上海杨浦线曲阳路站基坑围护结构与施工组织设计(中国矿业大学毕业设计)

1、编号：（ ）字 号本科生毕业设计设计题目：上海杨浦线曲阳路站基坑围护结构与施工组织设计专 题：多圆盾构的设计原理及应用姓 名：学 号：班 级：土木工程地下2008-1班二一二年六月中国矿业大学本科生毕业设计姓 名：学 号：学 院：力学与建筑工程学院专 业：土木工程专业（城市地下工程方向）设计题目：上海杨浦线曲阳路站基坑围护结构与施工组织设计专 题：多圆盾构的设计原理及应用指导教师：黄家会职 称：教授二一二年六月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院力学与建筑工程专业年级土木工程地下2008学生姓名任务下达日期： 2012年 1 月 10 日毕业设计日期：2012 年 1 月 10 日至2012 年

2、 6 月 10 日毕业设计题目：上海杨浦路曲阳路站基坑围护结构与施工组织设计毕业设计专题题目：多圆盾构的设计原理及应用毕业设计主要内容和要求：设计要求：根据上海杨浦线曲阳路站基坑工程的实际资料，进行该基坑的结构设计和施工组织设计。结构设计内容应包括基坑地下连续墙施工方案、开挖方案、围护结构设计结构设计，并编制设计计算书。施工组织设计内容应包括基坑施工准备、施工方法及辅助施工技术、施工总平面布置、施工进度计划和施工管理等内容。绘制图纸：基坑场地布置图，基坑平面布置图，基坑剖面图。专题要求：1.查阅文献（不低于30篇相关文献）；2.分析多圆盾构的研究现状、设计原理，并结合实例对多圆盾构设计原理进行

3、分析。绘制图纸：1张。其它要求：绘制的图纸中，要求手工绘制1张。翻译一篇与设计或专题内容相关的外文参考文献，其中文字数不少于3千字，并且附原文。院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；

4、总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘要本毕业设计主要

5、包括三个部分，第一部分是上海杨浦线曲阳路站基坑围护结构设计；第二部分是上海杨浦线曲阳路站基坑施工组织设计；第三部分是专题部分，多圆盾构的原理及应用。在第一部分基坑结构设计中，根据基坑穿越地层的工程地质、水文地质条件和周边环境情况，通过施工方案的比选，确定围护结构采用地下连续墙，支撑体系采用钢结构，并对其进行相应的强度和稳定验算。第二部分是基坑施工组织设计，根据基坑施工方法和基坑周边的环境情况，对施工前准备工作，施工场地布置，地下连续墙结构施工与基坑开挖等进行设计，并编制了工程进度计划，编写了相应的质量、安全、环境保护等措施。第三部分是专题部分，内容是多圆盾构的设计原理及应用。结合工程实例和相关

6、的参考资料，分析多圆盾构的研究现状、设计原理，并结合工程实例进行分析。关键词：基坑；地下连续墙；施工组织；围护结构；多圆盾构ABSTRACTThis graduation design mainly includes three part, the first part is the structure design of the Yangpu Line Quyang Road Station Pit in Shanghai; The second part is the design of the Yangpu Line Quyang Road Station Pit constructio

7、n organization，The third part is multi-roundthe principle and application of the shield.In the first part, according to the engineering geology, the hydrology geology conditions and environment circumstances of the pit located, through comparing the construction schemes, confirm that the pit was con

8、structed in accordance with compound linings as retaining structure and steel structure as support system. It's carry on strength's check computation and floating resistance computation.The second part is Foundation pit construction organization design, according to the excavation pattern an

9、d the environment circumstance of the foundation pit around, designing the construction preparative, the construction place arrange, underground continuous wall construction and the foundation pit excavation. Estimating the work project, weaving to write the homologous quantity、safety、civilization m

10、anagement measure.The third part is a special part of the design principles and applications of multi-round shield. Combined with engineering examples and reference materials, analysis of more than a round shield Research, design principles, and engineering analyzes instances.Keyword:foundation pit;

