安徽理工大学毕业设计学生用参考模板(格式排版)

1、安徽理工大学毕业设计本科毕业设计说明书合肥地铁二号线某车站基坑施工组织设计THE CONSTRUCTION ORGANIZATION PLAN OF THE NUMBER TWO SUBWAY STATIONS FOUNDATION PIT IN HEFEI学院（部）： 土木建筑学院 专业班级： 土木工程121 学生姓名： 谢健 指导教师： 姚直书 2016年 月 日39合肥地铁二号线某车站基坑施工组织设计摘要 地铁二号线大东门站采用明挖法施工，因场地距周边建筑群较近，基坑开挖会对已有建筑物造成不利影响，并且基坑外侧距离南淝河较近，基坑边坡失稳会导致河水灌入，因此，需采用支护开挖。这篇文章就是

2、讨论车站基坑围护结构的施工组织设计。 在文章里，我们研究了目前我国深基坑围护的方法，分析了各围护结构的优缺点及适用情况，最终选择了咬合桩围护结构。文章还包含了围护结构设计、围护结构施工及土方开挖、工程监测、工程概预算等内容。关键词：明挖法，咬合桩，工程监测，工程概预算 THE CONSTRUCTION ORGANIZATION PLAN OF THE NUMBER TWO SUBWAY STATIONS FOUNDATION PIT IN HEFEIABSTRACTThe construction of number two subway station uses the open surfa

3、ce method. The site is very near to the surrounding buildings, so the excavation may cause negative effects on existing buildings. Furthermore, the foundation pit is close to the South Feihe River, slope instability will lead to the inrush of river water. So the excavation should be supported. This

4、article is on the construction organization plan of the bracing support structure in the process of foundation excavation. In this article，we studied the construction method of the bracing support structure in the process of foundation excavation. At the same time, we analyze the traits and applicab

5、le conditions of different bracing support structures. Finally, we choose the secant pile. This article also contains the design and construction of bracing support structure, earth excavation, engineering monitoring, and engineering over the preliminary budget, etc. KEYWARDS：open surface method，sec

6、ant pile，engineering monitoring，engineering over the preliminary budget目录摘要(中文)摘要(外文)1绪论11.1引言21.2建筑工程概况31.3工程地质与水文地质条件4场地地层结构6土层物理力学性质71.3.3 水文地质条件91.4 不良地质作用于特殊岩土91.4.1 不良地质作用91.4.2 特殊性岩土102深基坑围护结构方案与选择132.1 重力式挡墙132.2 土钉墙142.3 地下连续墙132.4 灌注桩排桩围护墙14咬合式排桩62.4.2双排式排桩72.4.3 分离式排桩9型钢水泥土搅拌墙62.5 内支撑体系13

7、钢支撑体系62.5.2钢筋混凝土支撑体系72.5.3 钢与混凝土组合支撑体系92.5.4 竖向斜撑支撑体系92.6 降排水的作用与常用方法143围护结构设计213.1 设计基本参数213.2 土压力的计算213.3 围护结构的设计计算213.3.1 外注式单体液压支柱213.3.2 内注式单体液压支柱223.4 维护结构的内力223.4.1 DW06-22-300/100，DW25-250/100型外注式单体液压支柱223.4.2 DW28-250/100型外注式单体液压支柱223.4.3 内注式单体液压支柱233.5 围护结构及基坑的稳定性验算223.4.1 DW06-22-300/100，

8、DW25-250/100型外注式单体液压支柱223.4.2 DW28-250/100型外注式单体液压支柱223.4.3 内注式单体液压支柱233.6 基坑降排水方法与设计223.4.1 DW06-22-300/100，DW25-250/100型外注式单体液压支柱223.4.2 DW28-250/100型外注式单体液压支柱223.4.3 内注式单体液压支柱234围护结构施工及土方开挖244.1 施工方法的选择244.2 围护结构施工工艺与施工设备254.2.1 三用阀密封装置的分析及其设计方案254.2.2 单体支柱工作特性的影响因素及其设计方案284.2.3 三用阀左右阀筒材料的选择304.3

9、 基坑挖掘工艺方法304.3.1 左右阀筒及一些关键零件的材料304.3.2 弹簧的材料314.3.3 密封件的材料324.4 施工劳动组织344.5.1 力平衡方程344.5.2 流量连续性方程354.5.3 静态特性分析364.5 施工安全技术措施364.6.1数学模型364.6.2 仿真模型374.6 施工质量检查与验收364.6.1数学模型364.6.2 仿真模型375工程监测405.1 监测内容与方法405.2 量测元件布置与安装415.3 监测时间425.4 监测数据分析与预报436工程概预算406.1工程材料消耗量计算536.2工程概预算费用53总结54参考文献56致谢57宋体，

