基坑降水施工方案和基坑支护毕业设计-大厦基坑支护设计

河北工程大学土木工程学院毕业设计说明书（毕业论文）20**年PAGE目录1编制依据及说明 11.1编制依据 21.2编制说明 22工程概况及地质条件 22.1工程概况 22.2工程地质条件 23深基坑降、排水方案的选择 34基坑降水计算（详见计算书） 34.1基坑降水降深要求 34.2基坑涌水量计算和深井数量及间距设计 35降水设备选择及降水平面布置 35.1抽水设备选择 35.2降水平面布置 46深井施工工艺及要求 46.1施工准备 46.2施工顺序 46.3工艺要求 46.4降水技术要求 57基坑排水系统 57.1基坑边排水系统的施工 57.2基坑内的排水措施 68施工部署 68.1项目管理组织机构 68.2劳动力计划 68.3施工进度计划 78.4施工准备情况及急需解决的问题 79质量保证措施 710安全生产措施 710.1保证施工安全技术措施原则 710.2危险点分析及预防措施 710.3现场施工安全保证措施 811文明施工、环境保护措施 91编制依据及说明1.1编制依据郑州市郑东新区龙湖区北三环隧道工程隧道主体土建工程图纸。《北三环隧道工程岩土工程勘察报告（K1+120-K3+340）》化工部郑州地质工程勘察院。我单位在以往类似工程中的施工经验。1.2编制说明因无具体地质勘察报告，本降水方案暂按设计图纸中提供的地质参数和该地区类似工程降水经验进行设计。基坑降水要根据土层的渗透系数，要求降水的深度和工程特点，经过技术、经济比较后确定的，但由于本工程目前只有主体设计图纸中提供的地质参数，加上土层地质条件的复杂性，有关计算参数如土层的渗透系数K和抽水影响半径R等取值是否正确将影响井点系统涌水量计算结果的准确性，在实际降水施工过程中，采用信息化施工，定时检测降深、出水量，采用抽水试验验证降水效果，以便进一步优化降水的施工方案。2工程概况及地质条件2.1工程概况郑州市郑东新区龙湖区北三环隧道工程隧道主体土建工程位于郑东新区龙湖区南部，为龙湖区的一条东西向城市快速路，规划红线宽80米。二标降水施工区域西起K1+839东至K2+940全长1101米，最宽处宽77.00m。基坑最浅处为▽-4.095m，最深处为▽-15.33m。2.2工程地质条件根据岩土工程勘测报告K1+120-K3+340段，场地内除表层分布有厚度不均的素填土外，约30m以浅为第四纪全新世冲积形成地层，主要为粉质黏土、粉土、粉砂、细砂和中砂层。约30m以深为第四纪晚更新世冲积形成地层，主要为粉黏粘土及粉土层。本场地勘察期间地下水位埋深4.8-8.0m，属第四系松散岩类孔隙潜水。据调查地下水位年变幅1.0-2.0m，近5年最高水位埋深2.0m左右，历史最高水位埋深0m。3深基坑降、排水方案的选择因基础开挖较深，土层为粉土，开挖深基坑时，由于含水层被切断，在压差作用下，地下水必然会不断地渗流入基坑，如不进行基坑降排水工作，将会造成基坑浸水，使现场施工条件变差，地基承载力下降，在动水压力作用下还可能引起流砂、管涌和边坡失稳等现象，因此，为确保基坑施工安全，必须采取有效的降水和排水措施。根据现场的实际地质情况，综上所述，适用北三环隧道工程基坑降水常用的只有明沟降水和深井降水。由于基坑明沟降水适用于降水深度不大的工程，因此，本工程采用深井降水。同时基坑开挖也应设计明沟，但它只是收集基坑中和坑壁局部渗出的地下水和其它施工时的地下水。4基坑降水计算（详见计算书）4.1基坑降水降深要求因本工程基坑采用机械大开挖，土方清理采用人工，为保证基坑开挖及基础施工人员的安全，降水设计时，必须使地下水位降到基础底面0.5m以下，且基坑中心线处要求降深S应低于开挖基底不少于0.5m。地下水埋深按▽－4.8m考虑，综合基坑的最小降深为13.16－4.8＋0.5＝8.86m，最小降深按8.86m考虑。4.2基坑涌水量计算和深井数量及间距设计基坑降水的涌水量与场地水文地质条件、基坑的形状大小及补给水边界条件等有关。基坑基本为矩形。根据工程地质勘察报告所提供的工程水文地质条件，基坑降水上部潜水按均质含水层潜水完整井，基坑远离边界计算。下部承压水按均质含水层承压水非完整井，基坑远离边界计算，其降水计算过程附后。5降水设备选择及降水平面布置5.1抽水设备选择深井井点降水每一口深井单独用一台水泵进行抽水以降低地下水位。由于本工程降水深度较大，考虑到潜水泵安装简单、耗能少、效率高、成本低，可采用潜水泵。根据深井井点的进水量，每口井选用一台潜水泵，型号为：QY-25型，流量为15m3/h,扬程为25m，可以满足施工要求。施工机械设备一览表序号名称型号数量（台套）功率（千瓦）备注1钻机KE-10062潜水泵QY-25型148台2.2×14815台备用3电焊机BX18-300F-3130×15.2降水平面布置根据基坑涌水量的理论计算和降深验算的结果，结合本工程的特点，沿基坑四周每15米布置一口深井，深井井点距基坑上口边为1m，共布置深井148口，每口深井直径为0.6m，深井井深为25m。每口深井过滤器进水部分直径为0.3m。深井具体布置情况详见基坑降水平面布置图。6深井施工工艺及要求6.1施工准备（1）测量定位：用测量仪器定出轴线及标高，确定井位。（2）用KE-100钻机连续钻孔取土，泥浆护壁。（3）组织协调好施工作业人员进场工作及井具设备堆放场地。（4）现场供电、供水及时接引到位。6.2施工顺序测量定位→成孔→清孔→下管→填砾→洗井→下泵→抽水→封井6.3工艺要求测量定位通过测量仪器定出井位，并严格按照设计井位成孔。钻机就位时必须对准所定孔位，机架水平、正直，井位误差不超过10cm。成孔：采用正循环钻进工艺，成孔直径为600mm，钻进过程中，根据不同的地层合理选用钻压、转速、泵量等技术参数，采用自然造浆护壁，成孔垂直度偏差小于1%。钻孔位置参见降水平面图，成孔深度根据降水平面布置图,井口标高为场地自然地面起。钻孔时一径到底不留沉渣，井孔要求正、圆、直、孔斜率<1％。清孔：清孔的目的是将成孔后的稠泥浆及孔内的泥浆冲出。下管：清孔完毕应立即下φ300水泥砾石（无砂）滤水管。下管前要用竹片绑紧，采用钻机卷扬下管，下管时要垂直居中，不偏不斜。