地铁基坑支护设计

1、啦点孝父孽毕业设计（论文）题 目广州地铁市轨道交通五号线广州火车站基坑支护设计学院名称核资源与核燃料工程学院指导教师刘永贺桂成职 称副教授 讲师班 级城工学 号20074660135肖怀中学生姓名2011年6月2日摘要本毕业设计以广州地铁市轨道交通五号线工程为背景启主设计了广州火车站的 基坑开挖与支护，并对该基坑支护工程进行了支护方案比选。对支护结构进行内力计 算和强度验算。此外,还做了有关降水设计、基坑底稳定性分析和排桩锚杆的施工工 艺和质量控制。并绘制了支护结构平面布置图、剖面图、有关详图。关键词：深基坑：排桩锚杆支护；降水设冲：基坑底稳定性;abstractabstractthe gra

2、duation design is in the background of rail transit line no.5 engineering of guangzhou metro city, compared and selected the scheme of the foundation pit bracing engineering, and independently designed the foundation pit excavation and supporting scheme of guangzhou railway station, including the su

3、pporting structure internal force calculation and strength checking. in addition, it consists of precipitation design, stabilization analysis of foundation pit bottom and the construction technology and quality control of row pile and anchor. and the concerning maps include the supporting structure

4、layout map, profile map and some detail maps.key words: the deep foundation pit； row pile anchor support； precipitation design； foundation pit stabilization；目 录1编制说明、依据及原则1.1编制说明l2编制依据l3编制原则2工程概况32.1 工程规模32.2 工程地理位置与周边环境323工程地质42.4 水文地质73.1 基坑降水的方法93.2 降水方案的设计134车站基坑开挖设计164.1 土方开挖原则164.2 土方开挖施工工艺174

5、.3 土方开挖施工方案174.4 基坑开挖安全注意事项184.5 基坑回填及路面恢复185基坑支护设计205.1 深基坑支护的基本要求和设置原则205.2 支护方案的比选215.3 锚杆施工23245.4 排桩施工5.5桩锚的布325.6支护结构的设计计算336施工监测516地下水位观测516.2支护结构的监测516.3周边建筑物监测537各项保证体系和设施7.1质量保证措花54.547.2安全目标及框图及保证措魂567.3安全管理措摊567.4环保方针57参考文献6061南华大学核资源与核燃料工程学院毕业设计1编制说明、依据及原则1.1 编制说明深基坑工程具有技术难度高，风险大的特点。广州市

6、地质条件复杂，地面建筑和 地下设施密集，若处理不当，极易酿成事故，造成经济损失和不良社会影响。为保证 深基坑工程顺利进行，确保基坑周边建(构)筑物、道路和市政管线不受破坏，做到 技术先进、安全可靠、经济合理，特制定本方案。本方案是在认真研究设计文件的基 础上，根据本标段土建工程的特点，结合类似工程的施工经验、施工技术、机具设备 配套能力等方面因素，按照设计文件及业主要求编制而成。1.2 编制依据(1)广州地铁市轨道交通五号线广州火车站基坑支护设计文件；(2)建筑地基基础工程施工质量验收规范(gb502022002)；(3)混凝土结构工程施工质量验收规范(gb50204-2002)；(4)城市轨

7、道交通工程测量规范(gb50308-2008)；(5)施工现场临时用电安全技术规程(jgj46-2005)；(6)湿陷性黄土地区建筑规范(gb50025-2004)；(7)地铁设计规范(gb50157-2003)；(8)建筑结构荷载规范(gb50009-2001)；(9)岩土工程勘察规范(gb50021-2001)；(10)建筑地基处理技术规范(jgj79-2002)；(11)建筑基坑支护基础规程(jgj120-99)；(12)地下铁道工程施工及验收规范(gb50299-1999)；(13)地下铁道工程设计规范(gb50157-92)；(14)最新深基坑支护工程设计施工技术标准规范实施手册；(

8、15)混凝土结构设计规范(gb50010-2002)；(16)建筑结构荷载规范(gb50009-2001)；(17)建筑桩基技术规范(jgb94-2008)；(18)建筑基坑支护技术规范(jgj120-2006)；(19)公路工程技术标准(jtgbo1-2oo3)；(20)公路隧道设计规范(jtgd70-2004)；(21)铁路隧道设计规范(tb 10002-2001 )；(22)地下工程防水技术规范(gb 50108-2001)；(23)锚杆喷射混凝土支护技术规范(gb 50086-2001)：(24)建筑地基基础设计范(gb 500807-2002)。1.3 编制原则(1)确保方案安全可行

9、；技术方案针对性强、操作性强、能缩短工期：施工方 案经济合理。坚持技术先进性、科学合理性、经济实用性与实际相结合。根据工程地 质、水文地质、场地条件、地下管线、周边环境及工期要求等条件选择具有实用性、 最佳的施工方案和机具设备。(2)以确保工期并适当提前为原则，安排施工进度计划。(3)以确保质量为目标，选择专业化的施工队伍，配合配套的机械设备，采用 先进、合理的施工方案。(4)以确保安全生产、文明施工为原则制定各项措施，严格执行操作规程。(5)以有利于生产、方便生活为目标布置施工总平面图。(6)采用先进的量测仪器和软件进行信息化施工和管理，以优化施工工艺、提 高效率为原则，降低施工成本。第62

