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1、三峡大学#学院毕业设计（论文）题目上海某大厦深基坑支护工程学生姓名：# 学 号：20#4042#专 业： 土木工程班 级：20#4042指导教师：评阅教师：完成日期二。一三年 月学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作 所取得的成果，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经 发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明 确方式标明，本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并 向有关学
2、位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有 关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、 保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密叫。（请在以上相应方框内打“”）作者签名：年月日导师签名：年月日内容摘要本基坑支护设计是以拟建工程上海某大厦深基坑支护收集的资料为基础，结合本 科阶段学习的理论知识和工地实习的现场实践经验，根据相关文献和规范完成。设计 正文部分包括对工程基本概况及数据资料的研究分析、整理参考了设计依据及设计原 则、基坑支护工程方案论证及
3、设计计算等内容。通过分析论证，从两种可行的方案中， 选取最终的支护方案一一排桩加锚杆支护。然后，进行了单排桩加锚杆支护的设计计 算和分析调整，得出了本工程的设计结果。关键词：深基坑 支护 设计 排桩 锚杆AbstractThe foundation pit support design is based on the project of deep foundation pit of a mansion in Shanghai collected data as the basis, combined with the undergraduate learning theoretical kn
4、owledge and site practice experiences, according to the relevant literature and specification. The design of the text part includes analysis, finishing with reference to the design basis and principle of design, the foundation pit supporting project demonstration and design calculation and so on the
5、 basic situation of the project and data. By demonstrating analysis, from the two kinds of feasible scheme, select the final scheme - pile plus anchor rod support.Then, for a single row pile and bolting design calculation and analysis of adjustment, the design results of the project.Key words: deep
6、foundation pit Supporting design row pile retaining anchor前 言11.1题目背景11.2研究意义11.3国内外相关研究情况11.4本课题的主要设计内容31工程概况51.1工程简介51.2工程地质与水文地质条件62设计依据原则及相关参数82.1设计依据82.2设计原则82.3设计所选参数93支护方案的选择与比较113.1基坑支护的类型及其特点和适用范围113.2方案的比较及确定134支护结构计算154.1结构计算简图154.2计算原理描述154.3计算结果315施工要求及监测方案315.1基坑施工要求315.2基坑监测方案33参考文献36
