【深基坑支护设计19000字】

目录目录深基坑支护设计摘要现如今，人们对地.下空间.的.需求变得越.来越大，而.基坑.的开挖.深度也.变得越.来.越深，因.此，在情况复杂的地下开挖基坑，需要选择合适的支护方式，要用更为全面的监测体系，以保障基坑工程的安全进行。本文从绳金塔车站深基坑的周边实际情况出发，运用所学知识比较选择合适的基坑支护形式对基坑进行支护设计和稳定性分析，并采用合适的监测方案规范施工要求。设计过程包括基坑单元计算和整体计算。单.元计.算中包括.具体.方案.设计、结构.计.算、截面.计算和.具.体工况.分析等；在.单元.计算.结束后进行.相应.的稳.定性.分析.工作，包.括整.体稳定.验.算、抗.倾覆.稳定.性验.算、抗.隆起.验算等；在整.体计算中对支护和内撑进行了详细的布置工作，结果分析时选取了部分立柱和部分连续墙进行详细分析。并最后参考相关资料给出具体且合适的监测方案。关键词：深.基坑支.护设.计稳定.性分.析目录TOC\o"1-3"\h\u18435摘要 II第二章支护方案设计基坑工程REF_Ref5913\r\h[15]虽然是临时的支护工程，但它自身的安全对于整个工程来说是不可小觑的。对于同一基坑来说，周围的环境情况、周边的建筑物和地下管线情况、四周荷载情况以及地下水情况皆有可能不同，也就会导致基坑每一边的开挖深度、支护结构形式会有所不同，因此，基坑的支护类型的选择往往需要根据从业人员的经验、建设施工单位的要求以及基坑所在地的地层环境限制而选择一种或多种支护类型的组合。2.1基坑支护的作用和目的保证施工时基坑周围土体的稳定；保证施工时基坑周围地下管线的安全；有效控制地表建筑物的水平、横向位移，减少甚至避免土体的变形；通过多种防水措施，有效控制地下水位线，保证地下施工界面的安全。2.2基本支护类型2.2.1放坡开挖支护为.了避.免.土壁.塌方，确.保施.工安.全，当.挖方.跨.越必.然深.度或.者填方.跨越必.然高.度时.，需.在其.边沿.处.设置.边坡，以.保证.其稳.定性REF_Ref7180\r\h[16]。也.就是说在开挖时，不能直上直下地继续挖，而是在上口位置加大宽度，让其形成一个斜坡，避免土壁出现倒塌现象。适用条件：（1）土体稳定性较差，如软土或沙土；（2）当开挖深度超过3米时，需要考虑开始放坡；（3）当土壤含水量较大时，可考虑进行放坡，避免土壁坍塌；（4）若基坑所在地出现连续降水气候时，则开挖时必须考虑进行放坡；（5）基坑周围存在机动荷载时需要考虑放坡；（6）季肯开挖在人口密集或城市建筑密集区时，为保障周围居民和建筑的安全，需要考虑放坡。优点：要求少，只要求稳定即可，且造价最低。缺点：回填土方较大。图2.1放坡开挖2.2.2土钉墙支护天.然土.体通.过钻.孔、插.筋、注.浆来设.置砂.浆锚.杆，并与喷.射混.凝土面板结.合为一个整体，形成土.钉.墙适用条件：适用于具有一定.粘.结.性的杂.填.土、粘.性土.或粉.土的边.坡；适用于地下水位较低情况；适用于标准贯入击数（N）高于10击的砂土边坡；适用于具有自我稳定能力的淤泥土层；优点：施工方便，设备简单，相较于一般锚杆，不用施加预应力；施工效率高。占用周期短；施工不.需要.单独占.用场.地，具有.较高的额位置使用优越性；施工噪音低、振动小、环境污染小、费用低。缺点：使用土钉墙作为支护结构时，要避免土钉对基坑周围的地下管线造成破坏；在某些特殊土层地段，土钉要和其他支护方式结合使用；当土钉作为永久性支护结构时，要考虑土钉自身防锈防腐等问题。图2.2土钉墙支护2.2.3高压旋喷桩高压旋喷桩REF_Ref8545\r\h[19]是通.过高.压将水.泥用旋.转.喷嘴.喷.出，附.着在土.层上.并与土.层结.合形.成.相互衔.接的.加固.体，即排.桩，可用于挡.土和防.水。适用条件：适用于多种土体的基坑；在高.压喷射注.浆时需要.通过试.验来确.定其适用.性和相.关的技.术参数；适.用于已.有建.筑和.新建.建.筑的地.基加.固。优点：施工设备体积小、机动性好、占地少；施工机具振.动小、噪.音低，对周.围环.境影.响小。缺点：需要妥.善处.理施.工过程.中产.生的废弃.泥.浆；对于地.下水流.速过大的.地层，喷射的水泥浆凝固较为困难。图2.3高压旋喷桩支护2.2.4搅拌水泥土围护墙支护搅.拌水.泥土围.护墙是指应用搅.拌机在现场工作将.土和水.泥进.行充分.拌和，从.而形成连.续衔.接的水.泥.土柱.状加.固挡.墙REF_Ref9828\r\h[21]。适用条件：适用于多种土层的地基；使用搅拌水泥土围护墙支护时必须通过现场及室内试验来确定其可用性；使用搅拌水泥土围护墙支护的基坑工程，需要严格规范进行操作，同时还要进行基坑所在地土层相关信息的勘测。优点：一般情况下基坑内不采用内撑，便于大型机械化的施工；具有挡土、防水的双重功效；施工过程中振动小、噪音小、污染小；相较于其他支护费用少，较为经济。缺点：位移较大，开挖大长度的基坑时需要采用相应措施来避免位移过大；厚度大，布置时要考虑基坑红线的允许。图2.4搅拌水泥土围护墙2.2.5地下连续墙支护地下连续墙REF_Ref9995\r\h[22]是一种极为最常用的支护形式，相比其他支护形式来说具有多方面的优点。适用条件：适用于深度较大的基坑支护；当地下水含量丰富时可能适用地下连续墙支护来进行防、堵水；在城市居民和建筑密度大的地段，要求噪音等污染小时，可以考虑使用地下连续墙进行支护。优点：对地表的沉降具有很好的控制能力；承载能力强，能够有效防止塌陷事故的发生；适用范围很广，能用于多种地形条件下基坑的支护；占地使用少，工作效率高，工作时间短且质量安全可靠。缺点：可能会因施工等方面问题使得连续墙的衔接处出现漏水的情况；当连续墙用于城市地段基坑支护时，其施工过程中产生的废弃水泥浆可能会因处理不当而造成环境污染。图2.5地下连续墙2.2.6排桩支护排桩支护是由支护桩、内撑等结构组成的具有挡土、防水作用的桩式挡墙。根据基坑的实际情况可以选择悬臂式、内撑式、锚杆式等不同的支护形式。