10、页共62页2工程概况2.1 工程规模广州地铁市轨道交通五号线广州火车站火车站为既有二号线与五号线的换乘站， 采用明挖一层（局部两层），站台层全部暗挖的结构形式。明挖结构位于广州火车站 中广场，大致呈东西走向。明挖基坑东西向开挖长度为100 m,南北向宽度为67m, 基坑开挖深度为17.45m。2.2 工程地理位置与周边环境广州轨道交通五号线首期工程（港口至文冲段）广州火车站明挖基坑位于繁华的 广州市广州火车站中广场。基坑北侧开挖边线距离车站最近处为31m,基坑东侧开挖 边线距离地中海商场结构最近处仅为6.1m,基坑南侧开挖边线距离环市西路道路边 线为11m。基坑平面布置图如图2.1所示。-l

11、一广州灭车站 ,一 7-广州火车站广场废水泵房地中海下沉广场一号活塞风亭（临战水平封堵） 一号施工登井二号施工竖井一五号线广州火车站明挖 基坑n ii图2.1基坑平面布置图2.3 工程地质2.3.1 地形地貌及地质特征五号线广州火车站所处地面为广州火车站广场，地形较平坦，地面标高8.36- 9.0m,站址所处地段为微丘台地，东临越秀山。五号线广州火车站位于广三断裂以北，广从断裂以西的构造区。广州火车站位于 荔湾单斜的东侧，地层呈北东向展布，倾向北西，倾角约45度。2.3.2 岩土分层及其特征根据勘察揭露，本场地主要土层有人工填土层、冲洪积砂层、冲洪积土层、湖泊 相淤泥质土层、残积土层15，下伏

12、基岩为泥质粉砂岩、砾岩、含砾泥质粉 砂岩、含砾砂岩等各风化带组成。场地岩土划分为九大层，各层内有必要的再细分亚 层，各岩土分层及其特征如下：（1）人工填土层（q4ml）勘察范围人工填土层主要为素填土，局部为杂填土，颜色较杂，主要呈褐红色、 灰黄色、棕黄色、土灰色等，大部分稍压实。素填土组成物主要为人工堆填的粘性土、 细砂、中粗砂及风化岩碎屑，大部分地段地表为混凝土地面。杂填土组成物主要为人 工堆填的碎石、砖块、碎块及煤渣、粘性土等，硬质物含量较高。本层分布广泛，层 厚0.404.00m,平均厚度1.27m。本层在图表上代号为（2）冲积一洪积砂层1）冲积一洪积粉细砂层（q3+4al+pl）呈浅灰

13、黄色、灰白色、灰黑色等，组成物主要为粉砂、细砂，饱和，大部分呈松 散状，统计标贯击数78击，平均8.7击。本层部分地段分布（9个钻孔有揭露）， 厚度较薄，层厚0.501.40m,平均厚度0.95m,在图表上代号为2）冲积一洪积中粗砾砂层（q3al+pl）呈灰黄色、灰色等，组成物主要为中砂、粗砂，饱和，呈松散状，统计标贯击数 514击，平均9.0击，本层部分地段有分布（仅8个钻孔有揭露），层厚0.601.60m, 平均厚度0.99m,在图表上代号为（3）冲积一洪积土层（q3al+pl）呈浅黄色、灰白色、灰黄色等，组成物主要为粉质粘土，局部为粉土。粉质粘土 呈可塑状；粉土呈稍密状，土质较均一，统计

14、标贯击数为411击，平均6.8击，本 层大部分地段有分布（14个钻孔有揭露），层厚0.302.80m,平均厚度1.52m,本层 在图表上代号（4）河湖相淤泥质土层（q3al）呈灰色深灰色等，组成物主要为粘粒、粉粒、泥质，含少量有机质，流塑状， 标贯击数为2击，本层局部分布（有7个钻孔有揭露），层厚0.402.20m,平均厚度 1.68m,本层在图表上代号（5）残积土层（qel）由白垩系大里山组三元里段红色碎屑岩风化作用形成，岩性为粉质粘土、粉土。 按残积土层的状态和密实度可分为二个亚层。1）可塑或稍密中密状残积土层：由碎屑岩风化作用形成的粉质粘土组成，呈 暗紫红色。呈可塑状，统计标贯击数为51

15、4击，平均击数9.7击。本层分布较广泛 （有19个钻孔揭露）层厚0.608.60m,平均厚度3.22m,在图表上代号为2）硬塑或密实状残积土层：为碎屑岩风化作用形成的粘性土、粉土组成，呈暗 紫红色。粘性土呈硬塑状，粉土呈密实状。本层在场地内部分地段分布（有11个钻 孔揭露）,统计标贯击数1528击，平均击数21.7击,层厚1.106.90m,平均层厚 3.56m,在图表上代号为“v5-2”。（6）岩石全风化带呈暗紫红色、棕色等，主要由泥质粉砂岩、砾岩、含砾泥质粉砂岩、含砾砂岩组 成，原岩组织结构已基本风化破坏，但尚可辨认，岩芯呈坚硬土状或密实土状。标贯 击数为35反弹。本层部分地段分布，15个

16、钻孔有揭露，揭露层厚0.606.70m,平 均层厚3.03m,在图表上代号为（7）岩石强风化带呈红褐色，紫褐色、棕色等岩性主要为泥质粉砂岩、含砾泥质粉砂岩、砾岩，岩 石组织结构已大部分破坏，但尚可清晰辨认，矿物成分已显著变化，风化裂隙较发育, 岩体较破碎，岩芯呈岩状或半岩半土状，岩质较软，标贯击数为63反弹，本层分布 广泛，有27个钻孔有揭露，层厚6.4010.30m,平均原度2.80m,在图表上代号为（8）岩石中风化带呈暗紫红色、棕色、褐红色，岩性主要为泥质粉砂岩、砾岩，含砾砂岩、含砾泥 质粉砂岩，陆源碎屑结构，中厚层厚层状，岩石组织结构部分破坏，矿物成分基本 未变化，有风化裂隙，泥质、钙质