7、致谢38附 录391.1题目背景近些年来，随着城市经济的快速发展，高层建筑大批兴建，发展趋势是层数增 多，高度增大，基础埋深加大，平面布置更加复杂，与周围建筑物联系更加紧密。城 市地下空间的开发利用，使得基坑面积和开挖深度越来越大，因此，传统基坑支护方 式面临深度与广度的挑战。深基坑支护正是在人们的不断实践探索中发展起来，具有 一定的地区经验性，方法灵活多变，视工程实际而定。本课题为上海某大厦深基坑支 护工程，正是这一背景下的软土深基坑。该基坑周边环境及工程地质条件复杂对施工影响严重，安全等级为一级。为确保 基坑开挖、地下室结构施工的顺利进行和施工安全，减少或避免对周边环境的不利影 响，基坑工
8、程施工时应采取相应的防护措施。1.2研究意义选定该课题是为了培养自己的综合能力。根据土木工程专业（岩土与地下工程方 向）的培养目标要求及本人毕业后的主要服务去向，通过毕业设计，能够使我们把所 学过的专业知识综合应用于实际工程设计中，使理论与生产实践相结合提高工程设计 能力，能独立进行基坑支护结构设计。通过该工程中的基坑支护结构设计，我们在应 用现行规范、标准、技术指标与经济指标等方面能得到基本训练，达到对所学专业知 识进行巩固、综合掌握和灵活运用的目的，提高分析问题、解决问题的能力。1.3国内外相关研究情况由于深基坑的增多，支护技术发展很快，目前软土地区经常采用的主要基坑支挡 类型有：1）深层
9、搅拌水泥土挡墙（以下简称搅拌桩）：将土和水泥强制搅和成水泥土桩， 结硬后成为具有一定强度的整体壁状挡墙，一般用于开挖深度不超过7m的基坑，适 合于软土地区，环境保要求不高，施工低噪声、低振动，结构止水性较好，造价经济， 但围护较宽，一般取基坑开挖深度的0.70.8倍。2）钻孔灌注桩挡墙：直径中60081000mm，桩长1530m，组成排桩式挡墙， 顶部浇筑钢筋混凝土圈粱，用于开挖深度为6m13m的基坑。具有噪声和振动小， 刚度大，就地浇制施工，对周围环境影响小等优点。适合软弱地层使用，接头防水性 差，要根据地质条件从注浆、搅拌桩等方法中选用适当方法解决防水问题，整体刚度 较差，不适合兼作主体结
10、构。桩身质量取决于施工工艺及施工技术水平，施工时需作 排污处理。3）地下连续墙：在地下成槽后，浇筑混凝土，建造具有较高强度的钢筋混凝土挡 墙，用于开挖深度达10m以上的基坑或施工条件较困难的情况。具有施工噪声低， 振动小，就地浇制、墙接头止水效果较好，整体刚度大，对周围环境影响小等优点。 适合于软弱土层和建筑设施密集城市市区的深基坑，高质量的刚性接头的地下连续墙 可作永久性结构，并可采用逆作法施工。4）SMW工法（劲性水泥土搅拌桩）：劲性水泥土搅拌桩以及水泥土搅拌桩法为基 础，凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可以使用劲性桩。特别是适合于以粘土和粉 细砂为主的松软地层，对于含砂卵石的地层要经过适
11、当处理后方可采用。5）土锚：用拉杆锚固支护基坑的开挖或用作抗拔桩抵抗浮托力等的应用已日益普 遍。拉锚最大的优点是在基坑内部施工时，开挖土方与支撑互不干扰，尤其是在不规 则的复杂施工场所，以锚杆代替挡土横撑，便于施工。这是人们乐于大量使用的主要 原因。随着对锚固法的不断改进和使用可靠性的监测手段，使拉锚支护的范围更加广 泛。拉锚是将一种新型受拉杆件的一端（锚固段）固定在开挖基坑的稳定地层中，另 一端与工程构筑物相联结（钢板桩、挖孔桩、灌注桩以及地下连续墙等），用以承受 由于土压力等施加于构筑物的推力，从而利用地层的锚固力以维持构筑物（或土层） 的稳定。6）土钉墙：土钉墙支护是通过沿土钉通长与周围
12、土体接触形成复合体。在土体发 生变形的条件下，通过土钉与土体的接触界面上的粘结力或摩擦力，使土钉被动受拉， 通过受拉工作面给土体约束加固，提高整体稳定性和承载能力，增强土体变形的延性。 土钉墙适用于地下水位以上或人工降水后的粘性土、粉土、杂填土及非松散砂土和卵 石土等。对于淤泥质土、饱和软土，应采用复合型土钉墙支护。1.3.1基坑支护研究趋势1）基坑向着大深度、大面积方向发展，周边环境更加复杂，深基坑开挖与支护的 难度愈来愈大。因此，从工期和造价的角度看两墙合一的逆作法将是今后发展的主要 方向。但逆作法施工受桩承载力的限制很大，采用逆作法时不能采用一柱一桩，而是 一柱多桩，增加了成本和施工难度