适用条件：基坑周围土质条件情况较好且地下水水位较低时；若基坑所在地土质较软，则需要用钢板桩或钢筋混凝土板桩紧密排列进行支护；根据基坑开挖深度的不同和基坑所在地的地下水条件可以选择组合式排桩支护，以达到防水、稳定的效果。优点：墙.身强.度高、刚.度大、支.护稳.定性.好、变.形小；成孔设备可有人工挖孔、钻孔灌注桩、冲孔桩、旋转挖孔桩等多种选择方式。缺点：造价较高、工期较长；桩与桩之间的缝隙会出现渗漏的情况；根据工程条件，需要采取有效措施来达到防水的目的。图2.6排桩支护2.2.7SMW工法桩支护SMW工法REF_Ref20419\r\h[23]是通过专业施工设备钻掘搅拌机在指定位置向下进行开挖，同时在搅拌机钻头处喷射水泥在搅拌机的作用下与土层进行深度拌和，再和插入的钢材衔接形成整体承担土层压力的一种高强度连续墙体。适用条件：SMW工法适用范围广泛，可以用于黏性土、砂砾土、粉土和砂土等不同条件的土层。优点：对周围土体、建筑物影响小；相较于其他支护结构所用工期短；钢.材可.以重.复使.用，施.工成本.低，具有.较高的经.济效益.和市场.竞争力；废弃物少，对周围环境污染小。缺点：使用SMW工法支护时，可能会因为水泥强度的问题而引起基地压力差过大，从而造成基坑出现隆起现象，使得基坑失稳。图2.7SWM工法桩支护2.3支护方案的选择根据上述各类基坑支护类型以及绳金塔站周围土体实际工程地质条件、水文地质条件和周边建筑荷载情况，基坑南侧为8层框架结构的路桥宿舍楼，基坑北侧为十字街及其相邻建筑所以选择基坑开挖25m，支护结构为1m厚地下连续墙+内撑的形式，基坑等级为一级；基坑两端为盾构机工作井，设置开挖深度为27m,支护结构为内撑式排桩支护，基坑等级为二级。2.4本章小结本章介绍了工程上常用的基坑支护形式，较为详细地介绍了各种支护形式的特点及优缺点，别通过筛选比较和绳金塔车站周围实际情况确定了最终基坑支护形式。第三章支护结构设计第三章支护结构设计3.1基坑南北两侧单元计算3.1.1支护方案在基坑南侧为8层高的框架结构的路桥宿舍，北侧为十字街及其相邻建筑物，坑外水位高于基坑地面，故需要考虑地下水的影响。在支护方式上选择的是1000mm厚的地下连续墙+3道内置撑，冠梁层的尺寸为1000mm*1000mm的形式,如图4.1所示。图3.1地下连续墙支护简图3.1.2基本参数根据基坑的实际情况和地质条件，以及相应的数据分析，主要参数如表3.1。表3.1基本信息内力计算方法增量法规范与规程《建筑.基坑支护.技术.规程》JG.J120.-.99基坑等级一级基坑侧壁重要性系数γ01.10基坑深度H(m)25.000嵌固深度(m)7.000墙顶标高(m)0.000连续墙类型钢筋混凝土墙├墙厚(m)1.000└混凝土强度等级C35有无冠梁有├冠梁宽度(m)1.000├冠梁高度(m)1.000└水平侧向刚度(MN/m)12.444放坡级数0超载个数1支护结构上的水平集中力0土层超载信息见表3.2表3.2超载信息超.载序.号类.型超.载值(kPa,kN/m)作用.深度(m)作用.宽度(m)距坑.边距(m)形式长度(m)110.000表3.3土层信息土层数6坑内加固土否内.侧降水最.终深度(m)27.000外.侧水位深度(m)10.500内.侧水位是.否随.开挖.过程.变化否内.侧水位距开.挖面距离(m)弹.性计算方.法按土层指定ㄨ弹性.法计算方.法m法表3.4土层参数层号土类名称层厚(m)重度(kN/m3)浮重度(kN/m3)粘聚力(kPa)内摩擦角(度)1杂填土1.6018.710.0010.002粘性土3.4017.616.2014.203细砂3.6019.20.0029.504砾砂10.5018.410.00.0030.505强风化岩5.6019.510.010.0025.006中风化岩1519.510.010.0025.00续表3.4层号与锚固体摩擦阻力(kPa)粘聚力水下(kPa)内摩擦角水下(度)水土计算方法m,c,K值抗剪强度(kPa)118.0m法3.92240.0m法10.00342.0m法10.004190.010.0010.00合算m法10.005130.010.0010.00合算m法10.006190.010.0010.00合算m法10.00表3.5支锚信息支锚道号支锚类型水平间距(m)竖向间距(m)入射角(°)总长(m)锚固段长度(m)1内撑5.0006.0002内撑5.0006.0003内撑5.0006.000续表3.5支锚道号预加力(kN)支锚刚度(MN/m)锚固体直径(mm)工号号锚固力调整系数材料抗力(kN)材料抗力调整系数1100.001012.502～2556.231.002200.001012.504～2556.231.003400.001012.506～2556.231.003.1.3土压力模型及系数调整 图3.2弹性法土压力模型图3.3经典法土压力模型表3.6土层中各层土压力信息层号土类名称水土水压力调整系数主动土压力调整系数被动土调整系数压力被动土压力最大值(kPa)1杂填土合算1.0001.0001.00010000.0002粘性土分算1.0001.0001.00010000.0003细砂分算1.0001.0001.00010000.0004砾砂合算1.0001.0001.00010000.000续表3.65强风化岩合算1.0001.0001.00010000.0006中风化岩合算1.0001.0001.00010000.0003.1.4工况信息表3.7工况信息工况号工况类型深度(m)支锚道号1开挖6.5002加撑1.内撑3开挖12.5004加撑2.内撑5开挖18.5006加撑3.内撑7开挖25.000图3.4工况1工况1为从基坑顶部开挖至6.5m处，再由设备模拟测得连续墙的土压力图、位移图、弯矩图和剪力图。根据上图可得，土压力与开.挖深度成.正相.关，并随着开挖度递增，弹性法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为42.94KN/m和43.72KN/m，经典法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为1990.43KN/m和43.72KN/m；位移.