17、、铁质胶结，岩芯较完整，呈短柱状长柱状，岩 质稍硬，rqd值一般为5070%。本层分布较广泛（有28个钻孔揭露），揭露层厚 0.5420.40m,平均揭露厚度4.43m,在图表上代号（9）岩石微风化带呈红褐色，青灰色、棕色，岩性主要为泥质粉砂岩、砾岩，含砾砂岩、含砾泥质 砂岩等，陆源碎屑结构，中厚厚层状构造，泥质、钙质、铁质胶结，胶结紧密，局 部有少量风化裂隙，岩芯完整，以长柱状为主，岩质较硬，锤击声响，岩石质量指标 rqd值一般60-90%,本层分布较广泛（18钻孔均有揭露），揭露层厚为1.20 24.90m,平均揭露层厚7.70m,在图表上代号为车站范围内场地土力学参数表见表2.1。表2.

18、1地层物理力学参数表项目然水 天含量。系 缩 压数185018i5.019017.6i5.019.725508u822.7ii0.410.00516.751.617.511.3i130.004-20218.00.6371122.7110530.0220.418.90.6431024.7ii0.40.022051750.60212.824.6iii0.420.0224.61333iv38v0.12531540v0.015(kn/m5)233不良地质作用（1）软土压缩变形场地内软土层为第四系河湖相淤泥质土层4-2,在勘察场地内零星分布，埋藏 较浅，层厚0.402.20m,淤泥

19、质土层具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强 度低、灵敏度高的特点，其主要物理力学性质指标：淤泥质土含水量51.6%,压缩模 量2.14mpa,粘聚力为6.01kpa,内摩擦角6.35。由于淤泥质土含水量高，强度低， 易发生压缩变形导致基坑失稳，地面沉降。（2）砂土液化场地内冲积一洪积砂层3,按国家标准建筑抗震技术规范（gb50011 2001） 的有关判别条件，不会产生地震液化。2.4水文地质（1）地下水的赋存与补给本次勘察所揭露的地下水水位埋藏较浅，稳定水位埋深为1.092.50m,平均埋 深2m,标高为6.007.49m,平均为6.74m。地下水位的变化与地下水的赋存、补给 及排泄关系

20、密切，每年510月为雨季，大气降雨充沛，水位会明显上升，而在冬季 因降水减少，地下水位随之下降，年变化幅度为2.53.0m。地下水按赋存方式分为第四系松散岩类孔隙水，层状基岩裂隙水。1）松散岩类孔隙水第四系冲积一洪积砂层v3-l、3-2为主要含水层。冲积一洪积砂层透水性较强, 含水量较为丰富，但仅局部地段有分布。总的来说，由于本站砂层埋藏较浅，原度较 小，分布范围不广，砂层富水性一般，总的储量不大。2）层状基岩裂隙水层状基岩裂隙水主要赋存在白垩系红层碎屑岩的强风化带和中风化带，部分赋存 在岩石全风化带的砾岩中，山于岩石裂隙局部发育，故其富水性不大。地下水赋存条 件较差。3）地下水补给与排泄勘察

21、范围内大气降水和侧向补给是地下水的主要补给来源，排泄主要表现为大气蒸发，地下水位受季节的影响明显。（2）地下水腐蚀性特征地下水对混凝土结构无腐蚀性，对混凝土中的钢筋有弱腐蚀性（氯离子和硫酸根 离子含量超标），地下水对钢结构有弱腐蚀性。由于基坑大部分采取放坡开挖，边坡 设置土钉墙，在没有土钉墙施工条件地段设人工挖孔桩（搅拌桩）+预应力锚索，在 基坑开挖施工过程中必须边开挖边支护边坡（或施工锚索），基坑开挖施工时由中间 向两侧分层分段进行及时设锚。3基坑降水排水设计3.1基坑降水的方法在基坑开挖前和开挖过程中以及进行地下建筑工程时，做好地下水处理工作，保 持基坑土体的干燥是十分重要的。对地下水处理

22、，目前主要有三种途径：明排法（乂 称表面排水法），人工降低地下水位法（包括井点法与井孔法）以及设置防水帷幕（如 土冻结法、打设连续板桩或设置地下连续墙等）。3.11明排法明排法是在基坑开挖至地下水位时.，在基坑周围内基础范围以外开挖排水沟或在 基坑外开挖排水沟。在一定距离设聚水井，地下水沿排水沟流入聚水井，然后用水泵 将水抽走。（1）明沟排水的适用条件明沟排水是指在基坑内设置排水明沟或渗渠和集水井，然后用水泵将水抽出基坑 外的降水方法。明沟排水（简称明排）一般适用于土层比较密实，坑壁较稳定，基坑较 浅，降水深度不大，坑底不会产生流砂和管涌等的降水工程。当具备下列条件时，一 般可以采用明沟排水方

