【正文】 ............................................................................................................ 44 參考文獻(xiàn)： .................................................................................................................... 45 第一章 前言 基坑工程發(fā)展簡(jiǎn)況 隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和人們生活水平的提高，近年來(lái)我國(guó)的各類建筑與市政工程得到飛速發(fā)展。 Terzaghi 和 Peck 等人早在 20 世紀(jì) 40 年代就提出了預(yù)估挖方穩(wěn)定程度和支撐荷載大小的總應(yīng)力法，這一理論原理一直沿用至今，但已有了許多改進(jìn)和修正。 20 世紀(jì) 80 年代以后， 我國(guó)開(kāi)始出現(xiàn)了一些較深的基坑，在上海軟土地區(qū)出現(xiàn)兩層地下室，開(kāi)挖深度 左右。以上海為例，至今高層建筑已超過(guò) 2020 幢。 為總結(jié)各地積累的基坑設(shè)計(jì)和施工的經(jīng)驗(yàn)，中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)和中國(guó)建筑學(xué)會(huì)的土力學(xué)和基礎(chǔ)工程學(xué)會(huì)，相繼召開(kāi)過(guò)多次全國(guó)和地方的基坑工程學(xué)術(shù)會(huì)議，并出版有關(guān)論文集。 基坑中支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用 基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要是為主體結(jié)構(gòu)的施工提供安全、無(wú)地下水干擾的施工空間，承受基坑開(kāi)挖卸荷所產(chǎn)生土壓力和水壓力并將此壓力傳遞到支撐上，是穩(wěn)定基坑并對(duì)相鄰的結(jié)構(gòu)和設(shè)施提供可靠保護(hù)的一種施工臨時(shí)擋墻結(jié)構(gòu)。水泥土攪拌樁 維護(hù)方法一般采用懸臂開(kāi)挖的方法，變形較大。是一種簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的支護(hù)方法。它依靠與土體之間的粘結(jié)力或摩擦力，在土體發(fā)生變形時(shí)被動(dòng)承受拉力作用。復(fù)合土釘適用于有松散砂土和軟土的地層。采用雙排灌注樁和鉆孔咬合樁等新型排樁支護(hù)方式也有嘗試。這種支護(hù)結(jié)構(gòu)施工時(shí)對(duì)周圍環(huán)境影響小，對(duì)土層條件適應(yīng)性強(qiáng)，墻體抗彎剛度、防滲性能和整體性均較好，但其造價(jià)比較高。一般情況下，內(nèi)插型鋼在施工結(jié)束后可拔除回收利用?？赏ㄟ^(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)剛度、經(jīng)濟(jì)性、工期等對(duì)比分析確定優(yōu)劣后，選擇代替鉆孔灌注排樁作為圍護(hù)墻。 2）混凝土支撐：系統(tǒng)布置形式多種多樣，可用于平面形狀較復(fù)雜的基坑。 3）鋼支撐：通常情況下采用相互正交、均勻布置的對(duì)撐桁架體系。基坑長(zhǎng)度超過(guò) 100m 是施工難度大?；又ёo(hù)方案的選擇直接關(guān)系到工程高價(jià)、施工進(jìn)度及基坑周邊環(huán)境的安全。 深基坑支護(hù)方案的選定要點(diǎn) 1）臨時(shí)性要求： 對(duì)于每一個(gè)工程的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)來(lái)講，盡管暴露時(shí)間長(zhǎng)短不一，但無(wú)一例外均屬于臨時(shí)性支護(hù)結(jié)構(gòu)，其所受的荷載均是短期荷載，所以支護(hù)結(jié)構(gòu)方案選定時(shí)應(yīng)充分考慮其短期行為，最大限度的降低支護(hù)成本。 