与开挖深.度成负相.关，并随着深度递减，弹性法测得的基坑内外侧最大位移值分别为5.07mm和0mm，经典法测得的基坑内外侧最大位移值均为0；弹性法、经典法的弯矩、剪力值图中也均已给出。图3.5工况2工况2为从基坑顶端开挖至6.5m处，之后在6m处架设内支撑，再由设备模拟测得连续墙的土压力图、位移图、弯矩图和剪力图。根据上图可得，土压力与开挖深.度成正相.关，并随着开挖度递增，弹性法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为40.94KN/m和43.72KN/m，经典法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为1990.43KN/m和43.72KN/m；位移与开挖深.度成负相.关，并随着深度递减，弹性法测得的基坑内外侧最大位移值分别为4.98mm和0mm，经典法测得的基坑内外侧最大位移值均为0；弹性法、经典法的弯矩、剪力值图中也均已给出。图3.6工况3工况3为从基坑顶端开挖至12.5m处，再由设备模拟测得连续墙的土压力图、位移图、弯矩图和剪力图。根据上图可得，土压力与开挖深度成正.相关，并随着开挖度递增，弹性法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为82.26KN/m和154.90KN/m，经典法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为1750.07KN/m和154.90KN/m；位移随着开挖深.度的加大先.增大后减.小，弹性法测得的基坑内外侧最大位移值分别为10.77mm和0.18mm，经典法测得的基坑内外侧最大位移值均为0；弹性法、经典法的弯矩、剪力值图中也均已给出。图3.7工况4工况4为从基坑顶端开挖至12.5m处，之后在12m处架设内支撑，再由设备模拟测得连续墙的土压力图、位移图、弯矩图和剪力图。根据上图可得，土压力与开挖深.度成正相.关，并随着开挖度递增，弹性法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为79.48KN/m和154.90KN/m，经典法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为1750.07KN/m和154.90KN/m；位移随着开.挖深.度的加大先.增大后减.小，弹性法测得的基坑内外侧最大位移值分别为10.61mm和0.11mm，经典法测得的基坑内外侧最大位移值均为0；弹性法、经典法的弯矩、剪力值图中也均已给出。图3.8工况5工况5为从基坑顶端开挖至18.5m处，再由设备模拟测得连续墙的土压力图、位移图、弯矩图和剪力图。根据上图可得，弹性法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为165.29KN/m和239.39KN/m，经典法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为1504.79KN/m和239.39KN/m；位移随着开挖深.度的加大先.增大后减.小，弹性法测得的基坑内外侧最大位移值分别为21.67mm和2.03mm，经典法测得的基坑内外侧最大位移值均为0；弹性法、经典法的弯矩、剪力值图中也均已给出。图3.9工况6工况6为从基坑顶端开挖至18.5m处，之后在18.m处架设内支撑，再由设备模拟测得连续墙的土压力图、位移图、弯矩图和剪力图。根据上图可得，弹性法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为159.92KN/m和239.39KN/m，经典法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为1508.79KN/m和239.39KN/m；位移随着开挖深.度的加大先.增大后.减小，弹性法测得的基坑内外侧最大位移值分别为21.50和2.04mm，经典法测得的基坑内外侧最大位移值均为0；弹性法、经典法的弯矩、剪力值图中也均已给出。图3.10工况7工况7为从基坑顶端开挖至基低25m处，再由设备模拟测得连续墙的土压力图、位移图、弯矩图和剪力图。根据上图可得，弹性法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为265.15KN/m和330.92KN/m，经典法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为1238.17KN/m和330.92KN/m；位移随着开挖深.度的加大先.增大后.减小，弹性法测得的基坑内外侧最大位移值分别为36.61mm和1.31mm，经典法测得的基坑内外侧最大位移值均为0；弹性法、经典法的弯矩、剪力值图中也均已给出。开挖工作至此结束。图3.11内力位移包络图由上内力位移包络图，可清晰的得到支撑和连续墙之间的关系变化。图3.12地表沉降图由上图地.表沉.降图.可得，用.三角形.法、指.数法.以及抛.物.线法计.算出的.最大.沉.降.量分别.为.19mm、29mm和.16mm，而三角形法主要适用于较为软弱的地层，支护形式为悬臂式支护且不设内撑，墙体入土深度也不大的情况下，此时最大位移往往出现在墙底处；指数法与三角形法较为相似，最大位移也是出现在墙底处；而抛物线法，也称正态分布法，最大位移不出现在墙底处，而是出现在距离连续墙有一段距离的位置上，因此绳金塔站基坑开挖采用抛物线法计算地表最大沉降量，即基坑南侧最大沉降量为16mm。