地铁支线深基坑维护监测施工组织毕业设计

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1、西 安 科 技 大 学 毕 业 论 文I本论文设计部分主要包括：基坑维护设计、基坑监测方案、施工组织设计。通过这三部分的设计和论证，使本拟建基坑从设计到监测结果的分析一体化，更好的控制施工，使信息化施工得到了实现。论文的设计内容如下：1、基坑维护设计：这一部分主要包括五部分。这五部分包括：基坑支护方案的论证；降水方案及设计；土钉墙设计；排桩设计；抗浮桩设计；锚杆设计。支护方案的论证是在考虑开挖方式和开挖深度的基础上确定的。因为，本拟建基坑的开挖方式属于分层、分部开挖的方式，且基坑较深。所以基坑支护不能采用单一的支护形式。基坑长228.4m，宽24.9m，南北向。分两级开挖，第一级防坡开挖，放坡

2、放坡高度7.3m，第二级直立开挖，开挖深度9.8m。第一阶段开挖7.3m，此阶段需用土钉墙进行支护。第二阶段开挖9.7m，此阶段需用排桩加锚杆支护。站址水位常年稳定在41m左右，水位深5m左右，降水方案及设计分两部分，第一部分采用的是轻型井点降水。在第一级放坡开挖地表距坡顶一米处沿基坑周围布置一圈轻型井点，将水位降至放破坡底0.5m处。这种降水方法是真对第一阶段的开挖选择的，采用轻型井点是比较经济、方便的。第二阶段开挖深度为9.7m，用轻型井点以满足不了降水要求，所以采用降水量较大、井管较深的管井井点降水。在第二级直立开挖据基坑边沿2.0m处沿基坑周围布置一圈管井，降水位降至基坑底1m处，按2

3、9m间距布置18根井点管，并在基坑中心布置观察井4个，以观测水位降深情况。土钉墙设计通过计算得出，基坑壁采用 6 层土钉进行支护。土钉的入土角度为150，孔径为 100，土钉间距为 ，喷射混凝土面层厚度为 100mm，配筋选用1201 根 20通过计算主体结构基坑采用 10001200mm 钻孔灌注桩作为基坑主要支护结构，冠梁宽 1000mm,高 800mm，灌注桩桩长 16.2m,插入深度 7.3m。主筋选用 2822，箍筋选用 螺旋筋，间距为 180mm,桩体选用 C30 混凝土，钢筋保护层厚 70mm。基坑总共分布 128 根抗浮桩，沿基坑长向分两排布置，桩横向间距 3.5m，纵向间距

4、10m，桩体长 22m，设两个支盘，分别距桩顶 9.4m 和 18.9m 两个位置。锚杆穿过冠梁，间距为 1.2m,与水平方向成 ，锚杆选用 HRB335 级钢筋 225，锚固体直径 200mm。西 安 科 技 大 学 毕 业 论 文II2、基坑监测方案及监测数据分析：这一部分是指导施工的重要环节。监测主要有三方面：桩体变形监测护坡桩桩身内力监测支撑轴力。通过对监测方案的设计，采用不同的监测仪器，在维护结构最薄弱的地方进行监测。3、施工组织设计：为了达到使施工有规律、有计划、有组织的进行，故进行施工组织设计。首先，全面的了解施工状况，确定出工程特点与施工难点及采取措施。其次，按照编制原则、编制

5、依据进行施工安排与总体施工方案的确定。最后，对维护桩、内支撑及基坑的开挖与回填进行了施工组织设计。施工总周期为 150 天。西 安 科 技 大 学 毕 业 论 文1目 录第一章 岩土工程勘察 1 1.1 工程概况 11.2 地形地貌 11.3 水文气象条件 11.4 地质构造 21.5 工程地质与水文地质 31.6 周围环境与地下工程相互作用评价 51.6.1 拟建工程对环境的影响 51.7 地下水影响 61.8 岩土工程评价及建议 61.8.1 场地岩土层特征 61.8.2 场地土分类及场地分类 61.9 地基承载力评价 61.9.1 地基持力层 61.10 地震效应 71.10.1 抗震设