下管时所有深井的底部要通过测量控制在一个水平面上：为了保证井管不靠在井座上和填砾厚度，在井管上加设扶正器（门形钢管架）。填砾：填砾所用材料为3～15㎜砾石。填砾高度至孔口2m处，填砾时采用管外返水快投法，封闭井口从管内送入清水，当送入的水从孔中返回时，即可快速均匀的沿着井管四周撒入砾料，如此砾料中的杂质和细砾可顺循环槽排走。井滤料从井口四周均匀回填，防止将井管挤偏，井顶离地面1.0m用粘性土回填至地面，井口要加盖。洗井：洗井工作必须在下管填砾后及时进行，拖延的时间越长，泥浆与砂土、砾料一起凝固后洗井越困难，洗井时必须用清水冲洗，直到洗出清水为止。下泵、抽水：抽水采用潜水泵，水泵下至距井底1.50米，其下部作沉淀用。封井：在结构出±0.00且土方回填完成后，及时用粘土封井。6.4降水技术要求抽水需要24小时派员值班，并作好抽水记录，以掌握抽水动态。每日二次（间隔12小时）定时对观察井进行水位观察，水位观察要在抽水前进行，并做好观察记录。。抽出的水含砂量不超过1／10000。严格控制水位，定期观测，使水位平稳，缓慢下降，防止过快造成不均匀沉降，影响周边环境。7基坑排水系统7.1基坑边排水系统的施工1、K1+839至K2+200段基坑排水排向一标，主管选用Ф400双壁波纹管，布置在基坑南北两侧，每隔15m设置一个1.2m*1.2m*1.5m排水槽，排水坡度为1.5‰。K2+200至K2+940段基坑排水排向三标，主管选用Ф600双壁波纹管，布置在基坑南北两侧，每隔15m设置一个1.2m*1.2m*1.5m排水槽，排水坡度为1.5‰。K2+200至K2+940段基坑排水最终汇合至Ф800双壁波纹管排水管道排走。排水主管的具体排放口根据现场实际情况再定。抽水：用潜水泵抽水，水泵下至距井底2.0米，其下部为沉淀用。排水管网详见基坑降水平面布置图。2、水泵的安装与运转：水泵采用胶皮软管引至地面排水管道，应根据出水量及降深调整水泵的位置。要边打井、接着洗井、装泵、试抽水、水泵一旦启动即要24小时连续运转，争取早日将水位降到设计要求，定时通过水位观测观测水位，以确定水泵的停与用，必要时配备备用发电机。7.2基坑内的排水措施在采用深井井点降水的同时，在基坑开挖过程中，必要时在基坑底设置积水井，但它只是收集基坑中和坑壁局部渗出的地下水和其它施工时的地下水。基础开挖常会遇到地下水和地表水大量渗入，造成基坑浸水，破坏边坡稳定，影响施工正常进行，因此必须做好基坑排水和地面截水、疏水工作，保证基础开挖的干法施工，视具体情况，采用以下方法：1）地面排水地面排水应结合整个场区施工考虑，统一布置。使得在整个施工过程中，能顺利排出地表积水和从基坑中抽出的水。基坑顶面四周设置截水墙，以拦截附近地表水，以防止地表水浸入基坑内。2）基坑明沟排水在基坑底部开挖轮廊线外缘距基坑底边坡边0.2m处的一侧设临时集水井，集水井每隔30～40m设一个，其直径为0.5m，深约1.0m。井底铺0.3m厚的砾石，以防泥砂堵塞水泵。用抽水设备将集水井中的水排至基坑外部，严禁排出的水回流于基坑内。雨期施工前应检查现场的排水系统，保证水流畅通。8施工部署8.1项目管理组织机构我公司对该降水工程十分重视，成立降水专业施工队，专门负责整个降水、排水的施工工作。在项目部的领导下，下设精干、高效的生产指挥系统，明确质保体系和质检体系，见项目管理组织机构图。项目部对项目人、财、物的投入要突出重点，确保重点，尤其是进入本工程和管理人员和施工班组，应进行选拔考核。工地建立“日碰头”例会制及时解决施工中发生的问题，确保质量、工期、文明、安全等指标的实现。8.2劳动力计划钻井施工组织两班钻井作业人员，24小时每班连续作业，降水作业劳动力计划见下表：劳动力准备计划项 次工种名称劳 动 力（人）1钻机司机42机修工23电工24机械工35辅助工108.3施工进度计划降水计划工期为270天，其中钻井、下管20天，抽水预降期为25天。8.4施工准备情况及急需解决的问题降水所需的水电已接至施工现场，可以满足降水施工需要，现场三通一平已基本完成。9质量保证措施技术员和质检员，对成井的各个环节进行质量控制和检查，发现问题及时解决。必须按施工工艺的要求及操作规程执行。原始资料是整个工程施工的真实反映，是检查工作质量的重要依据。各班组记录人员、质量监督人员、施工管理人员都必须认真填写记录，各种数据做到准确、齐全、清楚。10安全生产措施10.1保证施工安全技术措施原则本工程在施工过程中必须做好安全教育和安全管理工作，并按以下规范实施：《建筑机械使用安全技术规范》《建筑现场临时用电安全技术规程》《建筑施工安全检查评分标准》国家、省、市颁发的各项安全技术操作规程和安全法规，真正做到“安全为了生产、生产必须安全”。10.2危险点分析及预防措施1、电源线破损、老化漏电伤人。预防措施：根据水泵电机电流量配置相应电源线，做到一闸一机，漏电保护器动作灵活，交接班时对漏电保护器进行试动作，防止因长时间运行而失灵。2、塌方预防措施：土方施工按要求坡度放坡，设置专人巡视边坡的稳定性，防止土方坍塌事故发生。3、机械伤害预防措施：由于同挖土工程交叉施工，严禁在机械挖土范围内进行人工降水施工，防止机械伤害。4、高处坠落预防措施：在基坑四周设置红白相间警示栏杆，栏杆距基坑不小于1m。防止车辆、人员坠入坑内。10.3现场施工安全保证措施认真贯彻公司有关安全生产的规章制度，施工员应在各工种施工前进行安全生产交底，并制定针对性的安全措施，真正做到安全生产，人人有责。现场使用的施工机械、电线架设应符合安全技术要求，重复接地，全面开展使用标准开关箱及漏电保护器，非机电操作人员严禁接触电力设备。各工种人员均应持有上岗证方能操作，班组进场应进行三级安全教育，经常进行安全检查，现场标志应齐全，使安全活动贯穿整个施工过程中。钻机设备使用前应检查各部位零配件，防护装置是否有效，制动器、眼位器等是否齐全有效，试运转前必须保证用电机各部件的可靠润滑，确认无误方可运转。由于深井降水处于湿工作状态下，电源安全装置须达到三级保护要求。各种机械均配置漏电保护器，以防伤人。所有机械上的钢丝绳使用前必须进行检查，不合格或超出有效期均不准使用。