3.1.5冠梁选筋结果图3.13冠梁钢筋示意图表3.8冠梁各截面钢筋情况钢筋级别选筋As1HRB3352D16As2HRB3352D16As3HRB335D16@23.1.6环梁选筋结果图3.14环梁钢筋示意图表3.9环梁各截面钢筋情况钢筋级别选筋As1HRB3352D12As2HRB3352D12As3HPB235d12@13.1.7截面计算表3.10截面参数墙是否均匀配筋是混凝土保护层厚度(mm)50墙的纵筋级别HRB400弯矩折减系数0.85剪力折减系数1.00荷载分项系数1.25续表3.10配筋分段数一段各分段长度(m)79.45表3.11内力取值内力类型弹性法计算值经典法计算值内力设计值内力实用值基坑内侧最大弯矩(kN.m)2577.5710883.143012.543012.54基坑外侧最大弯矩(kN.m)1572.5110827.611837.871837.87最大剪力(kN)1292.232035.651615.281776.81续表3.11选筋类型级别钢筋实配值实配[计算]面积(mm2/m)基坑内侧纵筋HRB400E36@10010179[9857]基坑外侧纵筋HRB400E36@10010179[9857]水平筋HRB335D12@200565拉结筋HPB235d6@1002833.2基坑端头两侧单元设计3.2.1支护方案基坑端头两侧为工作始发井，开挖深度27m，坑外水位高于基坑地面，故需要考虑地下水的影响。在支护方式上选择的是直径为800mm的圆柱形排桩+3道内置撑，冠梁层的尺寸为1000mm*1000mm的形式,如图4.15所示。图3.15排桩支护简图3.2.2基本参数根据基坑的实际情况和地质条件，以及相应的数据分析，主要参数如表3.12表3.12基本信息内力计算方法增量法规范与规程《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99基坑等级二级基坑侧壁重要性系数γ01.00基坑深度H(m)27.000嵌固深度(m)7桩顶标高(m)0.000桩截面类型圆形└桩直径(m)0.800桩间距(m)1.600混凝土强度等级C35有无冠梁有├冠梁宽度(m)1.000├冠梁高度(m)0.800└水平侧向刚度(MN/m)6.526放坡级数0超载个数0支护结构上的水平集中力0表3.13土层信息土层数6坑内加固土否内侧降水最终深度(m)28.500外侧水位深度(m)12.000内侧水位是否随开挖过程变化否内侧水位距开挖面距离(m)弹性计算方法按土层指定ㄨ弹性法计算方法m法表3.14土层参数层号土类名称层厚(m)重度(kN/m3)浮重度(kN/m3)粘聚力(kPa)内摩擦角(度)1杂填土2.0018.710.0010.002粘性土2.1017.616.2014.203细砂1.9019.20.0029.504砾砂15.6018.510.00.0030.505强风化岩2.7019.510.010.0025.506中风化岩70.0019.510.010.0025.50续表3.14层号与锚固体摩擦阻力(kPa)粘聚力水下(kPa)内摩擦角水下(度)水土计算方法m,c,K值抗剪强度(kPa)118.0m法4.68240.0m法18.48342.0m法7.504190.010.0010.00分算m法10.005130.010.0010.00分算m法10.006190.010.0010.00分算m法10.00表3.15支锚信息支锚道号支锚类型水平间距(m)竖向间距(m)入射角(°)总长(m)锚固段长度(m)1内撑6.0006.0002内撑6.0006.0003内撑6.0006.000续表3.15支锚道号预加力(kN)支锚刚度(MN/m)锚固体直径(mm)工况号锚固力调整系数材料抗力(kN)材料抗力调整系数150.001012.502～2556.231.002150.001012.504～2556.231.003300.001012.506～2556.231.003.2.3土压力模型及系数调整 图3.16弹性法土压力模型图3.17经典法土压力模型表3.16土层中各层土压力信息层号土类名称水土水压力调整系数主动土压力调整系数被动土压力调整系数被动土压力最大值(kPa)1杂填土合算1.0001.0001.00010000.0002粘性土分算1.0001.0001.00010000.0003细砂合算1.0001.0001.00010000.0004砾砂分算1.0001.0001.00010000.0005强风化岩分算1.0001.0001.00010000.0006中风化岩分算1.0001.0001.00010000.0003.2.4工况信息表3.17工况信息工况号工况类型深度(m)支锚道号1开挖6.5002加撑1.内撑3开挖12.5004加撑2.内撑5开挖18.500续表3.176加撑3.内撑7开挖27.000图3.18工况1工况1为从基坑顶端开挖至6.5m处，再由设备模拟测得连续墙的土压力图、位移图、弯矩图和剪力图。根据上图可得，土压力与开挖深.度成正.相关，并随着开挖度递增，弹性法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为66.564KN/m和62.77KN/m，经典法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为1884.51KN/m和62.77KN/m；位移与开挖深.度成负相.关，并随着深度递减，弹性法测得的基坑内外侧最大位移值分别为10.29mm和0mm，经典法测得的基坑内外侧最大位移值均为0；弹性法、经典法的弯矩、剪力值图中也均已给出。图3.19工况2工况2为从基坑顶端开挖至6.5m处，之后在6m处架设内支撑，再由设备模拟测得连续墙的土压力图、位移图、弯矩图和剪力图。根据上图可得，土压力与开挖深.度成正相.关，并随着开挖度递增，弹性法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为64.48KN/m和62.77KN/m，经典法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为1884.51KN/m和62.77KN/m；位移与开挖深.度成负.相关，并随着深度递减，弹性法测得的基坑内外侧最大位移值分别为10.28mm和0mm，经典法测得的基坑内外侧最大位移值均为0；弹性法、经典法的弯矩、剪力值图中也均已给出。