护壁系统泥浆制作及回收系统主要以泥浆储蓄池为主，水池容量为单元槽段体积的两倍左右。泥浆池远离开挖槽，且要做好四周防渗处理。（6） 临时堆土区新开挖土方含水量较大，大量淤泥在运输时会滴漏，严重污染城市环境。根据规定，需设立临时堆土区待土中泥浆沥干过后再进行渣土运输。临时堆土区要距离基坑一段距离，防止引发基坑围护结构失稳。土方不得堆积过多，尽量减少地面堆积荷载，确保基坑开挖时的稳定性，防止塌方破坏。1.3 其它施工准备1.3.1 施工物资的准备施工前相应物质必须到位才能保证施工进度。主要包括施工所用机械安排到相应位置，采购相应施工材料，安排好材料的供应、运输及加工处理工作，根据施工进度分批次进场的材料要保证供应量，并按计划分批次运入施工场地，确保施工效率。工程使用到的物质主要包括钢筋、水泥、型钢、脚手架、钢管支架、木质板材、商用混凝土等。机械设备主要包括：地连墙施工用的成槽设备、搅拌桩机、钻孔机、注浆机、电焊机和起重设备等；土方开挖阶段主要用到降水设施、各种挖掘机械和运输车辆；支撑体系主要使用吊装机具。具体参数见表2.1。1.3.2 劳动力准备为了节省时间，在保证工程质量的同时要规定在工期内完成工作，采用三班轮流工作制。前期主要是地连墙的施工任务，然后是土方开挖、支撑结构的安装、底板绑扎钢筋、支模、浇注混凝土，具体工种和人数见表1.1。表1.1 劳动力准备表施工项目工种人数地下连续墙电焊工20钢筋工15起重工6混凝土工12液压抓斗机司机12自卸车司机6吊车司机6电工3木工6普通工人18基坑与结构施工现场指挥4普通工30木工20钢筋工11混凝土工8吊车司机6起重工6试验工4测量工4卡车司机8机修工61.3.3 季节施工及应急准备工作（一）雨季施工上海地区集中降雨在59月份。在雨季施工要做好相应的预防措施，主要是：（1） 完善排水系统，包括疏通排水管道、挖建临时集水、排水沟，基坑周边地面摸浆做防渗处理；（2） 预备好雨天应急物资，包括遮雨布、抽水泵、发电机、沙袋等，定期检查排水管网，提高快速反应能力；（3） 注意电器设备、电缆的防水处理，定期检修电路、电器设备，防止因漏水等发生漏电、工人触电及线路短路引发火灾等；（4） 合理安排组织设计，尽量避开雨天不适合施工的项目，可适当调整工序，但应保证施工安全，做好避雷等相关预防雷电的措施；（5） 为应对特大暴雨或过长梅雨期，在地连墙基础上浇注厚20mm，高120mm围护墙，防止地面积水倒灌进基坑；（6） 降水量过大时，在开挖基坑需进行刷坡处理，基坑内开挖集水沟及时排水，并避免人工下坑清理。（2） 夏季施工夏季施工时，主要注意高温下混凝土的养护问题及工人避暑问题。夏季温度高，水分蒸发快，混凝土表面干燥快，混凝土会快速损失塌落度。水分的快速流失造成新浇筑的混凝土中水泥水化不充分，凝结速度加快，直接导致混凝土表面裂缝增加，混凝土轻度降低等质量缺陷。（1） 按照要求添加缓凝剂，选择水热低的水泥种类，并严格控制加入搅拌机的水泥的温度，通常夏季水泥入机温度不得大于40；（2） 当日平均温度大于20时，新浇注的混凝土必须进行遮光养护，并定期浇水养护，促进水泥水化，防止开裂，养护时间不低于10天。工人防暑及工作安排：（1） 合理安排作息时间，避开高温时段，根据现场天气状况灵活调整，在保证工人安全的条件下尽量保证工期；（2） 在休息区、工人生活场所安排降温设施，根据条件提供降温解暑餐饮；（3） 做好相应的中暑应急处理方案。（三）冬季施工（1）冬季现浇混凝土养护要做好保温养护措施，混凝土终凝温度不得低于零上4；（2）冬季地面易结冰，施工人员应采取有效的防滑措施，雨雪天气地面积水、积雪必须及时处理，防止二次结冰影响工程进度。2 施工方案2.1 概况古美西路站位于古美西路与莲花路交会路口处，车站主体沿古美西路方向建设，为地下二层岛式站台车站。车站开挖总长度170m，标准段开挖宽度18m，开挖深度16m；端头井开挖宽度22.5m，开挖深度18m。基坑主体采用明挖顺做法施工，地下连续墙围护结构，单柱双跨压杆式支撑结构。2.1.1 基坑主要技术特征为确保基坑及周边建筑物的安全，拟建工程将并对周边土体进行初步加固。支撑布置采用对撑形式，标准段设4道横撑，支撑间距分别为2m（第一道支撑到顶端距离）、4m、4m、4m、2m（第四道支撑到基坑底距离）；端头井部分设5道角撑，支撑间距分别为2m（第一道支撑到顶端距离）、4m、4m、3m、3m、2m（第四道支撑到基坑底距离）。端头井每个角每层4道角撑，支撑间距见支撑布置图。基坑开挖过程中，为确保基坑及周边建筑物的安全，布置监测点，定时监测基坑及周边环境的变化，做好对比记录。2.1.2 基坑开挖工程量 表2.1 基坑开挖各部分工程量工程量项目土方（m3）混凝土浇筑（m3）1号端头井680416842号端头井68041684标准段490757412总量62683107802.2 施工方法2.2.1 具体施工方案根据该工程实际情况及周边环境，考虑施工安全、施工周期及施工成本等问题，基坑采用明挖顺做法施工，即重上到下分层开挖，开挖的同时进行临时支撑结构的施工，直至开挖至设计深度，浇筑底板垫层，顺作施工车站内部结构，直至封顶回填，具体施工方案安排如下：（1） 围护结构围护结构采用的地连墙结构。为加快施工进度，地连墙施工时从基坑中间段开始施工，向两端逐步施工直至闭合。施工采用4台成槽设备同时进行。（2） 基坑开挖土方使用机械挖掘，由两端端头井开始分层分块开挖，逐渐向中间靠拢。基坑开挖采用垂直出土的出土方式，根据现场情况，土方含水量较低时可直接运出，含水量较高的淤泥质土可占放在临时堆土区，待沥干水分后再进行外运。开挖到每根支撑的深度后，及时进行支护，依层类推，直至开挖到基坑设计深度。（3） 车站主体结构基坑开挖至设计深度后，及时进行底板浇筑工作。待底