【正文】 某綜合樓基坑支護畢業(yè)設(shè)計一般設(shè)設(shè)計部分1 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)資料南京地鐵珠江路綜合樓工程位于中山路吉兆營路路口東南角，占地面積南北長約70m，東西寬約50m。綜合樓主樓26層，高約100m，采用鋼結(jié)構(gòu)體系；裙樓高6層，采用框架結(jié)構(gòu)體系。綜合樓設(shè)三層地下室。本工程地質(zhì)條件與珠江路車站北段基本類似。建址范圍內(nèi)自上向下土層構(gòu)成分別為：（1）①雜填土：褐黃色，松散～稍密，由碎磚、碎石及粉質(zhì)粘土混填；（2）①2b23素填土：褐黃～褐灰色，軟～可塑，主要由粉質(zhì)粘土填積，夾少量碎磚；（3）②1b3粉質(zhì)粘土：灰黃～褐灰色，軟塑，局部夾粉土；（4）②2b34粉質(zhì)粘土：灰色，軟～流塑，夾淤泥質(zhì)粘土；（5）③11b12粉質(zhì)粘土：灰黃～綠灰色，可～硬塑；（6）③11b2粉質(zhì)粘土：灰黃～褐黃色，可塑；（7）③12b34粉質(zhì)粘土：褐黃～褐灰，軟～流塑；（8）③21b23粉質(zhì)粘土：褐黃～褐灰，可～軟塑；（9）③22b34粉質(zhì)粘土：褐灰～灰色，軟～流塑，夾薄層粉砂；(10) ③31b2粉質(zhì)粘土：褐灰～灰色，可塑；(11) ③32b2粉質(zhì)粘土：灰黃～綠灰色，可塑，夾少量粉細砂及卵礫石；(12）③33d2中粗砂：灰～灰黃色，中密，局部分布；(13) ③4e粉質(zhì)粘土混粗砂卵礫石：灰黃色～紫紅色，可塑，卵礫石含量一般為5～30％，粒徑1～8cm，局部含量達60％，粒徑大于10cm。場區(qū)內(nèi)地下水主要為淺層孔隙潛水和微承壓水。淺層孔隙潛水直接由大氣降水和地表水的滲入補給，～。我們?nèi)〉叵滤粸?米。深層微承壓水主要分布在第③，地下水位埋深約32m左右。該層地下水的補給來源和徑流條件較復(fù)雜。場地內(nèi)水的滲透性較差， ③12b34層粉質(zhì)粘土（夾薄層狀粉砂）中，107cm/s，垂直滲透系數(shù)為59107cm/s，此層降水后可較大幅度提高土體強度，減少基坑位移。根據(jù)《基坑工程手冊》，在大中城市建筑物稠密地區(qū)進行基坑工程施工，宜對下述內(nèi)容進行調(diào)查： (1)周圍建(構(gòu))筑物的分布，及其與基坑邊線的距離，(2)周圍建(構(gòu))筑物的上部結(jié)構(gòu)型式、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及埋深、有無樁基和對沉降差異的敏感程度，需要時要收集和參閱有關(guān)的設(shè)計圖紙，(3)周圍建筑物是否屬于歷史文物或近代優(yōu)秀建筑，或?qū)κ褂糜写鈬栏竦囊螅?4)如周圍建(構(gòu))筑物在基坑開挖之前已經(jīng)存在傾斜、裂縫、使用不正常等情況通過拍片、繪圖等手段收集有關(guān)資料。必要時要請有資質(zhì)的單位事先進行分析鑒定。本工程建址為一塊已拆遷的空地，南側(cè)為同仁大廈的附屬建筑，該建筑結(jié)構(gòu)為6層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，其地下室邊墻距離車站東邊墻約8m，基礎(chǔ)為30m深的450450靜壓預(yù)制樁。東側(cè)為同仁賓館，該建筑為7層框架結(jié)構(gòu)，片筏基礎(chǔ)，柱下450450靜壓預(yù)制樁，深度24m。在吉兆營路的北側(cè)，有二幢省電力建設(shè)公司的磚混結(jié)構(gòu)多層房屋，其中一幢為7層，1幢為4層，均為條形基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)較差。中山路下有若干地下市政管線，與本工程關(guān)系密切的是下水1050、電力380V和電信排管，這些管線由于地鐵施工的需要目前正在搬遷中。吉兆營路目前正在拓寬，擬作為中山路翻交后的非機動車繞行道路。因此，地面超載取為20。