【正文】 第三層水：潛水～承壓水，主要含水層為中砂 ⑾ 5，初見水位埋深 ～ ，絕對標高 ～ ；靜止水位埋深 ～ ，絕對標高 ～ 。 歷年最高水位 : 擬建場地歷年最高地下水位曾接近自然地面，絕對標高 左右，近 3～ 5 年最高地下水位絕對標高為 左右。 液化判別 根據(jù)《鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范》（ GB50111－ 20xx）附錄 B進行判別，擬建場地地面下20m 深度范圍內(nèi)的飽和粉土及砂土不液化。 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計 6 第 二 章 基坑支護 結(jié)構(gòu) 設(shè)計 第一節(jié) 施工方法的論證 目前國內(nèi)地鐵車站施工主要方法有明挖法、蓋挖法、暗挖法，每種方法都有其適用條件及優(yōu)缺點，結(jié)合本車站現(xiàn)場選定站位實際情況，對以 下 三種方法進行多方面比較，具體優(yōu)缺點詳見下表。 明挖法施工中圍護結(jié)構(gòu)的主要型式見下表 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計 7 表 22 圍護結(jié)構(gòu)方案比較表 圍護結(jié)構(gòu)型 式 優(yōu) 點 缺 點 經(jīng)濟性 放坡開挖 施工簡單，不需要大型設(shè)備。 土體位移小，采用信息化施工可確保工程和施工安全。 造價最低 鉆孔咬合 樁 可根據(jù)基坑深度，調(diào)整樁徑等參數(shù)，對地層地質(zhì)條件、基坑深淺等條件適應(yīng)性好； 結(jié)構(gòu)剛度好，對地面沉降控制好。 造價相對較高 鉆孔樁＋基坑外降水 適用多種地層，施工進度可控制； 可根據(jù)基坑深度調(diào)整設(shè)計參數(shù)，滿足強度和剛度要求； 基坑外降水，地下水位低時優(yōu)勢明顯； 對城市環(huán)境有一定影響； 施工工藝較復(fù)雜。 應(yīng)具有較好的工程及水文地質(zhì)條件。 待基坑施工至基底開始施工結(jié)構(gòu)時，需要向基坑內(nèi)運輸工程材料，在調(diào)裝的過程中，支撐有著很大的限制與不便。 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計 8 （三） 體系效果 從監(jiān)控量測的數(shù)值反映和對比，兩種支護體系效果均比較理想，樁體的側(cè)向位移都在 3cm 以內(nèi)。 施工荷載：按 0=30kPa? 計。 ikc 三軸試驗聚力標準值如 下 表 23： 表 23 Cik三軸試驗聚力標準值 土層 ① 素填土 ③ 2 粉土 ④ 2 粉土 ④ 粉質(zhì)粘土 ⑤ 2 粉土 ⑤ 4 細砂 ⑦ 粉質(zhì)粘土 ⑨ ⑩ 粉質(zhì)粘土 ikc 8 8 10 17 6 0 21 21 加權(quán) c ? ?8 1 . 8 8 2 . 6 1 0 3 1 7 2 . 3 6 0 . 7 2 1 1 1 . 8 / 2 4 . 6 1 4 . 5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 綜上 按式 (23)計算得出 水平荷載標準值 計算結(jié)果 下 表 24： 表 24 水平荷載標準值 土層 ① 素填土 ③ 2 粉土 ④ 2 粉土 ④ 粉質(zhì)粘土 ⑤ 2 粉土 ⑤ 4 細砂 ⑦ 粉質(zhì)粘土 ⑨ ⑩ 粉質(zhì)粘土 jz （ m） aiK ikc akj? (kPa) 三 水平抗力標準值 根 據(jù)《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》（ JGJ120－ 99） ， 基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標準值 pjke 按下列方法 計算 。 計算結(jié)果見下 表 29： 表 29 基坑內(nèi)側(cè)抗力標準值 土層 jz (m) piK kic (kPa) pkj? (kPa) ⑨ ⑩ 粉質(zhì)粘土 21 第四節(jié) 護坡樁設(shè)計 一 、 嵌 固深度計算 多層錨桿整體等值梁的計算方法是，把基坑下樁的彎矩零點與樁頂之間的樁當(dāng)作多跨連續(xù)梁，錨桿位置當(dāng)作連續(xù)梁的支點，采用力矩分配法計算支點反力。 樁土間的 摩 擦角 12=~33? ? ? 之間，由于是 砂 土為主，所以取 o2= =?? 。 