11、 Underground continuous wall; construction organizing; retainingstructure;multi-round shield目 录第一部分 上海杨浦线曲阳路站基坑围护结构设计1 工程概况11.1 工程地质11.2 水文条件11.3 工程周围条件22 设计依据和设计标准42.1 工程设计依据和设计标准42.2 基坑工程等级43 基坑围护方案设计53.1 深层搅拌水泥土围护墙53.2 高压旋喷桩53.3 地下连续墙53.4 SMW工法53.5 方案选择54 基坑支撑方案设计65 计算书65.1 荷载计算65.2 围护结构地基承载力验算85

12、.3 基坑底部土体的抗隆起稳定性验算95.4 抗渗验算105.5 抗倾覆验算115.6 整体圆弧滑动稳定性验算125.7 围护结构内力变形计算135.8 钢支撑强度验算175.9 结构配筋设计186 基坑主要技术经济指标196.1 开挖土方量196.2 浇筑混凝土量196.3 钢筋用量206.4 人工费用20第二部分 上海杨浦线曲阳路站基坑施工组织设计1 基坑施工准备211.1 技术准备211.2 现场准备211.3 施工物资、劳动力及季节施工准备232 施工方案252.1 概况252.2施工工法262.3地下连续墙施工282.4基坑开挖332.5施工主要技术措施和关键部位技术措施363 施工

13、总平面布置383.1 施工现场布置原则383.2 场地布置394 施工进度计划及管理措施394.1 施工计划编制原则394.2 总工期及进度计划405 质量、安全、文明管理措施405.1 质量管理405.2 土方运输环境管理435.3 安全生产管理措施445.4 文明施工措施46第三部分 多圆盾构的设计原理及应用1 绪言481.1 盾构功法的进展综述481.2 多圆盾构的产生及现状482 双圆盾构的工作机理及工程应用492.1 工艺原理502.2 盾构出洞502.3 轴线控制502.4 管片的拼装512.5 地表的沉降512.6 双圆盾构功法的技术优缺点552.7 开发应用DOT盾构功法的可行

14、性分析552.8 双圆盾构的工程应用563 三圆盾构的工作机理及工程应用603.1 三圆盾构的工艺原理603.2 三非等圆搭接站盾构工法603.3 三等圆搭接站盾构工法603.4 三等圆搭接站盾构工法的工程实例614 结束语64参考文献65附录67第四部分 外文翻译翻译原文68中文翻译76致谢81第一部分上海杨浦线曲阳路站基坑围护结构设计中国矿业大学2012届本科生毕业设计 第70页1 工程概况曲阳路站位于虹口区大连路曲阳路交汇处，设计起止里程为SK9+407.32SK9+736.42，为内设存车线和渡线的地下二层侧式站台车站。车站外包长331.9m，土建结构包括车站主体结构和1号6号出入口、

15、1号5号风井，车站主体结构形式分为二柱三跨、单柱二跨和单跨三种结构，结构最大外包宽度29.6m，最小外包宽度15.9m。车站沿大连路的布置，横跨曲阳路，车站主体结构位于现状大连路路面下。为尽量减少对曲阳路交通影响，曲阳路东侧的部分车站采用逆作盖挖法施工。1.1工程地质本工程施工设计范围内共有10层土，其土性描述如下：杂填土：松散稍密，以砼地坪或柏油路面为主，其下为粘性土混较多的建筑垃圾、生活垃圾等杂质，富含植物根茎，松软不一，均匀性差。1灰黄色粉质粘土：稍密，成层结构，含大量云母碎屑、少量锈斑，局部填土较厚的区域该层土变薄或缺失。3-1灰色粘质粉土：稍密，成层结构，含大量云母碎屑，夹较多的粘性

16、土薄层，随深度增加砂性渐重、状态渐密实，S12G9A等孔局部区段含义贝壳层。3-2灰色砂质粉土：稍密中密，成层结构， 含大量云母碎屑，局部夹贝壳层，夹少量粘性土薄层。1灰色粉质粘土：软塑，含较多腐植质及钙质结核，夹薄层粉性土，呈“千层饼”状，局部区段为粘土。暗绿草黄灰绿色粉质粘土：硬塑可塑，含少量锈斑及铁锰结核，底部夹较多粉性土薄层，砂性较重。1草黄灰绿灰色砂质粉土：中密密实，成层结构，含大量云母碎屑，夹粘性土薄层，上部以粘质粉土为主，随深度增加砂性逐渐加重、状态渐呈密实状，局部砂粒较粗呈粉砂状。2灰绿灰色粉砂：密实，成层结构，含大量云母碎屑，夹少量粘性土薄层。1青灰色粉质粘土：软塑，上部局部

