【正文】 and foundation pit excavation stability checking and stop water rainfall in design, construction and foundation pit construction anization and design.Keywords: West river diversion project, Design of deep foundation pit supporting, Steel sheet pile with interior support, Bored piles with interior support, cement mixing pile, Waterproof curtain.3 1 前 言我國的建筑的大量興建和地下空間的開發(fā)利用，導致基坑工程開挖深度的不斷加深和開挖面積的不斷增大，促進了基坑工程的設計和施工的發(fā)展。內(nèi)支撐系統(tǒng)的設計包括支撐類型的選擇及結構體系的布置，支護結構內(nèi)力的計算及選型。 管道基礎設計中的不利地層主要有：第②3 層、③4 層為流塑狀淤泥層，屬高壓縮性、高靈敏度、高含水率、低強度的軟弱土層；第二②4 層、②5 層、②6 層為沙層，呈松散狀，承載力低，經(jīng)液化判別，屬中等～嚴重液化土層，以上土層均需進行地基處理，不能直接作為管道的基礎持力層。C。受亞熱帶海洋性氣候的影響 ,區(qū)內(nèi)降雨極為豐富,年平均降雨量 1667 毫米,最大年降雨量 毫米。尤臺風強熱帶風暴最具破壞性。(186。水平位移控制與周邊環(huán)境的要求有關，這就是通常規(guī)范中所謂的基坑安全等級的劃分。 表 側壁安全等級及重要性系數(shù)安全等級 破壞后果 重要性系數(shù)一級支護結構破壞、土體失穩(wěn)對基坑周邊環(huán)境及地下結構影響很嚴重 二級支護結構破壞、土體失穩(wěn)對基坑周邊環(huán)境及地下結構影響很一般 三級支護結構破壞、土體失穩(wěn)對基坑周邊環(huán)境及地下結構影響很不重 根據(jù)勘察報告，本基坑安全等級屬于二級基坑。在土質(zhì)較好的地區(qū)，應發(fā)展土錨。 支護方案的比較和確定 基坑特點依據(jù)現(xiàn)場工程地質(zhì)條件、臨近地面地下環(huán)境、基坑開挖深度等得出基坑具有以下特點：①基坑開挖深度范圍內(nèi)土層條件較差；②周圍環(huán)境條件不太好：基坑周邊有馬路、高壓電塔和民用工廠樓，距離較近因此不能放坡開挖；③場地地下水位較高，設計時取靜止水位地面下5m 計算。缺點：但是造價比較昂貴且施工工期慢，還須有泥漿處理條件。對檢修閥井基坑支護，采用 15 或 17 米長拉森 IV 型密扣鋼板樁，設兩道鋼支撐并加圍檁增加整體穩(wěn)定性和架起鋼支撐，或者采用鉆孔灌注樁加鋼支撐的支護形式。表 檢修閥井處地層參數(shù)指標一覽表地層代號 層厚（m）天然容重 γ（ 3kN/m）凝聚力 c（kPa）內(nèi)摩擦角φ（度）素填土（第 1 層） 8 8粘 土（第 2 層） 粉質(zhì)粘土（第 3 層） 13淤泥質(zhì)粘土（第 4 層） 15 8細砂巖（第 5 層） 15 28泥 巖（第 6 層） 30 3011粉砂巖（第 7 層） 14 35 開挖面深度范圍內(nèi)的側壓力（土壓力和水壓力）計算 (1) 按庫倫理論計算主動與被動土壓力強度，其公式如下： （）aaia kc2)hrq(P???? （）ppib式中： —— 庫倫主動與被動土壓力強度， ；apb aP—— 地面均勻荷載， ；qakP—— 第 i層土的重度， ；ir 3mN—— 第 層土的厚度， ；ih 、 ——庫倫主動與被動土壓力系數(shù)；akp、 —— 計算點土的抗剪強度指標， kPa???。???15)432(kj??上式化簡得 2kjp sin)i(cosK??????????? )(150co2???????????參考《深基坑工程》 （第二版） （陳忠漢主編） ，取地面均布荷載 ? 土壓力計算確定臨界深度 ：由 得:0z0kc2)rzq(eaa0???? ???圖 局部均布超載時土壓力強度分布圖根據(jù)規(guī)范，采用水土合算，基坑開挖面以上設置鋼支撐，鋼支撐布置處及基坑開13挖底面處土壓力的值: 2aaaA m/ ???????? 