基坑支護(hù)工程方案設(shè)計(jì)（本科畢業(yè)設(shè)計(jì)）

中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))1基坑支護(hù)畢業(yè)設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)是作者根據(jù)武廣客運(yùn)專線新長(zhǎng)沙站西端明挖區(qū)基坑工程的實(shí)習(xí)，通過搜集到的現(xiàn)場(chǎng)資料、參考相關(guān)的規(guī)范規(guī)程完成的。設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容為基坑支護(hù)方案論證、設(shè)計(jì)計(jì)算、施工組織設(shè)計(jì)以及工程預(yù)算書。根據(jù)場(chǎng)地的工程水文地質(zhì)條件和周邊環(huán)境，在滿足變形和穩(wěn)定的前提下，結(jié)合經(jīng)濟(jì)和技術(shù)約束因子，確定了以土釘墻、錨桿和放坡共同組成的復(fù)合支護(hù)方案。設(shè)計(jì)計(jì)算參考了當(dāng)?shù)赝惞こ痰慕?jīng)驗(yàn)和各種規(guī)程規(guī)范提供的計(jì)算方法，經(jīng)北京理正軟件驗(yàn)算，各設(shè)計(jì)參數(shù)滿足穩(wěn)定和變形的要求。根據(jù)建設(shè)方的工期要求，制定了一個(gè)詳細(xì)、科學(xué)的施工組織設(shè)計(jì)。預(yù)算得到的工程總造價(jià)為6996402.44元，單位造價(jià)為710.6元/m2.關(guān)鍵詞：基坑；土釘墻；錨桿；方案論證；預(yù)算中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))2AbstractAccordingtothepracticeexperienceinconstructionsiteofthewesternfoundationpitengineeringofnewChangShastationofWuhan-Guangzhoupassengerdedicatedline,theprojectoffoundationexcavationisdesignedbycollectinglocalinformationandconsultingrelatedrules.Thecorepartsofthisdesignincludes:foundationpitprojectargument,designandaccount,constructionandorganizationdesign.engineeringbudget.Consideringengineeringgeologicconditionsandhydrogeologicalconditions,alsoprecedentsintherequirementofdeformationandstability,connectingwiththeingredienteconomyandtechnique,theauthorchosenacompoundretainingmethodsofsoilnailingwall,soilanchorandsloping.Referingtoexperimentoflocalanalogousengineeringandaccountmethodprovidingbyvariousruleswhiledesigningandaccounting,viaexamingbyBeiJingLizhengsoftware,eachdesigncoefficientwascontentwiththerequirementofstabilityanddeformation.Accordingtotherequirementoferector,theauthorestablishedadetailandscientificconstructionorganizationdesign.Thetotalconstructioncostoftheprojectbudgetis6996402.44yuan,theunitconstructioncostoftheprojectbudgetis710.6yuanpersquaremeter.Keywords:foundationpit;soilnailingwall;soilanchor;projectargument;中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))3隨著城市化進(jìn)程的加速發(fā)展，地表空間已不再滿足人們的需求，向地下空間進(jìn)行多層次利用是必然的趨勢(shì)。深基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)技術(shù)是在這種條件下應(yīng)運(yùn)而生的，它不僅包含了土力學(xué)中典型的強(qiáng)度、穩(wěn)定與變形問題，而且又涉及到土與支護(hù)結(jié)構(gòu)的共同作用，是一個(gè)綜合性的巖土工程問題。要提高基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)與施工水平，首先要選擇一個(gè)合適的理論計(jì)算模型作為依據(jù)，然后再選擇合理的基坑支護(hù)方案，最后就是要具備較成熟的施工經(jīng)驗(yàn)。本學(xué)期伊始，在胡二中老師的指導(dǎo)下，我在武廣客運(yùn)專線長(zhǎng)沙市瀏陽(yáng)河隧道施工段進(jìn)行了簡(jiǎn)單的實(shí)習(xí)，并且選定此工程的另一標(biāo)段新長(zhǎng)沙站西端明挖區(qū)基坑作為畢業(yè)設(shè)計(jì)題目。本設(shè)計(jì)是作者借鑒長(zhǎng)沙地區(qū)基坑支護(hù)工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，在老師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的。本文所選的基坑支護(hù)方案具有較廣泛的工程適用性，通過多種方案優(yōu)化論證，提出了在此條件下經(jīng)濟(jì)、技術(shù)上最優(yōu)的方案。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我來說是一個(gè)綜合的學(xué)習(xí)過程，它不僅加深了對(duì)本專業(yè)的知識(shí)有了一個(gè)系統(tǒng)的了解，同時(shí)也讓我逐步學(xué)會(huì)處理現(xiàn)實(shí)中較復(fù)雜的工程，相信這對(duì)我以后的再學(xué)習(xí)和工作有很深遠(yuǎn)的指導(dǎo)意義。書山有路，學(xué)海無涯，對(duì)科學(xué)理論的探討和使用是一個(gè)每一個(gè)工科人員的無止境追求。限于本人水平有限，文中錯(cuò)誤之處難免，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正，以便進(jìn)一步進(jìn)行修改和補(bǔ)充。中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))4第一章基坑支護(hù)設(shè)計(jì)條件與分析本次設(shè)計(jì)屬于擬建武廣客運(yùn)專線新長(zhǎng)沙火車站及其廣場(chǎng)的配套軌道交通項(xiàng)目中的新長(zhǎng)沙站西端明挖區(qū)間基坑支護(hù)設(shè)計(jì)，其具體支護(hù)設(shè)計(jì)里程范圍為三號(hào)線：共332.746m,斷鏈26.474m。新長(zhǎng)沙站西端明挖區(qū)間基坑位于長(zhǎng)沙市雨花區(qū)黎托鄉(xiāng)新長(zhǎng)沙站站西廣場(chǎng)下方，此段2、3號(hào)線合建，區(qū)間主體采用鋼筋混凝土單層(雙層)單跨、雙跨和多跨箱型框架結(jié)構(gòu)。本段設(shè)計(jì)區(qū)間遠(yuǎn)離市區(qū)，無高層建筑及重要文物分布，周圍現(xiàn)狀主要為農(nóng)田、水塘及少量即將拆遷的民房，周圍只有較少車輛通行，沿線周邊環(huán)境相對(duì)較簡(jiǎn)單。本工程業(yè)主單位為長(zhǎng)沙市軌道交通集團(tuán)有限公司，勘察單位為中國(guó)有色金屬工業(yè)長(zhǎng)沙勘察設(shè)計(jì)研究院。1.2工程地質(zhì)條件根據(jù)中國(guó)有色金屬工業(yè)長(zhǎng)沙勘察設(shè)計(jì)研究院編制的《武廣客運(yùn)專線新長(zhǎng)沙站地下配套交通樞紐工程新長(zhǎng)沙站巖土工程詳細(xì)勘察報(bào)告(初步資料)》,擬建場(chǎng)地工程地質(zhì)條件概述如下：根據(jù)野外鉆探揭露，場(chǎng)地內(nèi)分布的地層主要有人工填土、第四系全新統(tǒng)湖積層、第三系上更新統(tǒng)沖積層及第四系殘積層，下伏基巖為白堊系(K)泥質(zhì)粉砂巖。結(jié)合各種試驗(yàn)結(jié)果，擬建場(chǎng)地內(nèi)埋藏地層自上而下依次描述如下：1.1人工填土(Qml)①:屬素填土，黃褐色，主要由粘性土混少量礫沙等組成，1.2第四系新近湖積(Q4I)淤泥②:灰褐，深灰色，具腥臭味，搖振無反應(yīng)，切面光滑，干強(qiáng)度及韌性高，呈飽和流塑狀態(tài)。層厚0.3~1.50m。1.3.1粉質(zhì)粘土③:褐黃色，含5%~15%的石英質(zhì)粉細(xì)砂，層理特征不明顯，濕~稍濕、可塑~硬塑狀態(tài)，切面較光滑，干強(qiáng)度及韌性中等。層厚為2.10~6.90m。中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))51.3.2粉砂④:褐黃，黃色，粉砂為主，含粘性土約20%~30%,分選性較好，成分多為石英質(zhì)，含云母，呈很濕~飽和，松散~稍密狀態(tài)。層厚為0.5~5.0m1.3.3圓礫⑤:灰黃，灰白色，以石英質(zhì)粗砂及圓礫為主，含卵石約20%~30%,顆粒多為圓形及亞圓形，成分為石英質(zhì)，多以中粗砂充填，含粘性土約5%~20%,飽和，中密~密實(shí)狀態(tài)，層理特征部明顯。層厚0.20~1.30m。1.4第四系殘積(Qel)粉質(zhì)粘土⑥:褐紅色，具有少量鐵錳質(zhì)氧化物侵染，偶見石英沙礫，硬塑~堅(jiān)硬狀，由泥質(zhì)粉砂巖原地風(fēng)化殘積而成，切面較光滑，干強(qiáng)度及韌性中等。場(chǎng)地內(nèi)各鉆孔均遇見該層，層厚為0.2~1.30m。1.5白堊系(K)泥質(zhì)粉砂巖：褐紅，紫紅色，局部夾有灰白色條紋，主要成分為石英、長(zhǎng)石及粘土礦物，泥質(zhì)膠結(jié)，粉細(xì)粒結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造，具浸水易軟化，失水易干裂，崩解的特性。