6、防烈度 71.10.2 建筑场地分类 71.10.3 液化判别 7第二章 基坑维护设计 9西 安 科 技 大 学 毕 业 论 文22.1 降水方案设计 92.1.1 地下水分布概况 92.1.2 地下水动态变化规律 92.1.3 降水方案及设计参数 102.1.4 第一阶段降水设计与计算 102.1.5 第二阶段降水设计与计算 122.1.6 排水方案 152.1.7 排水设计方案与施工流程 162.1.8 降水工程的环境保护和处理措施 162.2 土钉墙设计 162.2.1 工程概况 162.2.2 土钉墙及钢筋网片设计 162.3 排桩支护 192.3.1 工程概况 192.3.2 基坑支

7、护结构形式和结构主要构造要求 202.3.3 主体结构设计 202.4 桩顶冠梁设计 272.5 土锚杆设计 282.6 抗浮桩设计 292.6.1 抗浮问题概述 29西 安 科 技 大 学 毕 业 论 文32.6.2 挤扩支盘桩简介与抗浮工作机理 302.6.3 桩体的设计 312.7 电算结果 35第三章 基坑监测方案 493.1 工程概况 493.2 监测目的 493.3 监测对象 493.4 监控测量注意事项 503.5 实施方案 513.5.1 桩体变形监测 513.5.2 护坡桩桩身内力监测 543.5.3 基坑内外观察、边坡土体顶部水平位移及桩顶位移 573.5.4 地下水位 5

8、7第四章 施工组织设计 594.1 编制依据及原则 594.1.1 编制依据 594.1.2 编制原则 604.2 工程概况 604.2.1 工程简介 604.2.2 周围建筑物及地下管线 604.2.3 车站建筑 61西 安 科 技 大 学 毕 业 论 文44.2.4 车站基坑施工 614.2.5 工程地质与水文地质 614.2.6 水文地质 634.3 工程特点、重点、难点分析 654.3.1 工程特点 654.3.2 安全控制的重点 654.3.3 质量控制的重点 654.3.4 文明、环保控制的重点 654.4 施工总体安排 664.5 施工总平面布置 674.6 资源配备计划及主要工

9、程量数 674.7 施工方案 70第五章 结论 86西 安 科 技 大 学 毕 业 论 文1第一章 岩土工程勘察1.2 地形地貌北京市地处华北平原的北部边缘地带，西部为太行山余脉，北部为燕山山脉，东南与华北平原相连。北京平原主要由潮白河、温榆河、永定河等河流联合作用而形成的洪冲积平原，地势西北高，东南低，平原区平均降坡 1-2左右。本工程场地位于永定河冲洪积扇的北部边缘地带。由于人类工程活动，原始地貌形态已人为改观，目前地面总体较平坦。场地内各钻孔孔口标高为 44.4145.05m，场区内地形较为平坦。本工程场地位于永定河冲积扇的北部边缘。原始地貌形态已人为改观，场地内现状地形较为平坦，勘探期

10、间各钻孔标高为 43.9244.69 m。1.3 水文气象条件 北 京 地 区 地 处 中 纬 度 欧 亚 大 陆 东 侧 ， 属 于 暖 温 带 大 陆 性 半 湿 润 半 干 旱 季 风 气 候 ， 受季 风 影 响 形 成 春 季 干 旱 多 风 ， 夏 季 炎 热 多 雨 ， 秋 季 秋 高 气 爽 ， 冬 季 寒 冷 干 燥 四 季 分 明 的 气候 特 点 。据 北 京 气 象 台 多 年 观 测 资 料 ， 北 京 地 区 年 平 均 气 温 为 11.7 0C， 历 史 极 端 最 高 气 温 42.6 0C(近 年 为 41.9 0C， 1999 年 7 月 24 日 ， 北