凡进入施工场地的人员，必须戴好安全帽，并不得穿高跟底鞋。没有专人指挥，不得进行任何钻孔施工工作。施工供电采用三相五线制，做到工作零线与保护零线分离，配带有漏电保护器的配电箱，湿作业时应佩带绝缘手套操作等诸多保护措施。加强现场施工用电检查，对不安全因素，必须及时处理。采用信息化设计与施工手段，加强安全监控。由于土性及施工工程的复杂性，施工过程中常存在许多影响安全的不可知因素。然而，基坑和周围环境的稳定和安全，集中体现在土体的变位情况，以分析对比观测值指导和控制施工，就可确保基坑和周围建筑的安全。严禁基坑边缘大量堆载：基坑边缘严禁超载，以免导致支护结构较大变形而危及周围管线及建筑物的安全，坑边堆载一般不得大于20KPa。严格控制挖土层次，严禁超挖和支护不及时。基坑开挖到底后，应迅速作好垫层，并尽快浇注基础底板，避免基底暴露时间过长。控制降水深度，在满足基础施工要求前提下，降水深度不宜太深。在基坑底0.5-1.0米较适合。基坑开挖按规定放坡，坡顶、基坑排水良好，坡顶严禁堆放余泥或重物，防止滑坡或塌方。基坑四周设置简易醒目的围栏，并挂警示牌，夜间挂警示灯。坑内作业时，坑上应有专人监护，较重型材料不得在坑边集中堆放，抽取坑内积水时，必须装漏电保护开关有效期保证有效使用。其它未尽安全措施，根据本工程施工组织设计中的相应条款执行。11文明施工、环境保护措施1、认真执行标准规划管理，冲孔施工过程中要保持场容、场貌。2、施工区内电器接地打桩、排水沟开挖注意地下管线。3、井点出水要经二次沉淀，方能进入下水道。毕业设计说明书（毕业论文）邯郸市和谐大厦基坑支护设计(8.0m)专业：土木工程姓名：指导教师：河北工程大学土木工程学院20年6月2日摘要邯郸市和谐大厦位于邯郸市区北部，西临建元小区，南侧隔路为建工物业办公楼，东临中华北大街。建筑面积33279.6m2，主楼20层，地下2层，框架剪力墙结构。该工程基坑深8m，局部为11m。根据场地的土层条件及邯郸市类似基坑工程的经验，为保证基坑的稳定性及尽量节省投资，经方案比选，拟采用土钉墙技术及排桩+锚杆对该基坑进行支护。通过对拟建场地的工程地质条件分析，本工程存周围建筑物较多，西侧距建元小区6层住宅楼10.7m,距其围墙8.9m，建元小区住宅楼基础埋深约2.5m，水泥土搅拌桩复合地基，桩长约4.0m。北侧偏西为热力加压站，基础埋深约3m，距建筑物外边缘线约4m，另外，南侧、东侧附近有雨污水管线通过。但基础埋深8m，因此工程基坑支护的重点主要控制基坑变形，以保证领近建筑物的安全。经初步方案选择，本工程西北两面选择支护方案一(桩+锚杆)；基坑最南侧和东侧采用支护方案二（土钉墙），两种支护方案。细部设计见后文说明。在本次基坑支护设计过程中，先后分析了4种方案：1.悬臂桩支护；2.水泥土搅拌桩3.土钉墙支护；4.单支点排桩支护。对于悬臂桩支护方案，通过计算，桩长需要16m，桩体所承受的最大弯距较大，不合理；又因为土钉墙支护形式适合于较浅基坑，宜采用；通过对单支点排桩和悬臂桩两种支护方案的比较，考虑到降低成本，最终决定采用单支点排桩支护，土钉墙支护，关键词：基坑支护土钉墙排桩Abstractthehexiebuildingislocatedatthenortherncityofhandanharmonious,westoverlayyuanvillage,theroadsouthforconstructionpropertyofficebuilding,theeaststreetinnorthChina.Floorareaof33279.6m2,themainbuilding20floors,underground2layer,theframeshearwallstructure.Thedeepfoundationpitengineering8m,localof11m.Accordingtothesoilconditionandhandancitysimilarfoundationengineeringexperience,toensurethestabilityofthefoundationpitandtrytosaveinvestment,theschemeisselected,isusedtothesoilnailedwalltechnologyandrowpile+anchorofthefoundationpitsupportfor.Throughtotheproposedsiteoftheengineeringgeologicalconditionsoftheanalysis,theengineeringenduressurroundingbuildingsmore,thewestvillagesixfloorsofbuildingsfromjianyuan10.7m,8.9mfromitswalls,jianyuancommunitybasedburieddepthofresidentialbuildingabout2.5m,cement-soilpilecompositefoundation,pilelengthabout4.0m.Prayforthenorththermalpressurestation,basicburieddepthabout3m,isapartfromtheoutsidethebuildingforabout4medge,inaddition,thesouth,theeastnearawastewaterpipelinethroughtherain.Butthebasicburieddepth8m,sothefocusoffoundationpitengineeringmajordeformationcontrol,toensurethatbroughthimnearthebuildingsecurity.Afterthepreliminaryplanselection,theprojecttwosupportingschemeselectionnorthwesta(pile+anchor);Thesoutheastandthefoundationpitsupportingschemeii(thesoilnailedwall),twosupportingscheme.Thedesignofthedetailsseelaterunderinstructions.Inthepitsupportingthedesignprocess,therehasanalyzedfourtypesofschemeoneafteranother:1.Cantileverpilesupport;2.cement-soilwall3.Soilnailingwallsupport,4.Pileinrowsingle-Fulcrumcare.Thecantileverpilessupportingneedthelengthof16m,soitisunreasonable.Soil-nailingwallsupportisusuallytobeusedforshallowpit.Throughcomparingthesinglefulcrumpilesandpilesofcantileversupport,takingintoaccountthelowercostsandultimatelydecidedtoadoptthesingle-rowpilessupporting,soilnailwallsupportKeywords:PitSupport;Soilnailing-wall;Pilesinrow;目录0绪论 11工程概况 12工程地质及水文地质概况 23设计依据 34设计方案比较与选择 34.1初选方案 34.2支护方案一：桩锚 44.2.1计算土压力 44.2.2确定反弯点位置 64.2.3确定主动土压力为零点的位置 64.2.4确定支反力的大小及位置 74.2.5确定嵌固深度 74.2.6计算最大弯矩 84.2.7配筋计算 94.2.8锚杆设计 94.2.9腰梁计算 104.2.10腰梁的选择 114.2.11抗隆起稳定性验算 124.2.12桩锚结构的整体稳定性验算 124.3支护方案二：土钉墙 144.3.1土钉设计 144.3.2计算各土钉的土压力 154.3.3土压力放坡对土压力的修正系数 154.3.4单根土钉受拉荷载标准值 164.3.5计算土钉长度 164.3.6土钉配筋确定 174.3.7土钉墙整体稳定性验算 185经济技术分析 205.1土方量计算 205.2混凝土费用的计算 205.3钢筋费用 205.4土钉墙 206施工监测方案 216.1土锚和土钉的验收与检测 216.2混泥土灌注桩质量检测 216.3桩顶水平位移监测 216.4临近建筑物、管线沉降变形监测 216.5应急方案 227结束语 23致谢参考文献附：邯郸市和谐大厦总平面图附录1读书报告附录2专题报告PAGE6邯郸市和谐大厦基坑支护设计（8.0m）学生：指导老师：吴雄志河北工程大学土木工程学院土木工程专业岩土工程方向0绪论近年来全国各地建筑深基坑支护工程发展很快，因建设需要基础愈做愈深，其支护结构难度，尤以软土地区也愈来愈大，已成为高层建筑基础工程中的难点和热点。深基坑支护结构涉及岩石力学、结构力学、材料力学和地质水文等学科。基坑支护设计理论的发展随着基坑支护工程实践的进展而提高，初期的设计理论主要基于挡土墙设计理论。对于悬臂桩支护结构，根据朗肯土压力计算方法确定墙土之间的土压力，也就是支护结构上作用荷载及反作用力按主动土压力与被动土压力分布考虑，以此按静力方法计算出挡土结构的内力。对于支点结构，则按等值梁法计算支点力及结构内力。由于基坑支护结构与一般挡土墙受力机理的不同，按经典方法（极限平衡法或等值梁法）计算结果与支护结构内力实测结果相比，在大部分情况下偏大。这是由于经典方法计算支护结构与实测不尽相符的事实，二则由于基坑周边环境（建筑物，地下管线，道路等）基坑内基础线对支护结构更为严格要求，需要对支护结构变形进行一定精度的预估，而经典方法则难以计算出支护结构的变形。古典理论已不适宜指导深基坑支护的发展。在总结实践的基础上，将会逐步完善理论以指导设计计算。毕业设计是大学四年学习的最后一个阶段，本次就基坑支护设计的目的是详细学习和了解与岩土工程相关的知识，巩固以前学习过的（深基坑支护、基础工程、地基处理、土力学、工程地质学等）知识，并按照现行规范，通过对实际情况的分析把它运用到生产实践中去，同时也培养了调查研究、查阅文献、收集资料和整理资料的能力。通过本次设计使自己能够理论联系实际，并为以后的工作和学习打下坚实的基础，因此要达到以下要求：⒈学会对资料的收集、整理、分析、评价等基本方法，学会阅读并编写勘察报告。⒉通过对基坑支护、基坑降水和设计，施工图的绘制，对岩土工程有更深刻的理解，具备独立分析问题、解决问题的能力。⒊通过本次设计,应学会熟练掌握和使用在岩土工程方面的应用广泛的电算技术，以提高设计的效率。1工程概况拟建邯郸市和谐大厦位于邯郸市区北部，西临建元小区，南侧隔路为建工物业办公楼，东临中华北大街。建筑面积33279.6m2，主楼20层，地下2层，框架剪力墙结构。该工程基坑深8m该工程位于市区中心地带，建筑物外边缘线西侧距建元小区6层住宅楼10.7m,距其围墙8.9m，建元小区住宅楼基础埋深约2.5m，水泥土搅拌桩复合地基，桩长约4.0m。北侧偏西为热力加压站，基础埋深约3m，距建筑物外边缘线约4m，此外，南侧、东侧附近有雨污水管线通过，平面图见CAD文件。2工程地质及水文地质概况根据中煤邯郸设计工程有限责任公司提供的岩土工程勘察报告，该场地土层由上至下分别为：第1层，杂填土：以粉质粘土为主，土质松散，含碎砖屑及小石子，场地北侧顶部有厚15cm水泥路面。第2层，粉质粘土：黄褐色，可塑，局部软塑。韧性中等，切面稍有光滑，干强度中等，该层底部粘粒含量高，为中等压缩性。第2-1层，粉土：黄褐色，湿，稍密，摇震反映中等～迅速，局部粘粒含量高，为中等压缩性。第3层，粉质粘土：灰～灰褐色，可塑，局部软塑，韧性高，切面光滑，干强度中等～高，见有青瓦片，该层上部和底部粘粒含量高，局部相变为粘土，底部8.0m处夹有薄层细砂，厚约0.2m，地步灰黑色，近硬塑，场区普遍分布。