【正文】 。全基坑防護等級為一級。 地基土的構成與特征 擬建場地位于 沖擊平原上的 古河道沉積區(qū)，根據(jù)勘探表明，缺失 ⑥ 層硬土。 ② 褐黃色粘土：層底標高 為 ～ ，厚度 ～ ，壓縮模量平均值為, Ps 值平均值為 ，中～高壓縮性。 ④ 灰色淤泥質粘土：層底標高 ～ ， 其平均 壓縮模量值為 , 平均Ps 值為 ， 具有 高壓縮性。 ⑤ 3 灰色粉質粘土：層底標高 為 ～ ， 土層 厚度 ～ ， 平均 壓縮模量值為 , 平均 Ps 值為 ， 土層具有 中壓縮性。 ⑧ 1 灰色粘土：層底標高 為 ～ ， 土層 厚度 ～ ， 平均 壓縮模量值為 , 平均 Ps 值為 ， 土層具有 中壓縮性。 由上面 列出的 土層分布，可知在地鐵 8 號線國偉路站基坑開挖范圍內， 主要以 流～軟塑淤泥質粘性土為 組成部分 。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 2 頁 水位 國偉路站 施工 場地淺部地下水屬于 典型的 潛水類型， 由于附近沒有河流湖泊，因而主要補給 源為大氣降水，屬于氣象型 水位動態(tài) ，水位埋深 ~，場區(qū)平均取 。 在 開挖過程中，需 對土層 進行降水疏干。受氣象條件等周期性變化因素的影響，承壓水頭埋深介于 ~ 之間，平局埋深為 。處于基坑外挖 受基坑降水開挖影響的主要 建筑物及其基礎形式如下： （ 1） 新江灣城建德國際公寓： 18 層居民樓群，筏基 +樁基，采用 450mm450mm 的預制打入樁，樁長 30m，與基坑最小距離 。 （ 3） 海聯(lián)公寓： 30 層公寓住宅，箱基 +樁基，采用 450mm450mm 的預制打入樁，樁長 30m，與基坑最小距離 。 （ 5） 楊浦區(qū) 358 街坊： 3 層商業(yè)街，條形基礎，距基坑最小距離 （ 6） 新江灣城雍景苑： 16 層住宅樓群，箱基 +樁基，采用 450mm450mm 的預制打入樁，樁長 30m，與基坑最小距離 。 周圍管線 本工程周圍國偉路路、閘殷路、中原路上均有大量市政管線，管線的位置種類及與車站的位置關系見下表 表 管線布置情況表 序號 編號 管線種類 管 徑 (mm)/規(guī)格 埋深(m) 位置和范圍 影響 1 電力 1 電力 1 根 中原路路北側國偉路西側人行道下 穿越北端頭井 2 電力 2 電力 1 根 中原路北側國偉路西側人行道下，分別進入中原路以西的北側人行道下和閘殷路以西的南側人行道下 穿越北端頭井 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 3 頁 3 電話 1 電話 1 根 中原路北側國偉路路西側人行道下，進入中原路北側人行道下 穿越北端頭井 4 上水 1 上水 Φ300鐵 國偉路西側人行道下 穿越 1 號出入口和 兩 端頭井 5 電話 2 電話 48 孔 國偉路路西側機動車道下 穿越北端頭井 6 煤氣 1 煤氣 Φ300鐵 國偉路西側機動車道下，過中原路后在道路紅線附近 穿越北端頭井 7 上水 2 上水 Φ1000鐵 中原路北側國偉路、國偉路路西側機動車道下 進入車站結構 8 電力 3 電力 20 孔 國偉路機動車道下 在車站結構內 9 上水 3 上水 Φ800 鐵 國偉路西側機動車道下 穿越車站結構 10 雨水 1 雨水 Φ1000 砼 中原路北側國偉路路中心線附近 在車站結構內 11 煤氣 2 煤氣 Φ500鐵 國偉路機動車道下 穿越車站結構 交通現(xiàn)狀 本工程位于上海市人口集中地帶，機動車和非機動車流量相當大，交通現(xiàn)狀描述如下： ? 國偉路幅寬度約 20m，雙向四車道和 2 根非機動車。 ? 中原路寬約 15m，雙向車道，道路繁忙。 本區(qū)域通行多路公交線路，其中國偉路路上約有 10 條公交線路，如 3 路， 13 路，專2 線、專 5 線、 782 路等都是主要市區(qū)公交線路，客流量相當大，施工中將受較大影響。 