【正文】 某綜合樓基坑支護(hù)畢業(yè)設(shè)計(jì)一般設(shè)設(shè)計(jì)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(yíng)路路口東南角，占地面積南北長(zhǎng)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(chē)站北段基本類(lèi)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(xì)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(dá)60％，粒徑大于10cm。場(chǎng)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(bǔ)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(bǔ)給來(lái)源和徑流條件較復(fù)雜。場(chǎng)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(qiáng)度，減少基坑位移。根據(jù)《基坑工程手冊(cè)》，在大中城市建筑物稠密地區(qū)進(jìn)行基坑工程施工，宜對(duì)下述內(nèi)容進(jìn)行調(diào)查： (1)周?chē)?構(gòu))筑物的分布，及其與基坑邊線的距離，(2)周?chē)?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(wú)樁基和對(duì)沉降差異的敏感程度，需要時(shí)要收集和參閱有關(guān)的設(shè)計(jì)圖紙，(3)周?chē)ㄖ锸欠駥儆跉v史文物或近代優(yōu)秀建筑，或?qū)κ褂糜写鈬?yán)格的要求；(4)如周?chē)?構(gòu))筑物在基坑開(kāi)挖之前已經(jīng)存在傾斜、裂縫、使用不正常等情況通過(guò)拍片、繪圖等手段收集有關(guān)資料。必要時(shí)要請(qǐng)有資質(zhì)的單位事先進(jìn)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(chē)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(yíng)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(yíng)路目前正在拓寬，擬作為中山路翻交后的非機(jī)動(dòng)車(chē)?yán)@行道路。因此，地面超載取為20。2 設(shè)計(jì)依據(jù)和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1) 《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120－99)2) 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010－2002）3) 《地基與基礎(chǔ)工程施工及驗(yàn)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(jì)規(guī)程》（DBJ08－61－97）8) 《簡(jiǎn)明深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)》9) 《基坑工程手冊(cè)》在基坑方案總體設(shè)計(jì)中,必須根據(jù)周?chē)h(huán)境要求、工程功能要求等制定出安全而合理的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。按深基坑工程已有工程經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)周?chē)h(huán)境保護(hù)要求，將基坑變形控制標(biāo)準(zhǔn)分為四個(gè)等級(jí)如下表21 表21：基坑變形控制保護(hù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)等級(jí)地面最大沉降量及圍護(hù)墻水平移控制要求環(huán)境保護(hù)要求特級(jí)1. 地面最大沉降量≤℅H；2. 圍護(hù)墻最大水平位移≤℅H；3. K≥離基坑10m，周?chē)械罔F，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(jí)1. 地面最大沉降量≤℅H；2. 圍護(hù)墻最大水平位移≤；3. K≥離基坑周?chē)鶫范圍內(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(jí)1. 地面最大沉降量≤℅H；2. 圍護(hù)墻最大水平位移≤℅H；3. K≥在基坑周?chē)鶫范圍內(nèi)設(shè)有較重要支線管線和一般建筑、設(shè)施三級(jí)1. 地面最大沉降量≤1℅H；2. 圍護(hù)墻最大水平位移≤℅H；3. K≥在基坑周?chē)?0m范圍內(nèi)設(shè)有需保護(hù)建筑設(shè)施和管線構(gòu)筑物注：H為基坑開(kāi)挖深度，在17m左右，K為抗隆起安全系數(shù)，按圓弧滑動(dòng)公式算出。根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)，該工程等級(jí)可以確定為二級(jí)。1) 全面響應(yīng)招標(biāo)文件，嚴(yán)格遵守招標(biāo)文件的各項(xiàng)條款。2) 采用先進(jìn)、成熟、有效、切實(shí)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(biāo)段施工任務(wù)。3) 充分考慮本標(biāo)段工程特點(diǎn)和周邊施工環(huán)境，最大限度地降低工程施工對(duì)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(lái)的不利影響。4) 嚴(yán)格貫徹“安全第一”的原則；采用監(jiān)控量測(cè)措施和信息反饋系統(tǒng)指導(dǎo)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(hù)達(dá)到沈陽(yáng)市政府及業(yè)主的要求。