为中等压缩性。第3-1层，细砂：黄褐色，湿，稍密，含有粘土颗粒，主要成分为石英。第4层，粉质粘土：黄褐色，可塑，局部近软塑，韧性中等～高，切面稍有光滑，干强度中等，含姜石，土中混砂粒，见有灰绿色条带。为中等压缩性。第4-1层，粉质粘土：褐黄色，可塑，韧性中等，切面稍有光滑，干强度中等，含有较多砂颗粒。场区普遍分布。为中等压缩性。第4-2层，中砂：黄褐色，湿，中密，成分以石英长石为主，含有粘土颗粒。该层主要分布于场地西侧。第5层，粉质粘土：褐黄～黄褐色，可塑，偏硬塑，韧性中等，切面稍有光滑，干强度中等，有砂感。局部粘粒含量高，近粘土，场区普遍分布。为中等压缩性。第6层，粉质粘土：黄褐色～褐黄色，可塑～硬塑，韧性中等～高，切面光滑，干强度中等，见有小姜石，有砂感。场区普遍分布。为中等压缩性。第7层，粘土：黄褐色，硬塑，局部可塑，韧性高，切面光滑，干强度高，见有黑色铁锰氧化物。该层未揭穿。为中等压缩性。该场地在勘察期间实测稳定水位埋深为5.5—5.7m表2-1工程地质及水文地质概况表层号土类名称层厚重度液性指数粘聚力内摩擦角(m)(kN/m3)(kPa)(度)1杂填土1.5117.02粉质粘土4.8218.80.5511.1014.703粉质粘土4.1415.40.7215.3011.704粉质粘土4.3819.50.5812.6015.305粉质粘土7.6319.60.2830.011.16粉质粘土10.6020.10.7315.015.07粘土10.0019.60.2215.015.03设计依据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）《岩土工程勘察报告》按照《建筑基坑支护技术规程》关于基坑侧壁安全等级及重要性系数的表述，该基坑工程基坑侧壁安全等级为二级，重要性系数γ。＝1.0。（附表如下）表3-1基坑侧壁安全等级及重要性系数安全等级破坏后果重要系数γ。一级支护结构破坏，土体失稳或变形过大对基坑周围环境及地下结构施工影响严重1.10二级支护结构破坏，土体失稳或变形过大对基坑周围环境及地下结构施工影响一般1.00三级支护结构破坏，土体失稳或变形过大对基坑周围环境及地下结构施工影响不严重0.904设计方案比较与选择4.1初选方案该工程周边环境较复杂，西临建元小区，南侧隔路为建工物业办公楼，东临中华北大街。此外该工程位于市区中心地带，建筑物外边缘线西侧距建元小区6层住宅楼10.7m,距其围墙8.9m，建元小区住宅楼基础埋深约2.5m，水泥土搅拌桩复合地基，桩长约4.0m。北侧偏西为热力加压站，基础埋深约3m，距建筑物外边缘线约4m，另外，南侧、东侧附近有雨污水管线通过。但基础埋深8m，因此工程基坑支护的重点主要控制基坑变形，以保证领近建筑物的安全。根据现场勘察和工程地质水文地质情况，拟采用的支护方案由：悬臂桩支护、单支点排桩支护、土钉墙支护。悬臂式排桩适用于土层工程状况良好的情况,缺点是支护桩顶水平位移较大。土钉墙支护位移小,一般测试位移约20mm,对相邻建筑影响小,经济效益好,一般成本低于灌注桩支护,且施工快捷,设备简单,施工所需场地小。采用信息化施工，发现墙体变形过大或土质变化，可及时修改加固或补救，确保施工安全。通过以上比较,结合工程实际情况,基坑的南、东两侧采用土钉墙支护,北、西两侧相临建筑物较高且对变形要求较高,需计算比较悬臂桩支护与单支点排桩支护。基坑支护可供选择的方案有：（1）桩+锚杆方案，经初步计算，其在变形及受力方面均能满足要求，因此选择此方案。（2）土钉墙方案，土钉墙支护方案由于其经济和施工工期短，所以，此方案是最基本方案。在本工程中，基坑深8m，经试算，可以保证土体的整体稳定性。亦符合经济要求，因此选择此方案。（3）地下连续墙方案，由于开挖深度较小，虽地下连续墙在安全和控制变形方面都是较理想的选择。但由于其造价较高，且本基坑四周无重要建筑物因此考虑经济方面不选择此方案。经初步方案选择，本工程西北两面选择支护方案一(桩+锚杆)；基坑最南侧和东侧采用支护方案二（土钉墙），两种支护方案。4.2支护方案一：桩锚4.2.1计算土压力(1)作用在桩上的主动土压力分布：参数计算：主动土压力系数……(4-1)第一层杂填土：第二层粉质粘土：第三层粉质粘土：第四层粉质粘土：第五层粉质粘土：计算主动土压力：（2）作用在桩上的被动土压力分布：参数计算：被动土压力系数…………………（4-2）第一层杂填土：第二层粉质粘土：第三层粉质粘土：第四层粉质粘土：第五层粉质粘土：计算被动土压力：画出各层土所受剪力图：图4-1土压力分布图4.2.2确定反弯点位置单支点支护结构的反弯点在基坑地面以下水平荷载标准值与水平抗力标准值相等的位置，由剪力图可确定，反弯点在第三层土中。设反弯点在距基坑底x米处，由……………（4-3）即得所以反弯点在距离基坑底1.79m处，即标高为9.79m处。4.2.3确定主动土压力为零点的位置设该点距离第一层土的距离为y米，则有得，即土压力为零点在0.52米处。4.2.4确定支反力的大小及位置假定支反力作用在距离基坑顶3米处，如图所示：图4-2单层支点支护结构支反力及嵌固深度计算简图由正负弯矩相等可得：解得所以，支反力4.2.5确定嵌固深度根据………（4-4）假定，则有故满足要求。确定嵌固深度为8米，即桩长为16米。4.2.6计算最大弯矩根据主动土压力=被动土压力+支反力，由剪力图可知，必然存在两点。分别位于第三层和第四层土中。第一层土的主动土压力：第二层土的主动土压力：标高为8米处的主动土压力：故在6.33~8米之间必然存在最大弯矩点，设该点位于第二层土下X米，则解得，即在标高为6.78米处存在最大弯矩。前三层土的主动土压力=前三层土的被动土压力=故在第三层土中不存在最大弯矩点。第四层土中，设最大弯矩点位于第四层土下y米处,则解得，即在标高为11.94米处也存在最大弯矩点。所以最大弯矩为4.2.7配筋计算预选桩径,桩间距，钢筋保护层厚度，钢筋笼直径。混凝土采用，，钢筋采用，。25根Ф20，，桩截面积。由得则所以故符合要求。