本次勘察揭露強(qiáng)、中、微風(fēng)化三帶，描述如下：1.5.1強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖⑦:紫紅色，泥質(zhì)粉砂結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖芯呈碎塊狀、短柱狀，巖芯偶見鐵錳質(zhì)浸染，屬極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為V級(jí)。各鉆孔均遇見，其頂面埋深為7.95~13.20m,相當(dāng)于標(biāo)高23.61~29.72m,層厚0.25~6.8m。1.5.2中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖⑧:紫紅色，偶夾灰白色，泥質(zhì)粉砂結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖芯呈短柱狀，巖芯偶見鐵錳質(zhì)浸染，局部夾含少量礫石，局部水平層理明顯，RQD=65~90,屬極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為V級(jí)。各鉆孔均遇見，其頂面埋深為8.20~15.60m,相當(dāng)于標(biāo)高21.68~27.88m,層厚1.5.3微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖⑨:紫紅色，偶夾灰白色，泥質(zhì)粉砂結(jié)構(gòu)，厚層狀結(jié)構(gòu)，節(jié)理裂隙不發(fā)育，巖芯呈柱狀~長(zhǎng)柱狀，巖芯偶見鐵錳質(zhì)浸染，局部夾含少量礫石，局部水平層理特征明顯，RQD=85~90,屬軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為IV級(jí)。各鉆孔均遇見，其頂面埋深為27.50~29.60m,相當(dāng)于標(biāo)高5.08~10.22m,鉆入厚度5.40~16.50m,層厚不詳?？辈炱陂g，場(chǎng)地各鉆孔均遇見地下水，其地下水類型屬于潛水，主要賦存于粉砂④、圓礫⑤及強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖⑦中，受大氣降水和地表水補(bǔ)給，水量大，中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))6地下水水位隨季節(jié)變化而變化?？辈炱陂g測(cè)得其穩(wěn)定水位埋藏深度為3.95~8.22m,相當(dāng)于標(biāo)高30.20~30.41m。場(chǎng)地中的第四系上更新統(tǒng)沖積層(Q3al)圓礫④屬?gòu)?qiáng)透水性地層，是擬建場(chǎng)地內(nèi)的主要含水層，也是本次進(jìn)行隔水帷幕施工的地層。根據(jù)本次勘察結(jié)果，擬建場(chǎng)地地下水水質(zhì)對(duì)砼結(jié)構(gòu)不具腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土中的鋼筋無腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性，建議按相關(guān)規(guī)范采取防護(hù)措施。根據(jù)已完成的鉆探、物探等勘察工作，擬建場(chǎng)地內(nèi)及其周邊未見活動(dòng)斷裂、采空區(qū)、地面沉降等影響場(chǎng)地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)及《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001),擬建場(chǎng)區(qū)抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)地震基本加速度值為0.05g,設(shè)計(jì)地震分組為第一組。本次勘察于鉆孔中的有關(guān)規(guī)定：場(chǎng)地土類型屬中軟~中硬土，建筑場(chǎng)地類別為Ⅱ類，設(shè)計(jì)特征周期值為0.35s。場(chǎng)地在6度地震烈度區(qū)內(nèi)粉砂層屬于第四系晚更新統(tǒng)地層，屬不液化地層，但應(yīng)考慮淤泥層的震陷影響。根據(jù)本次勘察結(jié)果，參照《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)及《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)等規(guī)程規(guī)范，場(chǎng)地內(nèi)進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)所需各地層工程特性指標(biāo)建議采用表1值：中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))7表1-1場(chǎng)地各巖土層設(shè)計(jì)參數(shù)表指標(biāo)地層天然重度r(KN/m3)承載力特征值f(kPa)壓縮模量Es?-2抗剪強(qiáng)度滲透系數(shù)K砂漿與巖土體間粘結(jié)強(qiáng)度特征值內(nèi)摩擦角φ(度)粘聚力C(kPa)人工填土①18.0~19.040~608~103.5x102~5.5x103淤泥②13.5~14.58~103.0x10?~5.0x10?粉質(zhì)粘土③19.0~20.05.5~7.020~304.0x10?~5.0x10?20~30粉砂④19.5~20.528~324.0x10?~5.0x10?40~60圓礫⑤25.0~27.0350~50020~30*32~361.0x102~5.0x102粉質(zhì)粘土⑥19.5~20.5200~2406.0~8.020~304.0x10?~5.0x10^30~40強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖⑦21.0~22.0400~50030.0~33.080~100中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖⑧24~251000~180036.0~38.0300~400微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖⑨24.5~25.51800~240037.0~39.0600~800注：帶*的數(shù)值為變形模量中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))8第二章設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)原則2.1.1設(shè)計(jì)所采用的相關(guān)技術(shù)規(guī)范規(guī)程本次基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)遵循下列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-99)《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范》(GB50086-2001)《長(zhǎng)沙市擋土墻及基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)、施工與驗(yàn)收規(guī)程》(DB43/009-1999)《基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(CECS96:97)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ50007-2002)《錨桿噴射混凝土技術(shù)規(guī)范》(GB50086-2001)由中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集有限公司提供的武廣客運(yùn)專線新長(zhǎng)沙站配套工程新長(zhǎng)沙站西端明挖區(qū)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工圖以及湖南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院提供的新長(zhǎng)沙站附近的勘察資料。2.2基坑設(shè)計(jì)原則與設(shè)計(jì)思路支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)區(qū)間所處的地理位置、與周圍建筑物的關(guān)系、基坑規(guī)模及開挖深度、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、施工期間對(duì)地面交通和周邊環(huán)境的影響、施工技術(shù)、施工工期等因素，通過多方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選，確定安全可靠、技術(shù)可行、施工方便、經(jīng)濟(jì)合理的支護(hù)方案，采用不同區(qū)段和重點(diǎn)部位重點(diǎn)加固。即在滿足安全的要求與可行性的前提下，使基坑支護(hù)系統(tǒng)的總投資為最小。本工程基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)屬臨時(shí)性支護(hù)結(jié)構(gòu)，根據(jù)建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)《建筑基坑支護(hù)技中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))9術(shù)規(guī)程》(JGJ120-99),本工程基坑側(cè)壁安全等級(jí)為二級(jí)；根據(jù)湖南省地方標(biāo)準(zhǔn)《長(zhǎng)沙市擋土墻及基坑工程支護(hù)設(shè)計(jì)、施工與驗(yàn)收規(guī)程》(DB43/009-1999),本工程重要性等級(jí)為二級(jí)。基坑工程是一個(gè)臨時(shí)性支護(hù)的復(fù)雜系統(tǒng)，影響因素眾多，各因素間又相互影響和約束。因此，在滿足經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)上對(duì)支護(hù)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)是很關(guān)鍵的。一般在選擇一個(gè)合理的支護(hù)方式時(shí)必須先充分了解并分析場(chǎng)地工程地質(zhì)情況、周邊的環(huán)境情況以及業(yè)主的要求初選多個(gè)可能最優(yōu)的方案，然后再根據(jù)各種約束條件對(duì)這些方案進(jìn)行細(xì)部設(shè)計(jì)，接著套用定額和市場(chǎng)價(jià)格分別計(jì)算工程量和造價(jià)，根據(jù)造價(jià)最優(yōu)的原則選出最優(yōu)方案，最后根據(jù)選定的方案進(jìn)行更進(jìn)一步的設(shè)計(jì)。