摘要

　　擬建工程安徽馬鞍山市xx·xx（S2地塊）工程位于馬鞍山市xx以西，擬建橋山路以北S2地塊內，總建筑面積為170000m.±0.00相當于絕對標高6.5m,基坑南北向長(cháng)40m,東西向寬35m,開(kāi)挖深度5.1m.

　　結合本工程地質(zhì)、環(huán)境、挖深等諸多因素確定安全可靠的支護方案；為考慮到鄰近坑邊有建筑和道路（下設有水、電、氣等管線(xiàn)），為確保安全，以"變形"控制設計。

　　本著(zhù)"安全可靠、經(jīng)濟合理、技術(shù)可行、施工方便"原則，整個(gè)基坑采用一排鉆孔灌注樁作擋土結構， 錨桿支撐作為支撐結構體系。基坑采用雙軸深層攪拌樁作止水帷幕。

　　關(guān)鍵詞：深基坑     支護結構         錨桿支撐    鉆孔灌注樁

abstract

　　Plans to construct the project Anhui Ma'anshan oriental pearl* the century garden （the S2 land parcel） the project located at the Ma'anshan kind lake waterway west, plans to construct north of the bridge mountain road in the S2 land parcel, the total floor space is 170000m ?. ±0.00 is equal to absolute level 6.5m, the hole excavated for building foundation north and south to long 40m, the thing to extends 35m, cutting depth 5.1m.

　　Unifies this engineering geology, the environment, the sump and so on many factor determination safe reliable supports and protections plan; In order to consider nearby the neighbor pit has the construction and the path （next is equipped with pipelines and so on water, electricity, gas）， to ensure the security, by "distortion" control design.

　　The spirit of "safe, reliable, economical, technically feasible and convenient construction" principle, the entire pit with a row of bored piles for retaining structures, anchor support system as a support structure.Foundation for using biaxial waterproof curtain of deep mixing piles.

　　Key words:     Foundation pit;       Bracing structure;

　　Anchor rod support   Nondisplacement pile

目錄

　　內容摘要

　　文 獻 綜 述

　　1.1 基坑含義與土方開(kāi)挖

　　在建造埋置深度較大的基礎或地下工程時(shí)，往往需要進(jìn)行較深的土方挖。這個(gè)由地面向下開(kāi)挖的地下空間稱(chēng)為基坑。從地表面開(kāi)挖基坑，最簡(jiǎn)單的方法是放坡開(kāi)挖。這種方法既經(jīng)濟又方便，在空曠地區應優(yōu)先用。如果由于場(chǎng)地的局限性，在基槽平面以外沒(méi)有足夠的空間安全放坡，或者為了保證基坑周?chē)�的建筑物，構筑物以及地下管線(xiàn)不受損壞，又或者為了滿(mǎn)足無(wú)水條件下施工，需要設置擋土和截水的結構。這種結構稱(chēng)為圍護結構。一般來(lái)說(shuō)，圍護結構應滿(mǎn)足以下3個(gè)方面的要求；

　　1.保證基坑周?chē)�未開(kāi)挖土體的穩定，滿(mǎn)足地下結構施工有足夠空間的要求，這就要求圍護結構要起擋土作用。

　　2.保證基坑周?chē)�相鄰的建筑物，構筑物和地下管線(xiàn)在地下結構施工期間不受損害。這就要求維護結構能起控制土體變形的作用。

　　3.保證施工作業(yè)面在地下水位以上。這就要求維護結構有截水作用，結降水，排水等措施，將地下水位降到作業(yè)面以下。

　　總的來(lái)說(shuō)，圍護結構都要滿(mǎn)足第一和第三個(gè)要求。第二個(gè)要求要視周?chē)�建筑物，構筑物和地下管線(xiàn)的位置，承受變形的能力，重要性和一旦損壞可能發(fā)生的后果等方面的因素來(lái)決定。

