南京市地铁向兴路站围护结构设计方案

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1、第1章 围护结构设计说明1.1 概述1、设计依据（1）南京地铁二号线一期工程向兴路站施工设计的相关图纸及业主的招标文件；（2）南京地铁二号线一期工程的D2-TA01标向兴路站岩土工程详细勘察报告工程编号：200308K08；（3）国家现行的有关设计、技术及验收规范；2、设计范围本围护结构设计范围包括车站、商业区、风道及1、2、5、6号出入口的基坑围护结构。3、设计原则及标准（1）围护结构不作为主体结构一部分，仅作为临时结构设计。（2）根据相关图纸及现场实地踏勘，车站深度达16.5左右，基坑西侧紧靠交通要道，应按一级基坑设计，基坑地面最大沉降25mm，围护结构最大水平位移30mm。商业区及附属结

2、构基坑深在9左右，周围目前无重要建筑，可按三级基坑设计, 基坑允许地面最大沉降54mm，围护结构允许最大水平位移72mm。（3）围护结构应满足基坑稳定要求，不产生倾覆、滑移和局部失稳，基坑底部不产生隆起、管涌；支撑系统不失稳，围护结构构件不发生强度破坏。钢管内支撑预加轴力按支撑设计轴力的4060%设计。（4）基坑围护结构设计必须遵循根据检测与监测结果进行动态设计与信息化施工相结构的原则。（5）结构的净空尺寸应满足地铁建筑限界及各种设备使用功能的要求、施工工艺要求。施工中要考虑误差等因素的影响，施工误差的允许量值为5，围护结构垂直度允许偏差1%。（6）地面超载平均按20KPa考虑。（7）总结南京

3、河西地区属河漫滩地层的特殊的地质条件及水文状况，在本次施工应充分利用在南京地铁一期工程西延线奥元区间深基坑施工中积累的经验，为向兴路站施工打下良好基础。（8）总结利用本企业在地铁一期工程西延线TA25标的人员以及在保质保量的前提下抢工期的综合施工能力。（9）由于本工程项目任务量大，含一个车站、一个大型地下商场，总工期16个月，2005年全运会将在此举办，而本工程施工场地占用全运会广场，为不影响的全运会的举办，所以围护结构设计及基坑开挖支护充分考虑以按时完工为前提。（10）本工程西临正在施工奥体中心主会场，东靠正在施工的联强国际大厦、宋都大厦以及将动工的南京市新市政府大楼，南北两侧有在建的青石埂

4、路及纬八路，周边环境近期之间变得比较复杂，尤其是联强大厦深基坑与本标的商业区深基坑仅7间距，所以本基坑围护必须充分考虑周边环境的影响，并鉴于此情况，本投标人已与联强国际大厦等相邻单位签订共同协作施工的意向协议书。1.2 工程概况向兴路站工程位于南京河西地区的经四路路中，平行道路南北方向布置。该工程由车站和商业建筑组成。东、西两侧分别有联强大厦和奥体中心建设项目。车站为地下二层岛式车站，车站主体总长度为：192.10米，车站宽度：21.30米，车站标准段高度约13.30米，顶板埋深约3米，基坑开挖深度约16.50米。车站由车站主体、西侧两个独立出入口、东侧两个与商业混合出入口及南北两端各一座风道

5、组成。结构型式为钢筋混凝土箱形框架结构。商业建筑紧邻车站东侧，为地下一层建筑。有5个通道与车站相连接，有2个商业出入口。地下商业面积为8000余平方米，其结构形式为地下单层框架结构。车站及商业建筑仅位于经四路及规划绿地的下方，由于河西地区正处于全面开发建设时期，周边均为已开的重要建筑。向兴路场地地垫平坦，现地面高程约在7.808.95之间。1.3 工程地质与水文地质条件1资料来源本工程施工设计的地质资料由中国化学工程南京岩土工程公司提供，资料名称为南京地铁二号线一期工程XK01标向兴路站岩土工程详细勘察报告工程编号：200308K08。 2工程地质条件 向兴路站地形平坦，现地面高程约在7.64

6、8.59m，原地面高程约在6.00m左右，人工堆填土约2.00m。地貌类型属长江低漫滩。场地地势基本平坦。 车站所在场地范围内自上向下土层分布特征见下表：时代成因层号地层名称颜色状态特征描述分布状况层底埋深(m)厚度（m）层亚层最小最大最小最大Qml1杂填土灰黄杂色以砼块、碎砖、碎石等建筑垃圾为主，夹以粘性土。结构松散。均布0.504.500.504.50Qml2b素填土褐黄色可软塑含少量碎砖、碎石，主要由褐黄色粘性土组成。均布2.005.200.805.20Qml3淤泥黑灰色软流塑含有机质及多量腐植质，主要为塘泥。零星分布2.703.800.500.70Q4al1a3粘土灰黄色软塑含少许氧化