10、小四，分散对齐，固定20磅行距。 缩进，要有三级标题和页码。1绪论章标题为黑体，小三，行间距为段前段后空一行，靠左顶格。下同。1.1 引言节标题为黑体，小四，行间距为段前段后空0.5行，靠左顶格。拟建地铁二号线大东门站位于长江东路与胜利路交叉口正下方，采用明挖法施工。因场地处于闹市繁华地段，拟建场地距离周边建筑群较近，基坑开挖会对已有建筑物造成不利影响，同时基坑外侧距离南淝河较近，有基坑边坡失稳导致河水灌入的风险，因此，需采取支护开挖。1.2 建筑工程概况拟建地铁二号线大东门站位于长江东路与胜利路交叉口正下方表格下方应采用五号字体注明“资料来源：”，要求同参考文献。，与一号线形成“L型”换乘。

11、站中里程为K6+995.13，地下四层岛式车站，车站总长约203.3m，有效站台宽度约13m，结构底板埋深约为21m，埋置标高约为-5m，车站主体拟采用明挖法施工。因场地距周边建筑群较近，基坑开挖会对已有建筑物造成不利影响，并且基坑外侧距离南淝河较近，基坑边坡失稳会导致河水灌入，因此，需采用支护开挖。1.3 工程地质与水文地质条件 场地地层结构拟建地铁二号线大东门站位于南淝河河床及河漫滩，场地地势基本平坦，钻孔孔口自然地面标高为14.4515.91m。由钻探资料和室内土工试验结果，各层岩土工程特征如下：人工填土层： 杂填土1层：杂色，松散，湿饱和，以建筑垃圾为主，表层为路面，含大量灰渣、砖块、

12、碎石。该大层连续分布，层底标高9.9114.52m。第四纪沉积层：黏土层：灰黄色褐黄色，硬塑，中压缩性，含氧化铁、少量铁锰结核及灰白色高岭土，切面光滑、稍有光泽，干强度高，该层呈透镜体分布。粉质黏土1层：夹粉砂、粉土，灰黄色灰褐色，硬塑，局部软塑，中压缩性，含砂粒、少量铁锰质结核，局部夹粉土及灰白色黏土团，无摇震反映，切面较光华，稍有光泽，干强度中等，该层连续分布。粉土2层：夹粉砂，灰黄色青灰色，湿，密实，含少量铁锰质结核，局部夹灰白色黏性土团，该层连续分布。粉细砂3层：夹粉土，灰黄色青灰色，饱和，密实，含氧化铁，局部夹黏性土薄层或透镜体，该层连续分布。粉质黏土4层：灰褐色褐色，软塑到流塑，结

13、构差，含有机质，有腐臭味，该层在本场地普遍存在。该大层连续分布，层底标高-9.36-5.27m。白垩纪基岩：强风化泥质砂岩1层：棕红色，密实，湿，原岩结构大部分已破坏，但可辩认，局部夹有中风化岩块，主要矿物成分为石英、云母，手捏易碎，遇水软化；中风化泥质砂岩2层：棕红色，细粒隐晶质结构，块状构造，泥质胶结、胶结程度低，岩芯呈短柱状、长柱状，裂隙较发育，裂隙面见铁锈渲染，主要矿物成分为石英、云母。钻孔未穿透此层。 土层物理力学性质关于各岩土层的分布及各层土的物理力学性质见下表。表1-1 岩土物理力学性质地层代号岩性名称层厚H（m）重度（kN/m3）压缩模量Es1-2（MPa）1杂填土2.5017

14、.55黏土1.0019.8111粉质黏土5.1219.882粉土5.3020.3123粉细砂3.9820.5154粉质黏土3.1019.151强风化泥质砂岩3.4221.030资料来源：北京城建勘测设计研究院注：层厚使用平均值。表1-2 基坑支护设计参数 地层代号岩性名称直接快剪固结快剪土体与锚固体极限摩阻力标准值qsik（kPa）建议值建议值黏聚力C(kPa)摩擦角(°)黏聚力C(kPa)摩擦角(°)1杂填土08/黏土40104010551粉质黏土35113713502粉土20182320603粉细砂025/554粉质黏土1581710251强风化泥质砂岩3530/140

15、资料来源：北京城建勘测设计研究院1.3.3 水文地质条件合肥地区含有上层滞水、岩石裂隙水。水位随着节气的不同也在发生着变化地下水的动态是地下水补给量和排泄量随时间动态均衡的反映。当雨水多时，使地下水位上升；反之，当地下水的补给量小于排泄量时，地下水位就下降。各层地下水的动态各有其特点。基坑影响范围内赋存两层地下水，上层滞水（一）：水头埋深1.692.89m，水头标高12.3213.70m，含水层为杂填土1层；。1） 地下水的动态特征上层滞水（一）：随季节大气降水和管道渗漏的变化而产生变化，同时受到地面环境变化的影响，无明显的规律性。承压水（三）主要接受越流、侧向径流补给，主要以侧向径流方式排泄