深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)思路 設(shè)計(jì)者要在詳細(xì)了解和分析現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境及地質(zhì)情況、地下管線的情況以后，根據(jù)以往成熟的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合考慮支護(hù)、止水、降水、回灌、監(jiān)控、應(yīng)急等項(xiàng)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，從經(jīng)濟(jì)合理的角度，拿出適合工程特點(diǎn)的支護(hù)結(jié)構(gòu)方案。 4）進(jìn)行監(jiān)控要點(diǎn)的估算、位移驗(yàn)算。 綜述：基坑工程有著悠久的發(fā)展歷史，它發(fā)展于 20 世紀(jì)的西方，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，基坑工程及為確?；庸こ贪踩幕又ёo(hù)工程在我國(guó)得到了飛速的發(fā)展。本工程為東風(fēng)路下穿文化路隧道工程，工程起點(diǎn) 0440，終點(diǎn) 0+440，工程總長(zhǎng)為 880 米，其中隧道長(zhǎng) 286 米，凈空高 米，斷面形式為雙孔箱涵，單孔凈 跨徑 8 米，東西向引坡長(zhǎng)分別為 185 及 205 米。 工程地質(zhì)條件 場(chǎng)地地形地貌 及 地層結(jié)構(gòu) 擬建場(chǎng)地屬于鄭州市東北部， 地貌單元屬黃河沖積平原鄭州東 部泛濫平原區(qū)，地形較平坦，地貌單一， 場(chǎng)地表層主要為水泥地坪。 ⑵粉土 (Q43al)：層底埋深 ，層厚 。本層局部夾有⑵ 1 層粉土，稍濕，中密。含白色鈣質(zhì)條紋和小粒徑鈣質(zhì)結(jié)核，鈣質(zhì)結(jié)核局部富集。干強(qiáng)度低、韌性低，搖震反應(yīng)中等。干強(qiáng)度低、韌性低，搖震反應(yīng)中等，見(jiàn)小粒徑鈣質(zhì)結(jié)核，白色蝸牛碎片等。干強(qiáng)度低、韌性低，搖震反應(yīng)中等。（詳見(jiàn)下表 ）。本層顆粒粒徑變化較大，局部為中砂。見(jiàn)鐵染斑點(diǎn)、鈣質(zhì)條紋，含小粒徑鈣質(zhì)結(jié)核，切面光滑，稍有光澤。含黑褐色鐵錳質(zhì)斑點(diǎn)，少量鈣質(zhì)結(jié)核。 根據(jù)本場(chǎng)地附近波速測(cè)試資料，按規(guī)范《 GB500112020》表第 條并結(jié)合本場(chǎng)地 地層，估算各土層剪切波速值見(jiàn) 表 ： 表 各層土剪切波速估算計(jì)表 層號(hào) ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 波速（ m/s） 110 145 180 165 210 175 310 330 以等效剪切波速平均值為 m/s，依據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB500112020）第 、 條規(guī)定，判定本場(chǎng)地土類型為中軟場(chǎng)地土；根據(jù)周圍場(chǎng)地地震安評(píng)資料，場(chǎng)地覆蓋層厚度 左右。屬第四系松散巖類孔隙潛水 ,地下水的補(bǔ)給主要為大氣降水，場(chǎng)地環(huán)境類別屬Ⅰ類。 綜上所述，地下水對(duì)混凝土無(wú)腐蝕性 （ 水質(zhì)分析結(jié)果見(jiàn)檢測(cè)報(bào)告 ） 。 表 地基承載力基本容許值、抗剪指標(biāo)、壓縮模量綜合表 層號(hào) ② ② 1 ③ ④ ⑤ ⑥ ⑥ 1 ⑦ ⑧ ⑨ 地基承載力基本容許值 [fa0] (kPa) 90 100 110 95 140 100 140 240 245 240 抗剪強(qiáng)度 （直剪） Ｃ k（ kPa） φ k(度 ) 壓縮模 Es12(MPa) 壓縮性評(píng)價(jià) 高 高 中 高 中 中 中 低 低 低 場(chǎng)地穩(wěn)定性和適宜性評(píng)價(jià) 根據(jù)化工部鄭州地質(zhì)勘察院提供勘察報(bào)告，本次野外勘察結(jié)果，勘探點(diǎn)位置未發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)作用及古墓、暗濱等對(duì)工程不利的埋藏物。 本場(chǎng)地區(qū)域上位于華北地臺(tái)南緣，基底地塊完整，據(jù)區(qū)域資料，鄭州地區(qū)的斷裂大都為前新生代的非活動(dòng)斷裂，新生代以來(lái)活動(dòng)斷裂老鴉陳斷裂距本場(chǎng)地較遠(yuǎn)，且其活動(dòng)微弱，對(duì)擬建場(chǎng)地的穩(wěn)定性無(wú)直接影響。 