17、区段土性较纯，为灰色粘土，中下部区段砂性渐重，夹薄层粉性土，呈“千层饼”状。2灰色粉质粘土与粉性土互层：可塑（密实），夹大量薄层粉性土，随深度的增加砂性渐重，呈“千层饼”状或互层状，底部含有粉砂薄层。1.2水文条件本地区浅部地下水属潜水类型，主要由降水及地表水补给，年平均地下水位埋深约为0.5m0.7m。对基坑工程主要相关的1，3-1，3-2，1，等土层的室内渗透试验和现场抽水试验表明，其中1灰色粉质粘土渗透性较弱，室内试验状态下的渗透系数在10-610-7数量级，现场试验状态下的渗透系数在10-5数量级，暗绿草黄灰绿色粉质粘土渗透性极弱，视作承压水隔水层。其他土层较好尤其是3-1，3-2层，

18、渗透系数均在10-310-4cm/s数量级。根据勘察地质报告，本工程建址上部土体不存在相对隔水层，不存在微承压水层。本工程建址承压水含水层为1草黄灰绿灰色砂质粉土和2灰绿灰色粉砂，埋深28.7032.0m，最大水头高度为地面以下3.4m，经验算基坑施工期间必须降承压水。1.3工程周围条件1.3.1临近建构筑物按招标文件所示的范围动拆迁后，基坑开挖深度2倍范围（34m）内主要的临近建筑物如表1.1：表1.1临近建筑物编号名称地面结构形式/层数基础形式到基坑距离1.北郊高级中学实验楼砖混/4层条形基础27m2.北郊高级中学教学楼砖混/5层条形基础21.5m3.大连西路221弄1号砖混/5层条形基础

19、28.6m4.大连西路215弄1号砖混/6层条形基础26.6m5.大连西路215弄2号砖混/6层条形基础29.5m6.北郊学校教学楼砖混/4层条形基础31.3m7.玉田路311弄180号框剪/12层桩基17m8.玉田路311弄200号框剪/12层桩基17.5m9.大连西路230弄501号框剪/12层桩基9.5m从上表可以看出，本工程最邻近的保护建筑物是大连西路230弄501号12层住宅楼，根据调查其基础形式为片筏基础+桩基，桩基为400×400打入预制桩，深度27m，分二节采用硫磺胶泥连接。总体而言，本工程周围建筑物大部分距离较远，距离较近的大连路501号结构形式相对较好，因此，只要

20、基坑开挖阶段按时空效应原理快速开挖，及时支撑，正常施工情况下对周围建构筑物影响很小，但这些建构筑物均处于降水施工影响范围内，应采取措施减小影响。1.3.2周围社会交通大连路均为4根机动车道、2根非机动车道的城市次干道，机动车道在路口30m范围内辟出一根左转弯道，分为5根车道，曲阳路为5根车道，由南向北有3根车道，由北向南为2根车道。大连路车流量相对较高，曲阳路路面宽阔，车流量较少；二条道路共同特点是车流量呈上下班高峰时段较高、平时一般的“潮汐式”分布，建址周边其他道路较为狭小，分流作用极为有限，因此保证曲阳路和大连路施工期间的交通断面对保证交通畅通非常重要。曲阳路上通行公交100路/751路/

21、116路等公交车辆，大连路上通行公交79路/70路/937路/853路/310路等公交车辆，停靠站均不在施工区域内，施工期间保证公交通行即可。1.3.3地下情况管线大连路和曲阳路下分布多条管线，详见下表所示：表1.2大连西路管线情况序号编号管线种类管径(mm)/规格埋深(m)位置和范围影响1上水1上水300铁0.7大连西路北侧人行道下穿越4、5号风亭，车站结构和5号出入口2电话1(电2)电话36孔0.9大连西路北侧机动车下穿越4、5号风亭，车站结构和5号出入口3上水2上水100铁1.0大连西路北侧机动车下穿越东、西端头井和车站结构4污水1污水450砼4.9大连西路北侧机动车下穿越东、西端头井和