16、，受大气降水垂直渗入等的影响较小。2） 历史最高水位根据本次勘察资料及我院已有水文地质资料，本场地历史最高水位如下。历史最高水位：与地面持平。最近几年最高水位:与地面持平；承压水约17.00m。3） 水的腐蚀性评价 具体评价结果见表1-4。按类环境类型考虑：上层滞水（一）：同时对钢筋和混凝土有弱腐蚀性。承压水（三）：对混凝土有弱腐蚀性；对钢筋有微腐蚀性。表1-3 地下水的腐蚀性评价表孔 号取水深度地下水类 型对建筑材料的腐蚀性评价混凝土钢筋混凝土中的钢筋长期浸水干湿交替HF384.741微腐蚀微腐蚀微腐蚀HF1318.143弱腐蚀微腐蚀微腐蚀HF2215.793微腐蚀微腐蚀微腐蚀HF0518.

17、803微腐蚀微腐蚀微腐蚀HF3816.403微腐蚀微腐蚀微腐蚀资料来源：北京城建勘测设计研究院4) 结构所处的环境类别及其作用等级合肥地区处在两淮流域最冷月平均气温在0以上，一般不会产生冻土，所以不属于冻融环境。合肥位于安徽中部远离沿海地区不会受到海水的影响所以不属于海洋氯化物环境。根据水样分析得出水中二氧化碳浓度为10.28，所以环境作用等级为-C。5) 渗透系数根据室内试验结果，结合有关规定，各主要土层透水性指标见下表。表1-4 渗透性建议值表地层代号岩性名称室内渗透系数K (m/d)水平垂直黏土<0.001<0.0011粉质黏土0.0050.0052粉土0.50.53粉细砂2

18、.02.04粉质黏土0.0050.0051强风化泥质砂岩0.20.22中风化泥质砂岩0.050.05 资料来源：北京城建勘测设计研究院1.4 不良地质作用与特殊岩土1.4.1 不良地质作用本基坑无不良地质作用。1.4.2 特殊性岩土合肥地区主要含有人工填土、弱膨胀土和风化岩石。填土：由于人类 活动的影响，地表五米以下甚至更深的土层都是人孔填土且普遍分布，由于人类的不停开发利用填土的堆积时间短、主要是建筑垃圾，生活垃圾等，力学性质差异较大，稳定性差。在建筑场地北测普遍分布一层淤泥质粉质黏土填土2层，呈软塑可塑状态，含有机质，有臭味。根据场地的地下水位分析，该土层的形成原因应该是地下水淤积、浸泡，

19、使土层的力学性质下降，稳定性变差。膨胀土：两淮地区受地质成因的影响，大部分的土层具有弱膨胀性，就是土会因为吸水发生膨胀，而晒干之后会因为水分的蒸发而体积变小。风化岩：场地分布的风化岩主要为强风化泥质砂岩和中风化泥质砂岩，上述岩层胶结程度低，遇水易软化、崩解。2 深基坑围护结构方案与选择2.1 重力式挡墙重力式围护墙是以水泥系材料作为固化剂，运用搅拌机械通过喷浆施工将固化剂和地基土强行搅拌，形成具有一定厚度并连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙结构。重力式围护墙具有如下特点：可结合水泥土桩形成封闭的止水帷幕，止水性能可靠；使用后遗留的地下障碍物处理起来相对比较容易；围护结构占用的空间较大；围护结构的位

20、移控制能力较弱，基坑变形较大；当墙体厚度较大时，采用水泥土搅拌桩或高压旋喷注浆对周边环境影响较大。重力式围护墙适用于软土地层中开挖深度不超过7m、周边环境保护要求不严苛的基坑工程。周边环境有保护要求时，采用重力式挡墙围护的基坑不宜超过5m。对基坑周边距离12倍开挖深度范围内存在对沉降和变形敏感的建构筑物时，选择应慎重。2.2 土钉墙土钉墙主要由密布于原位土体中的细长杆件土钉、被加固的原位土体、黏附于土体表面的钢筋混凝土面层、和必要的防水系统组成，这是土钉墙的基本形式。土钉墙基本形式剖面图见图2-1。图2-1 土钉墙基本形式剖面图土钉墙支护具有如下特点：施工工艺及设备简单，对基坑适应性较强，经济