13、。如何提高单桩承载力，降低沉降，减少中柱桩（中 间支承柱），达到一柱一桩，使上部结构施工速度可以放开限制，从而加快进度，缩 短总工期，这将成为今后的研究方向。2）土钉支护方案的大量实施，使得喷射混凝土技术得以充分运用和发展。为减少 喷射混凝土的回弹量以及保护环境的需要，湿式喷射混凝土将逐步取代十式喷射混凝 土。3）目前，在有支护的深基坑工程中，基坑开挖大多以人工挖土为主，效率不高， 今后必须大力研究开发小型、灵活、专用的地下挖土机械，以提高工效，加快施工进 度，减少时间效应的影响。4）为了减少基坑变形，通过施加预应力的方法控制变形将逐步被推广，另外采用 深层搅拌或注浆技术对基坑底部或被动区土体
14、进行加固，也将成为控制变形的有效手 段被推广。5）为减小基坑工程带来的环境效应（如因降水引起的地面附加沉降），或出于保 护地下水资源的需要，有时基坑采用帷幕型式进行支护。除地下连续墙外，一般采用 旋喷桩或深层搅拌桩等工法构筑成止水帷幕。目前，有将水利工程中防渗墙的工法引 入到基坑工程中的趋势。6）在软土地区，为避免基坑底部隆起，造成支护结构水平位移加大和邻近建（构） 筑物下沉，可采用深层搅拌桩或注浆技术对基坑底部土体进行加固，即提高支护结构 被动区土体的强度的方法。1.4本课题的主要设计内容根据土力学所学，确定荷载，包括土压力、水压力等；采用考虑桩土共同作用的 弹性地基上的杆系或框架模型，根据
15、施工过程中发生的实际工况分步进行计算。1）根据设计基坑的图纸情况及其使用任务和性质，确定支护方案。在此基础上， 结合周围环境条件与主要技术指标的应用，进行基坑支护方案的设计与比较，确定最 优支护方案，考虑一个合理可行并且在经济、施工难易、安全稳定性上都相对最优的 支护方案。2）设计内容包括：支护结构的设计原则；选择设计方案的依据（基坑几何尺寸、 基坑支护结构将要承受的荷载及基坑场地的工程勘测地质和水文情况）；基坑支护设 计方案的选择以及相关的内力计算、稳定性验算并且由上述计算为依据所设计出的支 护结构的尺寸、配筋情况并验算合格。最后完成施工图设计阶段应完成的各种图、表 及设计说明书。1工程概况
16、1.1工程简介该大厦是一项集商场、娱乐、办公为一体的大型建筑物。本工程位于浦东南路以 东、张杨路以北交界处。大厦由主楼和副楼组成。两者基础间设有后浇带。基础为独 立承台地梁连接的格构式箱型基础，高度为2m。独立承台下设994根灌注桩，桩径 分别为1000m和1200m两种，桩长分别为59.6m和42m两种，建筑总面积7144800m2, 建筑物占地面积12000m2，基础埋深为-9.5-11.5m，实际挖土深度为8.11-10.71m。本工程四周环境条件较差，地下管线复杂。建筑物边线距离规划红线约68米， 东侧距新辟的崂山西路仅7米，北侧距民宅为10米。张杨路地下管线有四条，浦东 南路地下管线
17、有八条，有直径为1650的雨水管及直径为1200的煤气管，且煤气管线 距离规划红线只有89米。图1.1平面位置示意图1.2工程地质与水文地质条件1.2.1工程土层分布根据勘察资料显示，拟建场地地基土的组成自上而下为：黄褐色粉质粘土 (2.4m)； 灰色淤泥质粉质粘土 (2.6m)、灰色砂质粉土夹层(1m)，灰色淤泥质粉质粘土 (3m)，灰 色淤泥质粘土 (5.5m)，灰色粘土 (4.0m)，灰色粉质粘土 (5.2m )等。详细信息见下表：表1.1土层信息表土层编号土层名称厚度(m)含水量(%)重度Y(KN/m3)孔隙比e渗透系数(X10-7 cm/s固结快剪CP(果(k)v(KPa)()1褐黄
18、色粉质粘土2.433.418.90.9273.382.121314452灰色淤泥质粉质粘土2.642.118.01.1554.693.27718303灰色砂质粉土夹层1.032.019.00.876771313428154灰色淤泥质粉质粘土3.042.118.01.1554.693.27718305灰色淤泥质粘土5.549.617.11.4063.171.5676456灰色粘土4.044.017.71.229115457灰色粉质粘土5.235.418.41.016159458暗绿色粉质粘土2.522.320.20.6473213159草黄色粉质粘土2.323.320.10.6693514301