图3.20工况3工况3为从基坑顶端开挖至12.5m处，再由设备模拟测得连续墙的土压力图、位移图、弯矩图和剪力图。根据上图可得，土压力与开挖深度成正相关，并随着开挖度递增，弹性法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为185.59KN/m和236.69KN/m，经典法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为1512.01KN/m和236.69KN/m；位移随着开挖深度的增加先增大后减小，弹性法测得的基坑内外侧最大位移值分别为21.36mm和3.31mm，经典法测得的基坑内外侧最大位移值均为0；弹性法、经典法的弯矩、剪力值图中也均已给出。图3.21工况4工况4为从基坑顶端开挖至12.5m处，之后在12m处架设内支撑，再由设备模拟测得连续墙的土压力图、位移图、弯矩图和剪力图。根据上图可得，弹性法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为181.91KN/m和236.69KN/m，经典法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为1512.01KN/m和236.69KN/m；位移随着开挖深度的增加先增大后减小，弹性法测得的基坑内外侧最大位移值分别为21.26mm和3.31mm，经典法测得的基坑内外侧最大位移值均为0；弹性法、经典法的弯矩、剪力值图中也均已给出。图3.22工况5工况5为从基坑顶端开挖至18.5m处，再由设备模拟测得连续墙的土压力图、位移图、弯矩图和剪力图。根据上图可得，弹性法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为419.93KN/m和400.29KN/m，经典法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为1192.18KN/m和400.29KN/m；位移随着开挖深度的增加先增大后减小，弹性法测得的基坑内外侧最大位移值分别为51.59mm和0mm，经典法测得的基坑内外侧最大位移值均为0；弹性法、经典法的弯矩、剪力值图中也均已给出。图3.23工况6工况6为从基坑顶端开挖至18.5m处，之后在18m处架设内支撑，再由设备模拟测得连续墙的土压力图、位移图、弯矩图和剪力图。根据上图可得，弹性法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为412.53KN/m和400.29KN/m，经典法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为1192.18KN/m和400.29KN/m；位移随着开挖深度的增加先增大后减小，弹性法测得的基坑内外侧最大位移值分别为51.34mm和0mm，经典法测得的基坑内外侧最大位移值均为0；弹性法、经典法的弯矩、剪力值图中也均已给出。图3.24工况7工况7为从基坑顶端开挖至基低25m处，再由设备模拟测得连续墙的土压力图、位移图、弯矩图和剪力图。根据上图可得，弹性法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为1022.70KN/m和632.04KN/m，经典法测得的基坑内外侧最大土压力值分别为726.81KN/m和632.04KN/m；位移随着开挖深度的增加先增大后减小，弹性法测得的基坑内外侧最大位移值分别为150.23mm和0.03mm，经典法测得的基坑内外侧最大位移值均为0；弹性法、经典法的弯矩、剪力值图中也均已给出。开挖工作至此结束。图3.25内衣位移包络图由上内力位移包络图，可清晰的得到支撑和连续墙之间的关系变化。图3.26地表沉降图由上.图地表.沉降图.可得，用三.角形法、指.数法以及抛物线法计算出的最大沉.降量分别为21mm、32mm和17mm，而三角形法主要适用于较为软弱的地层，支护形式为悬臂式支护且不设内撑，墙体入土深度也不大的情况下，此时最大位移往往出现在墙底处；指数法与三角形法较为相似，最大位移也是出现在墙底处；而抛物线法，也称正态分布法，最大位移不出现在墙底处，而是出现在距离连续墙有一段距离的位置上，因此绳金塔站基坑开挖采用抛物线法计算地表最大沉降量，即基坑南侧最大沉降量为17mm。3.2.5冠梁选筋结果图3.27冠梁钢筋示意图表3.18冠梁各截面钢筋情况钢筋级别选筋As1HRB4002E18As2HRB4002E18As3HRB335D16@23.2.6截面计算表3.19截面参数桩是否均匀配筋是混凝土保护层厚度(mm)50桩的纵筋级别HRB400桩的螺旋箍筋级别HRB335桩的螺旋箍筋间距(mm)150弯矩折减系数0.85剪力折减系数1.00荷载分项系数1.25配筋分段数一段各分段长度(m)84.75截面内里取值如表3.20所示表3.20内力取值内力类型弹性法计算值经典法计算值内力设计值内力实用值基坑内侧最大弯矩(kN.m)4496.8262232.684777.874777.87基坑外侧最大弯矩(kN.m)3773.9962265.004009.874009.87最大剪力(kN)2712.217448.723390.273390.27续表3.20选筋类型级别钢筋实配值实配[计算]面积(mm2或mm2/m)纵筋HRB40046E4057805[56838]箍筋HRB335D40@15016755[15824]加强箍筋HRB335D14@2000154第三章支护结构设计南昌工程学院本（专）科毕业设计（论文）3.3本章小结本章是使用理正深基坑软件对绳金塔车站进行的支护结构设计，根据基坑周围情况的不同，将支护分为南北和东西两类形式进行布置，南北两侧为地下连续墙+内撑，东西为排桩+内撑，每侧的单元计算都包括支护方案设计、基本参数分析、土压力模型及系数调整、工况信息分析、冠梁环梁选筋结果以及截面计算。