4.2.8锚杆设计位于冠梁下3.0米，钻孔直径0.15米，入射角25度，水平间距为2米，锚索采用预应力镀锌钢绞线，强度标准值。锚杆拉力设计值：锚杆设计的轴向拉力设计值：锚杆锚固段长度计算公式：…………..…(4-5)其中锚固段直径,计算中取150则有，解得故锚杆锚固段长度为。锚杆自由段长度计算：，按照《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99规定锚杆自由段长度不应小于5米，故取。所以锚杆总长度索杆杆体计算公式故所需锚索根数，取3根。锚杆配筋计算：由，则取二级钢筋，。则有，故取4.2.9腰梁计算锚杆和排桩需要有腰梁来连接，从而增强了地下支护结构的整体稳定性，腰梁应具备足够的抗弯刚度。在此只验算腰梁的弯矩来保证整体结构的稳定。由于腰梁的整个受力都相等，所以只要将其中一部（五跨）拿出计算即可。腰梁计算简图为:(支座间距2米图4-3腰梁计算简图其中弯矩图如下：图4-4弯矩图剪力图如下：图4-5剪力图4.2.10腰梁的选择由，选钢筋型号为Q235，则有由，设，则所以故选4.2.11抗隆起稳定性验算根据，代入计算参数得：，故满足基坑抗隆起要求。4.2.12桩锚结构的整体稳定性验算HiCi×Li1HiCi×Li126.96164.6338451363.1844046894.5884.76096797239.2488168956.3271226376.88162.7415020862.2268579516.96128.807060556.291897922124.377909786.74159.4299017560.5867833288.73161.5640284766.875845824196.135003316.56155.1721298958.45766321810.17188.2137651273.834827345265.5647496.32149.4951007555.69446999811.37210.42187977.524372869336.257986836.02142.3988143252.33526405212.41229.6689110379.805569423399.315522775.66133.8832706148.42652248313.31246.3249964480.078686705460.932021925.25124.1850124944.10292977314.1260.9453380878.619517153520.579733554.76112.594411323979273.7150035677.320823376569.647996134.2199.58455287333.91116126315.4285.0041281174.952974189616.14372123.5383.49963696927.51951377215.93294.8127117471.590027703659.452083412.8567.41472106621.458972316.39303.3258220667.355553617699.425365052.0348.01820482914.89374172116.79310.7285266962.365966462736.013568521.0925.7831740228.196235154917.12316.8357580156.663559777768.372590472628.834278790.180997417.4322.0176512550.398099717797.0181872617.62326.0891387943.61856292821.2062898617.79329.2352882636.434968844841.138056517.91423.6482997530.393621213907.0189590317.98425.3040999222.254058132918.5290082918425.7771856813.951662989925.039720866547.200561659.57941310618.4956结果：，故满足要求。HiCi×Li1HiCi×Li126.9945.4683514263.44710467717.9945.46835142159.7704332944.8349046966.9445.4683514262.7500968117.9845.46835142159.0260468589.4978413356.8345.4683514261.36624870117.9245.46835142157.41370414133.499344546.6845.4683514259.48691121517.835.573758771147.39678643166.464014326.4645.4683514256.88025568617.435.573758771142.33321359202.635969976.1845.4683514253.66958621217.1135.573758771137.84225551237.966729325.8545.4683514249.98191401116.7635.573758771132.58460282270.413486885.4445.4683514245.62494204416.3447.431678361125.53724515311.030496874.9760.62446856141.8599643215.8447.431678361117.5013168346.060902594.4160.62446856134.69447263715.2747.431678361108.68539425375.013048873.7760.62446856128.55750339614.6147.43167836199.101758634396.783498173.0460.624468561228547.43167836188.868059715410.455977092.1960.62446856115.42587923512.9759.28959795276.699427246422.000309881.275.7805857018.373608821511.9559.28959795264.132501689420.7913504742.64973987704.255545510.7471007431517409.142899679.2983.00543713234.949692939380.732036717.44106.7212763118.799332141326.709098124.81177.868793861.478632237224.9749674410731278355169.0068769结果：，所以稳定。