22、车站结构5雨水1雨水800铁2.6大连西路南侧机动车下穿越东、西端头井和车站结构6煤气1煤气500铁1.0大连西路南侧机动车下穿越东、西端头井和车站结构7上水3上水300铁0.7曲阳路以西的大连西路南侧机动车道下，进入曲阳路西侧机动车道下穿越西端头井，车站结构和2号出入口8电力1电力5孔0.7曲阳路以西的大连西路南侧机动车道下，进入曲阳路东侧机动车道下穿越车站地下墙，3号风亭和2号出入口9电力2电力5孔0.7曲阳路以西的大连西路南侧机动车道下，进入曲阳路东侧机动车道下穿越3号风亭和2号出入口，在车站结构附近约18M10电力3电力1孔0.6曲阳路以东的大连西路北侧人行道下穿越5号出入口11煤气2

23、煤气100铁1.0曲阳路以东的大连西路南侧人行道下穿越6号出入口和车站地下墙表1.3曲阳路管线情况序号编号管线种类管径(mm)/规格埋深(m)位置和范围影响1电力4电力2孔0.7大连西路以北的曲阳路东侧人行道下，进入大连西路南侧人行道下穿越6号出入口和车站结构2电力5电力排管排管1.0曲阳路东侧人行道和机动车道下穿越车站结构3煤气3煤气300铁1.0曲阳路东侧人行道和机动车道下穿越车站结构4污水2污水450砼2.0大连西路以北的曲阳路东侧机动车道下进入车站结构5污水3污水100砼4.0曲阳路东侧机动车道下穿越车站结构6雨水2雨水150砼4.0曲阳路西侧机动车道下穿越车站结构7电话2电话18孔0

24、.9曲阳路东侧机动车道下穿越车站结构8电话3电话12孔1.0曲阳路东侧人行道下穿越车站结构和2、3号出入口9电力1电力5孔0.7大连西路以南的曲阳路东侧人行道下，进入大连西路南侧人行道下穿越车站地下墙，3号风亭和2号出入口10电力2电力5孔0.7大连西路以南的曲阳路东侧人行道下，进入大连西路南侧人行道下穿越3号风亭和2号出入口，在车站结构附近约18M上述管线中曲阳路污水100和雨水1500埋深较深，因此在顶板上设置管廊以便通过。2设计依据和设计标准2.1工程设计依据和设计标准（1）国家和地方政府颁布的强制性条文（2）建筑结构荷载规范（GB5009-2001）（3）混凝土结构设计规范（GB502

25、04-2002）（4）水工混凝土结构设计规范(SL/T191-96)（5）建筑抗震设计规范(GB50011-2001)（6）上海市建筑抗震设计规范(DBJ08-61-97)（7）上海市地基基础设计规范（DBJ08-11-1999）（8）基坑工程设计规程（DBJ08-61-97）（9）建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)（10）地下工程防水技术规范(GB50108-2001)2.2基坑工程等级由于本工程的周边建构筑物大部分距离基坑较远，建筑结构形式相对较好，所以支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边建筑物、交通、管线及地下结构施工影响一般，据建筑基坑支护技术规程（JGJ12099）可知

26、，本工程基坑侧壁安全等级为二级。3 基坑围护方案设计3.1深层搅拌水泥土围护墙 深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌，形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。水泥土围护墙优点：由于一般坑内无支撑，便于机械化快速挖土；具有挡土、止水的双重功能；一般情况下较经济；施工中无振动、无噪音、污染少、挤土轻微，因此在闹市区内施工更显出优越性。水泥土围护墙的缺点：首先是位移相对较大，尤其在基坑长度大时，为此可采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移；其次是厚度较大，只有在红线位置和周围环境允许时才能采用，而且在水泥土搅拌桩施工时要注意防止影响周围环境。3.2高压旋喷桩&#

27、160;高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆，它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体，相互搭接形成排桩，用来挡土和止水。高压旋喷桩的施工费用要高于深层搅拌水泥土桩，但其施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少，并且施工机具的振动很小，噪音也较低，不会对周围建筑物带来振动的影响和产生噪音等公害，它可用于空间较小处，但施工中有大量泥浆排出，容易引起污染。对于地下水流速过大的地层，无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质，由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固，均不宜采用该法。 3.3地下连续墙 通常连续墙的厚度为600mm、800mm、1000mm