23、案。1）地质条件。场地为较密实的、分选好的土层，特别是带有一定胶结度或粘稠 度的土层时，由于其渗透性低，渗流量较少，在地下水流出时.,边坡仍稳定，即使在 挖土方时，底部可能会出现短期翻浆或轻微变动，但对地基无损害，所以适宜明排； 当地层土质为硬质粘土夹无水源补给的砂土透镜体或薄层时，由于在基坑开挖过程 中，其所储存的少量水会很快流出而被疏干，有利于明诽；在岩石土质中施工时，一 般均可以进行明排。2）水文条件。场地含水层为上层滞水或潜水，其补给水源较远，渗透性较弱， 漏水量不大时，一般可以考虑采用明排随水。3）挖土方法。当采用拉铲挖斗机、反向铲和抓斗挖土机等机械挖土，为避免由 于挖土过程中出现的

24、临时浸泡而影响施工时，对含水层的砂、卵石.涌水量较大、具 有一定阵水深度的降水工程，也可以采用明排降水。4）其他条件。当基坑边坡为缓坡或采用堵截隔水后的基坑时；建筑场地宽敞， 邻近无建筑物时；基坑开挖面积大，有足够场地和施工时间时：建筑物为轻型地基荷 载等条件下，采用明排降水的适用条件可以扩大。明沟排水的抽水设备常用离心泵、潜水泵和污水泵等，以污水泵为好。3.1.2人工降低地下水位法人工降低地下水位法就是在基坑开挖前，预先在基坑开挖四周埋设一定数量的滤 水管（井），用抽水设备抽水，使地下水位降落到坑底以下，天那个是在基坑开挖时 任不断排水。这种方法可使锁开挖的士始终保持干燥状态，从根本上防止流

25、沙现象的 发生，改善了工作条件，同时由于土中水被排走后，动水压力减少或消除，边坡可以 放陡，减少挖图量。此外，由于渗流向下，动水压力作用加强重力，增加土颗粒间的 压力，使坑底土层更为密实。因此这种方法在地下工程中广泛使用。人工降低地下水 位方法有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点及深井泵等；可根据土的渗透 系数、要求降低水位的深度、工程特点及设备条件等来选择。（1）轻型井点降水1）轻型井点的降水原理及适用条件轻型井点抽水系真空作用抽水，如图3.1所示。轻型井点由井点管、过滤器、集 水总管、支管、阀门等组成管路系统，井由抽水设备启动，在井点系统中形成真空， 并在井点周围一定范围形成一个真空

26、区，真空区通过砂并扩展到一定范围。（2）喷射井点降水1）喷射井点降水原理及适用条件喷射井点系统由高压水泵、供水总管、井点管、喷射器、测真空管、排水总管及 循环水箱所组成。喷射井点主要适用于渗透系数较小的含水层和降水深度较大（82m）的降水工程。 其主要优点是降水深度大，但由于需要双层井点管，喷射器设在井孔底部，有二根总 管与各井点管相连，地面管网敷设复杂，工作效率低，成本高，管理困难。图3.1轻型井点系统（a）轻型井点系统总体布置图；（b）单井点布置图1、井点管；2、过滤管；3、沉淀管：4、集水总管：5、连接管；6、水泵房；7、静水位：8、动水位：9、弯头；10、由任：11、阀门，12、粘土；

27、 13、砾科（3）电渗井点降水电渗降水一般只适用于含水层渗透系数较小（0.lm/d）的饱和粘土，特别是在淤泥 和淤泥质粘土之中的降水。由于粘性上的颗粒较小，地下水流动十分困难，其中仅自 由水在孔隙中流动，其它部分地下水则处于被毛细管吸附的约束状态，不能在压力水 头作用下参与流动，当向土中通以直流电流后，不仅自由水、而且被毛细管约束的枯 滞水也能参与流动，增加孔隙水流动的有效断面，其渗透性提高数十倍，从而缩短降 水时间，提高降水效果。（4）管井降水1）管井降水原理及适用条件管井降水方法即利用钻孔成井，多采用单井单泵（潜水泵或深井泵）抽取地下水的 降水方法。当管井深度大于15m时，也称为深井井点降

28、水。管井井点直径较大，出 水量大，适用于中、强透水含水层，如砂砾、砂卵石、基岩裂隙等含水层，可满足大 降深、大面积降水要求。（5）辐射井点降水2）辐射井点降水的原理及适用条件辐射井降水是在降水场地设置集水竖井，于竖井中的不同深度和方向上打水平井 点，使地下水通过水平井点流入集水竖井中，再用水泵将水抽出，以达到降低地下水 位的目的。该降水方法一般适用于渗透性能较好的含水层（如粉土、砂土、卵石土等） 中的降水，可以满足不同深度，特别是大面积的降水要求。（6）综合井点降水对于一些特定的水文地质条件和工程有特殊要求，采用某一种井点降水难以取得 满意的降水效果时，可以同时采用两种或多种降水方法，如管井与

29、轻型井点降水相结 合.喷射井点和电渗井点降水相结合，管井与引渗砂砾井相结合，轻型井点与喷射井 点降水相结合等。下面介绍渗抽结合的阵水方法。在具备一定自渗条件，但自渗后的水位降深不能满足降水要求，或降水面积较 大，光靠周边围降不能使基坑中部的降水深度及降水时间满足设计、施工要求时，可 以采用砂砾井或管井引渗配合轻型井点或管井抽水来达到降水目的。当场地具备浅层自渗条件，但自渗后的水位埋深高于降水深度或降水面积大 时.沿基坑四周或中部布置砂砾引渗井，以降低上层滞水水位，并于基坑四周边沿适 当增加管井抽取下部砂层的地下水，以加深引渗井中的混合水位，从而达到设计降水 深度和保证降水工期的要求。两种井的间