21、性较好；完全将土坡表面覆盖，阻止或限制了地下水从边坡表面渗出，防止了水土流失及雨水、地下水对坑壁的侵蚀；由于土钉的应力分担、应力传递与扩散作用，增强了土体变形的延性，降低了应力集中程度，从而改善了土钉墙复合结构塑性变形和破坏状态，利于安全施工；坑内无支撑体系，可进行敞开式开挖；施工所需场地小，对环境干扰小，适合在城市地区施工；因土钉孔径小，与桩等施工工艺相比，穿透卵石、漂石及块石层的能力更强；边开挖边支护便于信息化施工， 能够根据现场监测数据及开挖暴露的地质条件及时调整土钉参数；需占用坑外地下空间；土钉施工与土方开挖交叉进行，对现场施工组织要求较高。土钉墙支护适用条件：开挖深度小于12m、周边

22、环境保护要求不高的基坑工程；地下水位以上或经人工降水后的人工填土、黏性土和弱胶结质砂土的基坑支护。不适用条件：含水率过小、黏聚力不足的砂层以及比重较小、颗粒级配均匀的砂层；含水率较高的细砂以及含水率较高且结构松散的粗砂、砾砂及卵石层等；含深厚新近填土、淤泥质土及淤泥等软弱土层的地层及膨胀土地层；周边环境复杂敏感，对基坑变形要求较为严格的工程，以及不允许支护结构超越用地红线或邻近地下建构筑物，在可操作范围内土钉长度无法满足技术要求的工程。2.3 地下连续墙地下连续墙是在地面上利用特制的挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的基槽，并在其内浇筑水下混凝土而形成的一道具有防渗、截水和承重功

23、能的地下墙体。目前，工程中应用的地下连续墙结构形式主要有T型、形、壁板式地下连续墙、格形地下连续墙、预应力或非预应力U形折板地下连续墙等形式。常规现浇地下连续墙平面示意图见图2-2。图2-2 常规现浇地下连续墙平面示意图地下连续墙在工程应用中已被公认为是深基坑工程中最佳的挡土结构之一，它具有以下显著特点：施工噪音低，震动弱，对环境的影响小；墙身具有良好的抗渗能力，坑内降水时对坑外影响较小；墙体刚度大、整体性好，基坑开挖过程中安全性高，支护结构变形较小；可作为地下室结构的外墙，还可配合逆作法施工，以缩短工程工期、降低工程造价。但地下连续墙也存在弃土和废弃泥浆处理、粉砂地层易引起槽壁坍塌及渗漏等问

24、题。由于受到施工机械的限制，且地下连续墙厚度具有固定的模数，不能像灌注桩一样对桩径和刚度进行灵活调整，因此，地下连续墙只有在一定深度的基坑工程或某些特殊条件下才能显示其经济性和特有的优势。对地下连续墙的选用必须经过技术经济比较，认为合理时才可采用。一般情况下地下连续墙适用于如下条件：深度较大的基坑工程，一般开挖深度大于10m时有较好的经济性；周边存在保护要求较高的建构筑物，基坑变形和防水要求较高的工程；基坑场地有限，外墙与红线距离极近，采用其它围护结构无法满足留设施工操作空间的要求。围护结构亦作为主体结构的一部分，且对抗渗、防水有严格要求的工程；采用逆作法施工，地上及地下同步施工时，一般采用地

25、下连续墙作为围护墙；在超深基坑中，如30m50m的深基坑工程，采用其它围护方式无法满足要求。2.4 灌注桩排桩围护墙灌注桩排桩围护墙是采用连续的柱列式排列的灌注桩形成的围护结构。工程中常用的灌注桩排桩有咬合式、双排式和分离式。按照单桩成桩工艺的不同，排桩围护体桩型大致分为：钻孔灌注桩、压浆桩、挖孔桩、预制混凝土桩、SMW工法桩（型钢水泥土搅拌桩）等。 咬合式排桩有时由于场地狭窄等原因，无法同时设置排桩和止水帷幕时，则可采用桩与桩之间咬合的形式，形成可以起到止水作用的咬合式排桩围护墙。咬合式排桩围护墙的先行桩采用素混凝土桩或钢筋混凝土桩，后行桩则采用钢筋混凝土桩。咬合式排桩平面示意图见图2-3。

26、图2-3 咬合式排桩平面示意图咬合式排桩围护墙具有以下特点：施工速度快，工程造价低；施工中可进行干孔作业， 无须排放泥浆， 机械设备噪音低、振动弱， 对环境污染小；受力结构和止水结构合为一体，占用空间较小；整体刚度较大，防水性能较好；但对成桩垂直度有较高要求，施工难度较高。咬合式排桩围护墙适用于淤泥、流砂、地下水丰富的软土地区以及邻近建构筑物对降水、地面沉降较敏感等环境保护要求较高的基坑工程。 双排式排桩为增大排桩的整体抗弯刚度和抗侧移能力，可将桩设置成前后双排，并将前后排桩桩顶的冠梁用横向连梁连接，就形成了双排门架式挡土结构。双排式排桩平面示意图见图2-4，双排式排桩围护墙剖面示意图见图2-