從經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，應(yīng)該首先考慮放坡開挖。如果基坑周圍場(chǎng)地允許，鄰近基坑邊無重要的建筑物或地下管線，放坡開挖是最佳的選擇。但當(dāng)開挖深度超過4~5m時(shí)，宜采用分級(jí)放坡或局部放坡。如果場(chǎng)地不具備放坡的條件，在開挖之前可以適當(dāng)?shù)男度ケ韺右欢ê穸鹊耐馏w，這樣對(duì)后續(xù)的支護(hù)起較好的作用。如果基坑較淺并且其周圍不具備放坡條件，但具備重力式擋土墻的施工寬度，可以優(yōu)先考慮重力式擋土墻結(jié)構(gòu)；但在土層較差或厚度較大時(shí)，特別是軟塑~流塑土層，宜選擇水泥土攪拌樁墻擋土結(jié)構(gòu)。一般水泥土樁可以做成格構(gòu)式排列比較經(jīng)濟(jì)。若基坑周圍不具備放坡條件及擋土墻的施工寬度時(shí)，并且地層主要為粉土、砂土或雜填土等時(shí)，我們可以考慮采用土釘或噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)加井點(diǎn)降水，這樣會(huì)具有良好的經(jīng)濟(jì)效果，如果施工組織的比較好，還可以顯著縮短工期。這種支護(hù)方法一般適用的邊坡高度小于12m,但當(dāng)土體內(nèi)富含地下水或者可塑以下的軟土厚度超過3m,不宜采用噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)。同樣在建筑物較多的城市基坑工程施工時(shí)，由于錨桿的長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，可能會(huì)超過施工的許可范圍延伸至鄰近建筑物的基礎(chǔ)，這時(shí)可以選擇基坑內(nèi)撐排樁式支護(hù)型式。一般情況下，如果是前面所述的基坑，我們常常還可以采用樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)加井點(diǎn)降水，前提是錨桿的錨固端有較好在遇到場(chǎng)地與環(huán)境都比較復(fù)雜的地層時(shí)，我們可以優(yōu)先考慮采用組合式支護(hù)結(jié)構(gòu)，對(duì)不同區(qū)段和重點(diǎn)部位進(jìn)行重點(diǎn)加固，以求達(dá)到最優(yōu)的支護(hù)效果。除了上述的支護(hù)方法外，我們還可以根據(jù)不同的場(chǎng)地條件采用拱型支護(hù)、逆作法開挖與支護(hù)、地下連續(xù)墻、懸臂式支護(hù)等方法。由于大多數(shù)的基坑支護(hù)都屬于臨時(shí)性的支護(hù)，它的工作狀態(tài)處于比較復(fù)雜的系統(tǒng)中，所以應(yīng)該盡可能多的考慮其不確定性的因素以及其發(fā)生事故后的應(yīng)急措施；另外一個(gè)很關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是對(duì)基坑的工作狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和控制，及時(shí)反饋監(jiān)測(cè)結(jié)果以便進(jìn)行動(dòng)態(tài)支護(hù)，防止異常事故的發(fā)生。一般每個(gè)地區(qū)的地層都有其獨(dú)特的地質(zhì)情況，所以我們?cè)诨又ёo(hù)選型時(shí)都要先熟悉當(dāng)?shù)爻Ｓ玫闹ёo(hù)方法，然后再參照鄰近建筑的基坑設(shè)計(jì)和施工方法，選擇出最優(yōu)的支護(hù)方案。中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))第三章基坑支護(hù)方案論證擬建建筑物基坑條件：目前工程場(chǎng)地遠(yuǎn)離市區(qū)，周圍地勢(shì)開闊，主要為農(nóng)田、水塘及即將拆遷的民居，無重要的建(構(gòu))筑物及地下管線，主體結(jié)構(gòu)建在相對(duì)標(biāo)高為17.12~18.29m深度范圍內(nèi)的強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖上，開挖范圍內(nèi)的土層主要為硬塑粉質(zhì)粘土、粉細(xì)砂、卵石、殘積粘性土及強(qiáng)風(fēng)化巖，地質(zhì)條件相對(duì)單一。根據(jù)地質(zhì)條件與周邊環(huán)境條件，基坑支護(hù)方案可以采用放坡開挖、擋墻支護(hù)、噴錨支護(hù)、土釘墻、樁錨支護(hù)、護(hù)臂樁及地下連續(xù)墻等等。由于本基坑地質(zhì)條件與環(huán)境條件相對(duì)比較簡(jiǎn)單，采用地下連續(xù)墻、護(hù)臂樁等造價(jià)太高，初步擬定采用放坡+土釘墻支護(hù)、樁錨支護(hù)、噴錨及樁錨支護(hù)對(duì)基坑進(jìn)行支護(hù)。放坡開挖的適用條件是周圍比較開闊，允許周邊有較大的變形，基坑地面在地下水位以上，或采取降水以后基坑地面在地下水位以上。可獨(dú)立使用或聯(lián)合其它支護(hù)方法共同使用。放坡開挖一般土方開挖量很大，所以需要綜合各方面考慮其適用性。由于本工程是地鐵項(xiàng)目的基坑支護(hù)，所以其支護(hù)是沿線性分布的，根據(jù)其主體結(jié)構(gòu)的位置與不同的地面標(biāo)高，本工程基坑支護(hù)深度為10.73~10.82m、7.13~7.68m不等。由于場(chǎng)地在市郊，無其它不利放坡的因素存在，所以可以采用分級(jí)放坡開挖，但由于開挖后基坑深度比較大，需要配合其它的支護(hù)方式進(jìn)行復(fù)合式支護(hù)。放坡的坡度根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗(yàn)和規(guī)范取偏于安全的值。土釘支護(hù)是用于土體開挖和邊坡穩(wěn)定的一種擋土技術(shù)，由于經(jīng)濟(jì)、可靠且施中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))工快速簡(jiǎn)便，是很多基坑支護(hù)的首選方案之一。土釘支護(hù)適用于地下水位以上或人工降水后的粘性土、粉土、雜填土及非松散砂土和卵石土等，對(duì)于淤泥質(zhì)土、飽和軟土應(yīng)采用復(fù)合型的土釘墻支護(hù)。土釘墻支護(hù)是通過沿土釘通長(zhǎng)和周圍土體接觸形成復(fù)合體。在土體發(fā)生變形的條件下，通過土釘與土體接觸界面上的粘結(jié)力或摩擦力，使土釘被動(dòng)受拉，并通過受拉工作面給土體約束加固，提高整體穩(wěn)定性和承載能力，增強(qiáng)土體變形的延性。它是原位土中的加筋技術(shù)，是在從上至下的開挖過程中將土釘置入土中，形成以土釘和它周圍加固了的土體為一體的類似重力式擋土墻結(jié)構(gòu)。土釘墻支護(hù)是邊開挖邊支護(hù)，流水作業(yè)，不占獨(dú)立工期，施工快捷。材料用量少，土釘材料用量遠(yuǎn)低于樁支護(hù)和連續(xù)墻支護(hù)，經(jīng)濟(jì)效果好，比一般的錨桿支護(hù)節(jié)約總造價(jià)10%～30%。施工設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，施工所需場(chǎng)地小，工程量小。土體位移小，采用信息化施工，發(fā)現(xiàn)墻體變形過大或土質(zhì)變化，可及時(shí)修改、加固或補(bǔ)救，確保施工安全。為了防止地表水滲透對(duì)噴射混凝土面層產(chǎn)生壓力，并降低土體強(qiáng)度和土體與土釘之間的界面粘結(jié)力，土釘支護(hù)在一般情況下都必須有良好的排水系統(tǒng)。施工開挖前要先做好地面排水，設(shè)置地面排水溝引走地表水，或設(shè)置不透水的混凝土地面防止近處的地表水向下滲透。在開挖施工時(shí)，設(shè)置坡內(nèi)排水管排走土體內(nèi)的地下水。在基坑底部應(yīng)設(shè)排水溝和集水井，排水溝需防滲漏，并離開面層一定距土釘支護(hù)也有其缺點(diǎn)和局限性，主要有：①現(xiàn)場(chǎng)需有允許設(shè)置土釘?shù)牡叵驴臻g。當(dāng)基坑附近有地下管線或建筑物基礎(chǔ)時(shí)，在施工時(shí)會(huì)存在影響。②在松散砂土、軟塑、流塑粘性土，以及有豐富地下水源的情況下不能單獨(dú)使用土釘支護(hù)，必須與其它的土體加固支護(hù)方法相結(jié)合。尤其在飽和粘性土及軟土中設(shè)置土釘支護(hù)更需特別謹(jǐn)慎，土釘在這些土中的抗拔力低，需要有很長(zhǎng)很密的土釘，軟土的徐變還可使支護(hù)位移量顯著增加。③土釘支護(hù)如果作為永久性結(jié)構(gòu)，需要專門考慮銹蝕等耐久性問題。根據(jù)本工程的條件，除了基坑下部的基巖層，其它各段都可以運(yùn)用土釘進(jìn)行支護(hù)；由于主體結(jié)構(gòu)的深度比較大，所以需對(duì)基坑進(jìn)行分級(jí)開挖支護(hù)，同時(shí)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)手段，通過結(jié)果反饋及時(shí)調(diào)整方案。中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))3.1.3排樁式錨桿擋墻支護(hù)樁錨支護(hù)是指它的一端與擋土樁聯(lián)結(jié)，另一端錨固在地基的土層中，以承受結(jié)構(gòu)物或擋土樁，墻承受的側(cè)壓力，它利用了地層的錨固力維持樁、墻的穩(wěn)定。它對(duì)于一般粘土、砂土地區(qū)都可以使用，目前特別是對(duì)于難以采用支撐的大面積、大深度的基坑，地下鐵道的車站、大型地下商場(chǎng)、地下停車場(chǎng)等更有實(shí)用意義。它的工作原理是：當(dāng)擋土樁受土壓力，水壓力及上部荷載后產(chǎn)生側(cè)壓力，錨桿通過非錨固段鋼筋傳到錨固段，即將拉力傳到土層；錨固段鋼筋與水泥漿通過握裹力，產(chǎn)生水泥與土層間的剪力，錨桿通過兩者間剪力起作用；錨固段長(zhǎng)度與抗剪強(qiáng)度，產(chǎn)生錨桿的抗拔力。若抗拔力乘以安全系數(shù)大于樁側(cè)壓力所產(chǎn)生的錨桿軸向力，支護(hù)結(jié)構(gòu)體系就會(huì)安全穩(wěn)定。錨桿層數(shù)取決于支護(hù)結(jié)構(gòu)的截面和其所承受的荷載，要考慮挖土后未做錨桿時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)所能承受的最大彎矩。為了不致引起地面隆起，最上層錨桿的向上垂直分力應(yīng)不小于上面的覆土重量。在可能的情況下，以少設(shè)錨桿層數(shù)為好。