7) 堅(jiān)持優(yōu)化技術(shù)方案和推廣應(yīng)用“四新”成果，加強(qiáng)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(qiáng)施工管理，提高生產(chǎn)效率，降低工程造價(jià)。3 基坑維護(hù)方案設(shè)計(jì) 當(dāng)基坑工程的土方開(kāi)挖、采用有支護(hù)開(kāi)挖方式時(shí)，在基坑土方開(kāi)挖之前則需先施工支護(hù)體系。 支護(hù)體系按其工作機(jī)理和材料特性，分為水泥土擋墻體系、排樁和板墻式支護(hù)體系和邊坡穩(wěn)定式三類(lèi)。 水泥土擋墻體系，依靠其本身的自重和剛度保護(hù)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(hù)體系，通常由圍護(hù)堵、支撐(或土層諾桿)及防滲旅幕等組成。 在基坑支護(hù)中，實(shí)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(jí)、周?chē)h(huán)境等各方面的要求，對(duì)以下四種支護(hù)方式進(jìn)行具體的分析，從而選出最適合于本工程施工的一種支護(hù)方式。深層攪拌水泥土圍護(hù)墻是采用深層攪拌機(jī)就地將土和輸入的水泥漿強(qiáng)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(hù)墻的優(yōu)點(diǎn)：由于一般坑內(nèi)無(wú)支撐，便于機(jī)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(jì)。其缺點(diǎn)首先是位移相對(duì)較大，尤其在基坑長(zhǎng)度大時(shí)。為此可采取中間加墩、起拱等措施以限制過(guò)大的位移；其次是厚度較大，只有在紅線位置和周?chē)h(huán)境允許時(shí)才能采用，而且在水泥土攪拌樁施工時(shí)要注意防止影響周?chē)h(huán)境。一般情況下，當(dāng)紅線位置和周?chē)h(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(jiǎn)易的鋼板校園護(hù)墻，由槽鋼正反扣搭接或并排組成。槽鋼長(zhǎng)6—8m，型號(hào)由計(jì)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(yán)密，一般不能完全止水。如地下水位高，需要時(shí)可用輕型井點(diǎn)降低地下水位。一般只用于一些小型工程。鋼板樁的優(yōu)點(diǎn)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(jiǎn)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(fèi)用較低。其缺點(diǎn)是一般的鋼板樁剛度不夠大，用于較深的基坑時(shí)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(shí)易帶土，如處理不當(dāng)會(huì)引起土層移動(dòng)，可能危害周?chē)沫h(huán)境。由于其截面抗彎能力弱，一般用于深度不超過(guò)4m的基坑。地下連續(xù)墻是于基坑開(kāi)挖之前，用特殊挖槽設(shè)備、在泥漿護(hù)壁之下開(kāi)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(hù)墻有廠述優(yōu)點(diǎn)：(1) 施工時(shí)振動(dòng)少、噪聲低，可減少對(duì)周?chē)h(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(duì)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(shí)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(diǎn)：如單獨(dú)用作圍護(hù)堵成本較高；施工時(shí)需泥漿護(hù)壁，泥漿要妥善處理，否則影響環(huán)境。當(dāng)基坑深度大，周?chē)h(huán)境復(fù)雜井要求嚴(yán)格時(shí)，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(guó)內(nèi)亦稱(chēng)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(lái)，使之成為同時(shí)具有受力與抗?jié)B兩種功能的支護(hù)結(jié)構(gòu)的圍護(hù)培?？由畲髸r(shí)亦可加設(shè)支撐。從我國(guó)目前的設(shè)計(jì)施工水平看，SMW工法圍護(hù)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(jì)效益顯著。對(duì)于深層攪拌水泥土圍護(hù)墻，,坑內(nèi)無(wú)支撐肯定達(dá)不到安全施工的要求。同時(shí)基坑長(zhǎng)度過(guò)大，為此要采取中間加墩、起拱等措施以限制過(guò)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?chē)h(huán)境允許時(shí)才能采用，而且在水泥土攪拌樁施工時(shí)要影響周?chē)h(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(duì)于槽鋼鋼板樁，由于搭接處不嚴(yán)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(shí)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(guò)4m的基坑。對(duì)于本工程，顯然不合要求，故放棄此支護(hù)方案。對(duì)于地下連續(xù)墻和SMW(勁性水泥土攪拌樁法)，是深基坑支護(hù)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(jià)要求，我認(rèn)為還是優(yōu)先使用SMW(勁性水泥土攪拌樁法)工法進(jìn)行施工。