西安市大差市地鐵車站深基坑支護設(shè)計畢業(yè)論文-資料下載頁

　　

【正文】 車站沒有地裂縫穿過。3大差市地鐵車站圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計 基坑支護方案的比較深基坑的支護方法種類很多，各種支護結(jié)構(gòu)的施工工藝也各不相同，實際具體工程中采用何種支護方法還必須結(jié)合基坑開挖深度、巖土性質(zhì)、基坑周圍場地情況及施工條件等因素綜合考慮確定。規(guī)程JGJ12099中介紹了幾種支護結(jié)構(gòu)，并切還給出了各種支護結(jié)構(gòu)包含的基坑側(cè)壁安全等級，開挖深度及地下水情況的適用條件。 支護結(jié)構(gòu)選型表結(jié)構(gòu)型式適用條件排樁或地下連續(xù)墻1. 適用基坑側(cè)壁安全等級一、二、三級2. 懸臂式結(jié)構(gòu)在軟土場地中不宜大于3. 當?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r，宜采用降水、排樁加載水帷幕或地下連續(xù)墻水泥土墻1. 基坑側(cè)壁安全等級宜為二、三級2. 水泥土樁施工范圍內(nèi)地基承載力不宜大于3. 坑深度不宜大于土釘墻1. 基坑側(cè)壁安全等級宜為二、三級的非軟土場地2. 基坑深度不宜大于3. 當?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r，應采用降水或截水措施逆作拱墻1. 基坑側(cè)壁安全等級宜為二、三級2. 淤泥或淤泥質(zhì)土場地不宜采用3.. 拱墻軸線的矢跨比不宜小于1/84. 基坑深度不宜大于5. 地下水位高于基坑底面時，宜采用降水或截水措施放坡1. 基坑側(cè)壁安全等級宜為二、三級2. 施工場地應滿足放坡要求3. 可獨立或與上述其他結(jié)構(gòu)結(jié)合使用4. 當?shù)叵滤桓哂谄履_時，應采用降水措施支護結(jié)構(gòu)可按上表選用排樁、地下連續(xù)墻、水泥土墻、逆作拱墻、土釘墻、放坡或采用上述型式的組合型式，同時還應該考慮結(jié)構(gòu)的受力特點和空間效應，選擇有利于支護結(jié)構(gòu)材料受力性狀的支護型式。對于軟土場地通?？刹捎蒙顚訑嚢?、注漿、間隔或全部加固等方法對局部或整個基坑底土進行加固，或采用降水措施提高基坑內(nèi)側(cè)被動抗力。 排樁或地下連續(xù)墻支護結(jié)構(gòu)排樁包括鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、鉆孔灌注樁以及人工挖孔樁等；支護形式主要包括：① 列式排樁支護:：適用邊坡土質(zhì)較好、地下水位較低的基坑，可利用土拱作用，采用稀疏的鉆孔灌注樁或挖孔樁作為支護結(jié)構(gòu)；② 續(xù)排樁支護:：在軟土中通常是不能形成土拱的，支護樁則應該采用連續(xù)密排，并在樁間做樹根樁或注漿防水，或者采用鋼板樁、鋼筋混凝土板樁密排。③ 組合式排樁支護：在地下水位較高的軟土地區(qū)，可以采用鉆孔灌注樁排樁與水泥攪拌樁防滲墻組合的支護形式。對于開挖深度小于6米的基坑，當無法采用重力式深層攪拌樁，這個時候可采用600mm密排鉆孔樁，樁后則使用用樹根樁防護，或者也可采用打入預制混凝土板樁或鋼板樁的方法，然后再在板樁后注漿或加攪拌樁防滲，頂部設(shè)圈梁和支撐；對于開挖深度為6～10米的基坑，通常常采用樁徑為800～1000mm的鉆孔樁，后面加深層攪拌樁或注漿防水，并設(shè)置2～3道支撐，對于開挖深度大于10米的基坑，則可采用地下連續(xù)墻加內(nèi)撐的方法，也可采用800～1000mm大直徑鉆孔樁加深層攪拌樁防水，設(shè)置多道支撐。地下連續(xù)墻圍護呈封閉狀態(tài)，在基坑開挖后，支上內(nèi)支撐或是錨桿，就能夠起到擋土圍護的作用，并且該圍護結(jié)構(gòu)使深基坑工程的施工更加方便。