用彎矩分配法計算支點反力 現(xiàn)將基坑支護圖畫作一連續(xù)梁，其荷載為土壓力及地面荷載， 土壓力為零點經(jīng)計算離坑底為 ，近似看作為彎距為零處， F 點看作 為一地下支點無 彎距，如下圖 21 所示 ： mq=30kNABCDEFe=142. 8 圖 21 基坑支護簡圖 將基坑支護圖畫成為一連續(xù)梁，契合在為土壓力及地面荷載，見圖 22 所示：kN/mB C DEFA 1 圖 22 整體等值梁計算簡圖 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計 12 A 點 超荷壓力 為 a 0 a 3 0 0 .4 1 1 2 .3 k Paq q K? ? ? ? ?。q q q f =0kPaq 。如下 圖 24 所示 ： B Cq1q2 圖 24 樁 BC 段計算簡圖 由公式得 ? ? 212C 7 + 8 l = 1 8 9 . 7 9 k N m120qqM ??； BAC B C= = 1 6 6 . 9 4 k N m2MMM ? （ 3）、 CD 段彎矩計算 梁 CD 段如 圖 25 所示， 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計 13 C Dq1q2 圖 25 樁 CD 段計算簡圖 兩端均為固端，其計算公式為： ? ?22 2212CD 1 0 7 . 8 7 1 . 17 1 . 1 = = 1 4 4 . 7 5 k N m1 2 3 0 1 2 3 0 4 . 54 . 5M qqll ??? ? ? ? ?22 2212DC 1 0 7 . 8 7 1 . 17 1 . 1= = 1 5 7 . 1 4 k N m1 2 2 0 1 2 2 0 4 . 54 . 5M qqll ??? ? ? ? （ 4） 、 DEF 段彎矩計算 梁 DEF 段如圖 26 所示， q3q2q1kN/ ml=a+ b= 6. 6D FE 圖 26 樁 DF 段計算簡圖 F 點為彎矩零點， 1q =， 2q ==35kN， 3q =。 表 210 彎距分配 通過彎矩分配，得出各支點的彎矩為： 45 .7 kN m98 .0 8k N m45 6. 1kN m0BCDFMMMM? ? ?? ? ?? ? ??。 2 5 7 k NR R R R? ? ? ? (7)、 反力核算 土壓力及地面荷載共計為 ： 1 7 . 5 3 2 . 31 4 2 . 8 1 4 2 . 8 1 4 1 5 . 8 6 k P a22? ? ? ? 支點反力 B C D F 1 4 6 . 3 7 2 7 1 . 9 2 7 5 6 . 9 8 5 2 5 7 1 4 3 2 . 2 7 5 k PaR R R R R? ? ? ? ? ? ? ? ? 土壓力及地面荷載的合力與支點反力的合力之間的差值在允許范圍內(nèi)，滿足要求。 截面彎矩設(shè)計值為 m ax0j MM ?? （ 211） 式中 0? 為基坑側(cè)壁安全等級重要性系數(shù)，查表取 。 圖 29 圍護 樁身配筋斷面圖 注： ① ——樁主筋， ② ——箍筋， ③ ——加強筋 根據(jù)基坑開挖尺寸，護坡樁應(yīng)該為： 3 2 . 7 2 2 1 1 . 7 2 7 . 4 2 2 . 8 2 2 2 . 3 2 3 4 6 . 11 . 6n ? ? ? ? ? ? ? ? ???根。支護樁平面布置見附圖一。樁、冠梁的結(jié)構(gòu)配筋圖見附圖 三 。 一、 計算 錨桿 承載力 由 第二章第三節(jié)的計算 ，以及假設(shè)，確定了護結(jié)構(gòu)錨拉 點的層數(shù)及置，以及每個錨拉點的設(shè)計錨拉力 dT 。 ?。?。 以上述計算為依據(jù)進行錨桿 截面 設(shè)計。 第一道錨桿： p11 2 6An A? ? ?，用 ? ? 7 5? 1束 。 帶入?yún)?shù) 計算 得： f1 ? ； f2 ? ； f3 ? 取 5m。 將 參數(shù) 帶入式（ 219） 計算 得：a1 1 .3 1 8 9 .4 4 .6 m0 .2 8 5L ? ?????；a2 1 .3 3 5 1 .9 8 .6 m0 .2 8 5L ? ?????；a3 1 .3 9 7 9 .6 2 3 .8 m0 .2 8 5L ? ?????。 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計 22 錨 桿水平間距不宜小于 。 樁錨支護布置圖見附圖 三 。 施工順序： (1)施工準備 施工準備包括：選擇鉆機、鉆具、場地布置等。 