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1、凯旋路站基坑围护结构设计本科毕业设计39899286第一部分凯旋路站基坑围护结构设计1 工程概况1.1工程概况本工程位于于长宁路、凯旋路西南角处。车站的主体内净长148m，基坑标准段宽23.76m，基坑开挖深度一般为15.2m。查看资料与现场勘探，发现施工场地地质属滨海平原，现场已经进行过整平，场地地面标高在4.014.32m之间。1.2 工程地质与水文地质查看资料与现场勘探，发现施工场地地质属滨海平原，现场已经进行过整平，场地地面标高在4.014.23m之间。地下水位为1.261.62m，相应高程为2.412.68m。查看地址资料和现场取样勘探，预备施工场地有暗浜分布，当地土质较为软弱并且分
2、布不均匀，存在少量的局部障碍物，施工过程中需进注意并且处理。1.2.1土层物理性质根据地基土的岩性、成因、物理力学性质的差异，将土层分层。建址范围内自上向下土层构成分别为：1填土：层底标高2.98-0.9m，厚度1.103.2m，地面下厚约1.52.5m为杂填土，多量碎砖、石块、煤渣等杂物；下部以粘性土为主，并且含有少量建筑垃圾。2浜土：层底标高0.74m，厚度1.12.2m，含黑色有机质，夹有碎石、生活垃圾等杂物，有臭味。粉质粘土：层底标高0.17-1.17m，厚度0.201.90m，含云母、氧化铁斑点，土质从上到下逐渐地变软。淤泥质粉质粘土：层底标高-2.33-3.00m，厚度2.903.
3、95m，流塑，含云母，夹薄层粘质粉土或粉砂团块，土质不均，稍显光滑、中等干强度、中等韧性，高压缩性。淤泥质粘土：层底标高-9.78-11.7m，厚度7.009.20m，流塑，含云母、有机质，夹粉土、粉砂团块，夹贝壳碎屑，土质尚均匀，光滑、高干强度、高韧性，高压缩性。1粘土：层底标高-21.08-22.30m，厚度10.511.30m，流塑软塑，含云母、有机质，夹粉土薄层，夹泥钙质结核、半腐植物根茎及贝壳碎屑，土质均匀，光滑、高干强度、高韧性，高压缩性。2粉质粘土：层底标高-26.8-31.48m，厚度5.3010.40m，很湿，软塑，含云母、有机质，夹薄层粉土，夹泥钙质结核，稍显光滑、高干强度
4、、高韧性，中压缩性。在基坑的开挖深度范围之内，主要是流软塑淤泥质粘性土。、1层土层，强度低、渗透性差、含水量高、孔隙比大及压缩性高，其具有较大的流变特性，有可能导致围护结构的稳定性差，坑底容易产生回弹隆起。1.2.2水位地下水位为1.261.62m，相应高程为2.412.68m。查看地址资料和现场取样勘探，预备施工场地有暗浜分布，当地土质较为软弱并且分布不均匀，存在少量的局部障碍物，施工过程中需进注意并且处理。1.2.3 地下水、地基土的腐蚀性现场勘察发现施工场地附近内没有污染源，根据详细的勘察对3组地下水的样品进行水质的分析，得到的结果是地下水对施工所用的混凝土没有腐蚀性，根据岩土工程勘察规
5、范（DGJ08-37-2002）规范规定并且联合水质得出的资料进行判定，地下水对施工所用的混凝土没有腐蚀性，但是对钢结构存在弱腐蚀性。1.3 不良地质现象及地下障碍物1.3.1 暗浜、浅层气暗浜深度约2.74m，且拟建场地局部填土较厚，厚度1.003.00m，由于场地条件的限制，小螺纹孔无法施工，待有条件时再施工或开挖时加强验槽，以查明暗浜。施工过程中应注意是否有沼气溢出的现象。1.3.2 流砂第层、1层局部有粉土夹层，在动水压力的作用下易产生流砂现象，对车站基坑开挖是不利的因素。1.3.3 地下障碍物根据现场踏勘，地下障碍物并不多，所以无需考虑。1.4工程周围环境在基坑的南方存在一个大型商场