第四章基坑支护稳定性分析第四章基坑支护稳定系分析4.1基坑南北两侧稳定性分析4.1.1整体稳定性验算图4.1整体验算简图在整体.稳定性.验算中，采用.的是瑞.典条分法的.计算方.法，使.用总.应力法.进行应力.状.态分析，瑞.典条分法.中土.条宽度为0.5m。滑裂面数据整.体稳定安全系数Ks=1.375圆弧半径(m)R=37.216圆心坐标X(m)X=-8.158圆心坐标Y(m)Y=27.071整.体稳定安全系数Ks=1.54>1.35,满足规范要求。4.1.2抗倾覆稳定性验算在抗倾覆稳定性验算中需要引入抗倾覆安全系数KS KS=MpMp——被.动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩；Ma——主动土压力对桩底的倾覆弯矩。由公式4-1可得到工况1到工况7的抗倾覆安全系数，如表4.1所示。表4.1各工况KS工况材料抗力锚固力抗倾覆安全系数K内撑123123——100000010.7572511.4260000010.9473511.426000004.0824511.426511.42600004.1705511.426511.42600002.1616511.426511.426511.4260002.2177511.426511.426511.4260001.261根据表4.1可知，在7个工况中，抗倾覆安全系数最小的是工况7，KS4.1.3抗隆起验算图4.2抗隆起验算简图在抗隆起稳定验算中，依据普朗特尔公式KS KS=γD Nq=tan Nc=N根据公式4-2，4-3，4-4计算可得KS Ks=1.751>=1.1,满足规范要求。依据太沙基公式KS Nq=1 根据公式4-2，4-4，4-5计算可得KS4.1.4隆起量的计算在隆起量的计算中，按公式4-6进行计算，得到隆起位移量δ，若δ为负值，则按δ=0处理。 δ=−8753− 式中： δ——基坑底面向上位移(mm) n——总共土层层数; γi——第i层土的重度(kN/m3 hi q——基坑顶面的地面超载(kPa); D——连续墙的嵌入深度(m); H——基坑的开挖深度(m); C——土层的粘聚力(kPa); ∅——土层的内摩擦角(度); γ——各土层的加权平均重度(kN/m3); 根据公式4-6的计算得隆起量为δ=4mm。4.1.5抗管涌验算图4.3抗管涌验算简图在抗管涌稳定验算中，安全系数K KS=2式中 ρb ρw h2 h1根据4-7公式计算可得安全系数KS4.1.5嵌固深度构造验算根据公式:嵌固构造深度=嵌固构造深度系数×基坑深度=0.200×25.000=5.000m嵌固深度采用值7.000m>=5.000m，故满足要求。4.2基坑端头两侧稳定性分析4.2.1整体稳定验算图4.4整体稳定验算简图在整体.稳定性.验算中，采用.的是瑞.典条分法的.计算方.法，使.用总.应力法.进行应力.状.态分析，瑞.典条分法.中土.条宽度为0.5m。滑裂面数据：整体稳定安全系数Ks=1.370圆弧半径(m)R=25.338圆心坐标X(m)X=-6.582圆心坐标Y(m)Y=17.239整体稳定安全系数Ks=1.37>1.35,满足规范要求。4.2.2抗倾覆稳定性验算由公式4-1可得到工况1到工况7的抗倾覆安全系数，如表4.2所示。表4.2各工况KS工况材料抗力锚固力抗倾覆安全系数K内撑123123——100000010.5262511.2460000010.7183511.246000003.9604511.246511.24600004.0485511.246511.24600002.0996511.246511.246511.2460002.1667511.246511.246511.2460001.232根据表4.3可知，在7个工况中，抗倾覆安全系数最小的是工况7，KS=4.2.3抗隆起验算图4.5抗隆起验算简图在抗隆起稳定验算中，依据普朗特尔公式KS根据公式4-2，4-3，4-4计算可得KS依据太沙基公式KS≥根据公式4-2，4-5，4-4计算可得KS4.2.4隆起量的计算在隆起量的计算中，按公式4-6进行计算，得到隆起位移量δ，若δ为负值，则按δ=0处理。根据公式4-6的计算得隆起量为δ<0，故取4.2.4抗管涌验算图4.6抗管涌验算简图在抗管涌稳定验算中，安全系数K根据4-7公式计算可得安全系数KS4.2.5嵌固深度构造验算根据公式:嵌固构造深度=嵌固构造深度系数×基坑深度=0.200×27.000=5.400m嵌固深度采用值7.000m>=5.400m，故满足要求。4.3本章小结本章是上一章节的继续，是根据上一章节对基坑分为两种支护而进行的相应的稳定性分析，具体包括整体稳定性分析、抗倾覆稳定性分析、抗隆起验算和嵌固深度的计算。通过上述的几种稳定性分析，确保了前期进行的支护结构设计的可实施性，保证了工程的安全。第四章基坑支护稳定性分析南昌工程学院本（专）科毕业设计（论文）

第五章整体计算第五章整体计算整体计算是将基坑作为整体进行综合性分析，采用理正深基坑软件进行整体计算分析。在整体计算中可通过对基坑的整体规划，运用软件能清楚地了解基坑支护结构上各个方面的位移、内力等的变化情况，还可用三维立体图来展示效果图。5.1方案设计依据绳金塔车站基坑工程概况信息，标准段长度约140m，宽度约30m，采用地下连续墙+内撑的支护方式，超挖深度设置为0.5m。地下连续墙：厚1000mm，墙体嵌入岩层7m，采用C35混凝土浇灌；顶层设施冠梁，尺寸为1000mm×1000mm，支撑标高为0m，采用C35混凝土浇灌；三道腰梁分别布置在-6m、-12m、-18m处，尺寸均为800×600mm，均采用C35混凝土浇灌；冠梁和第四层腰梁内撑为C35混凝土浇灌的矩形混凝土支撑，尺寸为800×600mm；第二层和第三层腰梁的内撑为钢支撑，尺寸为无缝钢管φ630×16.0中间立柱选用圆柱形立柱，直径为800mm，采用C35混凝土浇灌。5.2网线布置基坑网线布置设置：开间为5000×28，进深为3000×10，具体布置如图5.1所示。