【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 護(hù)費(fèi)用降到最低。但采用鋼板樁支護(hù)有一致命的弱點(diǎn)，即不能擋水和土中的細(xì)小顆粒，且在地下水位高時(shí)還要求降水或隔水，這與本工程地下水位高，地水豐富的地質(zhì)條件極不相稱。另鋼板樁支護(hù)抗彎能力較弱，開(kāi)挖撓曲變形較大，一般適用深度不超過(guò) 4m。很顯然本基坑軟弱含水的地質(zhì)條件 10m 的開(kāi)挖深度，以及地處城市建筑密集區(qū)對(duì)撓曲位移的嚴(yán)格要求等均不適宜采用鋼板樁支護(hù)，一經(jīng)采用必將造成嚴(yán)重后果。 SMW 工法SMW 工法亦稱勁性水泥土攪拌樁法,即在水泥土樁內(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)墻。SMW 支護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)特點(diǎn)主要為:施工時(shí)基本無(wú)噪音,對(duì)周圍環(huán)境影響小。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可靠,凡是適合應(yīng)用水泥土攪拌樁的場(chǎng)合都可使用,特別適合于以粘土和粉細(xì)砂為主的松軟地層。擋水防滲性能好,不必另設(shè)擋水帷幕?？梢耘浜隙嗟乐螒?yīng)用于較深的基坑。此工法在一定條件下可代替作為地下圍護(hù)的地下連續(xù)墻,在費(fèi)用上如果能夠采取一定施工措施成功回收 H 型鋼等受拉材料。則大大低于地下連續(xù)墻,因而具有較大發(fā)展前景。 地下連續(xù)墻通常連續(xù)墻的厚度為 600mm、800mm、1000mm，也有厚達(dá) 1200mm 的。地下連續(xù)墻剛度大，止水效果好，是支護(hù)結(jié)構(gòu)中最強(qiáng)的支護(hù)型式，適用于地質(zhì)條件差和復(fù)雜，基坑深度大，周邊環(huán)境要求較高的基坑，但是造價(jià)較高，施工要求專用設(shè)備石家莊鐵道大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文8優(yōu)點(diǎn)：①施工時(shí)振動(dòng)小，噪音低，非常適合本基坑的開(kāi)挖支護(hù)設(shè)計(jì)；②墻體剛度大，特別適合本基坑復(fù)雜的地質(zhì)條件，尤其是對(duì)松散填土及軟塑淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的支擋效果明顯，基坑安全性能夠得到保證；③防滲性能好，地下連續(xù)墻現(xiàn)今工藝已成熟，在墻體結(jié)頭和施工方法上都得到改進(jìn)，墻體幾乎不透水，因此對(duì)于本基坑高達(dá) 1m 的地下水位相當(dāng)適合采用連續(xù)墻可以不降排水，在施工時(shí)只要及時(shí)的進(jìn)行排水即可；④占地少，本工程地處城市建筑密集區(qū)，空間狹小，采用地下連續(xù)墻可以充分利用建筑紅線以內(nèi)有限的地面和空間，能夠充分發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)效益，在施工過(guò)程中，不會(huì)引起地面沉降，因此對(duì)周圍建筑沒(méi)有絲毫影響；⑤工效高，工期短，質(zhì)量可靠，經(jīng)濟(jì)效益高。采用地下連續(xù)墻是真正的優(yōu)質(zhì)高效，符合現(xiàn)代都市的競(jìng)爭(zhēng)理念，業(yè)主容易接受。缺點(diǎn)：①對(duì)廢泥漿處理，不但會(huì)增加工程費(fèi)用，如泥水分離不完善或處理不當(dāng)，造成新的環(huán)境污染；②槽壁坍塌問(wèn)題。如地下水位急劇上升，護(hù)壁泥漿液面急劇下降，土層中有軟弱的砂性砂層，泥漿的性質(zhì)不當(dāng)或已變質(zhì)，施工管理不當(dāng)?shù)染赡芤鸨诓郾谔?，引起地面沉降，危害鄰近工程結(jié)構(gòu)和地下管理的安全。同時(shí)也可能使墻體混凝土體積超方，墻面粗躁結(jié)構(gòu)尺寸超出允許界限；③本基坑支護(hù)均為臨時(shí)支護(hù)，采用地下連續(xù)墻費(fèi)用要相對(duì)較高，但為保證安全穩(wěn)定及效率，費(fèi)用仿高 510%的預(yù)算之內(nèi)，同時(shí)采用連續(xù)墻施工，工序簡(jiǎn)單，變更較少，費(fèi)用易于控制。 方案的比較及確定 基坑的特點(diǎn)綜合分析本工程的地理位置、土質(zhì)條件、基坑開(kāi)挖深度及周圍環(huán)境的影響，有以下的特點(diǎn)：（1）基坑開(kāi)挖的面積較大，下方管線較多。（2）基坑開(kāi)挖深度范圍內(nèi)的土層的工程性較差。軟土厚度大。石家莊鐵道大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文9（3）基坑周圍的環(huán)境條件復(fù)雜。（4）開(kāi)挖深度較深，約 ，屬于一級(jí)基坑。（5）地下水位較高，施工期間需要降水和止水。 支護(hù)方案的選擇根據(jù)本工程的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)此基坑有可能采用的幾種支護(hù)形式從技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行了分析比較。①采用鉆孔灌注樁作為擋土結(jié)構(gòu)、深層水泥攪拌樁為止水帷幕及結(jié)合五道鋼管內(nèi)支撐的支護(hù)體式。