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型與論證 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)等級(jí)的確定 擬建場(chǎng)地位于文化路與東風(fēng)路交叉口，東南角緊鄰河南財(cái)經(jīng)大學(xué)，東北角緊鄰塞博數(shù)碼廣場(chǎng)，西南角緊鄰科技市場(chǎng)及百腦匯，且東風(fēng)路兩邊均分布有建（構(gòu)）筑物及繁多地下城市管線，場(chǎng)地平坦，工程環(huán)境條件較復(fù)雜。因此考慮支護(hù)方案分別為： ○ 1 鋼板樁加內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)； ○ 2 排樁加止水帷幕加內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)； ○ 3 SMW 工法加內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)； ○ 4 地下連續(xù)墻加內(nèi)支撐。但，本工程周圍民用建筑物較多，且距離基坑工程較近，這就造成了很大的樓層超載，使用該種支護(hù)方式，工程要承受加大風(fēng)險(xiǎn)。本工程安全等級(jí)要求較高，處于安全要求考慮，不采用該工藝。 綜述：鄭州市東風(fēng)路 文化路下穿式隧道工程，工程場(chǎng)地平整，施工環(huán)境復(fù)雜。 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮其結(jié)構(gòu)水平變形、地下水的變化對(duì)周邊環(huán)境的水平與豎向變形的影響，對(duì)于安全等級(jí)為一級(jí)和對(duì)周邊環(huán)境變形有限定要求的二級(jí)建筑基坑側(cè)壁，應(yīng)根據(jù)周邊環(huán)境的重要性、對(duì)變形的適應(yīng)能力及土的性質(zhì)等因素確定支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平變形限值。 荷載及 物理指標(biāo)的計(jì)算 荷載的確定 本工程開(kāi)挖長(zhǎng)度為 471 米，開(kāi)挖長(zhǎng)度較長(zhǎng)，按照規(guī)范要求需要進(jìn)行各斷面計(jì)算。最終應(yīng)由結(jié)構(gòu)計(jì) 算、復(fù)核決定。 土的物理指標(biāo) 通過(guò)化工部鄭州地質(zhì)勘查院提供勘查資料，計(jì)算截面土層厚度及物理指標(biāo)如表 所示 ： 表 剖面土層物理指標(biāo)表 土層編號(hào) 重度 ? （ 3mKN ） 粘聚力 kC (kpa) 摩擦角 )(?k? 對(duì)應(yīng)截面墻體所穿越土層厚度 m ○ 2 ○ 3 ○ 4 ○ 5 ○ 6 ○ 6 1 ○ 7 18 ○ 8 在地下連續(xù)墻深度范圍內(nèi)，由于各層土的物理指標(biāo)不相同，為了計(jì)算方便和合理，對(duì)各種物理指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)計(jì)算。合力水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值之和。 aiikaia fka ij KCKe 2?? ? (39) ○ 2 計(jì)算點(diǎn)在水位以下 。 拉力為 0 深度的確定 ： 9220 ????? ???? 米?? qKCZa 因此，不存在拉力區(qū)。 根據(jù)《土力學(xué)》中關(guān)于朗肯土壓力理論的論述，水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值可有以下公式計(jì)算得出。鋼支撐計(jì)算根據(jù)《基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)與地基處理》一書(shū)中關(guān)于多點(diǎn)支撐計(jì)算方 法計(jì)算得出 ，即分段等值梁法。第二層和第三層根據(jù)露面荷載作用范圍定出。 根據(jù) O1 點(diǎn)力矩為 0 知： ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ?62622212121221221121xKcKhhKcKhhhhKhhqxhRaaaaa???????????? （ 316） 代入數(shù)值得： R1= 圖 第一道鋼筋布置受力示意圖 受力情況如圖 所 示： 圖 第二道支撐受力示意圖 距離基坑第二次開(kāi)挖面 x1 距離處主動(dòng)土壓力與被動(dòng)土壓力相等，即： ? ?? ? aapp KCKxhhKcxK 245302 1211 ??????? ?? （ 317） 代入數(shù)據(jù) 得： x1= 米 。