19、0黄色砂质粉土-粉砂29.529.119.00.8282273011灰色粉细砂22.027.819.20.791329151.2.2水文地质条件(1) 地下水位：上海所在的三角洲是第四纪以来河流沉积，海水反复侵蚀形成的浅海沉积环境， 地下水位埋深较浅，为-4.00m。各含水层地下水水位年变幅为0.103.00米。(2) 地下水类型、赋存方式、补给及流向：拟建场地地下水主要为第四系孔隙潜水。主要赋存于冲、洪积砂层中，预测水量 较大。本段第四系孔隙水承压含水层位于第七层土体-18.50m处。其上层的灰色粘土 为相对隔水层。(3) 地下水水质特征及水、土腐蚀性：场区地下水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋
20、混凝土结构中的钢筋在干湿交替条件 下具弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。地基土对混凝土结构均无腐蚀性，对钢筋混凝 土结构中的钢筋及钢结构具弱腐蚀性。1.2.3特殊地质条件(1) 拟建场地周边除分布有复杂地下管线外还可能遇到未查明的地下构造物等 硬物，应注意施工安全并及时处理。(2) 填土：该层土组成物质复杂，颗粒粒度极不均匀，土性差异大，结构松散， 开挖易坍塌，引起地面变形。(3) 湿陷性黄土：根据本次勘察探井(本次共完成7个探井)土试样室内土工 试验结果，无湿陷性黄土分布深度，故可不考虑黄土湿陷性问题。(4) 地震作用：该工程所在地区，地震发生较少，历史最大震级仅为4.6级且 烈度不大，区域稳定
21、性较强，故不考虑地震作用。2设计依据原则及相关参数2.1设计依据1、商厦岩土工程勘察报告；2、商厦建筑施工图、结构施工图；3、建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012)；4、建筑桩基技术规范(JGJ94-94)；5、建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)；6、土层锚杆设计施工规程(GEC22-90)；7、锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB50086-2001)；8、混凝土结构工程施工及验收规范(GB50204-92)；9、混凝土结构设计规范(GB50010-2001)；10、基础工程技术规定(DB42/159-2004)；11、基坑工程设计规程(DBJ08-61-97)。2.2设计原则
22、(1) 满足边坡和支护结构稳定的要求，即不产生倾覆、滑移和整体或局部失稳; 基坑底部不产生隆起、管涌；锚杆系统不致抗拔失效；(2) 满足支护结构构件受荷后不致弯曲折断、剪断和压屈；(3) 水平位移和地基沉降不超过允许值，支护结构的最大水平位移允许值见表 2.1和表2.2,地基沉降按邻近建筑不同结构形式的要求控制；当邻近有重要管线或支 护结构作为永久性结构时，其水平位移和沉降按其特殊要求控制。表2.1支护结构最大水平位移允许值安全等级支护结构最大水平位移允许值(mm)排桩、地下连续墙、放坡、土钉墙钢板桩、深层搅拌桩一级0.0025h二级0.0050h0.0100h三级0.0100h0.0200h
23、表2.2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位移控制要 求环境保护要求特级1.地面最大沉降量0.1%H；2,围护路最大水平位移0.14%H；离基坑10m，周围有地铁、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0.1%H；2,围护路最大水平位移0.3%H；离基坑H范围内没有重要干线、水管、大型在使用的建(构)筑物2.3设计所选参数本设计根据工程重要性确定基坑等级为一级，故基坑侧壁重要性系数0取值1.1。 桩计算，弯矩折减系数取值0.85，剪力折减系数取值1.00，荷载分项系数取值1.25； 锚杆计算，抗拔安全系数取值1.6,锚杆荷载分项系数
24、取值1.25。2.3.1荷载参数表2.3荷载参数表边号何载类型何载大小(kPa)作用宽度(m)距坑边距(m)AB、BC、CD、DE、EF路面荷载20157AF建筑物何载18015102.3.2 土层参数表2.4 土层参数表层号土类名称层厚(m)重度(kN/m3)浮重度(kN/m3)粘聚力(kPa)内摩擦角(度)1粉土2.4018.913.0014.752淤泥质土2.6018.08.07.0018.503细砂1.0019.09.14.0028.254淤泥质土3.0018.08.07.0018.505淤泥质土5.5017.17.37.006.756粘性土4.0017.77.811.005.757粉