11、 京 市 观 象 台 )， 历 史 极 端 最 低 气 温 为 零 下 27.4 0C(近 年 为 零 下 17.0 0C， 2001 年 1 月 16 日 ， 北 京 市 观 象 台 )， 年 平 均 气 温 变 化 基 本 上 是 由东 南 向 西 北 递 减 ， 近 二 十 年 最 大 冻 土 深 度 为 0.80m。 近 十 年 （ 1993 2002） 极 端 最 高 气 温 出现 在 1999 年 7 月 24 日 ， 极 值 为 41.9 0C。全市多年平均降水量 626mm，降水量的年变化大，降水量最大的 1959 年达1406mm，降水量最小的 1896 年仅 244mm，两

12、者相差 5.8 倍。降水量年内分配不均，汛期（68 月）降水量约占全年降水量的 80以上。旱涝的周期性变化较明显，一般 910年左右出现一个周期，连续枯水年和偏枯水年有时达数年。近十年来以 1998 年年降雨量最大，降雨量为 908.4mm，1999 年年降雨量最小，降雨量为 266.9mm。全市月平均风速以春季四月份最大，据海淀、朝阳观象台观测，市区最大风速达 13.9m/s；其次是冬、秋季，夏季风速最小。春季风向以西北风最为突出，秋季为西南偏南风。西 安 科 技 大 学 毕 业 论 文21.4 地质构造 北京地区位于华北平原西北部边缘，大地构造位置处于祁吕贺兰山字型构造东翼反射弧南翼与新华

13、夏构造体系复合部位，既新华夏系第二沉降带与第三隆起带之间，构造的发育与延展特性主要受新华夏构造体系控制。北京平原地区表现为一系列北东向和北北东向及北西向的隐伏断裂构造（其中以北东向或北北东向断裂构造为主）。 呈北东向或北北东向展布的主要断裂构造有：八宝山断裂、黄庄高丽营庙城断裂、良乡前门顺义断裂、南苑通县断裂、礼贤牛堡屯夏垫断裂；呈北西向展布的主要有南口孙河断裂、永定河断裂等。奥运支线区域主要分布有八宝山断裂、黄庄高丽营断裂、莲花池断裂、前门良乡断裂和南口孙河断裂。现将奥运支线区域主要分布的断裂简述如下。八宝山断裂：为压扭性断裂，呈北东展布，南起房山的长沟，经大灰厂、八宝山、海淀（今北京大学附

14、近）、洼里至太平庄、东三期一带，再往东北延伸至南口孙河断裂。该断裂为活动断裂，第四纪以来活动强度微弱，最晚活动时代为中更新世。黄庄高丽营断裂：总体呈北东向展布，走向 2050 度，局部走向 40-60 度，倾向东南，倾角 6575 度，该断裂是北京平原地区一条控制性深大断裂（高角度正断层），深切至莫氏面，它西南起自涿县的东城坊，经坨里、大灰厂、黄庄、花园路、高丽营、庙城至密云西田各庄附近，全长约 130km。该断裂在房山的芦井、晓幼营、辛开口一带有出露，出露长度约 13km，其它地段均被第四纪覆盖。该断裂为活动断裂，最晚活动时代为中更新世晚更新世。莲花池断裂：发育于北京凹陷内的次级断裂，经莲花

15、池、复兴门、平安里南北向延伸。目前该断裂仍属推测断裂，第四纪以来无明显活动迹象。车公庄断裂：经翠微路、玉渊潭、西直门、德胜门一线，目前该断裂仍属推测断裂，第四纪以来无明显活动迹象。 南口孙河断裂：该断裂形成于前中生代，燕山运动后期，断裂呈北西南东方向展布，西起昌平南口镇，沿龙虎台、七间房、白浮、半壁街、东三旗、孙河至通县附近，呈西北 4550延伸，全长约 60km。该断裂为活动断裂，最晚活动时代为晚更新世全新世早期。西 安 科 技 大 学 毕 业 论 文3根据上述断裂的分布及活动情况看，对奥运支线区域有一定影响的断裂主要有八宝山断裂、黄庄高丽营断裂和南口孙河断裂。其中对奥运支线影响最大的断裂为