2 設(shè)計依據(jù)和設(shè)計標準1) 《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》(JGJ120－99)2) 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010－2002）3) 《地基與基礎(chǔ)工程施工及驗收規(guī)范》（GBJ202－83）4) 《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79－2002）5) 《地基處理技術(shù)規(guī)范》（DBJ08－40－94）6) 《地鐵基礎(chǔ)工程施工規(guī)程》（SZ－08－2000）7) 《基坑工程設(shè)計規(guī)程》（DBJ08－61－97）8) 《簡明深基坑工程設(shè)計施工手冊》9) 《基坑工程手冊》在基坑方案總體設(shè)計中,必須根據(jù)周圍環(huán)境要求、工程功能要求等制定出安全而合理的設(shè)計標準。按深基坑工程已有工程經(jīng)驗，根據(jù)周圍環(huán)境保護要求，將基坑變形控制標準分為四個等級如下表21 表21：基坑變形控制保護等級標準保護等級地面最大沉降量及圍護墻水平移控制要求環(huán)境保護要求特級1. 地面最大沉降量≤℅H；2. 圍護墻最大水平位移≤℅H；3. K≥離基坑10m，周圍有地鐵，共同溝、煤氣管、大型壓力總水管等重要建筑及設(shè)施必須確保安全一級1. 地面最大沉降量≤℅H；2. 圍護墻最大水平位移≤；3. K≥離基坑周圍H范圍內(nèi)設(shè)有重要干線、水管、大型在使用的構(gòu)筑物、建筑物二級1. 地面最大沉降量≤℅H；2. 圍護墻最大水平位移≤℅H；3. K≥在基坑周圍H范圍內(nèi)設(shè)有較重要支線管線和一般建筑、設(shè)施三級1. 地面最大沉降量≤1℅H；2. 圍護墻最大水平位移≤℅H；3. K≥在基坑周圍30m范圍內(nèi)設(shè)有需保護建筑設(shè)施和管線構(gòu)筑物注：H為基坑開挖深度，在17m左右，K為抗隆起安全系數(shù)，按圓弧滑動公式算出。根據(jù)以上標準，該工程等級可以確定為二級。1) 全面響應(yīng)招標文件，嚴格遵守招標文件的各項條款。2) 采用先進、成熟、有效、切實可行的施工方案，確保在業(yè)主要求工期內(nèi)，安全、優(yōu)質(zhì)、高效、低耗地完成本標段施工任務(wù)。3) 充分考慮本標段工程特點和周邊施工環(huán)境，最大限度地降低工程施工對城市秩序、環(huán)境衛(wèi)生、市容市貌、地面交通、既有設(shè)施安全及市民正常生活帶來的不利影響。4) 嚴格貫徹“安全第一”的原則；采用監(jiān)控量測措施和信息反饋系統(tǒng)指導施工，確保施工安全、環(huán)境安全及周邊建筑物安全。5) 確保工程質(zhì)量和工期。6) 文明施工和環(huán)境保護達到沈陽市政府及業(yè)主的要求。7) 堅持優(yōu)化技術(shù)方案和推廣應(yīng)用“四新”成果，加強科技創(chuàng)新和技術(shù)攻關(guān)，應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)備，確保工程全面創(chuàng)優(yōu)。8) 加強施工管理，提高生產(chǎn)效率，降低工程造價。3 基坑維護方案設(shè)計 當基坑工程的土方開挖、采用有支護開挖方式時，在基坑土方開挖之前則需先施工支護體系。 支護體系按其工作機理和材料特性，分為水泥土擋墻體系、排樁和板墻式支護體系和邊坡穩(wěn)定式三類。 水泥土擋墻體系，依靠其本身的自重和剛度保護坑壁，一般不設(shè)支撐，特殊情況下經(jīng)采取措施后亦可局部加設(shè)支撐。 排樁和板墻式支護體系，通常由圍護堵、支撐(或土層諾桿)及防滲旅幕等組成。 在基坑支護中，實際上多采用以下四種方法，根據(jù)工程水文地質(zhì)及工程安全等級、周圍環(huán)境等各方面的要求，對以下四種支護方式進行具體的分析，從而選出最適合于本工程施工的一種支護方式。深層攪拌水泥土圍護墻是采用深層攪拌機就地將土和輸入的水泥漿強行攪拌，形成連續(xù)搭接的水泥土柱狀加固體擋墻。