6、，北面是长宁路，西面与一活动房相邻，东面为凯旋路和南京四川北路车站。需要采取一定的保护措施。2 设计依据和设计标准2.1主要设计依据南京地铁二号线一期工程地质勘察招标文件；南京市地铁二号线一期工程建设用地地质灾害危险性评估报告；南京地铁二号线一期工程（应天路-马群）浅层地震勘查报告； 执行规范地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范（GB 50307-1999）； 参考规范、规程、标准岩土工程勘察规范（GB 50021-2001）；建筑抗震设计规范（GB 50011-2001）；铁路工程抗震设计规范（GBT 111）；建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）；土工试验方法标准（GB/T 5
7、0123-1999）；建筑桩基技术规范（JGJ 94-94）；地基动力特性测试规程（GB/T 50269-97）；建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-99）；建筑地基处理技术规范（JGJ 79-2002，J 220-2002）。2.2基坑设计等级及控制标准在基坑方案总体设计中，需要对周边的环境，工程行驶的功能进行一定的判断，并且根据这些判断制定出符合安全并且合情合理的设计标准。根据深基坑所积累的经验，并且结合四周环境保护的要求，将控制基坑的变形标准划分成四个等级如下表2-1表2-1：基坑变形控制保护等级标准保护等级地面最大沉降量及围护墙水平移控制要求环境保护要求特级1. 地面最大沉降量0.1
8、H；2. 围护墙最大水平位移0.14H；3. K2.2离基坑10m，周围有地铁，共同沟、煤气管、大型压力总水管等重要建筑及设施必须确保安全一级1. 地面最大沉降量0.2H；2. 围护墙最大水平位移0.3H；3. K2.0离基坑周围H范围内设有重要干线、水管、大型在使用的构筑物、建筑物二级1. 地面最大沉降量0.5H；2. 围护墙最大水平位移0.7H；3. K1.5在基坑周围H范围内设有较重要支线管线和一般建筑、设施三级1. 地面最大沉降量1H；2. 围护墙最大水平位移1.4H；3. K1.2在基坑周围30m范围内设有需保护建筑设施和管线构筑物注：H为基坑开挖深度。根据表格，结合实际，可以确定该
9、工程的等级为二级。3基坑围护方案设计3.1基坑的围护方案目前基坑支护所采用的主要方式有：放坡开挖、地下连续墙、水泥土墙、桩锚支护结构、土钉墙支护结构等3.1.1放坡开挖施工场地开阔，并且四周没有需要特定保护的建筑物，要求方面只是要求稳定施工，并没有其他位移控制要求，特点就是便宜，回填土方相比较其他施工方法较大一些。对于允许放坡的基坑，可以将基坑的边壁开挖成有一定坡度、在土方回填之前可以安全施工并且可以维持稳定的斜坡。这样的话就可以节省边坡支护的经济，又可以很好地满足施工要求。这样的施工方法虽然土方较多，但是就经济来看还是很划算的，并且施工技术方面也不算复杂。3.1.2钻孔灌注桩排桩式中应用最多
10、的一种便是钻孔灌注桩围护墙是，在我国有着相当广泛的应用。其多用于坑深715m的基坑工程，我国的北方，土质较好的地区已有89m的臂桩围护墙。钻孔灌注桩支护墙体的特点有:施工时无振动、没有噪音污染，没有挤土现象的发生，或者很少发生这些，所以这种施工方法对周围环境影响较小；墙体强度很高，刚度足够大，并且支护稳定性较好，变形不大；在工程桩同样是灌注桩时，可以一起施工，减少施工工期，并且更加方便，便于管理；桩间的缝隙可能会造成水土流失，尤其是高水位软粘土质地区，这种情况下，就需根据工程的条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩来解决水土流失的问题；并不是什么土质都适合施工，比较适用于软粘土质和砂土地区，不过在砂