4.3支护方案二：土钉墙4.3.1土钉设计加权平均重度加权平均内摩擦角加权平均粘聚力加权平均主动土压力系数加权平均被动土压力系数采用5排土钉，设计土钉墙坡度为1:0.2，水平和竖直间距均为1.5米，入射角为10度，钻孔直径为150毫米。图4-6土钉设计草图4.3.2计算各土钉的土压力.…………………(4-6)土压力的零界高度为：即从基坑顶面到1.1米深度范围内土压力为零。4.3.3土压力放坡对土压力的修正系数..……….(4-7)解得4.3.4单根土钉受拉荷载标准值由公式..………………(4-8)则有：4.3.5计算土钉长度图4-7土钉长度计算草图（1）自由段长度：由所以（2）锚固段长度：…………….(4-9)设则，可以。设则，可以。设则，可以。设则，可以。设则，可以。（3）土钉总长：………………….(4-10)，取6.0米。，取8.0米。，取8.0米。，取8.0米。，取8.0米。4.3.6土钉配筋确定选钢筋型号为HRB335（1），选（2），选（3），选（4），选（5），选4.3.7土钉墙整体稳定性验算具体过程见下图，取两个圆弧，可对基坑底面以下可能滑动面用圆弧分条法进行整体稳定性验算：……….(4-11)123458.58152775102.3654155326.42885467958.58152775100.8257088552.46423709458.5815277597.80494256277.33686476458.5815277593.297063647100.2090974358.5815277587.346208933120.1959723258.5815277580.213532955136.6659570.297833371.061781295152.3598152570.297833360.81299956357.452157733161.5872795282.0141388548.8234256276.146115705165.7442614593.730444435.2678777886.261283947160.26373937117.163055520.42545909105.03957441142.00158917199.177194353.8066562277113.30768249106.88007467984.1696662802.05107205438.206814281402.1377357结果：，所以稳定。5经济技术分析5.1土方量计算(1)用AutoCAD在总平面图中读出基坑面积3027.04平方米，土方量(2)机械费装载机(履覆式1m3)；自卸汽车(3.5t)；(3)装载机装自卸汽车运土人工费；(4)综合:604192.7元，即60.4万元。5.2混凝土费用的计算用AutoCAD在总平面图中读出11米基坑长度为，故桩的根数根，所用混凝土体积=桩数×单桩体积冠梁所用混凝土体积锚杆:混凝土体积约取混凝土费用=混凝土体积×混凝土单价5.3钢筋费用桩:主钢筋数=桩数×单桩长度×单位长度重量箍筋数=桩数×箍筋数×单个箍筋长×单位长度重量冠梁:主钢筋数=钢筋数×钢筋长度×单位长度重量=8×228.8m×1.21kg/m=2214.8kg锚杆:锚杆个数×锚杆长度×单位长度重量=114×16m×2.98kg/m=5435.5kg钢筋费用=钢筋重量×钢筋单价5.4土钉墙一排土钉长6.0m，二排长8.0m，三排长8.0m，四排长8.0m，五排长(1)钢筋量=土钉数×土钉长度×单位长度重量(2)钢筋网面积(3)混凝土体积=混凝土面积×混凝土层厚度土钉总费用:本工程用于深基坑支护的总的费用为：6施工监测方案现场监测的准备工作应在基坑开挖前完成，从基坑开挖直至土方回填完毕均应作观测工作。在本工程深基坑施工过程中，为了随时监测基坑施工及相邻建筑物的安全，达到信息化施工，对以下项目进行了施工监测：6.1土锚和土钉的验收与检测为确定锚杆、土钉的极限承载力，验证锚杆、土钉的设计参数，施工方法和工艺的合理性，检验锚固工程施工质量，了解锚杆在软弱地层中工作的变形特性。在对锚杆进行基本试验的基础上还要进行现场抗拔试验，为基坑开挖提供可靠的数据。本工程总共设计36根锚杆，取三根做抗拔试验，土钉1452根，每道土钉取五根做抗拔试验。6.2混泥土灌注桩质量检测采用低应变动测法检测桩身完整性，总桩数为37根，检测3根。6.3桩顶水平位移监测为确保护坡桩的使用安全，在施工阶段应特别对桩顶位移监测，监测方法可采用精度为2”的经纬仪直测法。水平位移观测点延其结构延伸方向布设，每15米6.4临近建筑物、管线沉降变形监测为监测基坑开挖过程中，周围建筑及地面的沉降情况，应建立沉降、变形观测网络。沉降观测点布设在基坑北侧邯山区实验小学教学楼上，一栋建筑物上布设一个测点。测点布设在建筑物墙外侧。报警值按规范要求设置。自来水管道上布置2~3个观测点，测点布设于管道顶部。报警值按规范要求设置。水平位移、沉降和变形观测点在布设初始建立读数，监测从支护结构施工便开始。两天观测一次。当土方开挖开始时，重新设定初始点，在基坑开挖前期每天观测一次，以后根据土方开挖进度和观测结果适当减小观测次数。观测数据应及时分析整理，水平位移、沉降和变形观测项目应绘制随时间变化的关系曲线，对变形的发展趋势作出评价。监测记录和监测报告应采用监测记录表格，并应有监测、记录、校核人员签字。