16、黄庄高丽营断裂，该断裂从该站南侧附近通过。1.5 工程地质与水文地质1.5.1 工程地质依据 北京地铁奥运支线工程岩土工程勘察报告本站所处地层依顺序可分为：本次勘察揭露地层最大深度为 40.0m，地层层序自上而下依次为：（1） 人工填土层：粉土填土层：褐色黄褐色，稍密，饱和，含砖渣、灰渣、水泥块、树根等，局部夹粉质粘土填土、砂质粉土填土；杂填土1 层：杂色，稍密，湿饱和，以房渣土为主，含砖块、碎石，白灰渣。该层层底标高为 39.4043.15m。第四纪全新世冲洪积层：粉土层：褐黄色，中密密实，很湿，av=0.0670.180MPa-1，属中压缩性低压缩性土，含云母、氧化铁、姜石 有机质。 粉质

17、粘土1 层：灰色，硬塑，av=0.131MPa-1，属中压缩性土，含云母、氧化铁、有机质，姜石；粉细砂3 层：褐黄色灰色，中密，饱和，N=2142，属中压缩性低压缩性土；该层层底标高为 33.7036.85m。粉质粘土层：褐黄色，硬塑，av=0.1830.523MPa-1，属中高压缩性中缩性土，含云母、氧化铁、姜石；粘土1 层：褐黄色，硬塑，av=0.2250.275MPa-1，属中压缩性，含氧化铁，该层呈透镜体存在；粉土2 层：褐黄色，密实，湿很湿，av=0.0950.182MPa-1，属中压缩性低压缩性土，含云母、氧化铁；粉细砂3 层：灰色，饱和，密实，N=22 左右，属低压缩性土，含氧化

18、铁；西 安 科 技 大 学 毕 业 论 文4该层层底标高为 24.1526.40m。（2） 第四纪晚更新世冲洪积层：粉质粘土层：褐黄色，硬塑，av=0.1780.250MPa-1，属中压缩性土，含云母、氧化铁、姜石，呈透镜体存在；粘土1 层：棕黄色，硬塑，av=0.1510.293MPa-1，属中压缩性土，含氧化铁、姜石；粉土2 层：褐黄色，密实，很湿，av=0.1160.128MPa-1，属中压缩性，含云母、氧化铁。细中砂3 层：褐黄色，密实，饱和，N=3652，属低压缩性土，含个别砾石。本层普遍存在，层底标高为 13.4018.60m。卵石圆砾层：杂色，密实，饱和，N63.5=8490，属

19、低压缩性土，亚圆形，最大粒径 100mm，一般粒径 20-30mm，粒径大于 20mm 颗粒含量约为总质量的 70。中粗砂充填，母岩成份为辉绿岩、砂岩和砾岩；中粗砂1 层：褐黄色，密实，饱和，属低压缩性土，含砾石；本层层底标高为 11.6015.12m，部分钻孔未穿透此层。粉质粘土层：褐黄色，硬塑，av=0.2080.316MPa-1，属中压缩性土，含云母、氧化铁；粉土2 层：褐黄色，密实，很湿，av=0.1300.137MPa-1，属中压缩性土，含云母、氧化铁；本层普遍存在，部分钻孔未能穿透此层。粉细砂2 层：褐黄色，密实，饱和，属低压缩性土。粉质粘土2 层：褐黄色，硬塑，av=0.084MPa-1 左右，属低压缩性土，含云母、氧化铁；1.5.2 水文地质本段线路共测得两层地下水，分别为上层滞水和承压水，未测得潜水，各层地下水情况分述如下：上层滞水：该层水水位标高 40.2943.42m（水位埋深 1.03.9m），含水层为粉土填土层、杂填土 1层，粉土层、粉细砂 3层。观测时间为 2002 年 7 月 22