11、砾层和卵石中难以施工，所以应该慎用；桩与桩之间主要通过桩顶冠梁和围檩连成整体，所以整体性比较差，若是在特殊工程或者开挖深度很大的基坑中应用时应该格外的谨慎。3.1.3地下连续墙地下连续墙的厚度通常为600mm、800mm、1000mm，1200mm。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，在周边环境要求较高，地质条件较差，深度较大的基坑，不过价格想对较高，施工需要专门的设备。3.1.4 土钉墙土钉墙是一种边坡稳定式的支护方式，并不是被动的挡土，它是起着主动嵌固的作用，边坡的稳定性起到加固作用，可以使得开挖后坡面维持稳定。土钉墙主要用于土质较好地区，稳定性相当可靠、工期短，施工
12、方便、经济效果好、在土质较好地区应积极推广。3.2方案比较与选择本工程四周都有建筑物，基坑深度最深达到15.2m，所以不可采用放坡开挖，钻孔灌注桩一般适用于7-15m的基坑，本工程深度大于15m，虽说不一定不可行，但是可以和其他几种方案再进行比较。因为本工程土质较弱并不好，所以土钉墙并不合适，地下连续墙有点如下：(1) 地下连续墙施工之时的震动较少，并且噪音污染少，对周围环境较为有利，方便周围有建筑物和地下管线的施工。(2) 刚度大、整体性好、变形较小，可以用于深基坑；(3) 地下连续墙为具有连续性，施工时注意处理好接头，具有想对比较好的抗渗止水作用；且本工程对周边环境有一定要求，所以综上所述
13、，采用地下连续墙围护方案更加合适。这里的地下连续墙厚度取为1m。4 基坑支撑方案设计4.1 支撑结构类型由于场地条件所限，轨道分局站的地质条件为粘土、淤泥粘土为主，所以不适合用锚杆体系，选择内支撑体系。内支撑体系按照支撑材料可以分为两种，分别是钢支撑和钢筋混凝土支撑。钢支撑适用于对撑布置方案，因为平面布置会受一定的限制，只能受压，不能受拉，刚度小，整体变形大，稳定性取决于工人拼装时候的质量，一点的失稳会造成整体破坏。钢筋混凝土支撑适用面较广，因为其既能够受压，又能够受拉，还能经得起施工设备的撞击。钢筋混凝土支撑可以承受水平荷载，并且不受布置的限制，可以满足更大的间距需求，只需要放大截面尺寸。这
14、种支撑体系的刚度大，整体变形小，只要保证节点的稳定，就能保证支撑体系的稳定性。综合考虑造价和方便性，轨道分局站基坑采用钢支撑。钢支撑均采用钢管支撑。4.2 支撑体系布置形式4.2.1 支撑体系类型（1）平面支撑体系平面支撑体系由腰梁、水平支撑和立柱三者组合而成。平面支撑体系可以直接承受支撑所受到的一些侧压力，并且构造想对简单，受力更加明确，适用范围较广。不过在构件长度比较长的时候，弹性压缩会对基坑位移产生影响。（2）竖向斜撑体系竖向斜撑体系的作用是将围护结构的侧压力通过斜撑传到工程基础之上，分散压力。它可以由竖向斜撑、腰梁和斜撑基础和水平连系杆及立柱等构件组成。土方必须采取“盆式”方式开挖，即先开挖基坑中部土方，沿四周围护墙边预留土坡，待斜撑安装后再挖除四周土坡。（3）混合支撑体系该支撑体系是就是前面俩支撑体系的结合。可对基坑围护结构进行加固，尤其适用于大型基坑，可以节省支撑材料。（4）支撑体系选型支撑方案比选情况如表4.1。表4.1 支撑方案比选支撑方案适用性施工难度可靠性平面支撑体系大小深浅不同的各种基坑较大好竖向斜撑体系平面尺寸较大、形状不很规则、深度较浅的基坑一般较差混合支撑体系大型深基坑大好根据本基坑工程的施工特点和表4.1的比较，基坑开挖深度15.2m，属于深