30、距和深度应根据场地水文地质条件和降水要 求确定，可参照以上相同井点布置。当场地具备深层自渗条件，但降水深度很大，或降水面积很大时，可在基坑周边 或中部布置引渗管井，以降低上层滞水和中部浴水含水层中的水位，再选用部分管井 作为抽水井，抽取下部承压（潜水）含水层中的地下水.以满足降水要求。此方法可以 将地下水位降至20m以下。当上层滞水或潜水含水层埋藏较浅，其含水层为粉、细砂，基坑深度进入第二含 水层或以下时，虽然具备深层自渗条件，但只有引渗管井难以有效地疏干含水层，常 常引起边坡或桩间土的坍塌。因此，采用引渗管井降低地下水位，再用轻型井点疏干 上层滞水或潜水的残留水、以保证降水效果和边坡稳定。（

31、7）冻结帷幕法开挖基坑和竖井时，可设置临时性的不透水冻结帷幕，以防止地下水渗入并作土 壁支护结构。冻结法最初使用煤矿竖井工程，目前在城市建设，地下铁道工程中也开 始使用。例如基坑采用冻结帷幕代替钢桩支护与井点降水，盾构法施工的工作井及沉 井、沉箱工程亦可采用冻结帷幕解决开挖支护与防渗。冻结帷幕法有盐水和氨冻结帷 幕与液氮冻结帷幕法。3.2降水方案的设计3.2.1 降水方案的选择本工程在深度20m范围内的土层主要由亚粘土所组成，但在不同深度的亚钻土 层内夹有薄层亚砂土和砂层以及粘土层；地面以下2m为静止地下水位，土的渗透系 数k=5.0m/d,含水层厚度m= 15.5m,基坑中心处要求降低的水位

32、深度为16m。表3.1各种井点的适用范围井点类型土层渗透系数（ni/d）降低水位深度（m）土的类别单层轻型井点0.1 -5036轻亚粘上、细砂、中砂、粗砂多层轻型井点0.1 -50612由井点层数而定轻亚粘上、粉砂、细砂、中砂、 粗砂电渗井点10粗砂、砾石、卵石喷射井点0.1-508-30轻亚粘上、细砂、中砂、粗砂深井泵井点10-2506砾石、中砂、粗砂根据表3.1和水文地质的特点及降水深度，选用喷射井点深层降水法。3.2.2 基坑总涌水计算（1）基坑图形面积的计算考虑作业面的影响，基坑长边取105m,短边取72m基坑假想圆半径。=j% =xi。 4 = 49？（3-1）（2）基坑中心处要求降

33、低的水位深度s5 = 17.45-2.0+0.5 = 16/（3）地下水位以下井管长度s172s = 16 + x = 19.6/10 2(4)有效带深度，一=0.87 ；其中l为滤管长度(3-2)s + l 19.6 + 3=l92(s + l) = 43.4m(5)影响半径rr = 2smk =2x19.67434x5 = 571.5m(3-3)基坑总涌水量：c 1 &川卜(20-s)s(2x43.4-16)x163z . ,公人q = 1.366a= 1.366x5x= 7033) id (3-4)log(7? + /()-iog rqlog 626.5 -log 49(6)井点抽水量的

34、确定q =元 d , l19 6 尿= 3.14x0.2x3x t9 6、氐=826眉 d ；(3-5)其中d为滤管外径，取d=200mm(7)点管根数及间距的确定詈= = %根考虑备用增加井点约2。，取“3根。井点管间距”三靠吧=3.（8）基坑中心降水深度ss = %-2- wog(h + “) - log r0 v l.joo a=43.4-143.42-7033 x1.11.366 x 5(log 626.5-log 49)(3-6)=25.25ni 16?(可)3.2.3 降水井施工流程大口径管井利用旋转钻机成孔，下放井管，真空泵加潜水泵水气并抽。井点测量定位挖井口安护筒钻机就位一钻孔

35、回填井底砂垫层吊放 井管回填井管与孔壁间的砾石过滤层洗井井管内下设水泵、安装抽水控 制电路试抽水降水井正常工作降水完毕拔井管封井。3.2.4 井点施工质量保证（1）井点管路安装必须严密，运转时的真空度应大于0.05mpao（2）在安装前应将井点系统全部管路的管内铁锈、淤泥等杂；物除净并加保护。 下井点管前必须严格检查滤网，发现破损或包扎不严密应及时修补。（3）井点冲孔深度应比滤管底端深0.5m以上，冲孔直径应不小于200mm。单 根井点埋设后要检查它的渗水能力，一套井点埋设后要及时试抽，全面检查管路接头 安装质量、井点出水情况和抽水机组运转情况，发现问题应及时处理。对始终抽出浑 浊水的井点必须

36、停止使用。4车站基坑开挖设计4.1 土方开挖原则土方工程是一种综合的过程，它由土方的开挖、运输、弃土或填土、平整和夯实 等工序组成。除此之外，在基坑开挖中还可能有土壁支撑，边坡修整，排水及降低地 下水位等辅助措施。土方开挖有人工开挖、小型机械开挖以及机械化开挖，水力机械 化开挖等方面。本工程采用大型机械开挖为主，多种那个开挖方法配合灵活使用。广州火车站车站土方开挖在围护结构及墙顶圈梁达到设计强度要求，基底抽条注 浆加固完成且基坑预降水20d后开始，降水后水位位于坑底1.0m以下。土方开挖原 则如下：（1）根据基坑变形理论分析计算，提出考虑基坑时空效应规律的开挖施工程序 及主要施工参数，包括开挖