　　如果維護結構部分活全部作為主體結構的一部分，譬如將支護墻做成地下室的外墻，圍護結構還應滿(mǎn)足作為主體結構一部分的要求。圍護結構是臨時(shí)結構，而主體結構是永久結構，兩者的要求并非一致。"兩墻合一"后，圍護結構應按永久結構的要求處理，在強度，變形和抗滲能力等方面的要求都要相應提高。 維護結構是臨時(shí)結構，主體結構施工完成時(shí)，圍護結構即完成任務(wù)。因此，圍護結構的安全儲備相應較小，因而具有較大的風(fēng)險。在基坑開(kāi)挖過(guò)程中應對圍護結構進(jìn)行監測，并應預先指定應急措施，一旦出現險情，可及時(shí)搶救。

　　基坑工程包括了圍護體系的設置和土方開(kāi)挖兩個(gè)方面。土方開(kāi)挖的施工組織是否合理對圍護體系是否成功產(chǎn)生重要影響。不合理的土方開(kāi)挖方式，步驟和速度有可能導致主體結構樁基礎變位，圍護結構變形過(guò)大，甚至引起圍護體系失穩而導致破壞。同時(shí)，基坑開(kāi)挖必然引起周?chē)�土體中的地下水位和應力場(chǎng)的變化，導致周?chē)�土體的變形，對相鄰建筑物，構筑物和地下管線(xiàn)產(chǎn)生不利影響。嚴重時(shí)有可能危機它們的安全和正常使用。

　　總的來(lái)說(shuō)，基坑的開(kāi)挖深度在基坑工程中是主導因素，基坑場(chǎng)地的地質(zhì)條件和周?chē)�的環(huán)境決定支護方案，而基坑的開(kāi)挖方式對基坑安全直接相關(guān)。

　　1.2 基坑主要支擋方法、技術(shù)類(lèi)型

　　基坑工程中采用的圍護墻、支撐（或土層錨桿）、圍檁、防滲帷幕等結構體系總稱(chēng)為支護結構。支護結構的傳統方法是鋼板樁加支撐系統或鋼板樁錨拉系統，其優(yōu)點(diǎn)是材料可以回收，但拔出板樁時(shí)會(huì )引起土體的變形。目前經(jīng)常采用的主要基坑支擋類(lèi)型有：

　　（1）深層攪拌水泥土擋墻（以下簡(jiǎn)稱(chēng)攪拌樁）：將土和水泥強制攪和成水泥土樁，結硬后成為具有一定強度的整體壁狀擋墻，一般用于開(kāi)挖深度不超過(guò)7m的基坑，適合于軟土地區，環(huán)境保護要求不高，施工低噪聲、低振動(dòng)，結構止水性較好，造價(jià)經(jīng)濟，但圍護較寬，一般取基坑開(kāi)挖深度的0.7~0.8倍。

　　國內外試驗研究和工程實(shí)踐表明，攪拌樁適宜于加固淤泥、淤泥質(zhì)土和含水量較高而地基承載力小于120kPa的粘土、粉質(zhì)粘土、粉土等軟土地基。當土中含高齡石、蒙脫石等礦物時(shí)，加固效果較好，土中含伊利石、氯化物等礦物時(shí)，加固效果較差，土的原始抗剪強度小于20~30kPa時(shí)，加固效果也較差。攪拌樁用于泥炭土或土中有機質(zhì)含量較高，酸堿度較低（<7）及地下水有侵蝕性時(shí)，宜通過(guò)試驗確定其適用性。當地表雜填土層為厚度大于100mm的石塊時(shí)，一般不宜使用攪拌樁。

　　攪拌樁的平面布置可視地質(zhì)條件和基坑圍護要求，結合施工設備條件，分別選用樁式、塊式、壁式、格柵式或拱式，它在深度方向可采取長(cháng)短結合形式。

　　（2）鋼板樁：用槽鋼正反扣搭接而組成，或用U型、H型和Z型截面的鎖口鋼板樁。用打入法打入土中，相互連接形成鋼板樁墻，既用于擋土又用于擋水，用于開(kāi)挖深度3~10m的基坑。鋼板樁具有較高的可靠性和耐久性，在完成支擋任務(wù)后，可以回收重復利用；于多道鋼支撐結合，可適合軟土地區的較深基坑，施工方便，工期短。但鋼板樁剛度比排樁和地下連續墻小，開(kāi)挖后繞度變形較大，打拔樁振動(dòng)噪聲大，容易引起土體移動(dòng)，導致周?chē)�地基較大沉陷。