28、，也有厚达1200mm的，但较少使用。地下连续墙刚度大，止水效果好，是支护结构中最强的支护型式，适用于地质条件差和复杂，基坑深度大，周边环境要求较高的基坑，但是造价较高，施工要求专用设备。3.4SMW工法SMW工法亦称劲性水泥土搅拌桩法，即在水泥土桩内插入H型钢等（多数为H型钢，亦有插入拉森式钢板桩、钢管等），将承受荷载与防渗挡水结合起来，使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。SMW 支护结构的支护特点主要为：施工时基本无噪音，对周围环境影响小；结构强度可靠，凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用，特别适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层；挡水防渗性能好，不必另设挡水帷

29、幕；可以配合多道支撑应用于较深的基坑；此工法在一定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙，在费用上如果能够采取一定施工措施成功回收H型钢等受拉材料；则大大低于地下连续墙，因而具有较大发展前景。3.5方案选择几种方案均适用于软土地区，施工噪声低，振动小，对周围环境影响小。本基坑的长度较长，而深层搅拌水泥土维护墙对于较长的基坑维护会出现较大位移，不利于施工安全管理；高压旋喷桩对周围环境影响较大，而本工程基坑又处于市区，故不采用；而SMW虽然在国外尤其是日本开挖深度达到20 m以上时也曾得到应用，但毕竟在国内应用于深基坑工程的技术要求高，亦不宜采用；综合本深基坑工程自身特点、经济、工期、施工技术等各方

30、面因素综合考虑，本工程主体围护结构均采用刚度大、强度高、抗渗性能好的地下连续墙。4 基坑支撑方案设计在软弱地层的基坑工程中，支撑结构是承受围护墙所传递的土压力，水压力的结构体系。支撑按材料种类可分为现浇钢筋混凝土支撑体系和钢支撑体系两类，如表4.1：表4.1 支撑形式按材料分类表材料截面形式布置形式特点现浇钢筋土可根据设计要求确定断面形状和尺寸竖向布置有水平撑、斜撑；平面布置有对撑、边桁架、环梁结合边桁架等，形式灵活多样混凝土结硬后刚度大、变形小、强度的安全可靠性强、施工方便，但支撑浇制和养护时间长，围护结构处于无支撑的暴露状态的时间长、软土中被动区土体位移大、如对控制变形有较高要求时，需对被

31、动区软土加固。施工工期长，拆除困难，爆破拆除对周围环境有影响钢结构单钢管、双钢管、单工字钢、双工字钢、H型钢、槽钢及以上钢材的组合竖向布置有水平撑、斜撑；平面布置形式一般为对撑、井字撑、角撑、亦有与钢筋混凝土支撑结合使用，但要谨慎处理变形协调问题安装、拆除施工方便，支撑中可加预应力，可调整轴力而有效控制围护墙变形；施工工艺要求较高，如节点和支撑结构处理不当，施工支撑不及时不准确，会造成失稳现浇钢筋混凝土支撑体系通常由围檩(头道为圈梁)、支撑及角撑、立柱和围檩托架或吊筋、立柱、托架锚固件等其它附属构件组成。钢结构支撑体系通常为装配式的，由内围檩、角撑、支撑、千斤顶(包括千斤顶自动调压或人工调压装

32、置)、轴力传感器、支撑体系监侧监控装置、立柱桩及其它附属装配式构件组成。在本工程中，由于考虑到施工工期、工程造价等方面影响，南北端头井及标准段的横向支撑全部采用钢支撑形式。5 计算书5.1荷载计算5.1.1地下连续墙设计地下连续墙的墙厚一般为600800mm范围内，由于本工程基坑等级为二级，主体结构墙厚都取800mm，连续墙深度的确定： （5.1）式中，连续墙总深度；基坑开挖深度；连续墙嵌固深度，本设计取。东端头井地连墙总深为：西端头井地连墙总深为：标准段地连墙总深为：5.1.2各计算截面处土的物理指标通过地质表和地质剖面图可得各计算截面处土层的物理指标及厚度，如表5.1所示：表5.1各计算截