尤其是今天的地下連續(xù)墻已經(jīng)發(fā)展到既是基坑施工時的封閉的擋土圍護結(jié)構(gòu)，又可以作為擬建工程主體結(jié)構(gòu)的側(cè)墻，即兩墻并作一墻。地下連續(xù)墻，按照不同的施工材料，可以分為鋼筋混凝土連續(xù)墻和水泥土地下連續(xù)墻。其施工工藝具有如下優(yōu)點：（1）地下連續(xù)墻的墻段剛度較大，整體性好，因而圍護結(jié)構(gòu)和地基的變形都比較小，既可用作于超深基坑的圍護結(jié)構(gòu)，也可用于地下主體結(jié)構(gòu)的側(cè)墻；（2）該圍護方式使用各種地質(zhì)條件。一般遇到砂石地層時，或當圍護結(jié)構(gòu)進入風化巖層時，鋼板樁難以施工，這時卻可以采用放入成槽機構(gòu)施工的地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)；（3）能夠降低工程施工時所帶來的環(huán)境影響。施工時振動少，噪聲低，對周圍鄰近的建筑物、構(gòu)筑物和地下管線影響較小，比較容易控制沉降和變形；（4）施工時可進行逆筑法施工，不僅有利于加快施工進度，同時還可以降低造價。地下連續(xù)墻整體剛度大、防滲性能好，適用于地下水位以下的軟粘土和砂土等多種底層條件和復雜的施工環(huán)境，特別是是基坑底面以下有深層軟粘土，承載力不夠，嵌固深度很大的情況下。但是地下連續(xù)墻的造價要高于鉆孔灌注樁和深層攪拌樁的造價，因此必須結(jié)合基坑開挖深度，土質(zhì)情況和周圍環(huán)境情況的因素，通過技術(shù)經(jīng)濟對比方案認為經(jīng)濟合理才可采用。通常來說，當在軟土層中場地條件的基坑開挖深度大于10米，周圍建筑物對沉降與位移要求較高。當圍護結(jié)構(gòu)用作主體結(jié)構(gòu)的一部分，或采用逆筑法施工時，可采用地下連續(xù)墻。 水泥土墻支護水泥土墻（cementsoil wall）是指由水泥土樁相互重疊搭接形成的壁狀、柵格狀或拱狀等形式的重力式圍護結(jié)構(gòu)，利用墻體自重及嵌入基坑底面下的嵌固深度對基坑側(cè)壁土體進行支護。既可單獨作為一種支護方式使用，也可在受到某些條件限制時與混凝土灌注樁、預制樁、鋼板樁等相結(jié)合，形成組合式支護結(jié)構(gòu)，同時還可作為其他支護方式的止水帷幕。水泥土墻主要的組成構(gòu)件是：水泥與土樁。水泥土樁有兩種，它們分別是采用水泥土攪拌法（cement deep mixing）形成的攪拌樁和高壓噴射注漿法（jet grouting）形成的旋噴樁。由于造價問題，在基坑支護結(jié)構(gòu)中，通常較多地采用攪拌樁，只有在遇到攪拌樁難以施工的地層時才使用旋噴樁。水泥土墻與其他支護方式相比，具有如下優(yōu)點：（1）施工時沒有振動、噪聲、泥漿廢水污染，對環(huán)境影響??；（2）施工操作方便，成樁工期短，且造價較低；（3）基坑開挖不需要支撐拉錨，坑外也不需要井點降水；（4）隔水防滲性能良好，基坑內(nèi)外允許有水位差；（5）基坑內(nèi)空間寬敞且干燥整潔，有利于文明施工和安全生產(chǎn)，且方便后期結(jié)構(gòu)施工；（6）基坑周圍的地基變形小，對相鄰建筑物和地下設(shè)施影響??；（7）擋墻頂面允許設(shè)置路面行駛施工車輛，而路面結(jié)構(gòu)又可增加擋墻剛度；（8）同一墻體可設(shè)計成變截面、變強度、變深度；（9）能夠縮短總體工期；（10）可就近利用粉煤灰等工業(yè)廢料作為固化劑的外滲劑。 土釘支護土釘支護是近幾年來發(fā)展起來的一種新型支護結(jié)構(gòu)，用于基坑開挖和邊坡穩(wěn)定。它是由密集的土釘群、被加固的土體、噴射混凝土面層組成的類似于重力式擋墻的擋土結(jié)構(gòu)，并且以此來抵抗圍護墻后傳來的土壓力和其他外力荷載，從而達到開挖基坑時基坑穩(wěn)定或邊坡穩(wěn)定。