2aimB m/ ????aiaaC 62...ce 2aimD /8...14017240K2rqK?????? ：圖 土壓力強度分布圖土壓力零點距基坑底的距離，可根據(jù)凈土壓力零點處墻前被動土壓力強度與墻后主動土壓力強度相等的關系求得，即： amaDpmuKreur?? )()(raP ???? 結構內(nèi)力計算 彎矩計算將基坑支護樁畫成一連續(xù)梁，其荷載為土壓力，～:(1)連續(xù)梁AB段懸臂部分彎矩 ????14 AB段彎矩計算簡圖（2）梁BC段參考《建筑結構靜力計算計算手冊》（第一版）B點鉸支，C端固定公式有 BC段彎矩計算簡圖 )(39。C? ???????39。保證基坑開挖整個過程安全?？紤]支撐作用時，通常不會發(fā)生整體穩(wěn)定破壞，因此對支護結構，當設置多道支撐時可不做基坑的整體穩(wěn)定性驗算。 抗傾覆穩(wěn)定性可按照下式驗算： OCRQM/K?式中： ——抗傾覆穩(wěn)定性安全系數(shù)； ——抗傾覆力矩。在軟粘土地基中滲流力往往使地基產(chǎn)生突發(fā)性的泥流涌出，從而出現(xiàn)管涌現(xiàn)象。由于基坑擋土墻作為臨時擋土結構，為簡化計算可取緊貼地下墻的流線來求最大滲流力，： 圖 抗?jié)B流穩(wěn)定性驗算簡圖 wrLhij? i式中: ——坑底土的滲流水力坡度；i——坑底內(nèi)外的水頭差；wh26L——最短滲徑流線長度 ， ；???VhLmL——滲流水平段總長度；?K——滲流垂直段總長度； V——滲徑垂直段換算成水平段的換算系數(shù)，單排帷幕墻時，取 ；多排m ?帷幕墻時，取 。經(jīng)以上驗算基坑穩(wěn)定性都滿足設計要求，說明此段圍護樁的設計合理。 選用 的鋼管。我國《建筑地基處理技術規(guī)范》 （JGJ—91規(guī)定） ，攪拌樁采用壁狀加固用于止水結構。CB ????????? ???????? （3）梁CDE段梁CDE段，E點為零彎矩點，參考《建筑結構靜力計算計算手冊》（第一版），左端固定，右端簡支，C點的彎矩：34圖 CE 段彎矩計算簡圖 ?????????????????? 2232221FC )lb(516q)la(51l984aq)l(8aqM )()(.984..(.( 222????????????? ?????????根據(jù)《結構力學》中的彎矩分配法來平衡支點B、C的彎矩假設樁的抗彎剛度EI不變 SCB=3iCB =4iCE CE， 4IliBC?? ?? .0SEBE?? 表 桿端彎矩的分配計算 （單位：kNC39。50~239因此在本基坑設計中:采用 的螺旋筋為箍筋，另外每隔 布置一根208? m20的焊接加強箍筋（即定位筋）14?　冠梁設計由于本工程采用鉆孔灌注樁作為支護結構,為了提高支護體系的穩(wěn)定性形成閉合的結構,根據(jù)要求在鉆孔灌注壯頂部設置連續(xù)圈梁,增加整體的穩(wěn)定性.根據(jù) 《深基坑工程優(yōu)化設計》[11] 一般圈梁高度為 ,寬度為 （~~ 為鉆孔灌注樁的直徑）.圈梁剛度越大,則圈梁的作用相當于支點的作用,對樁的受d力和變形將起顯著的作用,因此設計時可以適當?shù)膶⑵鋽嗝婕哟?配以適量的鋼筋,增加剛度?；臃€(wěn)定性分析的目的在于基坑側壁支護結構在給定條件設計出合理的嵌固深度或驗算已擬定支護結構的設計是否穩(wěn)定和合理。由《深基坑工程》采用下式進行抗隆起安全系數(shù)的驗算。取最下一道支撐（拉錨）以下外側壓力對支撐（拉錨）點的O力矩。為防止此類破壞，變通過提高擋水帷幕入土深度，增長地下水滲流路線，從而減小滲流水力坡度，達到防止?jié)B流和管涌的目的驗算抗?jié)B。39。本基坑采用水平支撐體系。??????支撐的允許軸力： 以/kN6.][ 圍檁的設計與內(nèi)力計算根據(jù)《建筑工程技術規(guī)范》[10]，鋼結構腰梁宜按簡支梁計算，計算跨度取相鄰支撐中心距， ，圍檁的計算跨度 ，其中 l 是相鄰水平支撐點的間距。(186。B39。不同于邊坡穩(wěn)定驗算的圓弧滑動，滑動面的圓心一般在擋土上方。C? ???????39。c?同檢修閥井處計算原則，計算水土壓力同樣采用水土合算的計算方法。