27、5。图2-4 双排式排桩平面示意图 图2-5 围护墙剖面示意图双排式排桩具有如下特点：围护体占用空间较大；施工工艺简单并且成熟、质量易于控制、造价经济，抗弯刚度大；可作为自立式悬臂支护结构，无需额外设置支撑体系；自身并不能止水，在有止水要求的工程中需另设止水帷幕。双排式排桩适用于场地空间开阔，开挖深度较深，变形控制要求较高，且无法设置内支撑体系的工程。2.4.3 分离式排桩分离式排桩在工程中最为常用，也较为简单。灌注桩排桩的外侧可结合工程的地下水控制要求设置相应的止水帷幕。分离式排桩平面示意图见图2-6。图 2-6 分离式排桩平面示意图分离式排桩具有如下特点：施工工艺简单并且成熟、质量易于控制

28、、造价经济；可根据基坑变形控制要求灵活调整围护桩的刚度；噪声小、无振动、无挤土效应，对周边环境影响小；因在基坑开挖阶段仅用作临时围护体，故在主体地下室结构平面位置、埋置深度确定后即有条件设计、施工；在有止水要求的工程中需另行设置止水帷幕。其止水帷幕可根据工程的周边环境特点、土层情况、基坑开挖深度以及经济性等要求综合选用。分离式排桩的地层适用性广，对于岩层、卵砾石、粉砂性土、软黏土中的基坑均适用。但基坑开挖深度不宜大于20m。2.4.4 型钢水泥土搅拌墙型钢水泥土搅拌墙是一种在连续套接的三轴水泥土搅拌桩内插入型钢形成的复合式挡土止水结构。型钢水泥土搅拌墙平面布置图见图2-7。 （a）型钢密插型（

29、b）型钢插二跳一 （c）型钢插一跳一图2-7 型钢水泥土搅拌墙平面布置图型钢水泥土搅拌墙具有如下特点：工艺简单、成桩速度快，围护体施工工期短；适用土层范围较广，还可用于较硬质地层；采用套接一孔施工，实现了相邻桩体的完全无缝衔接，墙体防渗性能良好；受力结构与止水帷幕合一，围护结构占用空间小；三轴水泥土搅拌桩施工过程中无需回收处理泥浆，经济环保；在地下室施工完成后型钢可拔除，实现了型钢的重复利用，经济性较好；型钢拔除后，必须对搅拌桩中留下的孔隙采取注浆等措施进行回填，在周边有对变形敏感的建构筑物时，回填质量要求较高；因在基坑开挖阶段仅用作临时围护体，故在主体地下室结构平面位置、埋置深度确定后即有条

30、件设计、施工。型钢水泥土搅拌墙适用条件：应用于软土地区时，开挖深度一般不大于13m；适用于施工场地狭小，或距离用地红线、建筑物等较近时，采用排桩结合止水帷幕体系无法满足空间要求的基坑工程；适用土层范围广，甚至在含有砂卵石的地层中经合适的处理也能够进行施工；型钢水泥土搅拌墙的刚度相对较小，基坑变形较大，在对周边环境保护要求较高的工程中，例如基坑紧邻历史保护建筑、地铁隧道、重要地下管线时，选用应慎重；当基坑周边环境对地下水位变化较为敏感，搅拌桩桩身范围内广泛分布砂（粉）性土等透水性较强的土层时，选用应慎重。2.5 内支撑体系支撑结构选型包括支撑材料和支撑体系的选择以及支撑结构的布置等内容。支撑结构

31、选型从结构体系上可分为平面支撑体系和竖向斜撑体系；从材料上可分为钢支撑、钢筋混凝土支撑及钢和混凝土组合支撑。各种形式的支撑体系因材料不同具有不同的优缺点和应用范围。由于基坑规模、主体结构、施工方法以及环境条件等的不同，支撑结构选型难以确定一套标准的方法，因本着确保基坑安全可靠的前提下做到经济合理、施工方便的原则，根据实际工程情况综合考虑确定。2.5.1 钢支撑体系钢支撑体系是在基坑内将钢构件用螺栓或焊接拼接起来的结构体系。从降低施工难度角度出发，钢支撑的节点构造应尽量简单，节点形式也应尽量统一，因此钢支撑体系通常采用具有受力直接、节点简单的正交布置形式，不宜采用节点复杂的角撑或者桁架式支撑布置

