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1、毕业设计（ 论文） 题 目西安地铁枣园站基坑 开挖支护设计 专 业 城市地下空间工程 班 级 城地 081 学 生 张鹏飞 指导教师 范留明 教授 张鹏飞：西安地铁枣园站基坑开挖支护设计 2012 年 2012 届城市地下空间工程专业毕业设计（论文） 摘摘 要要 基坑工程是指在地表以下开挖的一个地下空间及其配套的支护体系。 而基坑支护就是为保证基坑开挖，基础施工的顺利进行及基坑周边环境的 安全，对基坑侧壁以及周边环境采用的支挡，加固与保护措施。 基坑支护体系是临时结构，安全储备较小，具有较大风险，基坑工程 具有很强的区域性。不同水文，工程地质环境条件下基坑工程的差异很大。 基坑工程环境效应复杂
2、，基坑开挖不仅要保证基坑本身的安全稳定，而且 要有效的控制基坑周边地层移动以及保护周围环境。 本文先介绍了枣园站的工程概况，包括水文地质和周围环境，然后通 过结合对现有基坑开挖支护工法和车站实际情况的比较选择出了适合本站 的开挖支护方案。下来通过土压力的计算、结构内力的计算，配筋、验算、 支撑设计、变形估算等对基坑的开挖支护作了理论上的数据分析，最后通 过施工组织说明了各个工序施工的工法和应注意的问题。 关键词：关键词：支护方案，地下连续墙，支撑，施工组织设计 张鹏飞：西安地铁枣园站基坑开挖支护设计 Abstract Foundation Pit is the excavation of an
3、 underground space below the surface and a coordinated support system. Bracing of foundation pit is to ensure that excavation and foundation construction for the smooth and safe environment Foundation Pit and used the pit retaining wall reinforcement and protection. Bracing of Foundation Pit structu
4、re is the structural safety of temporary reserves are smaller, more risk. Foundation pit structure has a strong regional. Excavation works under different hydrological environmental and geological conditions are vastly. Effects complex excavation, excavation pit is not only necessary to ensure their
5、 own safety，but also to effectively control the pit surrounding strata. First，the paper introduces the general engineering situation of Zaoyuan Station，Including hydrological geology and the environment，Then，based on the existing foundation pit excavation method and station actual situation select t
6、he suitable for the station of the excavation and support scheme。And then， through the soil pressure calculation, structure calculation, reinforcement, checking, support design, deformation estimation ，then made a theoretical analysis of the data for the excavation of foundation pit supporting。Final
7、ly ， through the construction organization describes the construction process of the method and the problem which should be noted. KEY WORDS: Supporting scheme, the Underground continuous wall, Support, Construction organization design 2012 届城市地下空间工程专业毕业设计（论文） 目录目录 第一章第一章 工程概况工程概况 1 1 1.1 工程简介1 1.2
8、工程地质与水文地质条件.1 1.2.1 车站工程地质层分布与特征描述1 1.2.2 水文地质条件.2 1.2.3 特殊地质条件3 第二章第二章 支护方案的选择与比较支护方案的选择与比较 4 4 2.1 基坑支护的类型及其特点和适用范围4 2.1.1 深层搅拌水泥土围护墙4 2.1.2 土钉墙4 2.1.3 排桩支护5 2.1.4 槽钢钢板桩5 2.1.5 钻孔灌注桩5 2.1.6 钢板桩6 2.1.7 SMW 工法 6 2.1.8 地下连续墙6 2.2 方案的比较及确定7 2.2.1 基坑的特点7 2.2.2 支护方案的选择8 第三章第三章 土压力计算土压力计算 1010 3.1 地面荷载的确