　　鋼板樁支護結構，有永久性結構和臨時(shí)性結構兩類(lèi)。永久性結構在海港碼頭中應用較多，如：碼頭岸墻，護墻等；臨時(shí)性結構多用于高層建筑的深基礎。

　　（3）鉆孔灌注樁擋墻：直徑φ600~φ1000mm,樁長(cháng)15~30m,組成排樁式擋墻，頂部澆筑鋼筋混凝土圈粱，用于開(kāi)挖深度為6m~13m的基坑。具有噪聲和振動(dòng)小，剛度大，就地澆制施工，對周?chē)�環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)。適合軟弱地層使用，接頭防水性差，要根據地質(zhì)條件從注漿、攪拌樁等方法中選用適當方法解決防水問(wèn)題，整體剛度較差，不適合兼作主體結構。樁身質(zhì)量取決于施工工藝及施工技術(shù)水平，施工時(shí)需作排污處理。

　　（4）地下連續墻：在地下成槽后，澆筑混凝土，建造具有較高強度的鋼筋混凝土擋墻，用于開(kāi)挖深度達10m以上的基坑或施工條件較困難的情況。具有施工噪聲低，振動(dòng)小，就地澆制、墻接頭止水效果較好，整體剛度大，對周?chē)�環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)。適合于軟弱土層和建筑設施密集城市市區的深基坑，高質(zhì)量的剛性接頭的地下連續墻可作永久性結構，并可采用逆筑法施工。

　　地下連續墻按成樁（成槽）形式的不同，劃分為樁排式連續墻和壁式連續墻兩大類(lèi)，前一類(lèi)主要用各種類(lèi)型的樁，相互連接或搭接以及交錯的單樁連鎖組成的直線(xiàn)、圓弧、圓形等形式的排樁組合，具有一定的入土深度，墻頂用壓頂粱連在一起，形成地下連續墻的墻體。壁式地下連續墻具有多種功能，有著(zhù)廣泛的應用前景。最主要用于深基坑工程的圍護，特別適合于軟土地區深基坑的開(kāi)挖。

　　（5）SMW工法（勁性水泥土攪拌樁）：勁性水泥土攪拌樁以及水泥土攪拌樁法為基礎，凡是適合應用水泥土攪拌樁的場(chǎng)合都可以使用勁性樁。特別是適合于以粘土和粉細砂為主的松軟地層，對于含砂卵石的地層要經(jīng)過(guò)適當處理后方可采用。

　　勁性樁適宜的基坑深度與施工機械有關(guān)，國內目前一般以基坑開(kāi)挖深度6~10m,國外尤其是日本由于施工鉆孔機械先進(jìn)，基坑深度達到20m以上時(shí)也采用SMW工法，勁性樁法可取得較好的環(huán)境和經(jīng)濟效果。勁性樁是在水泥土攪拌樁中插入受拉材料構成的，常插入H型鋼。

　　（6）土錨：用拉桿錨固支護基坑的開(kāi)挖或用作抗拔樁抵抗浮托力等的應用已日益普遍。拉錨最大的優(yōu)點(diǎn)是在基坑內部施工時(shí)，開(kāi)挖土方與支撐互不干擾，尤其是在不規則的復雜施工場(chǎng)所，以錨桿代替擋土橫撐，便于施工。這是人們樂(lè )于大量使用的主要原因。隨著(zhù)對錨固法的不斷改進(jìn)和使用可靠性的監測手段，使拉錨支護的范圍更加廣泛。

　　拉錨是將一種新型受拉桿件的一端（錨固段）固定在開(kāi)挖基坑的穩定地層中，另一端與工程構筑物相聯(lián)結（鋼板樁、挖孔樁、灌注樁以及地下連續墻等），用以承受由于土壓力等施加于構筑物的推力，從而利用地層的錨固力以維持構筑物（或土層）的穩定。