32、形式。钢支撑体系常用的材料一般有钢管和H 型钢两种，钢管大多选用609，壁厚可为10mm，12mm，14mm；型钢支撑大多选用H 型钢，常用的有H700×300、H500×300等。钢支撑架设和拆除速度快、架设完毕后无需等待强度即可直接开挖基坑下层土方，而且支撑材料可循环使用，具有节省基坑工程造价和加快工期的显著优势，适用于开挖深度一般、平面形状规则、狭长形的基坑工程。因此钢支撑几乎成为地铁车站基坑工程首选的支撑体系。但由于钢支撑节点构造和安装复杂，目前常用的钢支撑材料截面承载力较为有限，以下情况不适合采用钢支撑体系：基坑面积巨大，单个方向钢支撑长度过长，拼接节点过多，易积

33、累形成较大的施工偏差，传力可靠性难以保证；基坑形状不规则，不利于钢支撑平面布置；由于基坑面积大且开挖深度深，钢支撑体系刚度相对较小，不利于控制基坑变形和保护周边环境。钢筋混凝土支撑体系钢筋混凝土支撑刚度大、整体性好，而且平面布置形式灵活，可适应基坑工程的各项要求。钢筋混凝土支撑布置形式目前常用的有正交支撑、圆环支撑或对撑、角撑结合边桁架支撑。1） 圆环支撑形式从力学观点分析深基坑支撑结构的受力性能，挖土时基坑围护墙须承受四周土体压力的作用。为充分利用混凝土抗压强度高的特点，设置水平方向上的受力构件作为支撑结构，把受力支撑形式设计成圆环形结构，支承基坑侧壁土压力是十分合理的。在这个基本原理指导下

34、，土体侧压力通过围护墙传递给围檩与边桁架腹杆，再集中传至圆环。在围护墙的垂直方向上可设置多道圆环内支撑，其圆环直径大小、垂直间距可结合地下室高度、基坑平面尺寸、土压力值与挖土工况来确定。圆环支撑形式适用于超大面积的深基坑工程和多种平面形式的基坑，特别适用于方形、多边形。圆环支撑体系具有如下特点：基坑平面形成的无支撑面积达到70%左右，为土方挖运的机械化施工提供了良好的多点作业条件，挖土速度成倍提高，极大的缩短了深基坑的挖土工期，同时有利于基坑变形的时效控制；在施工场地狭小或周围无施工场地时，使用圆环内支撑也比较合适。因圆环支撑刚度大，可通过配筋、调整立柱间距等措施，提高其横向承载能力。也可在其

35、上搭设堆料平台，安装施工机械，便于施工的正常进行；以水平受压为主的圆环内支撑结构体系，充分发挥了混凝土材料的受压特性，具有足够的刚度和变形小的特点，受力性能合理；与各类支撑结构相比节省了大量的钢材和水泥，其单位土方的开挖费用较其他支撑相比有较大幅度的下降，经济效益显著；根据圆环支撑形式的受力特点，土方开挖过程中应确保圆环支撑受力的均匀性，圆环四周坑边的土方应均匀、对称的挖除，同时要求土方开挖必须在上一道支撑完全形成后进行，因此对施工单位的管理与技术能力要求相对更高，同时不能实现支撑与挖土的流水化施工作业。2） 对撑、角撑结合边桁架支撑形式近年来，对撑、角撑结合边桁架支撑体系在深基坑工程中得到了

36、广泛使用，具有十分成熟的设计及施工经验。采用对撑、角撑结合边桁架支撑布置形式，其无支撑面积大，出土空间大，而且通过在对撑及角撑局部区域设置施工栈桥，将大大加快土方的出土速度。对撑、角撑结合边桁架支撑体系受力十分明确，且各分块支撑受力相对独立，因此该支撑布置形式无需等待支撑系统全部形成后才能开挖下层土方，可实现支撑分块施工和土方分块开挖的流水化施工，一定程度上缩短了支撑施工的绝对工期。3） 正交支撑形式正交对撑布置形式的支撑系统因支撑刚度大、传力直接以及受力清楚，具有支撑刚度大、变形小的特点，在所有平面布置形式的支撑体系中控制变形的能力最强，十分适合在敏感环境下面积较小或适中的基坑工程中应用，如

37、邻近保护建构筑物、地铁车站或隧道的深基坑工程；或者当基坑工程的平面形状较为不规则，采用其他平面布置形式的支撑体系有难度时，也适合采用正交支撑形式。该布置形式的支撑系统主要缺点是支撑杆件密集、工程量大，而且出土空间比较小，不利于加快出土速度。4） 钢与混凝土组合支撑形式根据上述钢支撑和钢筋混凝土支撑的不同特点及其应用范围，在一定条件下充分利用两种材料的特性，采用钢与混凝土组合支撑形式，在确保基坑工程安全前提下，可实现较为合理的经济和工期目标。钢与混凝土组合支撑体系常用的形式有两种。一为同层支撑平面内钢和混凝土组合支撑。如在长方形的深基坑中，中部可设置短边方向的钢支撑对撑，施工速度快而且工程造价低