水泥土圍護墻的優(yōu)點：由于一般坑內(nèi)無支撐，便于機械化快速挖土；具有擋土、止水的雙重功能；一般情況下較經(jīng)濟。其缺點首先是位移相對較大，尤其在基坑長度大時。為此可采取中間加墩、起拱等措施以限制過大的位移；其次是厚度較大，只有在紅線位置和周圍環(huán)境允許時才能采用，而且在水泥土攪拌樁施工時要注意防止影響周圍環(huán)境。一般情況下，當紅線位置和周圍環(huán)境允許，基坑深度＜7m，在軟土地區(qū)應(yīng)優(yōu)先考慮采用之。這是一種簡易的鋼板校園護墻，由槽鋼正反扣搭接或并排組成。槽鋼長6—8m，型號由計算確定。打人地下后頂部近地面處設(shè)一道拉錨或支撐。由于搭接處不嚴密，一般不能完全止水。如地下水位高，需要時可用輕型井點降低地下水位。一般只用于一些小型工程。鋼板樁的優(yōu)點是材料質(zhì)量可靠，在軟土地區(qū)打設(shè)方便，施工速度快而且簡便；有一定的擋水能力(小趾口音擋水能力更好)；可多次重復(fù)使用；一般費用較低。其缺點是一般的鋼板樁剛度不夠大，用于較深的基坑時支撐(或拉錨)工作量大，否則變形較大；在透水性較好的土層中不能完全擋水；拔除時易帶土，如處理不當會引起土層移動，可能危害周圍的環(huán)境。由于其截面抗彎能力弱，一般用于深度不超過4m的基坑。地下連續(xù)墻是于基坑開挖之前，用特殊挖槽設(shè)備、在泥漿護壁之下開挖深槽，然后下鋼筋籠澆筑混凝土形成的地下土中的混凝土墻。地下連續(xù)墻用作圍護墻有廠述優(yōu)點：(1) 施工時振動少、噪聲低，可減少對周圍環(huán)境的影響，能緊鄰建筑物和地下管線施(2) 地下連續(xù)墻剛度大、整體性好、變形相對較小，可用于深基坑；(3) 地下連續(xù)墻為連續(xù)整體結(jié)構(gòu)，施工時處理好接頭部怔，能有較好的抗?jié)B止水作用地下連續(xù)墻有如下的缺點：如單獨用作圍護堵成本較高；施工時需泥漿護壁，泥漿要妥善處理，否則影響環(huán)境。當基坑深度大，周圍環(huán)境復(fù)雜井要求嚴格時，往往首先考慮采用。 SMW工法(勁性水泥土攪拌樁法)SMW工法為日本的叫法，國內(nèi)亦稱勁性水泥土攪拌校法，即在水泥土攪拌樁內(nèi)插入H型鋼等(多數(shù)為H型鋼，亦有插入拉森式鋼板樁、鋼管等)，將承受荷載與防滲擋水結(jié)合起來，使之成為同時具有受力與抗?jié)B兩種功能的支護結(jié)構(gòu)的圍護培。坑深大時亦可加設(shè)支撐。從我國目前的設(shè)計施工水平看，SMW工法圍護墻在軟土地區(qū)用于兩層地下室的基坑工程(深度8—10m)完全是可以的。如果用后能將H型鋼拔出回收，則經(jīng)濟效益顯著。對于深層攪拌水泥土圍護墻，,坑內(nèi)無支撐肯定達不到安全施工的要求。同時基坑長度過大，為此要采取中間加墩、起拱等措施以限制過大的位移，所以施工比較復(fù)雜。其次是由于其厚度較大，只有在紅線位置和周圍環(huán)境允許時才能采用，而且在水泥土攪拌樁施工時要影響周圍環(huán)境。該工程兩側(cè)都有建筑物，可施工的空間有限。因此此工法在此不可應(yīng)用。對于槽鋼鋼板樁，由于搭接處不嚴密，一般不能完全止水。且一般的鋼板樁剛度不夠大，用于較深的基坑（）時支撐(或拉錨)工作量大，變形較大；且由于其截面抗彎能力弱，一般用于深度不超過4m的基坑。對于本工程，顯然不合要求，故放棄此支護方案。對于地下連續(xù)墻和SMW(勁性水泥土攪拌樁法)，是深基坑支護方式最常用的幾種方法之一，在此工程中兩種方法都可以應(yīng)用。但是考慮到環(huán)境和造價要求，我認為還是優(yōu)先使用SMW(勁性水泥土攪拌樁法)工法進行施工。因為該工程南側(cè)為同仁大廈的附屬建筑，東側(cè)為同仁賓館，在吉兆營路的北側(cè)，有二幢省電力建設(shè)公司的磚混結(jié)構(gòu)多層房屋，由于地下連續(xù)墻施工對環(huán)境的要求和破壞都很大，同時由于該工程開挖深度深，基坑長，如果采用地下連續(xù)墻施工的話，那么工程造價勢必會提高很多。所以采用SMW工法較為合理。具體參數(shù)如下?！　MW工法中，由于內(nèi)插型鋼，不需要配筋。選用取HW394*398*18*11 H型鋼，型鋼截面見圖31。 