　　錨桿支護體系由擋土構筑物，腰粱及托架、錨桿三個(gè)部分所組成，以保證施工期間邊坡的穩定與安全。

　　（7）土釘墻：土釘墻支護是通過(guò)沿土釘通長(cháng)與周?chē)�土體接觸形成復合體。在土體發(fā)生變形的條件下，通過(guò)土釘與土體的接觸界面上的粘結力或摩擦力，使土釘被動(dòng)受拉，通過(guò)受拉工作面給土體約束加固，提高整體穩定性和承載能力，增強土體變形的延性。

　　土釘墻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。對于淤泥質(zhì)土、飽和軟土，應采用復合型土釘墻支護。

　　1.3 基坑主要支撐方法、技術(shù)類(lèi)型

　　深基坑的支護體系由兩部分組成，一是圍護壁，二是基坑內的支撐系統。為施工需要而構筑的深基坑各類(lèi)支撐系統，既要輕巧又需有足夠的強度、剛度和穩定性，以保證施工的安全、經(jīng)濟和方便，因此支撐結構的設計是目前施工方案設計的一項十分重要的內容。

　　在深基坑的支護結構中，常用的支撐系統按其材料分可以有鋼管支撐、型鋼支撐，鋼筋混凝土支撐，鋼和鋼筋混凝土組合支撐等種類(lèi)；按其受力形式分可以有單跨壓桿式支撐，多跨壓桿式支撐，雙向多跨壓桿支撐，水平桁架相結合的支撐，斜撐等類(lèi)型。

　　這些支撐系統在實(shí)踐中有各自的特點(diǎn)和不足之處，以其材料種類(lèi)分析，鋼支撐便于安裝和拆除，材料消耗量小，可以施加預緊力以合理控制基坑變形，鋼支撐架設速度較快，有利于縮短工期。但是鋼支撐系統的整體剛度較弱，由于要在兩個(gè)方向上施加預緊力，所以縱橫桿之間的聯(lián)結始終處于鉸接狀態(tài)。

　　鋼筋混凝土支撐結構的整體剛度好，變形小，安全可靠，施工制作時(shí)間長(cháng)于鋼支撐，但拆除工作比較繁重，材料回收利用率低，鋼筋混凝土支撐因其現場(chǎng)澆筑的可行性和高可靠度而在目前國內被廣泛的使用。

　　1.4 基坑主要止（降）水方法、技術(shù)類(lèi)型

　　工程降水是基坑工程的一個(gè)難點(diǎn)。由于土質(zhì)和地下水位的條件不同，基坑開(kāi)挖的施工方法大不相同。在地下水位以下開(kāi)挖基坑時(shí)，采用降水的作用是：

　　（1）截住基坑邊坡面及基底的滲水；

　　（2）增加邊坡的穩定性，并防止基坑從邊坡或基底的土粒流失；

　　（3）減少板樁和支撐的壓力，減少隧道內的空氣壓力；

　　（4）改善基坑和填土的砂土特性；

　　（5）防止基底的隆起和破壞。

　　一個(gè)場(chǎng)地的地質(zhì)條件和土質(zhì)條件，將決定降水或排水的形式。

　　在選擇和設計基坑降水前，必須由甲方提供工程地質(zhì)勘察資料，建筑物平面圖和立面圖，建筑物場(chǎng)地附近房屋平面圖等，對于重大工程，設計人員除掌握相應資料外，必須在設計前到工程現場(chǎng)親自了解，最好能目測各土層的土樣，對將來(lái)降水工程的布置及其與鄰近建筑物的影響。