錨桿的水平間距取決于支護(hù)結(jié)構(gòu)承受的荷載和每根錨桿能夠承受的拉力值。在支護(hù)結(jié)構(gòu)荷載一定的情況下，錨桿水平間距越大，每根錨桿承受的拉力越大；而間距過小則易產(chǎn)生群錨效應(yīng)，因此需要計(jì)算確定。錨桿傾角的大小影響錨桿水平分力與垂直分力的比例，也影響著錨桿錨固段與非錨固段的劃分，此外，對(duì)錨桿的整體穩(wěn)定性和施工方便與否也有影響。一般根據(jù)《建筑基坑支護(hù)規(guī)程》規(guī)定，錨桿的水平間距不宜小于1.5m,垂直間距不宜小于2m,錨桿錨固體上覆土層厚度不宜小于4m,錨桿傾角宜為15°~25°,本基坑工程深度最小的都有7.13m,根據(jù)一般的經(jīng)驗(yàn)，完全可以使用樁錨支護(hù)方案，但參考周圍的環(huán)境條件，這種支護(hù)手段在本工程中的造價(jià)比較高。土層錨桿是一種埋入土層深處的受拉桿件，它一端與工程構(gòu)筑物相連，另一端錨固在土層中，通常對(duì)其施加預(yù)應(yīng)力，以承受由土壓力、水壓力或風(fēng)荷載等所產(chǎn)生的拉力，用以維護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。在巖石層或土質(zhì)較好的地區(qū)，以外拉方式用中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))錨桿錨固支護(hù)結(jié)構(gòu)的圍護(hù)墻，可便利基坑土方開挖和主體結(jié)構(gòu)地下工程的施工，對(duì)尺寸較大的基坑一般比較經(jīng)濟(jì)。噴錨支護(hù)一般由錨頭、錨頭墊座、鉆孔、防護(hù)套管、拉桿(拉索)、錨固體以及噴射混凝土面板等組成。錨桿根據(jù)潛在滑裂面，分為自由段(非錨固段)和錨固段；在表面用錨頭和面層鋼筋網(wǎng)連在一起，組成一個(gè)支護(hù)整體。錨桿的自由段處于不穩(wěn)定地層中，一旦土層滑動(dòng)，拉桿利用其伸縮的功能將錨頭所承受的荷載傳替到錨固段。錨固段處在穩(wěn)定的地層中，它通過與土層的緊密接觸將錨桿所承受的荷載分布到周圍的土層中去。錨桿的布置和樁錨支護(hù)的一樣，采用地方經(jīng)驗(yàn)或者根據(jù)規(guī)范規(guī)程確定。如果條件允許，可以采用土層錨桿配合其它的支護(hù)方法組成復(fù)合支護(hù)方法，不但效果好，同時(shí)也比較經(jīng)濟(jì)。本基坑支護(hù)工程的含水層主要是圓礫層，為了主體結(jié)構(gòu)施工的安全，必須進(jìn)行止水帷幕。一般常用的止水帷幕的方法有：深層攪拌樁、井點(diǎn)降水、高壓旋噴樁、水泥土樁等。根據(jù)長(zhǎng)沙的地質(zhì)條件，在粉砂、圓礫地層中，機(jī)械攪拌相對(duì)比較困難，因此可以考慮采用噴射注漿或者井點(diǎn)降水等方法達(dá)到止水或降水。對(duì)于地表水可以采用設(shè)置排水明溝，集水井等措施。高壓噴射注漿法是利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)至土層的預(yù)定位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液或水成為20Mpa左右的高壓流從噴嘴中噴射出來，沖擊破壞土體，同時(shí)鉆桿以一定速度漸漸向上提升，將漿液與土粒強(qiáng)制攪拌混合，漿液凝固后，在土中形成一個(gè)固結(jié)體。固結(jié)體一般分為旋噴、定噴、擺噴三種型式。旋噴法施工時(shí)，噴嘴一面噴射一面旋轉(zhuǎn)并提升，固結(jié)體呈圓柱狀；定噴法施工時(shí)，噴嘴一面噴射一面提升，噴射的方向固定不變，固結(jié)體形如板狀或壁狀；擺噴法施工時(shí)，噴嘴一面噴射一面提升，噴射方向呈較小角度來回?cái)[動(dòng)。它的特點(diǎn)是：適用范圍廣；施工方便；可控制固結(jié)體形狀；可垂直、傾斜和水平噴射；耐久性較好；料源廣闊；設(shè)備簡(jiǎn)單；高壓噴射注漿法的基本工藝類型有：?jiǎn)喂芊?、二重管法、三重管法和多重管單管擺噴注漿法是利用鉆機(jī)把安裝在注漿管底部側(cè)面的特殊噴嘴置入土層預(yù)定深度后，用高壓泥漿泵等裝置以20Mpa左右的壓力把漿液從噴嘴中噴射出去沖擊破壞土體，同時(shí)借助注漿管的擺噴和提升運(yùn)動(dòng)，使?jié){液與從土體上崩落下來的土攪拌混合，經(jīng)過一定時(shí)間凝固。雙管擺噴注漿法是當(dāng)二重注漿管進(jìn)入土層預(yù)定深度后，通過在管底側(cè)面的一個(gè)同軸雙重噴嘴，同時(shí)噴射出高壓漿液和空氣兩種介質(zhì)的噴射流沖擊破壞土體。噴嘴一面噴射一面提升。三重管法是使用分別輸送水、氣、漿三種介質(zhì)的三重注漿管，在以高壓泵等高壓裝置產(chǎn)生20MPa左右的高壓水噴射流的周圍，環(huán)繞一股0.7MPa左右的圓筒狀氣流，進(jìn)行高壓水噴射流和氣流同軸噴射沖切土體，形成較大的孔隙，再另由泥漿泵注入壓力為2～5MPa的漿液填充，噴射作旋噴和提升運(yùn)動(dòng)。井點(diǎn)降水是在基坑的周圍埋設(shè)深于基底的井管，通過設(shè)置在井管內(nèi)的潛水泵將地下水抽出，使地下水位低于基坑。井點(diǎn)制作、降水設(shè)備及操作工藝、維護(hù)均較簡(jiǎn)單，施工速度快；但一次性投資大，成孔質(zhì)量要求嚴(yán)格。一般鉆孔后還需進(jìn)行清洗濾井，沖除沉渣，保持濾網(wǎng)的暢通。四種支護(hù)方案均是可行的，在工程實(shí)踐中四種方法的施工技術(shù)已相當(dāng)成熟，并廣泛使用在各種類型的基坑支護(hù)中。但是各種方法還是有它們的不足之處，比如放坡開挖，它的土方開挖量很大，并受場(chǎng)地周圍環(huán)境的影響；土釘墻支護(hù)，一般只用于小于12m的基坑中，在城市中的深基坑支護(hù)中，它容易產(chǎn)生較大的變形并且強(qiáng)度往往不夠，容易對(duì)周邊的建筑物造成危害，但它的施工靈活方便，對(duì)于臨時(shí)性基坑支護(hù)比較經(jīng)濟(jì)。樁錨支護(hù)的適用性最廣，在各種復(fù)雜的基坑中，它往往是首選的方案，支護(hù)效果好，常用于永久性的基坑、道路邊坡支護(hù)中，但施工相對(duì)比較復(fù)雜，相對(duì)造價(jià)也很高。噴錨支護(hù)在基坑支護(hù)中用的也比較多，常與排樁支護(hù)一起使用，控制變形能力強(qiáng)，但當(dāng)基坑的條件不是很復(fù)雜，同時(shí)用土釘支護(hù)效果不佳時(shí)，噴錨支護(hù)常常是比較好的方案之一。它可以根據(jù)地質(zhì)和環(huán)境條件的不同而設(shè)計(jì)出合適的支護(hù)方案，比如使用錨索、增加錨桿長(zhǎng)度或使用預(yù)應(yīng)力中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))錨桿等等。由于本基坑工程止水的地層主要為圓礫含水層，地下水位深度不是很深，考慮到工期比較長(zhǎng)，井點(diǎn)降水持續(xù)的時(shí)間也長(zhǎng)，造價(jià)比較高，同時(shí)它的成孔工藝較復(fù)雜。所以考慮使用三重管法旋噴注漿止水，因?yàn)槿毓芊ㄊ┕ぎa(chǎn)生的壓力大，在圓礫層的穿透力強(qiáng)，止水效果明顯。設(shè)計(jì)方案一：基坑的Z3CK25+030.32~+104.24、Z3CK25+302.15~332.63和Y3CK25+050區(qū)段設(shè)計(jì)為樁錨支護(hù)，樁徑800mm,樁中心距2000mm;其它區(qū)段設(shè)計(jì)方案二：放坡+土層錨桿。根據(jù)基坑各區(qū)間的深度，部分區(qū)間分二級(jí)開挖，根據(jù)地層情況采用的坡比為1:0.3~1:1;對(duì)各放坡設(shè)計(jì)為噴錨支護(hù)。設(shè)計(jì)方案三：復(fù)合土釘支護(hù)。根據(jù)基坑各區(qū)間的深度，部分區(qū)間分二級(jí)開挖，根據(jù)地層情況采用的坡比為1:0.3~1:1;根據(jù)地層情況，上部的土層設(shè)計(jì)為土釘墻支護(hù)，下部的風(fēng)化巖石層采用錨噴支護(hù)。各主要設(shè)計(jì)參數(shù)、工程量和材料費(fèi)用預(yù)估如表3-1.表3-1主要設(shè)計(jì)參數(shù)，工程量及造價(jià)估算方案上部樁錨，下部放坡錨噴噴錨網(wǎng)+放坡上部土釘墻，下部錨噴主要參數(shù)樁根數(shù)60根，樁直徑0.8m樁間距2.0m,樁長(zhǎng)度12m錨桿1147根①25,長(zhǎng)8m1678①28錨桿長(zhǎng)8m鋼筋網(wǎng)φ8@200mm網(wǎng)噴面積為9843m2土釘：25.23t錨桿：35.31t網(wǎng)噴面積為9843m2工程量估計(jì)樁芯混凝土量361.73m3土石方量65915m網(wǎng)噴面積為9500m2鋼筋35.33t錨桿鋼筋64.84t網(wǎng)噴面積為9843m2土方量70915m2土方量70915m3鋼筋56.67t網(wǎng)噴面積9843m2單價(jià)混凝土1500元/m樁土方施工150元/m網(wǎng)噴600元/m2鋼筋約為3300元/t網(wǎng)噴600元/m2土石方開挖12元/m混凝土1500元/m3鋼筋約為3300元/t網(wǎng)噴400元/m2中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))鋼筋約為3300元/t方案上部樁錨，下部放坡錨噴噴錨網(wǎng)+放坡上部土釘墻，下部錨噴總造價(jià)混凝土542595元土石方開挖898980元鋼筋116589元網(wǎng)噴5700000元土石方開挖850980元鋼筋213965元網(wǎng)噴5905800元土石方開挖850980元鋼筋187011元網(wǎng)噴5905800元總計(jì)7258164元總計(jì)6970745元總計(jì)6943791元經(jīng)過技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的綜合比較，決定采用設(shè)計(jì)方案三：西端區(qū)間處于新花侯路下穿道和西廣場(chǎng)地下商業(yè)開發(fā)范圍的區(qū)間基坑在上部基坑開挖完成后進(jìn)行，里程范圍：Z3CK25+104.24~Z3CK25+332.63,本范圍基坑開挖采用放坡開挖，一級(jí)或二級(jí)放坡，坡面采用噴錨支護(hù)。西端的其它地段，里程范圍Z3CK25+030.32~+104.24和Y3CK25+050,采用土釘墻支護(hù)，土釘墻分二級(jí)開挖；土釘墻段基坑下部處于中風(fēng)化巖層中的邊坡采用噴錨支護(hù)?；觾?nèi)部局部主體結(jié)構(gòu)間距較大的部位，保留中央土體不開挖，該部分土體小于6m的采用自穩(wěn)邊坡坡面噴混凝土護(hù)坡，大于6m的采用錨噴支護(hù)。在土釘墻支護(hù)段，沿基坑周邊施作止水措施。