水平支撐材料采用鋼管支撐。 sK在本工程中，坑外地下水位在樁頂處?？?jié)B流管涌穩(wěn)定性驗算： 作用在管涌范圍內(nèi) B 上的全部滲透壓力 J 為 hBrw?公式中：h——在 B 范圍內(nèi)從墻底到基坑底面的水頭損失，一般可取 ；2hw?45—— 水的重度；wr——坑底內(nèi)外的水頭差；hB——流砂發(fā)生的范圍，根據(jù)實驗結果，首先發(fā)生在離坑壁大約等于擋墻插入深度的一半范圍內(nèi)，即 。? ????)432(地基土較差時（如淤泥質(zhì)粘土） ，取大值；反之取小值，且 ，無坑內(nèi)降水措0??施時取 ，本設計取0??????所以有： ).sin(K2p ????????? ??).(1co2ph? 根據(jù) phpipKcre?? 得出 ????被動土壓力的合力計算： 836ZP???44坑外主動土壓力強度仍按照庫倫公式計算： aaaKc2)qrh(e??? , ) ??? ? (ea ????? )( ??????? 主動土壓力合力到最下道支撐的距離： )( ??????? ??????將以上各計算值代入： ??根據(jù)基坑重要性等級，一級基坑取 ，二級基坑取 ，三級基坑取 。?用普郎特爾公式: 、 分別為qNc ??tan2qe45tan????????? ???t1Nqc將墻底面的平面作為求極限承載力的基準面，同時考慮 的抗隆起進行計算，其,c?滑動線形狀如圖所示：圖 同時考慮 、 的抗隆起計算示意圖c?各參數(shù)值： H —— D—— ——30kPa ——c ??30 、 ? 32 ?????代入公式得： .8)2305(tane)(teqc 230t2tan???? ????????? ).6(..)DH(rNK1cq2L ?????42用本方法驗算抗隆起安全系數(shù)時，沒有考慮均布荷載下土體面上的抗剪強度抵抗隆起作用，故安全系數(shù) 可取得低一些，一般可采用 ～?要求。目前，對基坑穩(wěn)定性驗算主要有如下內(nèi)容：①基坑整體穩(wěn)定性驗算；②基坑的抗隆起穩(wěn)定驗算；③基坑底抗?jié)B流穩(wěn)定性驗算；④基坑支護結構踢腳穩(wěn)定性驗算?；炷翗颂枮?.按以下公式計m1012030C算圈梁的配筋: ??sqA8.~50?式中—— 圈梁的配筋面積q—— 樁按最大彎矩配筋時的鋼筋面積s本基坑取系數(shù)為 , 所以 2sq .???取 的受力鋼筋則206?2m184?最小配筋率 ＞%.?????min?故配筋滿足要求。13 樁的配筋： ： 灌注樁作為擋土結構受力時，可按鋼筋混凝土圓形截面受彎構件進行配筋計算，當縱向鋼筋不少于 6 根的時候，對沿周邊均勻配置縱向鋼筋，其截面受力均勻可按現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》[5] 進行計算，如下式： ????1sy3cm sinirAfsinrf32M????? 式中： —— 單樁抗彎承載力（ ）c mN?—— 縱向鋼筋橫截面積 （ ）sA2 —— 對應于受壓區(qū)混凝土截面面積的圓心角（弧度）與 的比值? ?2 —— 縱向受拉鋼筋面積與全部縱向鋼筋截面積的比值t r—— 樁的半徑 （mm） —— 縱向鋼筋所在的圓周半徑 （mm） ，s ssar??—— 混凝土強度設計值 （ ）cmf aMP —— 鋼筋強度設計值（ ）y具體步驟如下：a 根據(jù)經(jīng)驗取灌注樁配筋量 SAb 計算系數(shù) ，f/Kcmsy??c 將 值代入上式中求出單樁抗彎承載力 （根據(jù) 值查《簡明深基坑工程設計?cMK施工手冊》[13] 表 得出系數(shù) 值）??38d 比較 值和單樁承受的彎矩值,若過大則就減小 值,若過小則增加 、 步驟,直至滿足為止。B???36取 BC 段梁： 0MB??).(39。為加強擋墻即鋼板樁的整體性，相鄰攪拌樁的搭接宜大于 100mm，常規(guī)設計中搭接 200mm。??????支撐的允許軸力： 以/][ 圍檁的設計與內(nèi)力計算根據(jù)《建筑工程技術規(guī)范》[10]，鋼結構腰梁宜按簡支梁計算，計算跨度取相鄰28支撐中心距， ，圍檁的計算跨度 ，其中 是相鄰水平支撐點的間距。本基坑采