25、土5.2018.48.6层号与锚固体摩擦阻力(kPa)粘聚力水下(kPa)内摩擦角水下(度)水土计算方法m,c,K值抗剪强度(kPa)150.0m法4.18225.06.3020.35合算m法5.703100.03.6031.08分算m法16.57425.06.3020.35合算m法6.88525.06.307.43合算m法0.99670.09.906.32合算m法1.16750.013.5010.73分算m法2.582.3.3锚杆参数表2.5 土层参数表锚杆钢筋级别HRB400锚索材料强度设计值(MPa)1220.000锚索材料强度标准值(MPa)1220.000锚索采用钢绞线种类1 x 7
26、锚杆材料弹性模量(X105 MPa)2.000锚索材料弹性模量(X105 MPa)1.950注浆体弹性模量(x104MPa)3.000锚杆抗拔安全系数1.600锚杆荷载分项系数1.2503支护方案的选择与比较3.1基坑支护的类型及其特点和适用范围3.1.1放坡开挖适用于周围场地开阔，周围无重要建筑物，只要求稳定，位移控制无严格要求， 价钱最便宜，回填土方较大。3.1.2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。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
27、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。缺点：首先是位移相对较大，在边长较长的基坑中尤为明显，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。3.1.3高压旋喷桩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。优点：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。缺点：高压
28、旋喷桩的施工费用要高于深层搅拌水泥土桩，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，一般不宜采用该法。3.1.4钢板桩钢板桩支护中一般采用型钢支护优点：这种支护方法施工方便，工期短，在基坑施工完毕回填土后可将钢拔出， 重新利用，可以将支护费用降到最低。缺点：不能挡水和土中的细小颗粒，且在地下水位高时还要求降水或隔水，这与 本工程地下水位高，地水丰富的地质条件极不相称。另外钢板桩支护抗弯能力较弱， 开挖挠曲变形较大，一般适用深度不超过4m。很显然本基坑软弱含水的地质条件10m 的开挖深度，
29、以及地处城市建筑密集区对挠曲位移的严格要求等均不适宜采用钢板桩 支护，一经采用必将造成严重后果。3.1.5钻孔灌注桩钻孔灌注桩围护墙是排桩式中应用最多的一种，在我国得到广泛的应用。其多用 于坑深710m的基坑工程，在我国北方土质较好地区已有89m的臂桩围护墙。优点：施工时无振动、无噪音等环境公害，无挤土现象，对周围环境影响小；墙 身强度高，刚度大，支护稳定性好，变形小；当工程桩也为灌注桩时可以同步施工， 从而更有利于施工的组织安排和缩短施工工期；桩间缝隙易造成水土流失，特别时在 高水位软粘土质地区，需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以 解决挡水问题，适用于软粘土质和砂土地区。
30、缺点：在砂砾层和卵石中施工困难应该慎用；桩与桩之间主要通过桩顶冠梁和围 檩连成整体，因而相对整体性较差，当在重要地区，特殊工程及开挖深度很大的基坑 中应用时需要特别慎重。3.1.6 SMW 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， 不必另设挡水帷幕；可以配合
31、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。3.1.7地下连续墙通常连续墙的厚度为600mm、800mm、1000mm，也有厚达1200mm的。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，对施工设备的要求较高。优点：施工时振动小，噪音低；墙体刚度大，基坑安全性能够得到保证；防渗性 能好，工期短，质量可靠，经济效益高。缺点：对废泥浆处理，不但会增加工程费用，如泥水分离不完