由于本基坑工程止水的地層主要為圓礫含水層，三重管法施工產(chǎn)生的壓力大，穿透力強(qiáng)，止水效果明顯，所以決定采用三重管法旋噴注漿止水。中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))4.1設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)及其分析(1)土壓力計(jì)算理論對(duì)于碎石土及砂土：(a)當(dāng)計(jì)算點(diǎn)位于地下水位以上時(shí)(b)當(dāng)計(jì)算點(diǎn)位于地下水位以下時(shí)：e=CK-2c?√Km+(=,-hm)-(m,-hm)Kb土固結(jié)不排水快剪粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值；h基坑外側(cè)水位深度； 當(dāng)按以上規(guī)定計(jì)算的基坑開挖面以上水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值小于零時(shí)，應(yīng)取零。中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))σk=YmhZjA土釘與水平面的夾角；S,,S,分別為土釘?shù)乃骄嚯x和垂直距離；β開挖面與水平面的夾角；ya重要性系數(shù)，這里取1.0。各排土釘?shù)拈L(zhǎng)度應(yīng)滿足傾角所得斜線的交點(diǎn)至土定外端點(diǎn)的距離：t;土釘與土體間的界面粘結(jié)強(qiáng)度鋼筋橫截面直徑(4)土釘抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算土釘墻寬度中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))基坑底面以下可能滑動(dòng)面采用圓弧滑動(dòng)簡(jiǎn)單條分法按下式進(jìn)行整體穩(wěn)定式中r滑動(dòng)體分條數(shù)；n滑動(dòng)體內(nèi)土釘數(shù)；Yk整體滑動(dòng)分項(xiàng)取系數(shù)，可取1.3中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))ya基坑側(cè)壁重要性系數(shù)，這里取1.0;w:第i條分條土重，滑裂面位于粘性土或粉土中時(shí)，按上覆土層的飽和土重度計(jì)算；滑裂面位于砂土或碎石類土中時(shí)，按上覆土層的浮重度計(jì)算；b;第i分條寬度；C第i分條滑裂面處土體固結(jié)不排水(快)剪粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值；θ;第i分條滑裂面處中點(diǎn)切線與水平面夾角；a;——錨桿與水平面之間的夾角；L;第i分條滑裂面處弧長(zhǎng)；s計(jì)算滑動(dòng)體單元厚度；T第j根錨桿在圓弧滑裂面外錨固體與土體的極限抗拉力。(1)錨桿抗拉承載力計(jì)算單根錨桿抗拉承載力計(jì)算應(yīng)符合下式要求：T?≥1.25γ?T式中T——第i根錨桿受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值；T第i根錨桿抗拉承載力設(shè)計(jì)值。單根錨桿受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算：式中ξ——荷載折減系數(shù)；eak第j個(gè)錨桿位置處的基坑水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值；S、S第j根錨桿與相鄰錨桿的平均水平、垂直間距：a;——第j根錨桿與水平面的夾角。荷載折減系數(shù)可按下式計(jì)算：中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))錨桿桿體的直徑應(yīng)按下列公式確定：按錨固力極限狀態(tài)驗(yàn)算：按錨筋抗斷裂極限狀態(tài)驗(yàn)算：中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))(5)噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算在保證內(nèi)部穩(wěn)定性和整體穩(wěn)定粘結(jié)條件下，噴錨體結(jié)構(gòu)可視為重力式擋土(6)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算巖質(zhì)邊坡采用平面滑坡穩(wěn)定簡(jiǎn)化分析方法。潛滑體的重力為安全系數(shù)的計(jì)算4.2基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的計(jì)算及其穩(wěn)定性分析4.2.1基坑各區(qū)間支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)的物理力學(xué)參數(shù)選擇本基坑的區(qū)間分段是根據(jù)各上部主體結(jié)構(gòu)的位置進(jìn)行劃分的，共劃分成五AB:Y3CK25+050;BC:Z3CK25+030.32~+104.24;CD:Z3CK25+104.24~+140.96中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))Z3CK25+302.15~+332.63(出租車停車場(chǎng))。由于基坑各區(qū)間的每層土的厚度不等，在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)各斷土層的厚度進(jìn)行了修正處理，在此設(shè)計(jì)中采用的各段土層厚度是對(duì)各鉆孔厚度進(jìn)行加權(quán)得到的；設(shè)計(jì)所需的參數(shù)是根據(jù)勘察報(bào)告提供的建議值結(jié)合當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗(yàn)確定的。相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)指標(biāo)見表4-1。表4-1基坑支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)表指標(biāo)地層天然重度抗剪強(qiáng)度粘結(jié)強(qiáng)度特征值(kPa)內(nèi)摩擦角φ(度)粘聚人工填土①淤泥②粉質(zhì)粘土③粉砂④45.0圓礫⑤--粉質(zhì)粘土⑥強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖⑦0中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖⑧0注：巖石層中的內(nèi)摩擦角按《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB50330—2002)乘以折減系數(shù).基坑各區(qū)段地層的計(jì)算厚度見表4-2。中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))表4-2基坑各區(qū)段地層厚度表指標(biāo)地層人工填土①淤泥② 粉質(zhì)粘土③粉砂④ 圓礫⑤粉質(zhì)粘土⑥強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖⑦中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖⑧區(qū)段基坑設(shè)計(jì)開挖深度(m)各層主動(dòng)土壓力系數(shù)見表4-3:表4-3各地層主動(dòng)土壓力系數(shù)表內(nèi)摩擦角φ(度)人工填土①8粉質(zhì)粘土③粉砂④圓礫⑤粉質(zhì)粘土⑥強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖⑦中風(fēng)化粉砂巖⑧4.2.2AB段支護(hù)計(jì)算及其驗(yàn)算根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-99)并參考長(zhǎng)沙地區(qū)的施工經(jīng)驗(yàn)，采用釘錨的水平間距為1.5m,土釘傾角為15°。土釘和錨桿直徑分別為130mm和110mm,設(shè)計(jì)時(shí)考慮均布超載20kPa。另外本基坑的條件允許放坡，按1:0.3放坡。中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))e=(q+rh)×K?-2c√K。eF=(20+18×0.61)×0.756-2×10×0.869=6.04kPa/me?=(20+18×0.61)×0.568-2×20×0.754=0.82kPa/meF=(20+18×0.61+19×4.86)×0.568-2×20×0.754=39.89kPa/m=53.02kPa/m=97.33kPa/m=86.30kPa/m=102.72kPa/mecE=(20+18×0.61+19×4.86+3.3×19.5+1.13×26)×0.568-2×20×0.754中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))=93.12kPa/meF=(20+18×0.61+19×4.86+3.3×19.5+1.13×26+0.4×19)×0.568-2×20×0.754=97.44kPa/me上=(20+18×0.61+19×4.86+3.3×19.5+1.13×26=68.97kPa/meF=(20+18×0.61+19×4.86+3.3×19.5+1.13×26+0.=72.58kPa/m=532.87KN/m折算成梯形經(jīng)驗(yàn)分布=56.08kPa/mq=20kpa圖4-1AB段第一級(jí)土壓力計(jì)算模型中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))土釘非錨固段長(zhǎng)度計(jì)算=0.51(10.86-z;)T?=1.25×T?×ξ×e?×S×S,/cos15°=1.25×1.0×20.66×0.6563×1.5×1.25/cos15=32.9la?=0.51(10.86-z?)=0.51(10.86-1)=5.03ml=l?+l=5.03+4.19=9.22m取1=10m.R=πDd=3.14×0.13×25×4.19=42.76kN土釘抗拔穩(wěn)定性系數(shù)第二層土釘計(jì)算：T?=1.25×ro×ξ×e×S?×S?/cos15°=1.25×1.0×21.64×0.6563×1.5×1.5/cos15°=98.68l=0.51(10.86-z?)=0.51(10.86-2.5)=4.26m錨固段經(jīng)計(jì)算其中有7.22m在粉質(zhì)粘土層，所以有得x=2.97ml=7.22+2.97=10.19ml=l+l=4.26+10.19=14.45m取1=15m.R=πDl=3.14×0.13×(25×7.22+45×2.97)=128.24kN土釘抗拔穩(wěn)定性系數(shù)T?