38、，基坑两边如设置钢支撑角撑，则支撑节点复杂而且刚度低，不利于控制基坑变形，可采用施工难度低、刚度更大的钢筋混凝土角撑。二为钢支撑平面与混凝土支撑平面的分层组合的形式。为了节约工程造价以及施工的便利，一般情况下，深基坑工程第一道支撑系统的局部区域均作为施工栈桥，在基坑工程实施阶段及地下结构施工阶段作为施工机械作业平台、材料堆放场地，第一道支撑采用钢筋混凝土支撑，对减小围护体水平位移，保证围护结构整体稳定具有重要作用，同时第一道支撑局部区域的支撑杆件经过改善截面以及加强配筋即可作为施工栈桥，既方便施工，又降低了施工技术措施费，第二以及以下的各道支撑系统为了加快施工速度和节约工程造价则可采用钢支撑，

39、 但应注意第一道支撑与其下各道支撑平面布置应上下统一，以便于竖向支撑系统的共用以及基坑土方的开挖施工。5） 竖向斜撑形式当基坑工程面积大而开挖深度一般时，如采用常规的按整个基坑平面布置的水平支撑，则支撑和立柱的工程量将十分巨大，而且施工工期长，此时，中心岛结合竖向斜撑的围护形式可有效的解决此难题。其具体施工流程为：首先在基坑中部放坡盆式开挖，依靠基坑周边的盆边留土为围护体提供足够的被动土压力，在完成中部基础底板之后， 再利用中部已浇筑成形并达到设计强度的基础底板作为支撑基础，设置竖向斜撑，用用于支撑基坑周边的围护体，最后挖除周边的盆边留土，浇筑形成周边的基础底板，在地下室整体形成之后，基坑周边

40、密实回填，再拆除竖向斜撑。竖向斜撑一般采用钢管支撑，在端部穿越结构外墙段时用H型钢替代，以方便穿越结构外墙并设置止水措施。2.5 降排水的作用与常用方法地下水的控制关乎基坑工程的安全与周边环境的保护。基坑施工过程中，为避免管涌、流砂、坑底突涌，防止坑壁土体的坍塌，当基坑工程开挖深度内存在含水层和饱和软土层及坑底以下存在承压含水层时，需要选择合适的方法进行基坑降水与排水。降排水的主要作用为：防止基坑底面与坡面渗水，保证坑底干燥，利于施工；增加边坡和坑底的稳定性，防止边坡或坑底的土体颗粒流失，防止流砂和管涌；减少承压水头对基坑底板的顶托力，防止坑底突涌。减少被开挖土体含水量，便于机械挖土、土方外运

41、、坑内施工作业；有效提高土体的抗剪强度与基坑稳定性。对于放坡开挖而言，则可提高边坡稳定性。对于支护开挖，可增加被动区土抗力，减少主动区土体侧压力，从而提高支护体系的稳定性和强度，减少支护体系的变形。常用的降排水方法和适用条件如表2-1所示。表2-1 常用降排水方法和适用条件资料来源：基坑工程手册（第二版）3 围护结构设计3.1 土压力的计算根据地基基础设计规范的规定，验算支护结构稳定性时。土压力一般可按被动土压力或主动土压力计算，采用Rankine土压力理论或Coulomb土压力理论；当以变形控制原则设计支护结构时，作用在支护结构上的土压力可按土压力与支护结构的相互作用原理计算；当对支护结构的

42、水平位移有严格要求时，则应采用静止土压力计算；而在基坑支护结构的稳定性验算中，一般采用Rankine土压力理论计算坑壁内侧和外侧的被动土压力。基于本基坑土层的土层性质及分布情况，结合工程经验，拟采用Rankine土压力理论计算。因土层分布并非均匀一致，故土层的物理参数均依据地质勘探数据，采用平均值。基坑开挖区域的土层从地面往下依次分布: 1杂填土；4粉质黏土；黏土；1粉质黏土；2粉土；3粉细砂；1强风化泥质砂岩。土层物理参数见1-3节相关内容，此处不再赘述。考虑施工现场的场地条件和实际情况，尤其是邻近场地的道路和周边建筑，取地面均布活荷载q=20KN/m2。地面以下深度为z点的主动土压力eaj

43、计算公式： (3-1) (3-2)式中各符号意义如下： 地面以下深度为z点的被动土压力epj计算公式： (3-3) （3-4）根据公式（3-2）、（3-4）可得各层土的土压力系数，现列表如下。表3-1 土压力系数表层数0.760.871.321.150.700.841.421.190.680.821.471.210.530.731.891.370.410.642.461.570.760.871.321.150.330.5731.73按公式（3-1）、（3-3）计算各土层的主动土压力和被动土压力如下：1) 杂填土1：2) 粉质黏土4：3) 黏土：4) 粉质黏土1：5) 黏土2： 6) 粉细砂3：