33、面处土层的物理指标及厚度土层厚度（）含水量（）重度（）粘聚力摩擦角（）杂填土灰黄色粉质粘土灰色粘质粉土灰色砂质粉土灰色粉质粘土暗绿草绿灰绿色粉质粘土草黄灰绿灰色粉砂质粉土灰绿灰色粉砂青灰色粉质粘土5.1.3计算各截面处土的平均物理指标在地连墙深度范围内，由于土的重度、凝聚力、摩擦角和厚度都各不相同，在此为了达到计算方便和合理的目的，各指标采用按土层厚度的加权平均值来计算。对于标准段处的截面有： （5.2）式中，地连墙深度范围内的加权平均重度；第i层土的重度； 第i层土的厚度。即： （5.3）式中，地连墙深度范围内的加权平均凝聚力；第i层土的凝聚力；第i层土的厚度。即 （5.4）式中，地连墙深度

34、范围内的加权平均摩擦角；第层土的摩擦角；第层土的厚度。即 （5.5） （5.6）同理，可计算被动区的平均物理性指标利用以上公式对其他几个截面进行计算，计算汇总如表5.2所示。表5.2各参数加权平均值计算结果位置（）（）（）东端头井西端头井5.2围护结构地基承载力验算本工程地下墙兼作永久承重结构，由规范可知，地下连续墙的竖向承载力P是由侧壁摩阻力F和墙底端承力R两部分组成，即： （5.7） （5.8） （5.9）式中，、地墙所取宽度、厚度（）;第i土层的厚度（）；第i层土的墙体侧壁摩阻力标准值（具体值查相关规范）；墙底土的承载力标准值（查表：本基坑中取=900 kPa）在东端头井和西端头井的开挖

35、深度和地连墙深度也大致相同，故只验算西端头井。其它验算皆取这两个截面西端头井、标准段。在标准段处：即：所以单位长度地连墙的竖向承载力为：地连墙自重： （5.10）结构上部传来的荷载取1000kN，则(满足)在东端头井处：即：所以单位长度地连墙的竖向承载力为：地连墙自重：结构上部传来的荷载取1000kN，则 (满足)5.3基坑底部土体的抗隆起稳定性验算在对围护结构地基承载力进行验算时，不考虑围护结构以上土体的抗剪强度对抗隆起的影响，按普朗德尔地基承载力公式计算，并假定围护结构（地墙）底的平面为基准面，据规范可知，抗隆起安全系数为: (5.11) 式中，抗隆起安全系数（，本工程取）坑外地表至地墙底

36、各土层天然重度的加权平均值；坑内开挖面以下至地墙底各土层天然重度的加权平均值，为；基坑开挖深度；地墙在基坑开挖面以下的插入深度；坑外地面超载，取；、地墙底以下主要影响范围内地基土的粘聚力、内摩擦角峰值。地基土的承载力系数；在标准段处： （5.12） （5.13）带入数据得：在东西端头井处：5.4抗渗验算5.4.1坑底抗流砂稳定性验算地下水由高处向低处渗流，在基坑底部，当向上的动水压力（渗透力）（为土的有效重度）时，将会产生流砂现象，为了防止流砂现象，据规范可知，抗流砂稳定安全系数应满足： （5.14）式中，墙后地下水位埋深（）;地下水重度（）在标准段处：=2.37>2.0(安全)在西端头

37、井处：5.4.2基坑底土突涌稳定性验算本工程建址承压水含水层为1草黄灰绿灰色砂质粉土和2灰绿灰色粉砂，埋深28.732.0m，最大水头高度为地面以下3.4m，承压水层顶板的平均深度为29.87m。根据压力平衡概念，按规范要求，基坑底土突涌稳定性应满足： (5.15)式中：；在标准段处：，则承压水的顶托压力大于上部土压力，基坑开挖时，会出现突涌现象，故本工程需降低承压水头。 （5.16） （5.17）即只要把标准段承压水层的水头降低2.3105m，就能保证基坑底板的稳定。在西端头井处：则承压水的顶托压力大于上部土压力，基坑开挖时，会出现突涌现象，故本工程需降低承压水头。，即只要把标准段承压水层的

38、水头降低2.4074m就能保证基坑底板的稳定。5.5抗倾覆验算抗倾覆稳定性又称踢脚稳定性，本工程围护结构在水平荷载作用下，基坑土体有可能在支护结构底部因产生踢脚破坏而出现不稳定现象。通常绕最下一道支撑转动而失稳，据规范，抗倾覆稳定性安全系数应满足： (5.18)式中基坑内侧被动土压力对B点（最下一道支撑处）的力矩；基坑外侧BD段（最下道支撑处至地墙底端）主动土压力对B点的力矩；基坑内侧被动土压力；基坑外侧B点处主动土压力强度；基坑外侧D点处主动土压力强度；最下一道支撑离坑底的距离。在标准段处：图5.1抗倾覆验算计算简图 (5.19)(5.20)(5.21)>1.5(满足) （5.22）同