32、善或处理不当，造 成新的环境污染；槽壁坍塌问题。如地下水位急剧上升，护壁泥浆液面急剧下降，土 层中有软弱的砂性砂层，泥浆的性质不当或已变质，施工管理不当等均可能引起壁槽 壁坍塌，引起地面沉降，危害邻近工程结构和地下管理的安全。同时也可能使墙体混 凝土体积超方，墙面粗躁结构尺寸超出允许界限，从而提高了造价。3.1.8 土钉墙土钉墙是一种边坡稳定式的支护，其作用与被动的具备挡土作用的围护墙不同， 它是起主动嵌固作用，增加边坡的稳定性，使基坑开挖后坡面保持稳定。土钉墙主要 用于土质较好地区，我国华北和华东北部一带应用较多，目前我国南方地区亦有应用， 有的已用于坑深10m以上的基坑，定可靠、施工简便且
33、工期短、效果较好、经济性 好、在土质较好地区应积极推广。采用土钉墙的一般要求：土钉墙可适用于塑，不 塑或坚硬的粘性土；在有地下水的土层中，土钉支护应该在充分降排水的前提下采 用；土钉墙容易引起土体位移，采用土钉墙支护应慎重考虑，墙体变形对周围环境 的影响。3.2方案的比较及确定3.2.1基坑的特点综合分析本工程的地理位置、土质条件、基坑开挖深度及周围环境的影响，有以 下的特点：（1）基坑开挖面积较大，下方市政管线较多，基坑要求为一级。（2）基坑开挖深度范围内的土层的工程性较差。开挖层包含较多层不同性质土 层。（3）基坑周围存在高层建筑及待建高层，对沉降要求较高，且可能牵扯到文物 的保护，环境条
34、件复杂。（4）基坑所在地地下水位埋深较浅为-4.00m，而开挖深度在10.00m，所以还需 作降水处理。3.2.2支护方案的选择根据本工程的特点，设计时此基坑有可能采用的几种支护形式从技术上和经济上 进行了分析比较。方案一：采用挖孔灌注桩作为挡土结构、深层水泥搅拌桩为止水帷幕及结合锚杆 支撑的支护方式。优点：挖孔灌注桩造价较低，目前此种技术比较成熟。另外搭配深层水泥搅拌桩 为止水帷幕时有较好的防水防渗效果。锚杆支撑具有拼装方便、施工速度快并可以多 次重复使用等优点，并可施加预应力。此时支护结构有一定的安全性和经济性。缺点：主体结构深度太大，地下水位较高，施工难度较大。方案二：主体采用地下连续墙
35、及钢支撑。优点：施工振动小；墙体刚度大，防渗性能好；适用于多种地基条件，可以作为 刚性基础；占地少，可以充分利用建筑红线以内有限的地面和空间；工效高，工期短， 质量可靠。缺点：地下连续墙作为挡土结构时造价比较高；在一些特殊地质条件下施工难度 大；还须有泥浆处理条件，对废泥浆的处理会造成环境污染。施工中如出现槽壁坍塌 问题会引起邻近地面沉降，墙体混凝土超方。由于此工程周围都是高层住宅或是规划中的高层以及分布有大量密集的道路管 线，所以对整个工程建设过程的要求都比较高。因此根据建设单位对基坑支护工程的 具体要求，以及对基坑场地的周边环境、土层条件以及基坑开挖深度的综合考虑，为 尽可能避免基坑开挖对
36、周围建（构）筑物、道路的影响，本着“安全可靠，经济合理， 技术可行，方便施工”的原则，经过细致分析计算和方案比较，确定本基坑支护结构 采用方案一作为支护方案，基坑开挖前采用喷射井点降低地下水位。4支护结构计算4.1结构计算简图4.2计算原理描述4.2.1围护墙主动侧土压力计算（1）朗肯土压力深度z处第/层土的主动土压力强度的标准值e，按下列公式计算：采用水土ak ,i合算或计算点在水位以上时：e = （q + Ly Ah ）K - 2c-（4-1），j=1，K = tan2（45。一中./2）（4-2）采用水土分算且计算点在水位以下时：e =q + M Ah - （z -h ）y K -2c
37、K（4-3）ak ,ij jwa ,i w a, ji a ,ij=1（4-4）Kf = tan2（45o -/2）对于矩形土压力模式，自重部分须扣除坑内土的自重（对水位以下的分算土层， 扣除有效自重；坑内水位取坑底位置，天然水位在坑底以下就取天然水位）。式中：Y j第j层土的天然重度；Y 水的重度，取10 kN/m3；七算层土的厚度；h .地下水位；七、c.第i层土的内聚力、有效内聚力；七、气第i层土的内摩擦角、有效内摩擦角；q超载。（2）放坡的影响将放坡模拟成等效荷载，荷载的大小为坡的土体自重，按照假定的方式将这部分 土重增加到围护墙体范围内土体的自重中。如下图是两种增加土体自重的方式，阴