土釘支護一般是通過鉆孔，插筋，注漿來設(shè)置的，但是有時也可以通過直接地打入較粗的鋼筋或型鋼形成土釘。土釘主要分為鉆孔注漿土釘和打入式土釘兩類。鉆孔注漿土釘是目前工程中最常用的土釘類型。打入式土釘?shù)膬?yōu)點是不需要預先鉆孔，施工速度快。與其他支護結(jié)構(gòu)相比，土釘支護的優(yōu)點主要體現(xiàn)在：（1）能夠合理的利用土體的自身承載能力，將土體作為支護結(jié)構(gòu)不可分割的一部分；（2）結(jié)構(gòu)輕、柔性大，并且有良好的抗震性能和良好的延性；（3）施工設(shè)備比較簡單，并不需要大型的機械器具和復雜的施工工藝；（4）施工方便快速，不需單獨占用場地； （5）工程造價低，土釘支護工程造價比其他支護形式的工程造價一般至少低1/3～1/2左右。土釘支護的缺點以及局限性主要就是基坑的變形較大。由于土釘支護是一種被動支護形式，只有土體發(fā)生變形時才會使土釘受力，因此基坑的變形相對較大。土釘支護不適用于對基坑變形有嚴格要求的基坑支護工程，采用土釘支護的基坑深度也不宜太大。土釘支護主要是適用于地下水位以上，或者是經(jīng)過人工降水后的人工填土，以及粘性土和弱膠結(jié)砂土。土釘在無膠結(jié)砂層，砂礫卵石層和淤泥質(zhì)土中成孔困難，因此在該類土層條件下不宜采用土釘支護。通過眾多工程經(jīng)驗來看，土釘支護的基坑破壞一般都是由于水的作用，水侵蝕土體，使土體產(chǎn)生軟化，引起整體或局部破壞。因此規(guī)定采用土釘支護的工程必須做好降水，并且它不能用來作為擋水結(jié)構(gòu)。 逆作拱墻支護逆作拱墻是眾多基坑支護結(jié)構(gòu)中的一種，根據(jù)基坑的平面形狀，通常采用全封閉拱墻，包括拋物線拱、圓拱、橢圓拱，有時也可以采用以上各拱墻與其他支護形式的組合支護形式，而在施工時常采用逆作法或半逆作法，因此將這種基坑支護結(jié)構(gòu)稱為逆作拱墻。逆作拱墻適用于黏性土、砂土和軟土地區(qū)，不適用于飽和軟土及淤泥質(zhì)土?；娱_挖深度不宜大于12m。逆作拱墻具有優(yōu)點如下：（1） 結(jié)構(gòu)受力合理：由于逆作拱墻其拱式結(jié)構(gòu)的工作原理，能將垂直于拱截面的水平土壓力產(chǎn)生的彎曲拉力轉(zhuǎn)化為沿拱軸線截面方向的軸向壓力，使拱墻本身的豎向截面只受壓力而不受彎。同時土體也起土拱作用，相應地也會減少一定的土壓力。（2） 結(jié)構(gòu)安全可靠：由于拱的內(nèi)力主要受軸向壓力作用，彎矩比較小，這樣就能充分發(fā)揮混凝土抗壓強度高的特性。而拱在垂直方向上是分層地自上而下施工，因此土壓力也是分層地作用在各道拱圈上。（3） 施工方便：拱的施工非常方便，可與挖土同步交叉進行，單獨占用的工期很少，施工像做混凝土地梁一樣方便，故施工速度快。（4） 造價較低：由于截面主要承受壓力，彎矩小，能充分發(fā)揮混凝土材料受壓強度高的特性，可節(jié)約大量鋼材。同時由于沒有嵌固深度要求，而需要設(shè)置的支撐也不需要在全高度上都設(shè)置，僅需設(shè)置在基坑開挖深度的中間段。 內(nèi)支撐支護內(nèi)支撐的最大缺陷就是占據(jù)基坑內(nèi)的空間，造成挖土和主體結(jié)構(gòu)施工困難，干擾施工進度并影響工期；隨著主體結(jié)構(gòu)的施工進展，在由下至上逐步拆除支撐時，還有可能進一步增加周圍土層的位移。 鋼支撐和現(xiàn)澆鋼筋混凝土支撐的優(yōu)缺點材料優(yōu)點缺點鋼結(jié)構(gòu)支撐自重小，安裝和拆除方便，可重復使用，可隨挖隨撐，能很好地控制基坑變形，一般情況下可優(yōu)先考慮采用鋼支撐。安裝節(jié)點比較多，當構(gòu)造不合理或施工不當時，很容易造成節(jié)點變形而導致基坑過大的水平位移，施工技術(shù)水平要求高。混凝土結(jié)構(gòu)支撐具有較大的平面剛度，適用于各種復雜平面形狀的基坑，現(xiàn)澆節(jié)點不會產(chǎn)生松動而增加基坑的變形，施工技術(shù)水平要求較低。