　　降低地下水位的常用方法可分為明溝降水和井點(diǎn)降水兩類(lèi)。明溝降水由于其制約條件較多，尚不能得到廣泛的應用，而井點(diǎn)降水的適用條件較廣，并經(jīng)過(guò)二十多年來(lái)的應用、發(fā)展和改進(jìn)，已形成了多種井點(diǎn)降水的方法。目前常用的井點(diǎn)降水方法有：輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、管井點(diǎn)，輻射井點(diǎn)等。這些有效的降水方法現已被廣泛用于各種降水工程中，但由于降低地下水位以后，可能帶來(lái)一些不良影響，如地面沉降，鄰近已有建筑物或構筑物的安全穩定及殘留滯水的處理等。

　　明溝降水是在基坑內設置排水明溝或滲渠和集水井，使進(jìn)入基坑內的地下水沿排水溝渠流入井中，然后用水泵將水抽出基坑外的降水方法。明溝降水一般適用于土層較密實(shí)，坑壁較穩定，基坑較淺，降水深度不大，坑底不會(huì )產(chǎn)生流砂和管涌等的降水工程。

　　在地下水位以下施工基坑工程時(shí)，通常采用井點(diǎn)（垂直和水平井點(diǎn)）降水法來(lái)降低地下水位。垂直井點(diǎn)常沿基坑四周外圍布設，水平井點(diǎn)則可穿越基坑四周和底部，井點(diǎn)深度大于要求的降水深度，通過(guò)井點(diǎn)抽水或引滲來(lái)降低地下水位，實(shí)現基坑外的暗降，保證基坑工程的施工。經(jīng)井點(diǎn)降水后，能有效地截住地下滲流，降低地下水位，克服基坑的流砂和管涌現象，防止邊坡和基坑底面的破壞；減少側土壓力，增加挖掘邊坡的穩定性，有利于邊坡的支護和施工；防止基底隆起和破壞，加速地基土的固結作用；有利于提高工程質(zhì)量，加快施工進(jìn)度及保證施工安全。

　　在城市中由于深基坑降水，總會(huì )引起地面產(chǎn)生一定的沉降，影響鄰近建筑物和管線(xiàn)。最好的辦法是采用止水帷幕，將坑外地下水位保持原狀，僅在坑內降水。目前，采用鉆孔壓漿成樁法、地下連續墻、板樁、深層攪拌樁墻等止水結構形式，效果均較好。其入土深度，取決于土層的透水性，要防止出現管涌、流砂等問(wèn)題。

　　參考文獻

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　　第一章  設計方案綜合說(shuō)明

　　1.1 概述

　　1.1.1 工程概況

　　1.1.2 場(chǎng)地地形、地貌及地質(zhì)構造概況

　　1.1.3 場(chǎng)地內各巖土層的分布、性質(zhì)

　　1.1.4 場(chǎng)地地下水概況

　　1.1.5 基坑側壁安全等級及重要性系數

　　1.2 設計總說(shuō)明

　　1.2.1 設計依據

　　1.2.2 支護結構方案比較與選取

　　1.3 基坑監測

　　第二章  基坑支護結構設計計算書(shū)