9、定.10 3.2 按分层土计算土压力.10 3.3 土层力学参数平均值.13 第四章第四章 结构内力计算结构内力计算 1515 4.1 计算理论的确定.15 张鹏飞：西安地铁枣园站基坑开挖支护设计 4.2 结构内力计算及配筋.15 4.2.1 土压力计算.15 4.2.2 用等值梁法计算弯矩.18 4.3 地下连续墙的配筋计算.25 4.3.1 纵筋配置.25 4.3.2 水平筋配置.28 第五章第五章 基坑稳定性分析基坑稳定性分析 2929 5.1 基坑的整体稳定性验算.29 5.2 基坑的抗隆起稳定验算.29 5.3 基坑的抗渗流稳定性验算.31 第六章第六章 支撑设计支撑设计 3232
10、6.1 方案比较.32 6.2 围檩设计.32 6.3 支撑设计.34 第七章第七章 基坑变形估算及控制基坑变形估算及控制 3636 7.1 概述.36 7.2 基坑的变形估算.36 7.2.1 水平位移估算.36 7.2.2 基坑隆起估算.36 7.2.3 地表沉降估算.37 第八章第八章 施工组织设计施工组织设计 3838 8.1 施工场地的布置.38 8.2 地下连续墙的施工.38 8.2.1 导墙施工 .38 8.2.2 槽段开挖.40 8.2.3 地下墙接头形式.43 8.2.4 钢筋笼整幅吊装措施.44 2012 届城市地下空间工程专业毕业设计（论文） 8.2.5 泥浆系统 .44
11、 8.3 工程质量的保证.48 8.4 文明施工措施.48 8.5 环境保护措施.49 结论结论 5050 致谢致谢 5151 参考文献参考文献 5252 附录附录 5454 张鹏飞：西安地铁枣园站基坑开挖支护设计 前前 言言 基坑工程是我国当前地基基础领域一个重要的研究方向。基坑工程在 二十世纪八十年代末才开始全面、深入地研究与工程实践，但随着我国建 设事业的发展，城市的高层建筑大量涌现，极大的推动了深基坑工程设计 理论和施工技术的不断发展，同时也产生了大量的深基坑支护设计与施工 问题。 国内外大量工程实践表明，许多工程的最危险阶段不一定是在正常使 用阶段，而是在建造阶段和老化阶段。对许多工
12、程事故常常发生在施工阶 段而言，其原因除了施工质量没有保证、施工方法发生了不合理的改变、 人为错误等原因以外，重要原因之一是由于对环境、地质、荷载等因素认 识不足而导致设计和施工中的某种失误和疏忽所致。 深基坑工程是与众多因素相关的综合技术，是一个系统的工程问题， 必须具有结构力学、土力学、地基基础、地基处理、原位测试等多种学科 知识，同时具有丰富的施工经验，并结合拟建场地的土质和周围环境情况， 才能制定出因地制宜的支护结构方案和实施办法。它与场地工程勘察、支 护结构设计、施工开挖、基坑稳定、降水、施工管理、现场监测、相邻场 地施工相互影响等密切相关。基坑设计与施工涉及地质条件、岩土性质、 场
13、地环境、工程要求、气候变化、地下水动态、施工程序和方法等许多相 关的复杂问题，是理论上尚待完善、成熟和发展的综合技术学科。如何根 据场地工程性质、水文地质、环境条件制定合理的设计方案；如何在保证 稳定性的前提条件下，设计最经济的方案，也是基坑比较重要的问题。因 此在基坑工程设计与施工中，需要严谨、周密的分析与计算。 本设计主要包括了四个大的方面：1、工程概况的论述及支护方案的比 选，2、围护结构设计与计算，3、基坑的降排水 4、施工组织设计。根据 基坑的工程概况及其特点，在考虑基坑的安全性和经济性的前提下选择了 地下地下连续墙加四道纲支撑作为支护方案，采用郎肯理论计算水土压力， 通过结构荷载法
14、计算墙体内力、弯矩和嵌固深度。5、根据深基坑施工组 织规范详细的叙述了地下连续墙的施工工艺流程和施工要点。 2012 届城市地下空间工程专业毕业设计（论文） 1 第一章第一章 工程概况工程概况 1 1.1.1 工程工程简介简介 枣园站位于枣园西路与枣园北路交叉路口西侧，枣园西路北侧的规划 绿化带内，与枣园西路平行布置，周边的现状与规划均以居住为主，车站 西北侧为建设中的万国地产万国城，东北侧为大马路村的建设用地，规划 为高层商住楼，西南侧为西安骊山汽车厂的三四零二社区，东南侧为丰盛 园小区和爱菊佳园等住宅小区。枣园西路为西安市城区至咸阳的主干道， 道路交通繁忙，车流量较大，规划道路宽度 60
15、米，双向八车道，道路北 侧规划绿地宽度 30m，道路南侧规划绿地宽度 20m。 1.21.2 工程地质与水文地质条件工程地质与水文地质条件 1.2.11.2.1 车站工程地质层分布与特征描述车站工程地质层分布与特征描述 根据本次钻探揭露，拟建场地地基土的组成自上而下为：人工填土； 第四系上更新统风积新黄土、残积古土壤；上更新统及中更新统冲积粉质 粘土及砂类土等。现将各层地基土按层序分述如下： 1-1 杂填土 Q4ml： 黄褐深褐色，局部为杂色。土质不均，上部以建 筑垃圾为主，局部含较多灰渣、灰土等。该层顶面普遍分布 1030cm 厚 的混凝土或沥青面层。 1-2 素填土 Q4ml： 黄褐深褐色
16、。顶部分布有 1520cm 的混凝土或沥 青路面，土质不均，成分以粘性土为主，局部含少量灰渣及砖瓦碎块等， 局部含少量粉细砂。硬塑。局部具轻微中等湿陷性。属中等偏高压缩性 土，局部具高压缩性。 3-1 新黄土 Q3eol：褐黄色。土质均匀，针状孔隙发育，含微量氧化铁、 钙质条纹及零星蜗牛壳碎片。可塑（液性指数平均值 IL=0.30） ，个别土样 软塑。上部土样具轻微中等湿陷性，局部具自重湿陷性。属中等压缩性 张鹏飞：西安地铁枣园站基坑开挖支护设计 2 土，个别土样具高压缩性。 3-2 古土壤 Q3el：棕黄浅棕红。土质较均匀，具块状结构，含多量钙 质条纹及钙质结核，底部钙质结核较为富集，局部富积成薄层。可塑（液 性指数平均值 IL=0.43） 。属中等压缩性土。 3-4 粉质粘土 Q3al： 褐黄浅灰黄色，局部灰白色。土质不匀，可见 少量氧化铁、黑色锰质斑点，底部局部含砂颗粒，该层中部局部含中砂透 镜体。可塑（液性指数平均值 IL=0.33-0.51） 。属中等压缩性土。 3-6 粉细砂 Q3al：黄褐色，部分地段