37、段数、分步开挖的空间尺寸、开挖坡度、每步开挖和支撑 所需时间及支撑预应力值等施工参数。（2）基坑开挖时随时根据监测结果不断进行施工参数的调整和优化，及时架设 支撑和施作结构，以减少围护结构变形，确保周边环境稳定。（3）采取分层、分段、分块、对称开挖土方，开挖过程中，按规范要求进行纵 向放坡，严禁掏挖。（4）加强对地下水的处理，基坑内采取降水井,开挖排水沟、集水井集中抽排的 方法疏干地下水。（5）尽量缩短围护结构暴露时间，土方开挖两段时立即跟上基础垫层的施工， 以抵抗基底隆起变形，并形成底层支撑，降低基坑围护结构变形速率。（6） 土方开挖时严禁在基坑边堆放弃土，弃土堆应远离基坑顶边线20m以外。

38、（7）加强对开挖标高的控制，应避免对基底原状土的扰动。验槽时留有30cm左 右的土层，以便清除多余的土层（不应扰动下面的原状土）。（8）施工过程中，避免土方开挖机械对围护结构、支撑系统等的碰撞破坏，上 述部位附近的土方开挖由人工进行。（9）采用机械挖土、机械运输，以确保施工效率和实现节点工期。4.2 土方开挖施工工艺根据设计图纸与地质部门提供的地质资料及所选择的持力层、设置深度本工程采 用按1： 0.75放坡系数开挖。（1）基坑开挖程序：测量放线t切线分层开挖t排降水t修坡t整平t留足预 留土层等。相邻基坑开挖时，遵循先深后浅或同时进行的施工程序。挖土自上而下水 平分段分层进行，每层5m左右，

39、边挖边检查坑底宽度及坡度，不够时及时修整，每 1m左右修一次坡，至设计标高，再统一进行一次外修坡清底，检查坑底宽和标高， 坑底凹凸不超过1.5cm。（2）基坑开挖应尽量防止对地基土的扰动。采用机械开挖基坑时，为避免破坏 基底土，应在基底标高以上预留一层人工清理。使用铲运机、推土机或多斗挖土机时, 保留土层厚度为20cm：使用正铲、反铲或拉铲挖土时为30cm。（3）在地下水位以下挖土，应在基坑（槽）四侧或两侧挖好临时排水沟和集水 井，将水位降低至坑、槽底以下500mm,以利挖方进行。降水工作应持续到基础（包 括地下水位下回填土）施工完成。（4）雨季施工时，基坑槽应分段开挖，挖好一段浇筑一段垫层，

40、并在基槽两侧 围以土堤或挖排水沟，以防地面雨水流入基坑槽，同时应经常检查边坡的支护情况， 以防止坑壁受水浸泡造成塌方。（5）弃土应及时运出，在基坑（槽）边缘上侧临时堆土或堆放材料以及移动施 工机械时，应与基坑边缘保持1m以上的距离，以保证坑边边坡的稳定。当土质良好 时，堆土或材料应距挖方边缘0.8m以外，高度不宜超过1.5m,并应避免在已完基础一 侧过高堆土，使基础、墙、柱歪斜而酿成事故。4.3 土方开挖施工方案根据施工总体布署，结合划定的施工场地、道路交通组织及周边环境，车站基坑 拟先开挖东西两个端头井，端头井土方完成后进行端头井结构施工，同时由两个端头 井向中间开挖。土方开挖顺序为：（1）

41、北侧三角体开挖施工，架设钢支撑；（2）完成南侧三角体开挖施工，架设钢支撑；（3）中间三角体开挖施工，直接往标准段放坡；完成第一层土方开挖，进入第二层及以下各层土方开挖时，考虑到端头井部位斜 撑安装时间相对较长，端头井部位土方开挖，在施工程序上进行适当调整，以满足快 挖快撑、先撑后挖的施工原则。4.4 基坑开挖安全注意事项（1）挖土时要注意土坡的稳定性，发现有裂缝或倾坍的可能时，人员要立即离 开并及时处理。（2）每天或雨后必须检查土壁及支撑稳定情况，在确保安全的情况下继续工作, 并且不得将土和其他物件堆在支撑上，不得在支撑下行走或站立。（3）上下基坑必须设置钢制爬梯（仰角不大于45。），爬梯侧边

42、、基坑四周、休 息平台周边设置钢管护栏，栏杆高度不小于l2m。用油漆刷成红白相间的颜色。（4） 土方开挖时，挖土机械严禁碾压、碰撞支撑。施工机械应停在坚实的地基 上，不得将挖土机履带在掏空的基坑距离2m范围内停、驶。运土车辆不得靠近基坑 平行行驶，防止塌方翻车。（5）基坑边不得停放大型施工机械，不得堆放大量的材料，不得在基坑边缘设 置弃土堆。（6）相关轴线引桩、标准水准点，龙门板等要注意防护，挖运土时不得碰撞， 也不得坐在龙门板上休息，以免影响测量精度。（7） 土方开挖时，应防止周边临近的建筑和构筑物、道路管线等发生下沉和变 形，必要时与设计甲方协商采取防护措施，并在施工中加强观测。（8）施工

43、中若发现文物或古墓等，应妥善保护，并应立即报请当地有关部门处 理后，方可继续施工。（9）基坑积水应及时排出，可在基坑边修一排水沟至集水抗，以便排出。工人 在水中清挖土时，不得带电作业，并应做好三级保护。4.5基坑回填及路面恢复覆土回填必须严格遵守地下铁道工程施工及验收规范对基坑回填的有关规定,具体要求有：（1）现场挖出的淤泥、杂填土、有机质含量大于8%的腐植土不能作为回填；（2）回填前应对备用的回填土进行实验，确定最佳含水量并作压实实验；（3）对基坑的回填碾压密实度应满足设计要求，特别注意结构顶板上部的土体 回填应满足防水设计要求，此外道路恢复还应达到道路相应等级的压实度要求。每层 填土按基坑

