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1、目 录前言1第一章 工程概况2第一节 工程概述2第二节 工程地质条件3一、气象概况3二、地形地貌3三、工程地质3第三节 水文地质条件4一、地下水类型4二、地下水的腐蚀性评价5第四节 抗震设计5第五节 护坡设计参数5第二章 基坑支护结构设计7第一节 施工方法的论证7第二节 围护结构型式的选择7一、基坑等级及变形控制标准7二、基坑围护结构方案比选7三、钢支撑和锚索施工比较8第三节 基坑支护中荷载的计算9一、荷载与组合9二、水平荷载标准值9三 水平抗力标准值10第四节 护坡桩设计11一、嵌固深度计算11二、钢筋混凝土桩设计17三、施工方案设计20第五节锚杆设计20一、计算锚杆承载力21二、锚杆自由长
2、度计算22三、锚杆锚固段长度计算22四、锚杆参数最终确定22第三章 钻孔灌注桩施工24一、泥浆护壁施工法24二、钻孔灌注桩常见施工问题25第四章 基坑稳定性验算27第一节整稳定性验算27第二节 抗倾覆稳定性验算27第三节抗滑移稳定性28第四节坑底土隆起稳定性验算28结论30致谢31参考文献32附图一 拟建场地平面及桩的布置图附图二 围护桩配筋图附图三 基坑坑壁剖面图中国地质大学（北京）本科毕业设计前言基坑工程是指建筑物和构筑物的地下结构部分施工时，所进行的基坑开挖、工程降水和基坑支护，同时，对周围的建筑物、构筑物、道路和地下管线进行监测和维护，以确保正常、安全施工的综合性工程。一般情况下，基坑
3、支护是临时措施，地下室主体施工完成时支护体系即完成任务，与永久性结构相比临时结构的安全储备要求可小一些，由于其安全储备较小，因此具有较大的风险性。岩土工程区域性很强，岩土工程中的基坑工程区域性更强，如软粘土地基、软土地基、砂土地基、黄土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中基坑工程差异性很大，同一城市不同区域也有差异。基坑工程的支护体系设计施工和土方开挖都要因地制宜，根据本地情况进行。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖不仅与工程地质和水文地质条件有关，还与基坑相邻建筑物、构筑物及市政地下管线的位置、抵御变形的能力、重要性以及周围场地条件等有关，这就决定了基坑工程具有很强的个性。正是由于基
4、坑工程具有很强的区域性和个性，因此根据不同的区域和个性特征，研究相应的基坑稳定性、支护结构的内力及变形以及周围地层的位移对周围建筑物和地下管线等的影响及保护的计算分析，以便采取经济、实用的基坑支护方案，就具有重要的理论意义和实际效益。与分析、计算方法的进步相对应的是基坑开挖技术，特别是支护技术的日臻完善，并出现了许多新的支护结构形式与稳定边坡的方法。本文结合北京市地铁八号线01标段(西三旗车站)地下结构挖方工程，根据基坑地质条件和周围环境的特殊性，选择钢筋混凝土灌注桩加锚杆的基坑开挖围护方案，并对组合围护结构体系进行了设计计算。依据建筑基坑支护技术规程（JGJ12099）等规范，采用整体等值梁
5、法的计算方法计算桩长、支点内力、最大弯矩；对混凝土灌注桩进行结构设计与验算，确定桩径、桩身配筋；对冠梁与腰梁进行结构设计。最终编制了基坑开挖围护设计方案。1第一章 工程概况第一节 工程概述工程名称：北京市地铁八号线01标段(西三旗车站)基坑开挖支护工程。工程照片见下图：图1-1工程实际照片工程概况：西三旗站是北京地铁8号线二期工程第三座车站，位于西三旗路和西三旗东路十字路口处。在西三旗东路下南北向布置，为8号线首批开工车站。车站所处十字路口东北角有北新家园、新康园小区、建材城西里小区和新材医院；东南角为北新建材集团，规划为商业用地；西北角为中国石油天然气集团直属机关党校、新龙批发市场；西南角有