為防止樁位不準，施工中很重要的是定好中心位置和正確的安裝鉆孔機，對有鉆塔的鉆孔機，先利用鉆機的動力與附近的地籠配合，將鉆桿移動大致定位，再用千斤頂將機架頂起，準確定位，使起重滑輪、鉆頭或固定鉆桿的卡孔與護筒中心在一垂線上，以保證鉆機的垂直度。當(dāng)鉆孔較深時，在地下水位以下的孔壁土在靜水壓力下會向孔內(nèi)坍塌、甚至發(fā)生流砂現(xiàn)象。護筒要求堅固耐用，不漏水，其內(nèi)徑應(yīng)比鉆孔直徑大（旋轉(zhuǎn)鉆約大 20c m，潛水鉆、沖擊或沖抓錐約大 40cm），每節(jié)長度約 2~3m。調(diào)制的鉆孔泥漿及經(jīng)過循環(huán)凈化的泥漿，應(yīng)根據(jù)鉆孔方法和地層情況來確定泥漿稠度，泥漿稠度應(yīng)視地層變化或操作要求機動掌握，泥漿太稀，排渣能力小、護壁效果差；泥漿太稠會削弱鉆頭沖擊功能，降低鉆進速度。所以鉆好的孔應(yīng)及時清孔，下放鋼筋籠和灌注水下混凝土。在終孔檢查完全符合設(shè)計要求時，應(yīng)立即進行孔底清理，避免隔時過長以致泥漿沉淀，引起鉆孔坍塌。通?？刹捎谜h(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機、反循環(huán)旋轉(zhuǎn)機真空吸泥機以及抽渣筒等清孔。 二、 鉆孔灌注樁常見施工問題 縮徑 產(chǎn)生的原因： (1)清孔不徹底，泥漿中含泥塊較多，再加上終灌拔管過快，引起樁頂周邊夾泥，導(dǎo)致保護層厚度不足。其原理就是用壓縮機產(chǎn)生的高壓空氣吹入吸泥機管道內(nèi)將泥渣吹出。對于柱樁，要求在射水或射風(fēng)前，沉渣厚度不大于 5c m。 (6)清孔 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計 24 鉆孔的深度、直徑、位置和孔形直接關(guān)系到成裝置量與樁身曲直。在施工中要注意不斷添加泥漿和抽渣 (沖擊式用 )，還要隨時檢查成孔是否有偏斜 現(xiàn)象。 (4)泥漿制備 鉆孔泥漿由水、粘土 (膨潤土 )和添加劑組成。護筒除起到這個作用外，同時好有隔離地表水、保護孔口地面、固定樁孔位置和鉆頭導(dǎo)向作用等。對準樁位后，用枕木墊平鉆機橫梁，并在塔頂對稱于鉆機軸線上拉上纜風(fēng)繩。 (2)鉆孔機的安裝與定位 安裝鉆孔機的基礎(chǔ)如果不穩(wěn)定，施工中 易產(chǎn)生鉆孔機傾斜、樁傾斜和樁偏心等不良影響，因此要求安裝地基穩(wěn)固。 一、 泥漿護壁施工法 沖擊鉆孔，沖抓鉆孔和回轉(zhuǎn)鉆削成孔等均可采用泥漿護壁施工法。錨固力分別為 、 、 （詳見設(shè)計圖），錨桿成孔后分別下入 1d15（ 7 ? 5）、 2d15（ 7 ? 5）、 4d15（ 7 ? 5）低松弛型鋼絞線，強度 1860N/mm2，每 2m 設(shè)一對中支架，常壓灌注 普通硅酸鹽純水泥漿，水灰比 ，初凝后 48小時補漿 12 次，強度 20Mpa，注漿 7 天后張拉鎖定，鎖定力為設(shè)計值的 60℅，在鋼絞線加工過程中，放入一根塑料注漿 管，距孔底 300～ 500mm，錨桿注漿過程中，沿著該管注漿和補漿，不能取出 ， 錨桿鎖在兩根 25B工字鋼上，錨桿外加一塊 200mm300mm20mm 鋼墊板。 錨桿自由段長度不宜小于 5m。 2 0 0u d 2 / c o s1 5 3 3 9 . 9 / c o s1 5 3 5 1 . 9 k NNT? ? ?。 第二道錨桿： p22 5 .4 5 3 .0 91 .7 6An A? ? ?，用 ? ? 7 5? 4束。 2dp1py1 8 2 . 9 6 1 . 0 2 c mc o s 1 8 6 0 . 9 7TA f ?? ? ?? 2dp2py3 3 9 . 9 1 . 8 9 c mc o s 1 8 6 0 . 9 7TA f ?? ? ?? 2dp3py9 7 9 . 6 5 . 4 5 c mc o s 1 8 6 0 . 9 7TA f ?? ? ?? 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計 21 對于長度大、要求高承載力的錨桿，宜選用鋼絞線作拉桿。 d 2 0 c 21. 25 1. 25 1 27 1. 92 33 9. 9 kPa?? ? ? ? ?。 c 2 C 27 1. 92 kPaTR?? 。根據(jù)錨桿所承受的水平力，以及錨桿的傾斜角即可中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計 20 確定錨桿所 受軸向力。護坡樁樁長 ，其中嵌固段 8m，樁間距 1600mm，樁徑 800mm，成孔后下入鋼筋籠，樁身鋼筋深