=1.25×r?×ξ×e?×S?×S?/cos15°=1.25×1.0×56.08×0.6563×1.5×1.5/cos15°=107.17la=0.51(10.86-z?)=0.51(10.86-4)=3.5m錨固段經(jīng)計(jì)算其中有2.18m在粉質(zhì)粘土層，所以有得x=6.37ml=l?+l?=3.5+8.55=12.05m取1=12m.R=πDtl=3.14×0.13×(25×2.18+45×6.37)=139.26kN土釘抗拔穩(wěn)定性系數(shù)第四層土釘計(jì)算：T?=1.25×r?×ξ×e?×S?×S?/cos15°=1.25×1.0×56.08×0.6563×1.5×1.5/cos15°=107.17l=0.51(10.86-z?)=0.51(10.86-5.5)=2.73m取1=11m.土釘抗拔穩(wěn)定性系數(shù)第五層土釘計(jì)算：T?=1.25×r?×ξ×e?×S?×S?/cos15°=1.25×1.0×56.08×0.6563×1.5×1.5/cos15°=107.17l=0.51(10.86-z?)=0.51(10.86-7)=1.97m錨固段經(jīng)計(jì)算其中有4.87m在粉質(zhì)粘土層，所以有l(wèi)=4.87+0.94=5.81ml=l+l=1.97+5.81=7.78m取1=8m.R=πDxlm=3.14×0.13×(45×4.87+130×0.94)=139.34kN土釘抗拔穩(wěn)定性系數(shù)第六層土釘計(jì)算：=1.25×1.0×56.08×0.6563×1.5×1.5/cos15l?=0.51(10.86-z?)=0.51(10.86-8.5)=2.2mR=πD=3.14×0.13×130×2.62=139.03kN土釘抗拔穩(wěn)定性系數(shù)第七層土釘計(jì)算：T?=1.25×r?×ξ×e?×S?×S?/cos15°=1.25×1.0×56.08×0.6563×1.5×1.5/cos15°=107.17l?=0.51(10.86-z?)=0.51(10.86-10)=0.44m錨固段經(jīng)計(jì)算其中有0.72m在粉質(zhì)粘土層，所以有得x=2.74ml=0.72+2.74=3.46m=3.9m取1=5m.土釘抗拔穩(wěn)定性系數(shù)土釘鋼筋直徑計(jì)算中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))取一根直徑為25mm的鋼筋即可。各層計(jì)算支護(hù)設(shè)計(jì)結(jié)果如表4-4:表4-4AB段第一級(jí)土釘支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)表序號(hào)L(修正值配筋234567圖4-2AB段第一級(jí)土釘布置示意圖中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))土釘墻寬度：F=(W+qB)S,×tanφ=(10.86×7.97×19.98+20×7.97)×1.5×tan26?=1381.81KN=622.60KN滿足要求。基坑邊壁放坡角度70°,根據(jù)《土力學(xué)地基基礎(chǔ)》第五章表5.5得出相應(yīng)中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))動(dòng)面?；瑒?dòng)面半徑17.36m,將圓弧內(nèi)土體分為寬度為1m的土條，共13條。各土條計(jì)算參數(shù)如下表：表4-5條分法計(jì)算參數(shù)土條號(hào)θφ123456789土條號(hào)N=W*cosθT=W*qq*cosθ*tanφq*sinθ126.890000221.930003000460.78000058.1369.0879.21880.4263.408.8298.4989.4947.588.159.3820.804.1380.719.3845.639.38合計(jì)814.9465.06563.05土釘排號(hào)To=cos(a+θ)T×oT×η×tanφ第一排4.70第二排98.6844.80中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))第三排第四排第五排第六排第七排合計(jì)圖4-3AB段第一級(jí)土釘驗(yàn)算圖第二級(jí)開挖計(jì)算(深度7.16m):計(jì)算時(shí)按基坑垂直條件下，離基坑頂邊1.5m超載計(jì)算，采用放坡+噴錨支護(hù)。(1)土壓力計(jì)算超載計(jì)算：中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))q=20+0.61×18+4.86×19+3.3×19.5+1.13×26+0.4×19+0.56×21=236.41KN基坑底部e=604.57Kpa/m圖4-4AB段第二級(jí)噴錨計(jì)算土壓力模型圖(2)各層錨桿設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))T=1.25×r?×ξ×e?×S×Sy;/cos15°各取一根φ32鋼筋。表4-6AB段第二級(jí)錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)表序號(hào)SS(m×m)e(kPa/mT(kN/m)L(修正值m)配筋41.9382.94293.82253.07393.82253.074253.075中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))圖4-5AB段第二級(jí)噴錨支護(hù)圖以上驗(yàn)算均滿足要求。錨固力極限狀態(tài)：錨筋抗斷裂極限狀態(tài)：中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))滿足要求。(8)噴錨網(wǎng)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算巖層假設(shè)為無張裂縫，且不計(jì)地震力，干燥狀態(tài)。按平面滑坡進(jìn)行分析，巖體中的破裂角為51°,滑體重力W為，=298.46KNT=82.94+253.07+253.07+253.07+168.71=935.97KN=4.12>1.3圖4-6噴錨整體穩(wěn)定性驗(yàn)算示意圖4.2.3BC段支護(hù)計(jì)算及其驗(yàn)算根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-99)并參考長(zhǎng)沙地區(qū)的施工經(jīng)驗(yàn)，采用釘錨的水平間距為1.5m,土釘傾角為15°。土釘和錨桿的直徑分別為130mm和110mm,由于基坑開挖深度與寬度較大，在施工時(shí)分為兩層開挖支護(hù)，并且經(jīng)常會(huì)有施工車輛經(jīng)過，所以設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)考慮均布超載20kPa。另外本基坑的條件允許放坡，按1:0.3放坡。土壓力計(jì)算采用砂土和圓礫層采用水土分算，其它的中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))(1)土壓力計(jì)算土體自穩(wěn)高度z:e?=(20+18×0.65)×0.568-2×20×0.754e?F=(20+18×0.65+19×5.0)×0.568-2×20×0.754=65.47kPa/m=97.33kPa/m=144.74kPa/mecE=(20+18×0.65+19×5.0+3.6×19.5+1.2×26)×0.568-2×20×0.754中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))=93.38kPa/me?F=(20+18×0.65+19×5.0+3.6×19.5+1.2×26+0.35×19)×0.568-2×20×0.754=109.60kPa/m垂直條件下基坑總的土壓力計(jì)算：=670.26Kpa/m折算成梯形經(jīng)驗(yàn)分布=124.12kPa/m非錨固段長(zhǎng)度計(jì)算Ta?=1.25×T?×ξ×ea×S×S/cos15°=1.25×1.0×34.91×0.6488×1.5×1.5/cos15°=74.45l?=0.51(10.8-z?)=0.51(10.8-1.5)=4.74ml=l?+l?=4.74+9.48取1=15m.=14.22m中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))T?=1.25×r?×ξ×e?×S?×S?/cos15°=1.25×1.0×70.93×0.6468×1.5×1.5/cos15°=134l??=0.51(10.86-z?)=0.51(10.86-3)=3.98ml?=6.26+6=12.269m取1=17m.T?=1.25×r?×ξ×e?×S?×S?/cos15°=1.25×1.0×70.93×0.6488×1.5×1.5/cos15°=134l??=0.51(10.86-z?)=0.51(10.86-4.5)=3.21m取1=16m第四層土釘計(jì)算：T?=1.25×r?×ξ×e×S4×S4/cos15°中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))=1.25×1.0×70.93×0.6488×1.5×1.5/cos15=134取1=12m第五層土釘計(jì)算：Ts=1.25×T?×ξ×e?×S?s×S.s/cos15°=1.25×1.0×70.93×0.6488×1.5×1.5/cos15°=134l?s=0.51(10.86-zs)=0.51錨固段經(jīng)計(jì)算其中有5.08在粉砂層，所以有l(wèi)=5.08+1.52=6.6ml=l?+lm=1.68+6.6=8.28m取1=9m.第六層土釘計(jì)算：T??=1.25×ro×ξ×e?×S?×Sv?/cos15°=1.25×1.0×70.93×0.6488×1.5×1.5/cos15°=134l??=0.51(10.86-z?)=0.51(10.86-9)=0.92m中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))l=0.05+3.26=3.31m取1=5m.T?=1.25×ro×ξ×e?×S?×S/cos15°=1.25×1.0×70.93×0.6488×1.5×0.9/cos15°l=1.16+2.1=3.26m土釘軸力設(shè)計(jì)值取T=134KN/m,鋼筋采用HRB335,f,=300Mpa。各層支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果如表4-6:表4-7BC段第一級(jí)土釘支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)表中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))序號(hào)L(修正值m)配筋1234567中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))=796.36KN足要求。