6、育新花园小区、首师大附属育新学校。西三旗路交通繁忙，路下管线复杂，道路规划红线宽45m，主路宽16m，双向4车道，路口西侧局部段双向6车道，目前已经实现规划；西三旗东路规划红线宽40m，路口北段现状道路宽10m，路口南段现状道路宽4m，未实现规划。第二节 工程地质条件一、气象概况北京地区属于温暖带大陆性半湿润半干旱季风气候，受季风影响形成春季干旱多风、夏季炎热多雨、秋季秋高气爽、冬季寒冷干燥、四季分明的气候特点。近几年平均气温为12.513.7，极端最高气温42.2，极端最低气温-15。全市多年平均降水量为626mm，降水量的年变化大，年内分配也不均，汛期（68月）降水量约占全年降水量的80%
7、以上。旱涝的周期性变化较明显。二、地形地貌本合同段线路位于永定河冲积扇的中下部，土层以新沉积层、第四纪冲洪积沉积土层为主。拟建工程所处地势基本平缓，地面以市政道路为主，路面平坦，地面标高为 3740m。三、工程地质施工场地范围内的土层主要有人工填土层、新近沉积层、一般第四纪冲洪积沉积层。车站主要位于粉土和粘土层，底板位于粉质粘土层。钻孔孔口地面高程介于3.40m5.05m，平均3.71m。场地照片如下图1-2：图1-2场地照片根据野外钻探资料，拟建场地从上至下分布的地土层为：1、人工填土层：粉质粘土素填土层：黄褐色，稍湿，稍密，以粉质粘土为主，含少量碎砖屑、植物根等，结构松散，无层理。粉土素填
8、土2层：黄褐色，稍湿，稍密，以粉土为主，含少量碎砖屑、植物根等，结构松散，无层理。建筑垃圾杂填土6层：杂色，稍湿，稍密中密，以碎石块、水泥块为主，砂、石及粘性土充填。 新近沉积层：粉质粘土层：黄褐色，软塑可塑，含氧化铁、氧化锰，土质结构差，无层理。粉土2层：黄褐色，稍湿湿，稍密，含氧化铁、氧化锰，土质结构差，无层理。2、一般第四纪冲洪积沉积层：粉质粘土层：黄褐褐黄色，可塑，含氧化铁、云母。 粉土2层：黄褐褐黄色，稍湿湿，稍密中密，含氧化铁、氧化锰等、云母、钙质结核等。粉质粘土层：灰黄褐灰色，可塑，含氧化铁、云母，少量有机质等。粉土2层：灰黄褐灰色，稍湿饱和，含氧化铁、云母，少量有机质等。细砂4
9、层：灰黄褐灰色，湿饱和，主要矿物成分是石英、长石、云母。粉质粘土层：褐黄色，可塑，含氧化铁、云母等。粉土2层：褐黄色，湿饱和，中密密实，含氧化铁、云母等。粉砂3层：褐黄色，湿饱和，中密，主要矿物成分是石英、长石、云母。细砂4层：褐黄色，湿饱和，密实，主要矿物成分是石英、长石、云母。粉质粘土层：黄灰褐灰色，可塑，含氧化铁、氧化锰等。粉砂3层：灰褐黄褐色，饱和，密实，主要矿物成分是石英、长石、云母。粉质粘土层：灰黄褐黄色，可塑，含氧化铁、云母等。粘土1层：灰黄褐黄色，可塑，含氧化铁、云母等。粉土2层：灰黄褐黄色，湿饱和，密实，含氧化铁、云母等。细砂4层：灰黄褐黄色，密实，主要矿物成分是石英、长石、
10、云母。粉质粘土层：褐灰色，可塑，含氧化铁、云母，少量有机质等。粘土1层：灰褐褐灰色，可塑，含氧化铁、云母，少量有机质等。粉土2层：褐黄色，饱和，密实，含氧化铁、云母。粉砂3层：褐黄色，饱和，密实，主要矿物成分为石英、长石、云母。中砂5层：褐黄色，饱和，密实，主要矿物成分为石英、长石、云母，含少量圆砾。粗砂6层：褐黄色，饱和，密实，主要矿物成分为石英、长石、云母。圆砾8层：杂色，饱和，密实，一般粒径23mm，最大粒径2cm，圆砾含量约60，含少量卵石，主要母岩成分为岩砂、砾岩，中粗砂充填。卵石9层：杂色，饱和，密实，一般粒径23cm，最大粒径5cm，卵石含量约60，主要母岩成分为砂岩、砾岩，中粗