39、理可得西端头井处的计算值如下：；综上计算可知，安全系数大于允许值，所以本工程基坑不会发生倾覆破坏现象。5.6整体圆弧滑动稳定性验算假定土体绕最后一道支撑点滑动，并认为滑动面是一通过墙体底面的圆弧，据规范，计算公式如下： （5.23） 式中整体圆弧滑动稳定性系数（）；滑动力矩，；抗滑力矩；（5.24）式中，主动土压力系数；最后一道支撑距地面的高度；最后一道支撑水平处土体的竖向土压力（）；最后一道支撑处墙体的极限抵抗弯矩,可取该处墙体设计弯矩，值取本章5.7计算结果。在标准段处： 则，故标准段整体圆弧滑动稳定符合要求。在西端头井处：；，则，故西端头井整体圆弧滑动稳定性符合要求。5.7围护结构内力变

40、形计算地下连续墙的内力采用由于在基坑开挖总深范围内含有灰色粘质粉土，为安全起见，土压力采用水土分算（静水压力+静止土压力）的方法。墙背土压力采用静止土压力(因为地连墙是作为车站主体结构来设计的。建成若干年后,土压力由施工时的主动土压力转变为静止土压力),这也是偏于安全考虑。山肩邦男近似解法进行计算，其假定为：（1）在粘土地层中，墙体作为底端自由的有限长的弹性体；（2）墙背土压力在开挖面以上取为三角形，在开挖面以下取为矩形（已抵消开挖面一侧的静止土压力）；（3）开挖面以下土的横向抵抗反力取为被动土压力，其中（）为被动土压力减去静止土压力（）后的数值；（4）横撑设置后，即作为不动支点；（5）下道横

41、撑设置后，认为上道横撑的轴向压力值保持不变，而且下道横撑点以上的板桩仍然保持原来的位置；（6）开挖面以下板桩弯矩的那点，假想为一个铰，而且忽略此铰以下的墙体对上面墙体的确良剪力传递。由，可得：(5.25)利用以及（）式，经化简后得： （5.26）式中第k道支撑的轴力（）；墙顶至坑底高度（）；坑底至地墙弯矩为零处的高度（）；第i道支撑距当前开挖面高度（）；最下一道支撑距当前开挖面高度（）。下面进行结构内力计算：（地墙均取宽度进行计算）取标准段的内力计算：其中：此处基坑开挖深度为，,，,有四道钢支撑，支撑间距均为，（最后一个为第四道支撑距坑底距离）,第一道支撑距墙顶。计算墙后的静止土压力（水土分算

42、法）： （5.27）式中，静止土压力（）；静止土压力系数，取进行计算；距离填土表面的深度（）；竖向土压力转换为侧向土压力的转换系数，即侧压力系数。即由于坑内开挖前将水位降低，所以坑内土压力采用降水后的土压力，降水前后土的容重减少值按经验取,则 （5.28）式中基坑底面以下处被动土压力减去静止土压力后的净土压力值（）被动土压力系数；距坑底的深度（）即，第一道支撑处内力计算：计算简图如图5.2示：图5.2一道支撑计算简图由（5.26）式得：=0即：解得：将带入（5.15）式求轴力：即：该处弯矩为：第二道支撑处内力计算：由（5.26）式得：即：解得求轴力：即：该处弯矩为：第三道支撑处内力计算由（5.