图5.1网线布置图5.3支护布置图5.2支护布置情况图5.4内撑布置冠梁、腰梁及支撑的具体布置如方案设计所述。图5.3内撑布置平面效果图图5.4三维效果图5.5协同计算及结果查询对支护结构进行整体协同计算，可得到支护结构的内力、位移图。图5.5整体位移图由整体位移图可知，支护结构的最大位移在第四道腰梁一下，为48.56mm。图5.6墙内力图由整体位移图和墙的内力图可以看出，内撑与墙面连接处位移和内力都较小，内撑之间位移和内力都较大，因此在实际施工时需要格外注意这几处的变形情况，可以在连续墙受力或位移较大的局部区域内外侧使用三轴搅拌桩进行加固，以保证连续墙的稳定。图5.7腰梁内力图图5.8支撑梁内力图图5.9立柱内力图图5.10冠梁层位移图图5.11第一层内支撑位移图5.6部分立柱计算结果表5.1截面信息表截面描述圆形D800截面面积A50×102(cm2)截面惯性矩Iy201.06×104(cm4)截面惯性矩Ix201.06×104(cm4)抗扭惯性矩It402.12×104(cm4)表5.2材料信息表材料描述混凝土C35材料比重24.000(kN/m3)弹性模量30000.000(MPa)泊松比0.200剪切模量12000.000表5.3配筋信息表支护结构结构重要性系数1.000构件配筋计算综合分项系数1.250是否对称配筋√轴力调整系数1.000剪力调整系数1.000弯矩调整系数1.000混凝土保护层厚度(mm)50.0纵筋级别HRB335箍筋级别HPB300是否考虑抗扭配筋√扭矩调整系数1.000抗扭计算ζ值1.200是否交互构件计算长度ㄨ（1）LZ-1构件图5.12LZ-1构件示意图图5.13LZ-1构件轴力图（-25.249-276.344）表5.4位移结果:上中下x(mm)：0.32-0.10-0.00y(mm)：0.07-0.43-0.00z(mm)：-0.20-0.160.00合成(mm)：0.380.470.00表5.5内力结果上中下截面x向弯矩(+)(kN-m)：6.392.080.00截面x向弯矩(-)(kN-m)：0.000.00-2.23截面y向弯矩(+)(kN-m)：0.000.007.04截面y向弯矩(-)(kN-m)：-14.55-3.750.00截面x向剪力(kN)：-0.34-0.34-0.34截面y向剪力(kN)：0.860.860.86轴力(kN)：-25.25125.56276.34扭矩(kN-m)：-0.28-0.28-0.28表5.6配筋结果:上中下纵筋(mm2)：276527652765箍筋(mm2/m)：1326941941（2）LZ-90构件图5.14LZ-6构件示意图图5.15LZ-90构件轴力图（238.756-540.349）表6.7位移结果上中下x(mm)：0.000.000.00y(mm)：0.000.000.00z(mm)：-0.62-0.370.00合成(mm)：0.620.370.00表5.8内力结果上中下截面x向弯矩(+)(kN-m)：0.000.000.00截面x向弯矩(-)(kN-m)：-0.000.000.00截面y向弯矩(+)(kN-m)：0.000.000.00截面y向弯矩(-)(kN-m)：0.00-0.00-0.00截面x向剪力(kN)：0.000.000.00截面y向剪力(kN)：-0.00-0.00-0.00轴力(kN)：238.76389.56540.35扭矩(kN-m)：0.000.000.00表5.9配筋结果上中下纵筋(mm2)：276527652765箍筋(mm2/m)：9419419415.7部分墙计算结果表5.10截面信息截面类型截面描述连续墙-钢筋混凝土墙混凝土C35-墙厚1.000m表5.11配筋信息:支护结构结构重要性系数1.000构件配筋计算综合分项系数1.250是否对称配筋√斜截面受剪承载力计算一般受弯构件弯矩折减系数0.850续表5.11混凝土保护层厚度(mm)50纵筋级别HRB400拉结筋级别HPB335拉结筋间距(mm)200墙切向土弹簧刚度折减系数1.000处理应力集中ㄨ（1）Q-2构件图5.16Q-2构件示意图图5.17Q-2构件水平弯矩图内力结果:竖向弯矩：基坑侧=477.34(kN-m)挡土侧=-334.72(kN-m)水平弯矩：基坑侧=373.11(kN-m)挡土侧=-194.31(kN-m)竖向剪力=-140.58(kN)水平剪力=99.10(kN)配筋结果:竖向纵筋：基坑侧=2000(mm2/m)(构造)挡土侧=2000(mm2/m)(构造)水平纵筋：基坑侧=2000(mm2/m)(构造)挡土侧=2000(mm2/m)(构造)竖向拉结筋=1256(mm2/m)水平拉结筋=1256(mm2/m)（2）Q-35构件图5.18Q-35构件示意图图5.19Q-35构件水平弯矩图内力结果:竖向弯矩：基坑侧=398.90(kN-m)挡土侧=-512.13(kN-m)水平弯矩：基坑侧=329.82(kN-m)挡土侧=-222.23(kN-m)竖向剪力=151.30(kN)水平剪力=-74.43(kN)配筋结果:竖向纵筋：基坑侧=2000(mm2/m)(构造)挡土侧=2000(mm2/m)(构造)水平纵筋：基坑侧=2000(mm2/m)(构造)挡土侧=2000(mm2/m)(构造)竖向拉结筋=1256(mm2/m)水平拉结筋=1256(mm2/m)5.8工程量统计表5.12纵筋、箍筋配筋率纵筋配筋率箍筋配筋率桩纵筋(%)1.00桩箍筋(%)0.20墙纵筋(%)1.00墙拉结筋(%)0.20冠梁纵筋(%)1.00冠梁箍筋(%)0.20腰梁纵筋(%)1.00腰梁箍筋(%)0.20支撑梁纵筋(%)1.00支撑梁箍筋(%)0.20 续表5.12立柱纵筋(%)1.00立柱箍筋(%)0.20斜撑纵筋(%)1.00斜撑箍筋(%)0.20表5.13混凝土、钢材料价格混凝土材料价格钢材材料价格等级价格(元/立方米)等级价格(元/吨)混凝土C35300钢材Q3453000混凝土C35300HRB3353000土方10HRB4003000表5.20计算参数钢材密度(吨/立方米)造价综合调整系数7.851.005.8.1分构件工程量统计表5.14墙材料统计材料类型工程量(立方米)混凝土C3010880.000 