38、影 部分即为增加的土重，直线部分的大小为坡的土重。图43放坡方式二图4.2放坡方式一4.2.2围护墙被动侧土压力计算被动侧土压力采用简化库伦土压力公式: 采用水土合算或计算点在水位以上时：=2L y Ah K + 2cI ph ,iepk ,ij jj=1C0S2 平iKp,i 1 sin（Pj +8j ）sin CP, 2cos 8i采用水土分算且计算点在水位以下时:Kph ,icos2 甲 cos2 81 - sin（甲,+们）2式中:hwp ,iepk,i工 y Ah - （z - hj=1C0S2 平，Kp,i1 - sin（p：+8：）sin 甲：2cos8，i坑内地下水位;+ 2c
39、;；Kf* ph ,iK cos2 甲cos2 8ph，i1 一 sin（甲 + 8）2ii（4-5）（4-6）（4-7）（4-8）8、8:第i层土与墙体的摩擦角和有效摩擦角，取（2/33/4）p或p，。4.2.3水压力的计算静止水压力:图44水压力计算简图（4-9）图中y为水的重度10kN/m3。4.2.4围护墙内力变形计算x 0支撑处边界条件:(4-10)(4-11)sid3 x=EIdz 3=Kb (XmsiXm1 ) Tsi 0,（4-12）桩端处边界条件:d2 x=EIdz 2=Kdx0 dz（4-13）Z=ZlZ = ZL式中：M 桩身弯矩;EI围护墙抗弯刚度，E为墙体材料的弹性模
40、量，1截面惯性矩;P曲率;X 水平位移;乙 深度；Q桩身剪力;eak主动侧水土压力;七基底以上土的水平向基床系数，见“土体水平向基床系数计算”。当位移为正是取0；基底以下土的水平向基床系数，见“土体水平向基床系数计算”。可考虑坑底土的塑性性质，当Kp 。以时，取K广eg /x，e为坑底极限被动土压力， 见“围护墙被动侧土压力计算”；b 主动侧水土压力计算宽度，对板桩、连续墙、搅拌桩取每延米，对排桩、SMW工法桩取桩中心距；b0土体抗力计算宽度。墙式围护取每延米；对圆形排桩围护:b0= 0.9(1.5d + 0.5)，d为桩径；对方形排桩围护：b0= 1.5b + 0.5，b为边长；计算值超过桩
41、间距时 b0取桩间距;zi第i道支撑的深度;K 第i道支撑每延米的水平刚度，见“支撑或锚的水平刚度计算”；第i道支撑处的墙体剪力;X m -7, 一SI第i道支撑处第m工况的水平位移;气第i道支撑每延米的水平向预加轴力;Zl墙底端的深度;墙底端的墙体弯矩;K 0墙底端旋转约束刚度，模拟墙底土对墙底的约束作用，对于较厚的搅拌桩，可考虑这种作用，对于其他厚度较薄的围护墙，可忽略这种作用。K广1x b x k (D)/12 ,为嵌入深度。上述微分方程可用有限单元法求解，解得水平位移后，可求出桩身内力。4.2.5 土体水平向基床系数的计算m法计算：k = mz，m为土层的水平向基床系数随深度增长的比例
42、系数，z为计算点距离开挖 商的深度(对于主动侧就是距桩顶的距离)；4.2.6灌注桩配筋计算4.2.6.1正截面受弯承载力计算图4.6正截面受弯承载力计算简图正截面受弯承载力应符合：XM 2a（4-16）a fbx = f A - frA + f A + （S - f ）A（4-17）1 cy s y s py pp 0py p式中：M弯矩设计值；系数；A、A：受拉区、受压区纵向普通钢筋的截面面积；A,、A：受拉区、受压区纵向预应力筋的截面面积；。:0受压区纵向预应力筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力筋应力；b矩形截面的宽度或倒T形截面的腹板宽度；h0截面有效高度；a：、a:受压区纵向普通
43、钢筋合力点、预应力筋合力点至截面受压边缘的距离；a a受压区全部纵向钢筋合力点至截面受压边缘的距离，当受压区未配置纵向预应力筋或受压区纵向预应力筋应力（L -f:）为拉应力时，公 p 0 py式（4-16）中的a用a:代替。4.2.6.2斜截面受剪承载力计算当h / b 4时WV 6时WV 0.2p f bh0（4-19）当4 h /b 6时，按线性内插法确定。W式中：V 构件斜截面上的最大剪力设计值；七混凝土强度影响系数：当混凝土强度等级不超过C50时，取七=1.0 ；当混凝土强度等级为C80时，取&c=0.8c；其间按线性内插法确定；b 矩形截面的宽度，T形截面或I形截面的腹板宽度；h0截面的有效高度；截面的腹板高度：矩形截面，取有效高度；T形截面，取有效高度减W去翼缘高度；I形截面，取腹板净高。4.2.7锚杆计算4.2.7.1锚杆极限抗