44、长2.5m取一组，在遇有回填料类别和特征明显变化或压实质量可疑处， 适当增加点位，保证基坑回填碾压质量满足相关规范要求。（4）采用人工配合小型机械进行施工，以免伤及结构和防水层。（5）基坑回填沿纵向分层，对称同时进行，每层厚度为0.3m,人工夯填时夯底 重叠，重叠宽度不小于1/3夯底宽度。（6）回填至管线部位时为保证管底回填密实度，在人工填土夯实至管顶一定高 度后采用灌注水泥浆液的措施，灌浆时加强监测，控制注浆压力对管线变形的影响。5基坑支护设计5.1 深基坑支护的基本要求和设置原则在狭窄的场地施工深基础、地下室或深地下结构物，为了防止深基坑开挖造成邻 近已有建筑物地基沉降、倾斜、开裂或侧向位

45、移，或管线出现开裂漏气、漏水或妨碍 交通运输，影响居民正常生活等问题的出项，保证工程安全、顺利施工，常常需要在 深基坑的四周，设置一种特殊的临时性辅助结构物支护，用来维持天然地基土的 平衡状态，这样既可以保证邻近建筑物和地下、地上设施以及道路交通的正常使用安 全，乂能使基坑土方可以垂直开挖，不用放坡，为基础施工提供广阔的空间，同时减 少大量土方开挖量和劳动力，加快工程进度，因此，在高层建筑深基坑施工中得到了 广泛应用。深基坑支护的基本要求是：（1）确保基坑围护体系能起到挡土作用，使基坑四周边坡保持稳定；（2）确保基坑四周相邻建筑物、地下管线、道路等安全，在基坑土方开挖及地 下工程施匚期间，不因

46、土体的变形、沉陷、坍塌或位移而受到危害；（3）在有地下水的地区，通过排水、降水、截水等措施，确保基坑工程施工在 地下水位以上进行。深基坑支护的设置原则是：（1）要求技术先进，结构简单，因地制宜，就地取材；（2）尽可能与工程永久性挡土结构相结合，作为结构的组成部分或材料能够部 分回收重复利用；（3）受力可靠，能确保基坑边坡稳定，不给邻近已有建筑物、道路及地下设施 带来危害；（4）保护环境，保证施工安全；（5）经济上合理。基坑支护设计与施工应综合考虑工程地质与水文地质条件、基础类型、基坑开挖 深度、排水条件、周边环境对基坑侧壁位移的要求、基坑周边荷载、施工季节、支护 结构使用期限等因素，做到因工程

47、、因地、因时制宜，合理设计，精心施工，严格监 控。5.2 支护方案的比选基坑围护结构型式有很多种，其适用范围也各不相同，结合工程实践一般常用的 有以下儿种型式：（1）悬臂式围护结构悬臂式围护结构依靠足够的入土深度和结构的抗弯能力来维持整体稳定和结构 安全。其对开挖深度很敏感，容易产生较大变形，对相临的建筑物产生不良的影响。 悬臂式围护结构适用于土质较好、开挖深度较浅的基坑工程。（2）水泥土重力式围护结构水泥土与其包围的天然土形成重力式挡墙支挡周围土体，保持基坑边坡稳定，深 层搅拌水泥土桩重力式围护结构，常用于软粘土地区开挖深度约在6.0m以内的基坑 工程，水泥土的抗拉强度低，水泥土重力式围护结

48、构适用于较浅的基坑工程。（3） 土钉墙围护结构土钉墙围护结构的机理可理解为通过在基坑边坡中设置土钉，形成加筋土重力式 挡墙，起到挡土作用。土钉墙围护适用于地下水位以上或者人工降水后的粘性土、粉 土、杂填土及非松散砂土、卵石土等；不适用于淤泥质及未经降水处理地下水以下的 土层地基中基坑围护。土钉墙围护基坑深度一般不超过18m,使用期限不超过18个 月。（4）内撑式围护结构内撑式围护结构由围护体系和内撑体系两部分组成,围护结构体系常采用钢筋混 凝土桩排桩墙和地下连续墙型式。内撑式围护结构适用范围广，可适用于各种土层和 基坑深度。但对于开挖范围较大的基坑，内撑结构的费用较高，且不便于施工。（5）拉锚

49、式围护结构拉锚式围护结构山围护结构体系和锚固体系两部分组成，围护结构体系常采用钢 筋混凝土排桩墙和地下连续墙两种。锚固体系可分为锚杆式和地面拉锚式两种。地面 拉锚式需要有足够的场地设置锚桩，或其他锚固物：锚杆式需要地基土能提供锚杆较 大的锚固力。锚杆式适用于砂土地基，或粘土地基。支护结构选型如表5.1所示。表5支护结构选型表结构选型适用条件（1）适用于基坑侧壁安全等级为1、2、3级；排桩或地下连续墙（2）悬臂式结构在软上场地中不宜大于5m：（3）当地下水位高于基坑底而时，宜采用降水、排桩加截水帷幕或地 下连续墙（1）基坑侧壁安全等级为2、3级；水泥土墙（2）水泥土桩施工范围内地基上承载力不宜大