11、砂充填。粉质粘土层：褐黄色，可塑，含氧化铁、云母、钙质结核。粘土1层：褐黄色，可塑硬塑，含氧化铁、云母、钙质结核。粉土2层：褐黄色，湿饱和，密实，含氧化铁、云母等。细砂4层：褐黄色，湿饱和，密实，主要矿物成分为石英、长石、云母。粉砂3层：褐黄色，饱和，密实，主要矿物成分为石英、长石、云母。粉质粘土层：褐灰褐黄色，可塑，含氧化铁、钙质结核。粘土1层：褐灰褐黄色，可塑硬塑，含氧化铁、钙质结核。粉土2层：褐灰褐黄色，饱和，密实，含氧化铁、云母、钙质结核。中砂5层：褐黄色，饱和，密实，主要矿物成分为石英、长石、云母。粉质粘土层：褐灰褐黄色，可塑，含氧化铁、云母、钙质结核，见少量螺壳。粘土1层：褐灰褐黄
12、色，可塑硬塑，含氧化铁、云母、钙质结核，少量有机质。粉土2层：黄褐褐灰色，饱和，密实，含氧化铁、云母、少量有机质。细砂4层：褐黄色，饱和，密实，主要矿物成分为石英、长石、云母。中砂5层：褐黄色，饱和，密实，主要矿物成分为石英、长石、云母。卵石9层：杂色，饱和，密实，亚圆形，最大粒径5cm，一般粒径23cm，主要母岩成分为岩砂、砾岩，中粗砂充填。粘土1层：褐黄色，可塑硬塑，含氧化铁、云母。车站主要位于粉土和粘土层，底板处于粘土层。第三节 水文地质条件一、地下水类型拟建场地下38m深度范围内主要揭露了3层地下水，第一层为台地潜水，第二层为层间水，第三层为潜水承压水。第一层：台地潜水，初见水位埋深2
13、.67.9m，绝对标高36.7741.47m；静止水位埋深2.67.7m，绝对标高36.9741.47m。地下水的主要补给来源是大气降水入渗、地下管道渗水及居民生活用水，主要排泄方式为侧向迳流及向下越流补给。该层水在场地北侧较连续分布，在场地南侧仅部分地段有分布。第二层水：层间水，主要含水层为粉土2、粉砂3、细砂4，初见水位埋深9.211.6m，绝对标高32.6034.86m；静止水位埋深8.211.2m，绝对标高32.9034.81m。地下水主要接受侧向径流及越流补给，以侧向径流的方式排泄。该层水在整个场地范围内连续分布。第三层水：潜水承压水，主要含水层为中砂5，初见水位埋深24.826.5
14、m，绝对标高17.6319.30m；静止水位埋深23.525.2m，绝对标高18.7120.60m。该层水具有微承压性，在整个场地范围内连续分布，由于位于基坑开挖深度以下，对基础施工影响不大。二、地下水的腐蚀性评价本次勘察在XSQC02、Z3-XSQ-011、Z3-XSQ-019钻孔中共采取地下水试样6组，在室内对其做了腐蚀性测试，根据其测试结果，依据岩土工程勘察规范（GB 500212001）第12.2条及铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定（铁建设【2005】157号）3.3条有关条款，判定地下水对基础材料的腐蚀性见下表： 表1-1 地下水的腐蚀性评价孔号取水深度（m）取水日期对建筑材料的腐蚀性砼钢筋砼中钢筋（干湿交替）钢筋砼中钢筋（长期浸水）钢结构XSQC026.307.5.19弱腐蚀性弱腐蚀性XSQC029.107.5.19弱腐蚀性弱腐蚀性XSQC0225.007.5.20弱腐蚀性弱腐蚀性经综合分析判定，拟建场地地下水对砼结构不具腐蚀性，在长期浸水情况下对钢筋砼结构中的钢筋不具腐蚀性，在干湿交替的情况下对钢筋砼结构中的钢筋具弱腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。本次勘察并在Z3-XSQ-003、Z3-XSQ-009、Z3-XSQ-020取代表性土试样4组