二級 （ 1）地面最大沉降量 ≤％ H （ 2）圍護墻最大水平位移 ≤％ H （ 3） Ks≥ 離基坑周邊 1H 無重要管線和建（構）筑物；離基坑周邊 1H~2H 范圍內有重要管線或大型的正在使用的管線、建（構）筑物 三級 （ 1）地面最大沉降量 ≤％ H （ 2）圍護 墻最大水平位移 ≤％ H （ 3） Ks≥ 基坑周邊 2H 范圍內沒有重要或較重要的管線、建（構）筑物 根據(jù)工程勘察資料， 在國偉路站周圍有較多管線以及高層建筑， 施工過程中 對變形控制 的 要求較高， 地質 工程 條件復雜， 基坑 的 最大開挖深度 接近 17m，開挖深度較大， 因而基坑保護等級 設定為 一級。 3 基坑圍護方案設計 基坑的圍護方案 在地下工程施工方法快速發(fā)展的今天，也發(fā)展出了越老越來多 各有特點 的基坑支護方案。 樁（墻）式圍護體系 組成一般包括 圍護墻結構、支撐（或錨桿）結構以及防水帷幕三大部分。具體的包括鋼筋混凝土地下連續(xù)墻、柱列式鉆孔灌注樁、鋼板樁和鋼筋混凝土板樁等形式。在我國，目前常見的重力式圍護結構一般指的是水泥土圍護體系 以及地下連續(xù)墻等。 水泥土攪拌樁 水泥土攪拌樁圍護結構適用于 正常固結的淤泥與淤泥質土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土以及無流動性地下水的飽和松散砂土地基。 缺點：圍護結構剛度不足， 圍護結構頂部 水平位移較大，一般 比較 適用于圍護等級為二、三級的基坑； 該圍護結構 承載力 有限制范圍，基坑開挖深度不宜超過 7m； 圍護結構本身 厚度較大，施工占用場地大。此種維護條件下，基坑開挖深度不宜超過 12m， 。 優(yōu) 點 ： 全 機械化作業(yè) ，成本 比 較低 ，施工 比較 簡單；鋼筋籠、砼可集中 起來 加工、配送，也可現(xiàn)場 進行 加工，作業(yè) 較 方便；施工速度 比較 快，相對來講過程中 可做到 安全可靠。地下連續(xù)墻 的 剛度 比較 大，易于設置埋件；（ 6）安全 性高， 經(jīng)濟 性好 ，占地 比較 少，可以 比較 充分利用建筑紅線以內的地面和空間， 質量安全又可靠，施工效率 高， 施工 工期短。 SMW 工法 SMW 工法適用的條件與水泥土攪拌樁基本相同，就是用螺旋鉆機在設計為鉆孔疏松土質，并且孔與孔之間有一定的搭接距離， 然后按照一定密度插入 H 型鋼，形成擋土止水帷幕。 其缺點是：（ 1） 要求較高的施工技術，否則 H 型鋼的回收較難 ；（ 2）在粉細砂層易產(chǎn)生抱鉆現(xiàn)象 ，嚴重影響施工進度 ；（ 3） 基坑圍護結構屬 于 柔性支護，變形大，不適合深基坑 開挖以及周圍建筑物較多的基坑 。該工程圍護結構的比選以 “安全 、經(jīng)濟 ”作為 比選 原則， 首要 “安全 ”， 其次考慮 “經(jīng)濟 ”。 同時由基坑的工程地質以及水文地質可知，在國偉路站基坑開挖深度范圍內 ⑦ 1 層分布著承壓水， 且 承壓水頭高，因而對圍護結構的防滲抗漏性能提出了較高的要求，明顯鉆孔灌注樁圍護結構是不保險的。具體 一點 來說， 本工程主體結構采用800mm厚的地下連續(xù)墻， 地下墻砼設計強度等級為 C30，抗?jié)B等級為 p8。 4 基坑支撐方案設計 支撐結構類型 支撐結構的類型多種多樣，按照布置形式可分為內支撐和土錨兩大類 。土錨又可分為錨桿和錨碇兩類。 深基坑的開挖一般選擇內支撐中的水平支撐形式，特點如下表 41. 表 41 按材料不同支撐結構類型對比 支撐類型 界面形式 布置形式 特點 鋼筋混凝 土支撐 斷面形狀和尺寸 由 設計要求確定 豎向布置有水平撐，斜撐； 平面布置有對撐、邊桁架、環(huán)架結合邊桁架等 該種形式的支撐的缺點主要是在混凝土澆筑以及硬化過程中本身沒有足夠的剛度，需要嚴格的控制變形。 鋼結構支撐 工字鋼 H 型鋼、雙鋼管、 單鋼管、單工字鋼、雙槽鋼以及以上鋼材的組合 。 鋼支撐的主要缺點就是本身要求較高的施工工藝，需要有專業(yè)的技術人員進行操作。 支撐體系布置形式 現(xiàn)澆混凝土支撐體系由圍檁（最上方為圈梁）、 立柱和圍檁托架、 支撐以及角撐等其他從屬結構組成。常用的支撐體系的布置形式見下表 42。 水平直交式 （ 1） 該方法一般采用鋼制成的布置形式，一般在軟土地層分布廣，對環(huán)境要求很高的時候才采用； （ 2） 該方法能夠發(fā)揮材料的強度，能夠很好地控制墻體變形 ； （ 3） 采用該布置方式時，需要進行合理的布置設計，否則會造成土體開挖和主體施工困難。 