圖31 型鋼示意圖　　水泥土攪拌樁樁機鉆孔直徑為800mm，孔軸間距為600mm，且水泥攪拌樁選擇w=394mm，t=600mm，見圖32。 4 基坑支撐方案設(shè)計根據(jù)《基坑工程手冊》，對于深度較大的基坑，為使圍護堵經(jīng)濟合理和受力后變形的控制在一定范圍內(nèi)，都需沿圍護墻豎向增設(shè)文承點，以減小跨度。如在坑內(nèi)對圍護墻加設(shè)支承稱為內(nèi)文撐；如在坑外對圍護墻拉設(shè)支承，則稱拉錨(土錨)。內(nèi)支撐受力合理、安全可靠、易于控制圖護墻的變形但內(nèi)支撐的設(shè)置給基坑內(nèi)挖土和地下室結(jié)構(gòu)的支模和澆筑帶來一些不便，需通過換撐加以解決。用土錨拉結(jié)圍護墻，坑內(nèi)施工無任何阻擋，但于軟土地區(qū)土錨的變形較難控制，且土錨有一定長度，在建筑物密集地區(qū)如超出紅線油需專門申請，否則是不允許的。一般情況下，在土質(zhì)好的地區(qū)，如具備錨桿施工設(shè)備和技術(shù)，應(yīng)發(fā)展土錨；在軟土地區(qū)為便于控制圍護墻的變形，應(yīng)以內(nèi)支撐為主。支護結(jié)構(gòu)的內(nèi)支撐，按材料分，可分為鋼支撐和鋼筋混凝土支撐兩類。 鋼支撐的優(yōu)點是安裝和拆除速度較快，能盡快發(fā)揮艾撐的作用，減小時間效應(yīng)，既使圍護墻因時間效應(yīng)增加的的變形減??；可以重復(fù)利用，多為租賃方式，便于專業(yè)化施工；可以施加預(yù)緊力，還可根據(jù)圍護墻變形發(fā)展情況，多次調(diào)正預(yù)緊力值以限制圍護墻變形發(fā)展。其缺點是整體剛度相對較弱，支撐的間距相對較??；由于在兩個方向施加預(yù)緊力，使縱、橫向方捏的詐接處處于鉸接狀態(tài)。 鋼筋混凝土支撐優(yōu)點是形狀多樣性，由于是現(xiàn)澆而成，可澆筑成直線、曲線構(gòu)件，可根據(jù)基坑平面形狀，澆筑成最優(yōu)化的市置型式；整體剛度大、安全可靠，可使圍護墻的變形小，有利于保護周圍環(huán)境；可方便地變化構(gòu)件的截面和配筋，以適應(yīng)其內(nèi)力的變化。其缺點是支撐成型和發(fā)揮作用時間長，現(xiàn)場澆筑需時較長，再加上養(yǎng)護達到規(guī)定的強度，時間更加長，為此時間效應(yīng)大，使圍護墻因時間效應(yīng)而產(chǎn)生的變形增大；屬一次性的支撐結(jié)構(gòu)，不能重復(fù)利用(做成裝配式者例外)；拆除相對困難，如利用控制爆破拆除，有時周圍環(huán)境不允許，如用人工拆除．時間較長，勞動強度大。由于本工程的施工同時施工影響著珠江路地鐵車站的施工，所以工期較為緊張。而鋼筋混凝土支撐由于其成型和發(fā)揮作用時間長，現(xiàn)場澆筑需時較長，同時養(yǎng)護要達到規(guī)定的強度，時間更加長，一來是時間不允許，二來是圍護墻也會因時間效應(yīng)而產(chǎn)生變形增大的后果；且不能重復(fù)利用；拆除相對困難。又由于工程周圍建筑物較多，空間上也不許。而鋼支撐的安裝和拆除速度較快，能盡快發(fā)揮支撐的作用，減小時間效應(yīng)，有利于保證工期；可以重復(fù)利用。此基坑長度長,開挖深度大,若是連結(jié)處處于絞結(jié)狀態(tài)的話，對于基坑開挖的安全性是不能保證的，也能滿足環(huán)境的要求。因此我建議采用鋼支撐施工，采用鋼管作為支撐，設(shè)置四道鋼支撐。當基坑的平面尺寸較大時，需布置支撐立柱來支撐水平支撐系統(tǒng)的自重，同時還可以防止支撐彎曲，在一定程度上起到縮短支撐的計算長度，防止支撐失穩(wěn)破環(huán)的作用。支撐立柱通常采用鋼立柱。由于在基坑開挖結(jié)束建筑底板的時候支撐立柱一般不能拆除，所以立柱最好做成格構(gòu)式，以利于底板鋼筋的通過，否則必須截斷底板鋼筋或在立柱側(cè)壁上穿洞，而造成不必要的麻煩。本工程中，立柱采用和鋼支撐同樣的材料，為鋼管。圍檁的作用為將支護墻體上所承受的土壓力、水壓力等外荷載傳遞到支撐上，圍檁的另一個重要作用是加強支護墻體的整體性，將支護墻體的各施工單元組成一個整體而共同受力。內(nèi)支撐施工體系