　　2.1 設計計算

　　2.1.1 地質(zhì)計算參數

　　2.1.2 計算區段的劃分

　　2.1.3 計算方法

　　2.1.4 土壓力計算

　　2.3 AB .BC段支護結構設計計算

　　2.2.1 側向土壓力計算

　　2.2.2 等值梁計算樁的嵌固深度：

　　2.2.3 配筋計算

　　2.2.4 錨桿設計

　　2.2.5 整體穩定性驗算

　　2.2.6 抗傾覆穩定性驗算

　　2.2.7 抗隆起驗算

　　2.2.8 抗管涌驗算

　　2.2.9 變形驗算

　　2.3 CD .AD段支護結構設計計算

　　2.3.2 等值梁計算樁的嵌固深度：

　　2.3.3 配筋計算

　　2.3.4 錨桿設計

　　2.3.5 整體穩定性驗算

　　2.3.6 抗傾覆穩定性驗算

　　2.3.7 抗隆起驗算

　　2.3.8 抗管涌驗算

　　2.3.9變形驗算

　　2.4  圈梁設計計算

　　2.4.1 AB.BC段圈梁設計計算

　　2.4.1.1正截面強度計算

　　2.4.1.2 斜截面強度計算

　　2.4.2 DA.CD 段圈梁設計計算

　　2.4.2.1正截面強度計算

　　2.4.2.2 斜截面強度計算

　　2.5 AB.BC段基坑止水設計

　　2.5.1 止水樁長(cháng)確定

　　2.5.2 基坑止水帷幕設計

　　2.6 CD.DA段基坑止水設計

　　2.6.1 止水樁長(cháng)確定

　　2.6.2基坑止水帷幕設計

　　2.7 基坑監測方案

　　2.7.1 基坑及周?chē)�環(huán)境的監測、測試

　　2.7.2 監測與測試的控制要求：

　　2.7.3 觀(guān)測頻率

　　第三章  施工組織設計

　　3.1 工程概況

　　3.1.1 工程概況

　　3.1.2 現場(chǎng)施工條件

　　3.1.3 施工主要特點(diǎn)

　　3.2 施工部署

　　3.2.1 現場(chǎng)總平面布置

　　3.2.2施工指導思想與組織機構

　　3.2.3主要施工順序

　　3.3 施工準備工作和各項資源需要量計劃

　　3.3.1施工現場(chǎng)準備工作

　　3.3.2技術(shù)準備工作

　　3.3.3 材料、設備準備工作

　　3.3.4 勞動(dòng)力組織準備

　　3.3.5 機械配置計劃

　　3.4 主要工程項目施工

　　3.4.1 測量放線(xiàn)

　　3.4.2 雙層攪拌樁與鉆孔灌注樁施工

　　3.4.3 土方開(kāi)挖

　　3.4.4 錨桿（預應力）

　　3.4.5 冠梁施工工藝流程圖

　　3.4.6 護坡觀(guān)測方案

　　3.5 施工進(jìn)度計劃

　　3.6 臨時(shí)施工用電組織計劃

　　3.7 保證安全措施

　　3.8 保證質(zhì)量措施

　　3.8.1 質(zhì)量目標

　　3.8.2 質(zhì)量要求

　　3.8.3 質(zhì)量技術(shù)措施

　　3.9 保證工期措施

　　3.9.1 組織管理措施

　　3.9.2 技術(shù)措施

　　3.9.3 機械設備措施

　　3.10 雨季施工措施

　　3.11 文明施工

結論

　　在比奧固結理論的基礎上，結合有限元方程的變化之間的差別水頭的內部和外部推導出了一個(gè)坑，并編制了相應的程序并被進(jìn)一步發(fā)展。在詳細調查的影響在土壤和地下水運動(dòng)挖掘流動(dòng)，得出以下結論：

　　（1）當考慮水頭的變化差異的內部和外部的坑里、孔隙水壓力分布在坑內的要復雜得多的水平位移、擋土墻、地表沉陷與擋土墻的背后，是所有大基坑基地之舉。所以有限元計算結果的不考慮開(kāi)挖的變化差異是省略了水頭值。

　　（2）超孔隙水壓力的邊界附近的地區，遠離排水坑越來(lái)越少，效果不明顯的時(shí)間，而在其他領(lǐng)域，他們是偉大的，時(shí)間是非常引人注目的。

　　時(shí)間和深度的增加，開(kāi)挖土壤的水平和垂直位移都變得很大。土壤的分布形狀的水平位移遠從坑是大約在整個(gè)三角形，但其中一個(gè)坑是不規則的。最大的地表沉陷發(fā)生在靠近擋土墻的第一階段，但是沒(méi)有支持開(kāi)挖發(fā)生在一個(gè)特定的區域擋土墻在第二個(gè)和第三個(gè)基坑開(kāi)挖階段與支持。土壤水平位移減少在某種程度上與超孔隙水壓力的消散打斷開(kāi)挖過(guò)程。

　　（3）最高水平和垂直位移擋墻附近土體的中間部分均大于較近的邊緣部分由于空間效應。

　　參考文獻

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　　（20）《深基坑支護工程實(shí)例集》，黃強等主編，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001;

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