優(yōu)點(diǎn)：鉆孔灌注樁施工容易、造價(jià)較低，目前此種技術(shù)比較成熟。另深層水泥攪拌樁為止水帷幕時(shí)有好的效果防水。鋼管內(nèi)支撐具有拼裝方便、施工速度快并可以多次重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)，并可施加預(yù)應(yīng)力。此時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)有一定的安全性和經(jīng)濟(jì)性。缺點(diǎn)：主體結(jié)構(gòu)深度太大，地下水位較高，施工難度較大。② 主體采用地下連續(xù)墻及剛支撐優(yōu)點(diǎn)：施工振動(dòng)小，噪音低，非常適于城市施工；墻體剛度大，防滲性能好，可以貼近施工；適用于多種地基條件，可以作為剛性基礎(chǔ)；占地少，可以充分利用建筑紅線以內(nèi)有限的地面和空間；工效高，工期短，質(zhì)量可靠，經(jīng)濟(jì)效益高。本方案充分考慮了基坑地下水位高，面積大，高度大等特點(diǎn)。主體采用地下連續(xù)墻強(qiáng)度高又可以止水，并成為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)部分，與后澆的內(nèi)襯共同組成永久性結(jié)構(gòu)的側(cè)墻。機(jī)械化程度高，能保證工期，是比較安全可靠的施工方法。缺點(diǎn)：地下連續(xù)墻作為擋土結(jié)構(gòu)時(shí)造價(jià)比較高；在一些特殊地質(zhì)條件下施工難度大；還須有泥漿處理?xiàng)l件，對(duì)廢泥漿的處理會(huì)造成環(huán)境污染。施工中如出現(xiàn)槽壁坍塌問(wèn)題會(huì)引起鄰近地面沉降，墻體混凝土超方。通過(guò)對(duì)比本基坑采用第二種圍護(hù)方案。石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)103 土壓力計(jì)算 荷載的確定（1）永久荷載結(jié)構(gòu)自重按實(shí)際重量計(jì)算，鋼筋混凝土重度按 25kN/m 計(jì)；（2）可變荷載施工期間基坑側(cè)面超載一般按 20kpa 計(jì)；如施工中地面超載有超過(guò)限定值的情況，需立即報(bào)設(shè)計(jì)單位重新核算。（3）荷載組合按永久荷載和可變荷載組合進(jìn)行計(jì)算，荷載分項(xiàng)系數(shù)為：永久荷載取 ，可變荷載取 。 地下水對(duì)土壓力的影響根據(jù)《基坑工程手冊(cè)》 [7]在基坑開(kāi)挖深度范圍內(nèi)存在地下水時(shí)，作用與圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的側(cè)壓力一般按照如下規(guī)定計(jì)算：（1）對(duì)砂土和粉土等無(wú)粘性土按照水土分算的原則計(jì)算，即作用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的側(cè)壓力等于土壓力和靜水壓力之和。地下水位以下的土壓力采用浮重度 和有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 和 計(jì)算；39。?39。C39。?（2）對(duì)粘性土宜根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)按水土分算或者水土合算原則進(jìn)行計(jì)算。水土合算時(shí)，地下水位以下的土壓力采用飽和重度 和總應(yīng)力sat?抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 和 計(jì)算。C?由于深圳的地下水較豐富，而場(chǎng)地土質(zhì)主要為粘性土，且無(wú)穩(wěn)態(tài)滲流，故采用水土合算法。石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)11 按分層土計(jì)算土壓力表 土體物理力學(xué)參數(shù)直剪（固塊）層號(hào)及土層名稱 厚度（m） 重度kN/m3 粘聚力Ck（kPa） 內(nèi)摩擦角Фk（o）靜止側(cè)壓力系數(shù) Ko① 1素填土 15 ④ 11礫砂 5 40 ⑦ 1礫質(zhì)粘性土 ⑧ 1全風(fēng)化花崗巖 ⑧ 2強(qiáng)風(fēng)化花崗巖 ⑧ 3中風(fēng)化花崗巖 ⑧ 4弱風(fēng)化花崗巖 注：地下水位 本工程場(chǎng)地平坦，土體上部底面超載 30kPa，在影響范圍內(nèi)無(wú)建筑物產(chǎn)生的側(cè)向荷載，且不考慮施工荷載及鄰近基礎(chǔ)工程施工的影響，假定支護(hù)墻面垂直光滑，故采用郎肯土壓力理論計(jì)算。1） 計(jì)算方法：按朗肯理論計(jì)算主動(dòng)與被動(dòng)土壓力強(qiáng)度，其公式如下： ()??aaia KchqP2????? ()PPip式中 、 —— 朗肯主動(dòng)與被動(dòng)土壓力強(qiáng)度， ；aPp ak石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)12—— 地面均勻荷載， ；qakP—— 第 層土的重度， ；i?i 3/mN—— 第 層土的厚度， ；ih、 —— 朗肯主動(dòng)與被動(dòng)土壓力系數(shù)；aKp ()????????245tan2?? ()?t2?pK式中、 —— 計(jì)算點(diǎn)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c?2） 各層土壓力計(jì)算過(guò)程石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)13圖 開(kāi)挖土層參數(shù)指標(biāo)基坑開(kāi)挖深度 ，OA 為素填土層，3m 厚 AB 為礫砂層， 厚 BC 為礫質(zhì)粘性土層， 厚， CD 為全風(fēng)化花崗巖層，3m 厚， DE 為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖層， 厚 EF 為中風(fēng)化花崗巖層， 厚 FG 為弱風(fēng)化花崗巖層。