续表5.14材料类型HRB335HRB400工程量(吨)170.816854.080表5.15梁材料统计材料类型工程量(立方米)混凝土C353289.325 续表5.15 材料类型HPB335HRB400钢材Q345工程量(吨)51.642258.2121240.882表5.16立柱材料统计材料类型工程量(立方米)混凝土C352249.383 续表5.16材料类型HPB335HRB400工程量(吨)35.315176.577 5.8.2总工程量及造价统计表5.17混凝土、钢材总用量混凝土总用量钢材总用量强度等级工程量(立方米)强度等级工程量(吨)混凝土C3516418.709HPB300204.890HRB335116.630HRB4001024.450其它材料用量土方=112000.000(立方米)表5.18总造价基本情况序号材料类型单位单价(元)工程量造价(元)1混凝土C35立方米30016418.70949256132HRB335吨3000257.7747733213HRB400吨30001288.86938666064钢材Q345吨30001240.88237226455土方立方米10105000.0231050000工程总造价=14338185(元)调整后工程总造价=14338185×1.00=14338185(元)=1433.82(万元)5.9本章小结本章是继单元计算之后对基坑进行的整体计算。在整体计算时选用的是地下连续墙+内撑的支护方案，在网线布置时采用了开间28000*5，进深6000*4，为长条形网线图；后在支护布置和内撑布置中都进行了详细的布置，并在软件中进行了运算；结果查询时选取了部分的立柱和连续墙进行详细分析；最后也给出了本工程的总工程量和造价统计。第六章监测方案设计6.1监测的作用和目的面对快速发展的基坑工程，频发的基坑事故也不断映入眼帘，通过调查研究发现，多数事故的起因都是因为监测不到位造成的，因此加强施工监测的十分必要的。监测贯穿工程的全部，它关系到整个工程的安全，能够有效保证工程安全稳定地推进，是工程中极为重要的一步。对于基坑工程亦是如此。通过监测，能够对基坑的周围岩土、支护结构等的变化进行实时监控，并将监控的数据进行及时反馈，运用信息化技术来预测岩土、结构的下一步变形规律，从而指导施工，在施工过程中能够及时有效的采取相应措施来减少或避免事故的发生，使施工向着安全稳定的方向进行。6.2监测内容及监测频率基坑监测不能盲目监测，需要建立严格的监测网络，实施信息化施工，只有这样才能将监测的作用发挥到最大。6.1.1监测内容周边地表沉降监测；支护结构水平、横向位移监测；支撑轴力监测；基坑内外侧地下水位监测；周围建筑物沉降监测。6.1.2监测仪器（1）水准仪、水准尺（2）全站仪（3）轴力计或应力计（4）伺服加速度式CX-901F测斜仪（5）SC-30水位计进行水位6.1.3监测频率表6.1基坑施工工况监测频率施工工况基坑设计深度（m）≤55～1010～1515～20＞20基坑开挖深度（m）≤51次/d1次/2d1次/2d1次/2d1次/3d5～10-1次/1d1次/2d1次/1d1次/1d10～15--1次/1d2次/1d2次/1d15～202次/1d2次/1d＞202次/1d表6.2施工工程监测频率施工过程监测频率底板浇筑后时间(d)≤72次/1d7～141次/1d14～281次/1d＞281次/3d拆撑阶段≤31次/1d6.3预警指示预警指示是通过数字化监控将监控结果比对安全阈值进行反馈，包括巡视预警值和监测预警值，用不同的颜色表示不同程度，分为黄色、橙色和红色。表6.3预警状态判定变序号预警等级预警状态描述1黄色两种预警值的变形变化量或变化速率达到监控量测阈值的70%，或其中之一达到监控量测阈值的85%续表6.32橙色两种预警值测变形变化量或变化速率达到监控量测阈值的85%，或其中之一超过监控量测阈值，或两者皆超过阈值但整体工程尚未出现不稳定迹象3红色两种预警值的变形变化量或变化速率皆超过监控测量阈值，且整体工程出现不稳定迹象表6.4监测项目报警值监测项目控制值或设计值变化速率累计预警值黄色橙色红色围护结构桩顶部竖向位移(mm)20mm2mm/d14mm17mm20mm围护结构桩顶部水平位移(mm)20mm2mm/d14mm17mm20mm围护桩体水平位移(mm)20mm2mm/d14mm17mm20mm地表竖向位移(mm)25mm3mm/d17.5mm21.25mm25mm建筑物竖向位移(mm)15mm2mm/d10.5mm12.75mm15mm支撑立柱沉降(mm)25mm3mm/d17.5mm21.25mm25mm地下水位(m)10.50.70.851地下管线有压管10mm2mm/d7mm8.5mm10mm无压管20mm2mm/d14mm17mm20mm监测项目控制值（KN）预加值（KN）变化速率黄色橙色红色支撑轴力标准段4道撑砼支撑第一道1243//870.11056.51243钢支撑第二道2975900/2082.52528.752975第三道44401300/310837744440第四道2213700/1549.11881.0522136.4监测依据（1）《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009REF_Ref4578\n\h[34]；（2）《工程测量规范》GB50026-2007；（3）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002REF_Ref4757\n\h[35]；（4）《建筑变形测量规范》JGJ8-2016；（5）《国家一、二等水准测量规范》GB/T12897-2006REF_Ref4797\n\h[36]；（6）《城市轨道交通工程测量规范》GB50308—2008REF_Ref4819\n\h[37]。

6.5本章小结本章介绍了工程监测的相关信息，在监测内容上给出了周边地表沉降监测、支护结构水