43、26）式得：=0即：解得求轴力：即：该处弯矩为：-881.36kN.m/m第四道支撑处内力计算：由（5.26）式得：即：解得m求轴力：该处弯矩为：基坑底部弯矩为：由于东、西端头井土的加权物理指标基本相同，并且支撑情况也一样，但西端头井深于东端头井，可能产生更大的弯矩和剪力，因此计算西端头井和标准段进行比较后，进行强度验算和配筋即可达到安全要求。同理标准段的计算过程，可以算出西端头井的轴力和弯矩，各道支撑的结果见表、表：表各支撑之间的竖向间距支撑基顶基底间距表各支撑处内力计算结果第道支撑第道支撑第道支撑第道支撑第道支撑基坑底端轴力，弯矩，5.8钢支撑强度验算由上计算可知，轴力最大为西端头井的第四

44、道支撑，进行验算。选用钢管作支撑，由于基坑宽度最大处为端头井为，计算长度取。钢管的截面性能：面积：惯性矩：对x轴的净截面模量：净截面模量：回转半径：每米重力：由于支撑自重产生的弯矩为：由于安装偏心产生的弯矩，偏心值为：截面承受最大弯矩：截面塑性发展系数：5.8.1强度验算 （5.29）式中，钢材的设计抗拉、抗压强度，故有：因此，支撑强度满足要求。5.8.2弯矩作用平面内的稳定性验算 （5.30）式中，所计算构件段范围内轴向压力值，为；弯矩作用平面内的轴心受压构件的稳定性系数；等效弯矩系数，取；参数， （5.31）代入各数值计算有：，查规范得所以，支撑弯矩平面内的稳定性符合要求。5.9结构配筋设

45、计5.9.1横截面抗弯计算设计参数为：混凝土采用，保护层厚度取，主筋采用，构造筋采用，计算如下：在端头井处：基坑底端弯矩最大为：单筋矩形截面所能承担的最大弯矩为： （5.32）式中-与混凝土强度相关的常数，取；-混凝土抗压强度值；为；-混凝土截面有效高度；-界限相对受压区高度，与钢材等级有关的常数；由于弯矩较大，布置两排钢筋，则故按单筋矩形截面来配筋。 （5.33） （5.34） （5.35）故在受拉区配（），受压区选配构造筋。5.9.2横截面抗剪计算在端头井截面处，经计算比较得知，在第四道支撑下沿处的剪力最大为：（属于厚腹梁）由上计算可知，截面只需按构造配箍。经计算各个区段处的最大剪力都相差

46、不大，所以其余区段的箍筋均按构造进行配箍，即箍筋为。截面配筋图见图5.3。图5.3截面配筋图6 基坑主要技术经济指标6.1开挖土方量根据基坑开挖平面图和开挖深度可得基坑开挖总土方量为：6.2浇筑混凝土量根据地连墙布置图可得地连墙混凝土的浇筑体积：即本工程基坑浇筑混凝土量为。6.3钢筋用量钢筋用量主要计算地下连续墙中的配筋量。可按下面公式粗略估算：即钢筋用量为吨。6.4人工费用本基坑工程施工中所用的劳动力主要包括：钢筋工、混凝土工、电焊工、机操工、机修工、木工、司机工、起重工、测量工、普工等。计算人工费用时，人数采用平均人数，工作日采用工程总工期，日工资采用平均日工资。1 基坑施工准备1.1 技

47、术准备（1）认真熟悉图纸，做好图纸会审。（2）对施工人员进行有针对性施工组织设计、施工方案技术交底。（3）做好测量放线及定位工作，对周围邻近建筑物布置沉降及位移观测点。（4）地下障碍物调查：根据业主提供的场区地下管线、构筑物的详细位置及不明地下障碍物进行现场探测工作（包括其深度、位置及走向），做好定位标志，并向施工技术人员作书面和现场的确认交底。（5）施工前，项目经理部准备整个工程施工工作计划，该计划主要反映开工前、施工中必须做的有关工作。1.2 现场准备1.2.1管线处置本工程管线搬迁方案是以营都公司提供的管线搬迁方案为基础的优化后确定的，处理方法是：妨碍主体结构施工的大连路下管线全部搬迁至车站南侧20m施工用地范围内，其中煤气500和上水500和电力10孔直接排入规划管位，不再搬迁。1.2.2交通疏解本工程交通疏解的原则为：等宽度翻交，机动车道不变。施工期间的机动车道宽度、机动车道划分与现状完全一样，对机动车道影响降低到最低限度；但人行道略有缩小，考虑到本区域并非商业区，也没有集中的公交站点，行人流量较小，因此不会影响居民的日常生活。1.2.3 三通一平即路通、水通、电通及场地平整，并且通讯到位。考虑到雨季施工时天气对交通运输的影响，特别是大型设备和大量建筑材料的运输，对建筑场地内交通要道实行局部硬化，以满足施工时的运