监测工作完成后，由监测人员提交完整的基坑工程现场检测报告。表6-1.基坑监测具体方案测点位置监测项目测试方法精度要求围护桩桩顶水平位移埋设测点，用经纬仪测1mm桩顶沉降埋设测点，用水准仪测1mm桩身水平位移预埋测斜管，用测斜仪测1mm桩侧土压力埋设土压力盒，用土压力计测1/100（F,S）及5kpa桩周土体桩外土体深层水平位移预埋测斜管，用测斜仪测1mm坑底土隆起埋设分层沉降管，用沉降仪测1mm孔隙水压力埋设孔隙水压力计1kpa地下水位埋设水位管1mm支撑或锚杆支撑轴力预先安装轴力计1/100（F,S）锚杆拉力锚杆上预先安装钢筋计1/100（F,S）立柱沉降埋设测点，用水准仪测1mm坑外建筑物沉降及倾斜度埋设测点，用水准仪及经纬仪测1mm坑外地下管线沉降及水平位移安装测点于接头，用水准仪及经纬仪测1mm6.5应急方案当观测数据达到报警值时，必须通报有关单位和人员，采取措施。针对重点区段进行压力注浆，注浆压力一般为1～2MPa。注浆管深度试具体情况而定。浆液采用掺水玻璃的水泥浆，以加速其凝固，每孔的注浆量已注满为止。在雨期施工时，注意做好基坑排水工作，防止基坑、坡面长时间大量积水。7结束语深基坑支护方案的确定必须全面分析工程地质水文资料、周边环境和地下结构的特点，从安全、造价和工期方面综合考虑进行多方案比较，以确定最为合理的方案。在基坑围护设计中，根据基坑条件采取多种围护方法相结合的系统是经济合理的。在护壁桩设置锚杆，既可以降低桩的造价，节约支护费用，有可以大大减少支护结构的水平位移，这对控制基坑周围建筑物的不均匀沉降、保证地下管线和道路的正常运行都是非常有必要。在软弱地层的深基坑支护与施工中，监测工作是一必要的的辅助手段，信息的及时反馈不仅可以提前预告异常情况的发生，也可以为正常施工提供信息保证。加强基坑开挖监测，做好信息化施工是围护工程能否安全、经济的关键。致谢首先感谢河北工程大学，土木工程学院给了我们一个亲自动手，系统复习和学习的机会。在吴雄志老师，李艳松老师和原东霞老师的悉心安排和指导下，我们的毕业设计进展的非常顺利。在此过程中三位老师不辞辛苦，抽出大量时间对我们进行耐心的讲解和指导，给我们提供了很大的帮助，借此机会要向三位老师致以最诚挚的谢意。同时也感谢迟大雨、潘建民等小组成员的热心帮助，在设计过程中大家相互帮助，共同提高。让我体会到了也让我学会了勇于拼搏，相互合作的团队精神。在设计中由于本人能力水平有限，加之知识和经验不足，设计中不妥之处在所难免，敬请各位专家，老师和同学批评指正。参考文献[1]陈中汗等编著，深基坑工程。北京：机械工业出版社，2003。[2]叶书鳞、叶观宝编著，地基处理。北京：中国建筑工业出版社，1997。[3]徐至军、赵锡宏编著，深基坑支护设计理论与技术新发展。北京：机械工业出版社，2002。[4]刘建航、侯学渊主编，基坑工程手册。北京：中国建筑工业出版社，1997。[5]莫海鸿、杨小平主编，基础工程。北京，中国建筑工业出版社，2003。[6]祝龙根、刘利民编著，地基基础测试新技术。北京，机械工业出版社，2003。[7]张客恭、刘松玉主编，土力学。北京，中国建筑工业出版社，2001。[8]孙永波、孙新忠主编，基坑降水工程。北京，地震出版社，2000。[9]重庆大学、同济大学等合编，土木工程施工。北京，中国建筑工业出版社，2003。[10]东南大学、同济大学等合编，混凝土结构。北京，中国建筑工业出版社，2002。[11]《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）。北京，中国建筑工业出版社，2002。[12]《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）。北京，中国建筑工业出版社，2001。[13]《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）。北京，中国建筑工业出版社，1999。附：附件一：读书报告CFG桩复合地基读书报告1.概述水泥粉煤灰桩（CFG）、桩间土和褥垫层一起形成复合地基，属于地基范畴。桩基是一种简称，是一种深基础。尽管有时水泥粉煤灰碎石桩体强度等级与桩基中桩的强度等级相同，但由于在水泥粉煤灰碎石桩和基础之间设置了褥垫层，在垂直荷载作用下，桩基中的桩、土受力和水泥粉煤灰碎石桩复合地基中的桩、土受力有着明显的不同。和桩相比，由于水泥粉煤灰碎石桩桩体材料可以掺入工业废料粉煤灰、不配筋以及充分发挥桩间土的承载能力，工程造价一般为桩基的1/3-1/2，经济效益和社会效益显著。并且水泥粉煤灰碎石桩复合地基技术具有施工速度快、工期短、质量容易控制、工程造价较为低廉的特点。水泥粉煤灰碎石桩是针对碎石桩承载特性的一些不足，加以改进而发展起来的。与一般碎石桩相比，碎石桩系散体材料桩，桩本身没有粘结强度，主要靠周围他土的约束形成桩体强度，并和桩间土组成复合地基共同承担上部建筑的垂直荷载。土越软对桩的约束作用就越差；桩传递垂直荷载的能力就越差。CFG桩复合地基的发展研究现状CFG桩复合地基是一种新的地基处理技术，它既不同于一般意义的桩基础，与普通的柔性桩复合地基也有很大的不同。CFG桩复合地基成套技术是由中国建筑科学研究院于20世纪80年代末开始开发的一项新地基加固技术，90年代后开始在全国各地推广，被视为国家级工法，并列入国家行业标准《建筑地基处理技术规范》。随着CFG桩复合地基在全国范围内推广应用，关于CFG桩复合地基各方面的研究也在迅速发展，总结近20年来的研究成果，大致可归纳如下：(l)在CFG桩体材料特性的试验研究方面，范石、汪英珍[37]通过对CFG复合地基桩体材料的室内配比试验，获得了不同配比情况下桩体材料强度的变化规律，提出了CFG桩桩体材料配比时应遵循的某些原则和方法。(2)关于CFG桩复合地基的设计，赵其华、李建光等[57]提出了沉降量和承载力双重控制的CFC桩复合地基的设计思想，并且建立了CFG桩复合地基半无限约束最优化理论模型，利用MatlaL工具进行求解，经工程实例验证该模型是可行的。(3)关于CFG桩复合地基工程特性的研究，中国建科