自重大，材料不能重復利用，安裝和拆除需要較長工期，不能做到隨挖隨撐，對控制變形不利，當采用爆破拆除支撐時會出現(xiàn)噪聲、振動等危害。此外，環(huán)境溫度變化也會對支撐的內(nèi)力產(chǎn)生很大的影響，比如20m寬的基坑若環(huán)境溫度降低10186。C，支撐將縮短25mm，這就促使基坑變形增加；而溫度升高后，這一變形卻又不能完全恢復，相反會使支撐內(nèi)力增加許多，所以在高溫下有時對內(nèi)支撐采取冷卻措施。當存在下列條件時，可優(yōu)先考慮選擇使用內(nèi)支撐支護結(jié)構(gòu)： （1）相鄰場地有地下建筑物，并且不宜選用錨桿支護結(jié)構(gòu)； （2）為保護場地周邊建筑物，基坑支護不允許有較大的內(nèi)傾變形；（3）場地土質(zhì)條件較差，并且對支護結(jié)構(gòu)又有嚴格要求時。 支護方案的選型基坑支護方案選擇要滿足施工安全、施工方便和經(jīng)濟方面的要求。根據(jù)基坑開挖深度、周邊環(huán)境，基坑的安全等級確定為一級。根據(jù)基坑等級，可供選擇的圍護結(jié)構(gòu)有鉆孔灌注樁、地下連續(xù)墻，地下連續(xù)墻造價比較高且需要泥漿處理設(shè)施，對環(huán)境影響較大，施工工藝相對復雜，故排除。由于鉆孔灌注樁在西安地區(qū)經(jīng)常采用，施工工藝非常成熟，自身剛度大、施工速度快、布置靈活、造價低等優(yōu)點。因此，本次圍護結(jié)構(gòu)方案選擇鉆孔灌注樁+內(nèi)支撐支護方案。鉆孔灌注樁樁徑1200mm，樁間距1500mm，樁身混凝土等級C30。冠梁截面為1200mm1600mm，可增加圍護結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，同時作為第一道支撐的腰梁。、鋼管直徑為600mm，第一道支撐壁厚12mm，第二、三道支撐壁厚16mm。 橫斷面計算，支護方式為排樁加內(nèi)撐方案，設(shè)三道鋼支撐（。基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計中以及穩(wěn)定性分析內(nèi)聚力及內(nèi)摩擦角的折減系數(shù)。土層相關(guān)參數(shù)見下表： 土層參數(shù)信息表土層編號土層名稱重度黏聚力內(nèi)摩擦角土層厚度11雜填土1615312新黃土222322古土壤20412老黃土24此段基坑采用分層開挖的方式，在基坑頂部承受擬定的均布荷載，荷載值為20kPa，荷載及各土層分布情況如下圖。q=20kPa11 雜填土312 新黃土2322 古土壤412 老黃土 荷載分布及支護方案 計算各土層側(cè)壓力系數(shù)（1）郎肯主動土壓力系數(shù)計算 （2）郎肯被動土壓力系數(shù)計算 各工況土壓力及支撐力計算（1）工況1：，并在冠梁處設(shè)置第一道支撐（），地面處的主動土壓力為：處的主動土壓力：第一層土層： 第二層土層： 開挖面處的被動土壓力為：開挖面處主動土壓力減去被動土壓力為： 則所有的主動土壓力合力為：所有主動土壓力對開挖處截面的彎矩為：所以第一道鋼支撐的支撐力為： 工況1土壓力分布圖假設(shè)開挖面以下處剪力為0 ，該處即是最大彎矩所在截面，則處的主動土壓力減去被動土壓力為： 由靜力平衡列方程：解得 所以因此最大彎矩為：(2) 工況2：開挖至處，并在處設(shè)第二道支撐，土壓力分布：開挖面處主動土壓力：第二層土層：第三層土層： 開挖面處的主動土壓力為：開挖面處的被動土壓力為： 則主動土壓力減去被動土壓力為：假設(shè)土壓力零點位置為開挖面以下處，則有：主動土壓力合力為：土壓力零點位置處截面的彎矩為：則第二道鋼支撐的支撐力為：假設(shè)土壓力零點位置以下處剪力為0，即彎矩最大，則由幾何關(guān)系可知，處的土壓力為： , 由靜力平衡可列方程： 工況2土壓力分布圖解得 所以 因此最大彎矩為：(3)工況3：開挖至，并在處設(shè)第三道支撐：