50、于150mpa：（3）基坑深度不宜大于6m：（1）基坑侧壁安全等级为2、3级的非软上场地土钉墙（2）基坑深度不宜大于12m :（3）当地下水位高于基坑底面时，应采用降水或者截水措施（1）基坑侧壁安全等级为2、3级；（2）淤泥和淤泥质场地不宜采用；逆作拱墙（3）拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/8；（4）基坑深度不宜大于12m；（5）当地下水位高于基坑底面时，应采用降水或者截水措施（1）基坑侧壁安全等级为3级：放坡（2）施工现场应满足放坡条件：（3）可独立或与上述其他结合使用；（4）当地下水位高于基坑底面时，应采用降水措施本基坑充分考虑到周边地层条件，选择技术上可行、经济上合理、并且具有整体 性好、水

51、平位移小，同时便于基坑开挖及后续施工的可靠支护措施。该车站基坑面积 相对较大，地层相对较复杂，要求严格进行支护设计和组织施工，以保证基坑的安全。 经过多个方案的比较分析，采用单排钻孔灌注桩作为围护体系，关于支撑体系，如果 采用内支撑的话，那么工程量比较大，级不经济；同时，考虑到急于拆除，工期过长, 且拆除过程中难以保持原力系的平衡。以钻孔灌注桩与锚杆组成的支护系统，钻孔灌 注桩与锚杆是支护的受力结构；支护桩是承担压力的主体。加设锚杆一方面改善了桩 的受力状态，降低了桩身弯矩，减少了桩顶位移，保护周围建筑物与道路的安全；另 一方面，减短了桩长，降低了支护体系的造价。桩顶设置圈梁增加支护桩群的整体

52、性,减少维护桩的侧向位移。根据场地的工程地质和水文地质条件，最后决定支护结构采 用单排钻孔灌注桩加三层土锚杆相结合的桩锚支护方案。5.3 锚杆施工5.3.1 土层锚杆的分类与构造排桩土层锚杆支护，系在排桩支护的基础上，沿开挖基坑或边坡，每隔25m设 置一层向下稍微倾斜的土层锚杆，以增加排桩支护抵抗土压力的能力，同时可减少排 桩的数量和截面积，常用排桩土层锚杆的形式如图5.1所示。,332图5.1 土层锚杆支护型式a）单锚支护b）多锚支护c）破碎岩层支护1-上层锚杆2-混凝土灌注桩或地下连续墙3-钢横梁（撑）4破碎岩层土层锚杆的种类型式较多，有一般灌浆锚杆、扩孔灌浆锚杆、压力灌浆锚杆、预 应力锚

53、杆、重复灌浆锚杆、二次高压灌浆锚杆等多种。扩孔灌浆锚杆主要是利用扩孔 部分的侧压力来抵抗拉拔力；而压力灌浆锚杆主要利用锚杆周边的摩擦阻力来抵抗拉 拔力。按使用乂分永久性和临时性两类。土层锚杆的构造为：由锚头、拉杆和锚固体三部分组成，以主动滑动面为界分为 锚固段与非锚固段。拉杆与锚固体的粘着部分为锚杆的锚固长度，其余为自由长度, 其四周无摩阻力，仅起传递拉力的作用。532锚杆施工工艺土层锚杆施工包括钻孔、安放拉杆、灌浆、养护和张拉与锁定，施工的一般工艺 流程如下：施工准备一钻孔安放拉杆一插入注浆管-灌浆养护一上腰梁及锚头t 张拉一锁定。施工流程图如图5.2所示。图5.2锚杆施工工艺流程图533锚

54、杆施工要求斜土锚支护结构的安全度主要取决于地层情况以外，很重要的因素是土层锚杆的 施工质量。土层锚杆的施工要求如下:（1）钻孔定位误差要小于50mm,孔斜误差小于1。，孔斜偏离轴线不大于3%的钻孔深度，钻孔深度比锚杆长30cm0（2）锚固段必须进行二次压力灌浆。第一次压注水泥砂浆，第二次注浆须待笫一次注入浆液初凝后（约45小时,）进行，压注纯水泥浆，注浆压力控制在1.02.0mpa之间。（3）施工完成14天后，逐根进行张拉，先张拉到l.int，退回到08倍设计荷我即锁定。5-4排桩施工钻孔灌注桩的施工，因其所选护壁形成的不同，有泥浆护壁方式法和全套管施工 法两种，本工程建议采用泥浆护壁方式法施

55、工。5.4.1泥浆护壁施工法冲击钻孔，冲抓钻孔和回转钻削成孔等均可采用泥浆护壁施工法。该施工法的过 程是：平整场地一泥浆制备t埋设护筒t铺设工作平台一安装钻机并定位一钻进成孔 t清孔并检查成孔质量一下放钢筋笼一灌注水下混凝土一拔出护筒-检查质量。施工顺序：（1）施工准备施工准备包括：选择钻机、钻具、场地布置等。钻机是钻孔灌注桩施工的主要设备，可根据地质情况和各种钻孔机的应用条件来 选择。（2）钻孔机的安装与定位安装钻孔机的基础如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不 良影响，因此要求安装地基稳固。对地层较软和有坡度的地基，可用推土机推平，在 垫上钢板或枕木加固。为防止桩位不准，施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机，对有钻 塔的钻孔机，先利用钻机的动力与附近的地笼配合，将钻杆移动大致定位，再用千斤 顶将机架顶起，准确定位，使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线 上，以保证钻机的垂直度。钻机位置的偏差不大于2cm。对准桩位后，用枕木垫平钻 机横梁，并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。（3）埋设护筒钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较