因?yàn)樵摴こ棠蟼?cè)為同仁大廈的附屬建筑，東側(cè)為同仁賓館，在吉兆營(yíng)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(duì)環(huán)境的要求和破壞都很大，同時(shí)由于該工程開(kāi)挖深度深，基坑長(zhǎng)，如果采用地下連續(xù)墻施工的話，那么工程造價(jià)勢(shì)必會(huì)提高很多。所以采用SMW工法較為合理。具體參數(shù)如下。　　SMW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(jiàn)圖31。 圖31 型鋼示意圖　　水泥土攪拌樁樁機(jī)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(jiàn)圖32。 4 基坑支撐方案設(shè)計(jì)根據(jù)《基坑工程手冊(cè)》，對(duì)于深度較大的基坑，為使圍護(hù)堵經(jīng)濟(jì)合理和受力后變形的控制在一定范圍內(nèi)，都需沿圍護(hù)墻豎向增設(shè)文承點(diǎn)，以減小跨度。如在坑內(nèi)對(duì)圍護(hù)墻加設(shè)支承稱(chēng)為內(nèi)文撐；如在坑外對(duì)圍護(hù)墻拉設(shè)支承，則稱(chēng)拉錨(土錨)。內(nèi)支撐受力合理、安全可靠、易于控制圖護(hù)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(lái)一些不便，需通過(guò)換撐加以解決。用土錨拉結(jié)圍護(hù)墻，坑內(nèi)施工無(wú)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(zhǎng)度，在建筑物密集地區(qū)如超出紅線油需專(zhuān)門(mén)申請(qǐng)，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(hù)墻的變形，應(yīng)以?xún)?nèi)支撐為主。支護(hù)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(lèi)。 鋼支撐的優(yōu)點(diǎn)是安裝和拆除速度較快，能盡快發(fā)揮艾撐的作用，減小時(shí)間效應(yīng)，既使圍護(hù)墻因時(shí)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(zhuān)業(yè)化施工；可以施加預(yù)緊力，還可根據(jù)圍護(hù)墻變形發(fā)展情況，多次調(diào)正預(yù)緊力值以限制圍護(hù)墻變形發(fā)展。其缺點(diǎn)是整體剛度相對(duì)較弱，支撐的間距相對(duì)較?。挥捎谠趦蓚€(gè)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(diǎn)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(hù)墻的變形小，有利于保護(hù)周?chē)h(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(diǎn)是支撐成型和發(fā)揮作用時(shí)間長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)澆筑需時(shí)較長(zhǎng)，再加上養(yǎng)護(hù)達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度，時(shí)間更加長(zhǎng)，為此時(shí)間效應(yīng)大，使圍護(hù)墻因時(shí)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(duì)困難，如利用控制爆破拆除，有時(shí)周?chē)h(huán)境不允許，如用人工拆除．時(shí)間較長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大。由于本工程的施工同時(shí)施工影響著珠江路地鐵車(chē)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(shí)間長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)澆筑需時(shí)較長(zhǎng)，同時(shí)養(yǎng)護(hù)要達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度，時(shí)間更加長(zhǎng)，一來(lái)是時(shí)間不允許，二來(lái)是圍護(hù)墻也會(huì)因時(shí)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(duì)困難。又由于工程周?chē)ㄖ镙^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(shí)間效應(yīng)，有利于保證工期；可以重復(fù)利用。此基坑長(zhǎng)度長(zhǎng),開(kāi)挖深度大,若是連結(jié)處處于絞結(jié)狀態(tài)的話，對(duì)于基坑開(kāi)挖的安全性是不能保證的，也能滿(mǎn)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(dāng)基坑的平面尺寸較大時(shí)，需布置支撐立柱來(lái)支撐水平支撐系統(tǒng)的自重，同時(shí)還可以防止支撐彎曲，在一定程度上起到縮短支撐的計(jì)算長(zhǎng)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(kāi)挖結(jié)束建筑底板的時(shí)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(guò)，否則必須截?cái)嗟装邃摻罨蛟诹⒅鶄?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(hù)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(gè)重要作用是加強(qiáng)支護(hù)墻體的整體性，將支護(hù)墻體的各施工單元組成一個(gè)整體而共同受力。內(nèi)支撐施工體系