水平 對撐布置 （ 1） 對于 長方形基坑 比較適用，往往基坑也比較大 ； （ 2） 土方開挖 很方便，主體 工程施工 容易 ； （ 3） 在 整體穩(wěn)定性以 還有 整體剛度 方面， 比井字型以及水平直交是布置 差很多 。 逆筑法 （ 1） 沒有足夠的施工場地，或者上方為重要道路需要快速恢復的情況； （ 2） 該方法以梁板作為支撐，剛度非常可靠，同時作為主體結構的一部分，綜合效益好； （ 3） 土方的開挖很困難，施工組織困難 。 組合式布置 將各種支撐方法有機的組合起來， 結合工程的地質條件以及周圍環(huán)境。 支撐材料選擇鋼結構或是鋼筋混凝土材料均能達到設計強度以及變形穩(wěn)定性要求，但 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 9 頁 是考慮到，雖然 鋼結構支撐體系相較于鋼筋混凝土結構體系具有構造以及安裝相對復雜 ，整體性差，質量不以保證額缺陷，然而，鋼結構支撐的體系的所具有 的 安裝、拆卸方便可、重復利用、可預加應力的、施工速度快、自重小等 優(yōu)點 卻是無可比擬的 ，鋼結構 支撐材料的綜合效益要更高一些，因而，選用鋼管支撐作為國偉路站基坑的支撐體系的材料。所以，最終選用 組合式布置的支撐布置體系，即主體采用水平對撐的支撐方式，兩端井結合角撐得混合支撐體系?；觾葍糸L ，故選擇布置 31 道 水平對撐，兩端各 10m 范圍內選用角撐。 （ 1） 當局部 情況 比較 復雜 時可以添加 適當?shù)臋M撐，并在基坑四角設置水平角撐； （ 2） 圍檁（腰梁）設置在 鋼支撐與圍護結構 的 連接處； （ 3） 支撐端部設置八字撐以減小圍檁的計算跨距用以解決 相鄰支撐之間水平距離較大 的問題， 八字撐 應該 左右對稱。 標準段開挖深度，也設置 4 道支撐。 （ 1） 主體工程構件的施工不能受到 設定的各層水平支撐 的 妨礙； （ 2） 為節(jié)省材料，圍護結構墻頂?shù)娜α嚎梢灾苯硬捎?第一道水平支撐的圍檁，為 了使計算深度得以 降低，可以放低墻頂圈梁的標高，但不宜低于自然地面以下 3m； （ 3） 當布設有多道支撐的時候， 最下一道支撐在不影響主體結構底板施工的條件下，應盡可能降低。 （ 1）支護體系以及周圍土體的變化速率突然加快，超過 預定 警戒值，應該采取以下措施：放水回灌；對基坑進行局部甚至是全部的回填處理； 也可同時采取 兩項 以上的 措施，待土體穩(wěn)定后，立即進行地基或支撐加固。 （ 3）支撐 的 支柱發(fā)生不均勻沉降或上浮 以后 ，應采取以下措施： 為了使支撐穩(wěn)定設需設置臨時的拉系構件； 根據(jù)實際情況支撐上加載或卸載；設立豎向十字撐；調整立柱上支托支撐的支托構件標高。 （ 5） 為了防止 土方開挖不均衡、 支撐施工不及時 而導致的 導致支護系統(tǒng)受力和變化速率過大 等問題 ，應采取以下措施：緊急加快開挖和支撐的施工進度；調整開挖及支撐施工次序，縮小每步開挖的空間尺寸，使基坑受載均衡。 （ 7） 為了防止因為 圍護結構的強度、剛度不足， 其 變形超出設計值，應采取以下措施： 對支撐加設預應力； 增加臨時的斜撐、角撐；在坑內堆載或坑周卸載。 5 計算書 荷載計算 地下連續(xù)墻的設計 地下連續(xù)墻的厚度一般取值范圍為 600~1000mm 之間，連續(xù)墻深度為基坑 最大 深度（ h=）的 ~ 倍。 則有，地下連續(xù)墻深度： H==，初步取連續(xù)墻深度為 。 表 51 場地中 各 土層 的物理性質指標 序號 土層名稱 土重 γ/KN/m3 粘聚力 c/kPa 內摩擦角 φ/176。 iimihh?? ???? （ ） （ ） （ ） 式中 γ、 c、 φ—土 的加權平均重度 （ KN/m3） 、加權平均凝聚力（ KPa）、加權平均內摩擦角 ； γi、 ci、 φi— 第 層土的重度（ KN/m3） 、凝聚力（ KPa）、內摩擦角 ； hi— 第 i 層土的厚度 （ m） 。 地下連續(xù)墻內側土層的平均物理指標（地下 ~）為： ??2 = + = (KN/m3) ??2 = 16 +19 = (KPa) ??2 = + = 176。將地面的軍部荷載換算成位于地表下的當量土重，則有當量的土層厚度 h