(8)抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算傾覆力矩M滿足要求?；瑒?dòng)面半徑17.1m,將圓弧內(nèi)土體分為寬度為1m的土條，共15條。各土條計(jì)算參數(shù)如下表：表4-8條分法計(jì)算參數(shù)土條號(hào)θφ1234567中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))89土條N=W*cos018.55000248.238.2122.49000384.8729.030000400059.489.08669.969.12760.498.71894.598.26995.9789.4987.8097.5225.1861.3681.4240.4767.3620.3745.754.33814.9165.06563.05土釘排號(hào)To=cos(a+θ)T×η×tanφ第一排第二排第三排第四排第五排第六排第七排合計(jì)485.98中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))圖4-8BC段土釘支護(hù)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算圖第二層開挖計(jì)算(深度7.9m):計(jì)算時(shí)按基坑垂直條件下，離基坑頂邊1.5m超載計(jì)算，采用放坡+噴錨支護(hù)。(1)土壓力計(jì)算超載計(jì)算：q=20+0.65×18+5.0×19+3.6×19.5+1.2×26+0.35×19=234.75KN中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))垂直條件下基坑總的土壓力計(jì)算：=706.57Kpa/mT=1.25×r?×ξ×e?×S×Sy/cos15°土釘軸力設(shè)計(jì)值取T=169.52KN/m,鋼筋采用HRB335,f,=300Mpa。各層計(jì)算錨桿設(shè)計(jì)結(jié)果如表4-7:表4-9BC段第二級(jí)錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)表中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))序號(hào)L(修正值m)配筋123456圖4-9BC段第二級(jí)錨桿支護(hù)圖中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))以上驗(yàn)算均滿足要求。(7)噴錨網(wǎng)內(nèi)部穩(wěn)定性驗(yàn)算錨固力極限狀態(tài)：錨筋抗斷裂極限狀態(tài)：(8)噴錨網(wǎng)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算巖層假設(shè)為無張裂縫，且不計(jì)地震力，干燥狀態(tài)。按平面滑坡進(jìn)行分析，巖體中的破裂角為52°,滑體重力W為，=340.42KNT=94.42+169.52+169.52+169.52+169.52+101.71=874.21KN=3.44>1.3滿足要求。中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))圖4-10BC段第二級(jí)錨桿整體穩(wěn)定性驗(yàn)算圖4.2.4CD段支護(hù)計(jì)算及其驗(yàn)算根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-99)并參考長(zhǎng)沙地區(qū)的施工經(jīng)驗(yàn)，采用錨桿的水平間距為1.5m,土釘傾角為15°。錨桿鉆孔直徑為110mm,由于基坑開挖深度與寬度較大，在施工時(shí)分為兩層開挖支護(hù)，并且經(jīng)常會(huì)有施工車輛經(jīng)過，所以設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)考慮均布超載20kPa。另外本基坑的條件允許放坡，按1:0.5放坡。土壓力計(jì)算采用砂土和圓礫層采用水土分算，其它的土層水土合算?；由疃葹?.19m。(1)土壓力計(jì)算K?=0.6252=0.39ea上=20×0.39=7.8Kpa/m垂直條件下基坑總的土壓力計(jì)算：=298.03Kpa/m中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))折算成梯形經(jīng)驗(yàn)分布=46.05kPa/m(2)各層錨桿設(shè)計(jì)計(jì)算非錨固段長(zhǎng)度計(jì)算：第一層錨桿計(jì)算：T??=1.25×r?×ξ×e?×S×S,/cos15°=1.25×1.0×32.02×0.6488×1.5×1.25/cos15=29.13l=0.51(10.8-z?)+1.5=0.51(7.19-1)+1.5=4.66ml=la+l=5+0.68=5.68m取1=6mT?=1.25×T?×ξ×e?×Sn?×S,?/cos15°=1.25×1.0×46.05×0.6468×1.5×1.5/cos15°=50.27l?=0.51(10.86-z?)+1.5=0.51(7.19-2.5)+1.5=3.89m中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))l=la?+lm2=5+1.18=6.18m第三層錨桿計(jì)算：T?=1.25×r?×ζ×e?×S?×S?/cos15°=1.25×1.0×70.93×0.6488×1.5×1.5/cos15°=134l?=0.51(10.86-z?)+1.5=0.51(7.19-4)+1.5=3.13m取1=6.5m。第四層錨桿計(jì)算：T??=1.25×r?×ξ×e?×S?×S,?/cos15°=1.25×1.0×70.93×0.6488×1.5×1.5/cos15°=134l?=0.51(10.86-z?)+1.5=0.51(7.19-5.5)+1.5=2.36m取1=6.5m中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))Ts=1.25×T?×ξ×e?×S?s×Svs/cos15°=1.25×1.0×70.93×0.6488×1.5×1.5/cos15°=134las=0.51(10.86-z?)+1.5=0.51(7.19-7)+1.5=1.6m取1=6m各取一根①16鋼筋。各層錨桿計(jì)算結(jié)果如表4-8:表4-10CD段錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)表序號(hào)Z;(m)SS(m×me(kPa/mT;(kN/m)L(修正值m)配筋152546.053546.054546.05中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))圖4-11CD段錨桿支護(hù)示意圖以上驗(yàn)算均滿足要求。錨固力極限狀態(tài)：中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))錨筋抗斷裂極限狀態(tài)：(5)噴錨網(wǎng)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算巖層假設(shè)為無張裂縫，且不計(jì)地震力，干燥狀態(tài)。按平面滑坡進(jìn)行分析，巖體中的破裂角為48°,滑體重力W為，=242.48KNT=29.13+50.27+50.27+50.27+50.27+26.81=208.75KN滿足要求。中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))圖4-12CD段錨桿支護(hù)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算圖4.2.5DE段支護(hù)計(jì)算及其驗(yàn)算DE段各地層參數(shù)與CD段相似。設(shè)計(jì)計(jì)算與驗(yàn)算結(jié)果同CD段。設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果如表4-9:表4-11DE段錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)表序號(hào)L(修正值m)配筋1525354555圖4-13DE段錨桿支護(hù)示意圖4.2.6EF段支護(hù)計(jì)算及其驗(yàn)算根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-99)并參考長(zhǎng)沙地區(qū)的施工經(jīng)驗(yàn)，采中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))用錨桿的水平間距為1.5m,釘錨的傾角為15°。土釘和錨桿鉆孔直徑分別為130mm和110mm,由于基坑開挖深度與寬度較大，在施工時(shí)分為兩級(jí)開挖支護(hù)，并且經(jīng)常會(huì)有施工車輛經(jīng)過，所以設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)考慮均布超載20kPa。另外本基坑的條件允許放坡，上部土層按1:1放坡，下部巖石層按1:0.5放坡。土壓力計(jì)算采用砂土和圓礫層采用水土分算，其它的土層水土合算。第一級(jí)開挖計(jì)算(深度7.19m)(1)土壓力計(jì)算k?=0.7542=0.568k。s=0.532=0.28:k?=0.7542=0.568k?=0.6252=0.39k?=0.5542=0.307e?r=(q+19×1.72)×0.568-2×20×0.754=0e?r=(20+19×1.72+26×0.5)×0.283+[(2.22-5.4)+(2.22-5.4)×0.283]×10=47.07e?上=(q+19×1.72+26×0.5)×0.568-2×20×0.754=7.15=15.78e?F=(q+19×1.72+26×0.5+0.8×19)×0.568-2×20×0.754=15.78eh=(q+19×1.72+26×0.5+0.8×19)×0.39=31.54er=(q+19×1.72+26×0.5+0.8×19+1.3×21)×0.39=42.19垂直條件下總主動(dòng)土壓力為折算成梯形經(jīng)驗(yàn)分布中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))非錨固段長(zhǎng)度為=0.39(4.32-z;)第一層土釘計(jì)算：T??=1.25×To×ξ×e×S×Sy/cos15°=1.25×1.0×19.2×0.2415×1.4×1.5/cos15°=12.6l=0.39(4.32-z?)