r=r=石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)14 參數(shù)加權(quán)平均計(jì)算1） 參數(shù)加權(quán)平均計(jì)算由于各土層物理力學(xué)參數(shù)相差不大，故采用加權(quán)平均法計(jì)算土壓力，各加權(quán)平均參數(shù)計(jì)算為：平均容重： ??iih/? ??????迎土區(qū)： iih/? ?????? ?iihC/ ??????kPa2.背土區(qū)： ?iih/?.?? 0. ??iihC/石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)15.??? kPa.2） 土壓力計(jì)算土壓力系數(shù)：主動(dòng)土壓力系數(shù)： )245(02????tgKa 605.?Ka被動(dòng)土壓力系數(shù)： 9.?主動(dòng)土壓力（迎土側(cè)）：地面均布超載 kPaq20?墻頂： mh KaChqea2)(0??? .??? ?取 kPaea0?臨界深度 坑底： 56 KaChqeaj 2)(???? )52190( ????? kPa被動(dòng)土壓力（背土區(qū)）： KpCep20? ? 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)16墻低： ?KpChqepj 2)(??? ??石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)174 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算 計(jì)算理論的確定本工程地質(zhì)條件較為均勻，但開(kāi)挖深度較深，為了減少支護(hù)的彎矩可以設(shè)置多層支撐。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算時(shí)，按照分段等值梁法來(lái)計(jì)算擋土結(jié)構(gòu)的彎矩和支撐力，并計(jì)算出樁墻的入土深度。分段等值梁法即對(duì)每一段開(kāi)挖，將該段樁的上部支點(diǎn)和插入段土壓力零點(diǎn)之間的樁作為簡(jiǎn)支梁進(jìn)行計(jì)算，上一次算出的支點(diǎn)假定不變，作為外力計(jì)算下一段梁中的支點(diǎn)反力。這種方法考慮了施工時(shí)的實(shí)際情況。 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算及配筋 土壓力計(jì)算1） 確定臨界深度 ：由 得:0z02)(0????aakcrzqe ()2） 各支點(diǎn)及坑底處的土壓力A 點(diǎn)： aaaACrhqe2)(??? ?? kPB 點(diǎn)： aaaBKrhqe2)(??? ??）（ k石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)18C 點(diǎn)： aaaCKCrhqe2)(??? ?? kP76D 點(diǎn)： aaaDrhqe2)(??? ?? k54E 點(diǎn)： aaaKCrhqe2)(E??? ??）（ kP34F 點(diǎn)： aaarhqe2)(F??? ???）（ k633） 土壓力零點(diǎn)土壓力零點(diǎn)距離基坑底的距離，可根據(jù)凈土壓力零點(diǎn)處墻前被動(dòng)土壓力強(qiáng)度與墻后主動(dòng)土壓力強(qiáng)度相等的關(guān)系求得。 ()amaDpmuKreur?? ()maP 3.)(13)( ????4） 基坑支護(hù)簡(jiǎn)圖基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 41 所示，將點(diǎn) 近似看作為彎矩 0 點(diǎn)，O看做地下支點(diǎn)無(wú)彎矩。石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)1920kN/+03圖 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖先將基坑支護(hù)圖畫(huà)成為一連續(xù)梁，其荷載為水土壓力及地面荷載，如圖 所示。石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)20 O 圖 連續(xù)梁結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖 用等值梁法計(jì)算彎矩1）分段計(jì)算固端彎矩① 連續(xù)梁 AB 段懸臂部分彎矩，計(jì)算簡(jiǎn)圖如 所示。 .??BAM mkN?8石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)