44、整理计算数据，可绘制土压力表。见图3-2。3.2 围护结构的设计计算3.2.1 围护结构与计算方法的选择考虑到该基坑开挖深度较大，地下水赋存广泛，采用钢筋混凝土灌注桩加桩间深层搅拌桩做止水帷幕。采用三道支撑，分别设于0米、-5米和-10米处。用等值梁法计算围护结构的入土深度及断面力。3.2.2 围护结构内力的计算采用逐层开挖支撑力不变等值梁法。1）第一层支撑阶段第一道支撑距地面0米，开挖到第二道支撑即-5米处。 图3-2 第一层支撑计算简图2）第二层支撑阶段图3-3 第二层支撑计算简图3）第三层支撑阶段图3-4 第三层支撑计算简图4）计算最大弯矩最大弯矩点即剪力为零点，通过比较可知该点在基坑底

45、面以下，设基坑底面以下t点处剪力为零，则：3.2.3 灌注桩入土深度计算为安全起见，实际嵌入基坑底面以下的入土深度t为3.2.4 灌注桩截面配筋拟选用直径为800mm的灌注桩，保护层厚度为50mm，桩距1.2m。采用C30混凝土， fcm=16.5N/mm2，fc=14.5N/mm2，ft=1.45N/mm2。主筋采用HRB335，fy=300N/mm2。 1） 正截面配筋根据建筑基坑支护技术规程，沿周边均匀配置纵向钢筋且纵向钢筋数量不少于六根的圆形截面钢筋混凝土支护桩，其正截面受弯承载力应符合以下规定： （3-5） （3-6） （3-7）具体计算步骤如下： 弯矩承载力Mc大于弯矩设计值M，切

46、大于最小配筋率，估算配筋量满足设计条件。纵筋选用25275mm。2） 斜截面配筋圆形截面支护桩的斜截面配筋，可用截面宽度b为1.76r和截面有效高度h0为1.6r的矩形截面代替圆形截面后，选用混凝土结构基本原理中矩形截面斜截面承载力的计算方法。因此仅需按照构造要求配筋，选用8200mm，每1500mm布置一根12加强箍筋。3） 拉结筋配筋拉结筋选用HPB235，8100mm。3.3 围护结构及基坑的稳定性验算基坑围护结构设计中，稳定性安全系数的取值具有很强的经验性和地区性。不同规范或地方规程对基坑稳定性的安全度表述也不尽相同。根据建筑地基基础设计规范和建筑基坑工程技术规范以及本基坑的安全等级，

47、对各稳定性安全系数做以下取值：基坑整体稳定性安全系数K=1.5；抗渗流稳定性安全系数Kg=2.0；抗隆起稳定性系数Ks=1.75。3.3.1 整体稳定性验算3.3.2 抗管涌稳定性验算式中： 3.3.3 抗隆起稳定性验算基坑抗隆起验算采用下式：式中：其中:综合上述计算结果可知，基坑稳定性满足要求，桩体入土深度7m合理。3.4 内支撑体系的选择、布置与结构设计计算合肥地铁二号线大东门站基坑宽13m，长203.3m。结合工程经验和相关规范，拟定在钻孔灌注桩顶部施作钢筋混凝土圈梁，用以连接单桩，提高围护结构的整体刚度和稳定性。二、三道支撑与灌注桩间用钢围檩进行连接，其间的缝隙则需填充细石混凝土，用以

48、固定钢支撑和有效传递荷载。围檩的刚度对支撑结构的整体刚度也有很大影响。各层各道支撑均采用60916钢管，钢材型号为Q235。水平支撑间距4m，角撑间距4m，角撑与水平支撑间距3.15m。3.4.1 水平支撑强度验算1)钢管截面特征参数计算2）支撑轴力水平支撑采用钢管承担4m范围内坑周土压力。3）支撑自重及支撑上的施工活荷载（q=4KN/m）产生的弯矩M13）支撑上安装偏心e0=40mm产生的弯矩M24）验算 经计算满足要求。3.4.2 角撑强度验算计算方法与上类似。经计算满足要求。3.4.3 圈梁设计取圈梁尺寸为1200500，支撑间距L=4m，钢筋采用HRB335，混凝土采用C30，混凝土保护层厚度为30mm。现根据混凝土结构基本原理相关内容，进行纵筋和箍筋的配筋设计。1）纵筋设计，满足条件。联立求解下式，得。 整理得：解得：x=95.94mm ，验算最小配筋率：满足最小配筋率要求。实取8