=0.39(4.32-1.2)=1.22m錨固段經(jīng)計(jì)算其中有0.78m在粉質(zhì)粘土層。,所以有l(wèi)m?=0.78+0.46=1.24ml=l+l=1.22+1.24=2.46m取1=3m第二層土釘計(jì)算：T?=1.25×r?×ξ×e×S?×S?/cos15°=1.25×1.0×19.2×0.2415×1.5×1.5/cos15°=13.5錨固段經(jīng)計(jì)算其中有0.61m在粉質(zhì)粘土層0,所以有l(wèi)m?=0.61+0.28=0.89m得x=0.28ml=l??+lm?=0.63+0.89=1.52m為了滿足土釘?shù)臉?gòu)造要求，取1=3m.T?=1.25×r?×ξ×e?×S?×S?/c=1.25×1.0×19.2×0.2415×0.8×1.5/cos15°=7.2l=la?+l?=0.05+0.25=0.3m為了滿足土釘?shù)臉?gòu)造要求，取1=3m.為了便于施工，各取一根φ16鋼筋各層支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果如表4-10:中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))L(修正值m)配筋23圖4-14EF段土釘支護(hù)示意圖作用在墻后滑移合力為土體主動(dòng)土壓力E。中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))(8)抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算抗傾覆力矩M、傾覆力矩M。(9)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算基坑邊壁放坡角度45°,根據(jù)《土力學(xué)地基基礎(chǔ)》第五章表5.5得出相應(yīng)的坡底角α、坡頂角β角數(shù)值為28°、37°。根據(jù)α、β角試算基坑邊壁最危險(xiǎn)滑動(dòng)面?；瑒?dòng)面半徑7.45m,將圓弧內(nèi)土體分為寬度為1m的土條，共9條。各土條計(jì)算參數(shù)如表4-13:表4-13條分法計(jì)算參數(shù)表土條號(hào)0φ124中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))34456789土條號(hào)N=W*cosθT=W*sinθf=N*tangqq*sinθ0000243.3943.2827.05000365.544.5840.95000480.9600059.17666.508.619.39782.1541.858099.03合計(jì)289.3449.39380.0560.45土釘排號(hào)To=cos(a+θ)T×o第一排8.59第二排第三排合計(jì)24.61安全系數(shù)計(jì)算：滿足要求。中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))圖4-14EF段土釘驗(yàn)算示意圖第二級(jí)開挖計(jì)算：基坑深度6.46m,按1:0.5放坡；計(jì)算時(shí)按基坑垂直條件下，離基坑頂邊1.5m超載計(jì)算，采用噴錨支護(hù)。計(jì)算時(shí)按上部土層超載計(jì)算q=1.6×1.72+34×0.5+16×0.8+26×1.3+20=86.35KNes上=1.5×24×0.307=11.05垂直條件下土的總主動(dòng)土壓力為折算成梯形經(jīng)驗(yàn)分布中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))非錨桿段長(zhǎng)度計(jì)算第一層錨桿計(jì)算：Ta?=1.25×r?×ξ×e?×S×S,/cos15°=1.25×1.0×63.46×0.3749×1.5×1.5/cos15°=69.27l??=0.34(6.46-z?)+1.5=0.34(6.46-1.5)+1.5=3.2m為了滿足構(gòu)造要求，取la=5.0m。l=l+l=5+1.63=6.63m取1=7m第二層錨桿計(jì)算：T?=1.25×T?×ξ×e?×S??×S?/cos15°=1.25×1.0×63.46×0.3749×1.5×1.5/cos15°=69.27l?=0.34(6.46-z?)+1.5=0.34(6.46-3)+1.5=2.7ml=l?+l2=5+1.63取1=7m=6.63mT?=1.25×r?×ξ×e?×S?×S?/cos15°=1.25×1.0×63.46×0.3749×1.5×1.5/cos15°l??=0.34(6.46-z?)+1.5=0.34(6.46-4.5)+1.5=2.2ml=l?+lm?=5+1.63=6.63m取1=7m.第四層錨桿計(jì)算：T?=1.25×r?×ξ×e?×S?×S?/cos15°=1.25×1.0×63.46×0.3749×1.5×1.0/cos15°l??=0.34(6.46-Z?)+1.5=0.34(6.46-6)+1.5=1.7ml=l?+l4=5+1.1=6.1m取1=6.5m土釘鋼筋直徑計(jì)算土釘軸力設(shè)計(jì)值取T=69.27KN/m,鋼筋采用HRB335,f,=3中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))為了便于施工，各取一根φ25鋼筋。各層支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果如表4-11:表4-14EF段第二級(jí)錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)表序號(hào)L(修正值m)配筋23446.18圖4-16EF段噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))以上驗(yàn)算均滿足要求。(4)噴錨網(wǎng)內(nèi)部穩(wěn)定性驗(yàn)算錨固力極限狀態(tài)：錨筋抗斷裂極限狀態(tài)：(5)噴錨網(wǎng)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算巖層假設(shè)為無張裂縫，且不計(jì)地震力，干燥狀態(tài)。按平面滑坡進(jìn)行分析，巖體中的破裂角為48°,滑體重力W為，=200.46KNT=69.27+69.27+69.27+46.18=253.99KN=2.28>1.3滿足要求。中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))圖4-19EF段噴錨支護(hù)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算圖第5章施工組織設(shè)計(jì)依據(jù)本次設(shè)計(jì)屬于擬建武廣客運(yùn)專線新長(zhǎng)沙火車站及其廣場(chǎng)的配套軌道交通項(xiàng)目中的新長(zhǎng)沙，其具體支護(hù)設(shè)計(jì)里程范圍為三號(hào)線：右線，Y3CK25+050~+389.54,共339.54m;左線，Z3CK25+030.32~+389.54m,共332.746m,斷鏈26.474m。新長(zhǎng)沙站西段明挖區(qū)間基坑位于長(zhǎng)沙市雨花區(qū)黎托鄉(xiāng)新長(zhǎng)沙站站西廣場(chǎng)下方，此段2、3號(hào)線合建，區(qū)間主體采用鋼筋混凝土單層(雙層)單跨、雙跨和多跨箱型框架結(jié)構(gòu)。本段設(shè)計(jì)區(qū)間遠(yuǎn)離市區(qū)，無高層建筑及重要文物分布，周圍現(xiàn)狀主要為農(nóng)田、水塘及少量即將拆遷的民房，周圍只有較少車輛通行，沿線周邊環(huán)境相對(duì)較簡(jiǎn)單。根據(jù)中國(guó)有色金屬工業(yè)長(zhǎng)沙勘察設(shè)計(jì)研究院編制的《武廣客運(yùn)專線新長(zhǎng)沙站地下配套交通樞紐工程新長(zhǎng)沙站巖土工程詳細(xì)勘察報(bào)告(初步資料)》,擬建場(chǎng)地工程地質(zhì)條件概述如中南大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))根據(jù)野外鉆探揭露，場(chǎng)地內(nèi)分布的地層主要有人工填土、第四系全新統(tǒng)湖積層、第三系上更新統(tǒng)沖積層及第四系殘積層，下伏基巖為白堊系(K)泥質(zhì)粉砂巖。結(jié)合各種試驗(yàn)結(jié)果，擬建場(chǎng)地內(nèi)埋藏地層自上而下依次描述如下：5.1人工填土(Qml)①:屬素填土，黃褐色，主要由粘性土混少量礫沙等組成，未完成自重固結(jié)，密實(shí)度不均，系新近人工堆填，稍濕，結(jié)構(gòu)松散。層厚0.4~5.50m。5.2第四系新近湖積(Q4I)淤泥②:灰褐，深灰色，具腥臭味，搖振無反應(yīng)，切面光滑，干強(qiáng)度及韌性高，呈飽和流塑狀態(tài)。層厚0.3~1.50m。5.3第四系上更新統(tǒng)沖積層(Q3al):5.3.1粉質(zhì)粘土③:褐黃色，含5%~15%的石英質(zhì)粉細(xì)砂，層理特征不明顯，濕~稍濕、可塑~硬塑狀態(tài)，切面較光滑，干強(qiáng)度及韌性中等。層厚為2.10~6.90m。5.3.2粉砂④:褐黃，黃色，粉砂為主，含粘性土約20%~30%,分選性較好，成分多為石英質(zhì)，含云母，呈很濕~飽和，松散~稍密狀態(tài)。層厚為0.5~5.0m5.3.3圓礫⑤:灰黃，灰白色，以石英質(zhì)粗砂及圓礫為主，含卵石約20%~30%,顆粒多為圓形及亞圓形，成分為石英質(zhì)，多以中粗砂充填，含粘性土約5%~20%,飽和，中密~密實(shí)狀態(tài)，層理特征部明顯。層厚0.20~1.30m。5.4第四系殘積(Qel)粉質(zhì)粘土⑥:褐紅色，具有少量鐵錳質(zhì)氧化物侵染，偶見石英沙礫，硬塑~堅(jiān)硬狀，由泥質(zhì)粉砂巖原地風(fēng)化殘積而成，切面較光滑，干強(qiáng)度及韌性中等。場(chǎng)地內(nèi)各鉆孔均遇見該層，層厚為0.2~1.30m。5.5白堊系(K)泥質(zhì)粉砂巖：褐紅，紫紅色，局部夾有灰白色條紋，主要成分為石英、長(zhǎng)石及粘土礦物，泥質(zhì)膠結(jié)，粉細(xì)粒結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造，具浸水易軟化，失水易干裂，崩解的特性。本次勘察揭露強(qiáng)、中、微風(fēng)化三帶，描述如下：5.5.1強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖⑦:紫紅色，泥質(zhì)粉砂結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖芯呈碎塊狀、短柱狀，巖芯偶見鐵錳質(zhì)浸染，屬極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為V級(jí)。各鉆孔均遇見，其頂面埋深為7.95~13.20m,相當(dāng)于標(biāo)高23.61~29.72m,層厚0.25