由相關(guān)資料可得，對(duì)于 mm609? ， mm14?? 鋼管支撐，極限承載力可達(dá) 5000KN 以上，若取安全系數(shù)為 2，則可得其設(shè)計(jì)取用值可達(dá) 2500KN,鋼支撐安裝拆卸方便，可施加預(yù)應(yīng)力，破壞前沒(méi)有明顯變形。 地下連續(xù)墻的配筋計(jì)算 內(nèi)力計(jì)算 ： 假設(shè)最大彎矩作用點(diǎn)距離地下連續(xù)墻底端的距離為 x。 配筋計(jì)算 地下連續(xù)墻厚為 、 墻長(zhǎng)為 27m、 地下連續(xù)墻槽段寬 3m、 水泥 強(qiáng)度 等級(jí)為 C40。 根據(jù)下式進(jìn)行 受拉筋 配筋 ?????? ?? 20 xhfAM ys （ 324） 即有： 203 5 8 92mmxhfMAys ??????? ?? 式中： ；鋼材抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，；混凝土抗拉標(biāo)準(zhǔn)值，；，橫截面距離中軸線高度；鋼材等級(jí)有關(guān)的常數(shù)，界限相對(duì)受壓高度，與；層厚度取為混凝土有效高度，保護(hù)；混凝土抗壓強(qiáng)度值，；數(shù)，取為與混凝土強(qiáng)度相關(guān)的常220021/N300/400750,50/mmfmmfmmxhmmhmmNfytbc?????????? 選用 28Φ 25100 實(shí)配面積 As= 地下連續(xù)墻超筋破壞驗(yàn)算： ????? bhx ?? ，不會(huì)發(fā)生超筋破壞 地下連續(xù)墻少筋破壞驗(yàn)算： %% 24091 m i n, ????? ??? ytss ffAA ?? ， 不會(huì) 發(fā)生少筋破壞 配筋選用鋼筋及實(shí)配面積如下所示： 表 地下連續(xù)墻配筋表 選筋類型 級(jí)別 鋼筋 實(shí)配 [計(jì)算 ]面積 實(shí)配值 (mm2/m) 基坑內(nèi)側(cè)縱筋 HRB335 D25100 基坑外側(cè)縱筋 HRB335 D25100 水平筋 HRB335 D12200 565 拉結(jié)筋 HPB235 d6200 283 綜述：本章節(jié)在對(duì)土層信息的處理后，依據(jù)規(guī)范所給出的計(jì)算方法和施工經(jīng)驗(yàn)所總結(jié)出的入土比并在考慮工程的經(jīng)濟(jì)需要的情況下，在對(duì)地下連續(xù)墻的嵌固
。 構(gòu)造鋼筋選用 HRB335。 最大彎矩為： ? ? ? ? ? ?? ?? ?? ?? ? 23322121232115222222xKcKKhhqKcxKqKqKCKKcKRRRMpppaaaaappc???????????????????????????????????????（ 323） 解得 Mc= MkN? 根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程 JGJ12099(0907)》有關(guān)規(guī)定 ： 設(shè)計(jì)最大彎矩 MkNMM c ??? 1 4 0? 。鋼支撐要預(yù)先租用，還要有專門安裝拆除的施工隊(duì)伍和吊裝焊接機(jī)械。鋼管長(zhǎng)度為 。根據(jù)《基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)與地基處理》一書(shū)中有關(guān)分段等值梁法計(jì)算多道支撐和地下連續(xù)墻嵌固深度。將已算得的前幾道支撐力作為定值代入支撐計(jì)算中，按對(duì)鉸點(diǎn)彎矩平衡的條件，求得支撐內(nèi)力。 （ 2）水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ： 22122?????????????? aaaa KCq H KKHE ? 合力的作用點(diǎn)距離墻底的距離 ： mEHKCHqKHKyaaaaa 2 4 442220???????????????? （ 3） .基坑內(nèi)側(cè)土的水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值 ： kNKCHKE ppP 22?????????? ? 合力作用點(diǎn)距離地下連續(xù)墻底端的距離 ： mEHKCHKyapp 220?????????? ? 根據(jù)以下公式驗(yàn)算： ? ?? 0 aiapjp Eh