7、铁，偶含零星贝壳，夹有少许粉土，局部有植物根，含有机质。零星分布2.805.200.302.00Q4al+l2b4淤泥质粉质粘土灰色流塑含有机质及少许腐植质，夹少许粉土薄层，土质较为均匀。均布7.8010.503.406.80Q4al3d3粉砂灰色稍密含少许腐植质，夹有粘性土薄层，局部为粉土。均布12.5016.502.907.80Q4al3d2粉砂灰色中密偶夹有粘性土薄层，局部含少许腐植质，含云母，砂质较为均匀。均布18.1024.604.5011.00Q4al4d1粉细砂灰色密实，局部中密含少许腐植质，含云母。均布38.5016.00Q4al5d1粉细砂灰色密实、局部中密含云母、砂质较为均

8、匀，局部含少许腐植质。均布47.008.50Q4al6d1细砂灰色密实含零星卵砾石，粒径大小不等，级配较为良好，裂隙欠发育。均布63.7016.70K1g-1粉砂质泥岩褐红色岩芯完整，取芯率100%，风化较为严重，强度低，为强风化层未钻穿注：车站底板坐落在-3D2土层中，地下商业底板坐落在-3D3土层中。承载力特征值建议值层号土 层 名 称室内试验承载力标准值fak（KPa）静力触探承载力标准值fak（KPa）标准贯入试验承载力标准值fak（KPa）螺旋板载荷试验f0（kPa）承载力特征值建议值fak（KPa）查表法计算法-1a3粘土75.877.684.084.015580-2b4淤泥质粉质

9、粘土58.868.065.0102.265-3d3粉砂140.0130.0188.0130-3d2粉砂170.0165.0300.0150-4d1粉细砂200.0200.0175-5d1粉细砂210.0200-6d1细砂260.0210K1g-1粉砂质泥岩400土的物理性质指标（平均值）层号名称含水量土重度孔隙比液限塑限塑性指数液性指数WeoWLWPIPIL%KN/m3%-1a3粘土36.117.91.06243.926.017.90.59-2b4淤泥质粉质粘土43.117.41.22040.624.815.81.20-3d3粉砂29.118.30.866-3d2粉砂29.018.40.844

10、-4d1粉细砂25.218.80.737-5d1粉细砂21.318.60.717-6d1细砂18.619.60.605土的抗剪强度指标（平均值、标准值）层号名 称直剪固快三轴快剪三轴固快三轴固结无限侧抗压强度十字板抗剪强度及灵敏度总应力法有效应力法粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角CqqCuuuukCcucuCcucuquStCuStkPa度kPa度kPa度kPa度kPakPa-2b素填土平均值2322.9标准值-1a 3粘土平均值2816.5标准值13.711.4-2b4淤泥质粉质粘土平均值2310.3162.85.319.817.624.9468.0645.53.2标

11、准值19.37.5142.04.216.312.521.936.7-3d3粉砂平均值2028.51130.89.234.0标准值16.322.2729.55.432.9-3d2粉砂平均值931.4832.38.833.5标准值5.329.5431.15.632.2-4d1粉细砂平均值631.6934.37.535.1标准值5.430.5733.35.134.4-5d1粉细砂平均值931.7标准值-6d1细砂平均值833.1标准值各地基土层基床系数方法指标值层号室内固结法标贯计算法规范查表法螺旋板试验旁压试验法基床系数建议值KxKvKKKv1KxKxKvMPa/mMPa/mMPa/mMPa/mM

12、Pa/mMPa/m-2b47.89.53.61816.47.56.06.5-3d320.819.216.2101517.716.315.016.5-3d223.123.527.2152528.834.922.020.0Kx、Kv：分别为水平及垂直向基床系数（MPa/m）。各地基土层的静止侧压力系数K0及孔隙水压力系数Af建议值见下表：指标含义指标值层号室内试验法公式计算法查表法建议值K0AfK0AfK0AfK0Af-2b40.510.420.630.750.800.600.42-3d30.290.050.460.400.500.450.05-3d20.280.020.470.360.500.4

13、00.02-4d10.210.010.440.400.500.350.01Kai、Kpi系依据“JGJ120-99”规范第3.4.3、第3.5.3条计算求得，其中取三轴有效内摩擦角。3.水文地质条件 根据向兴路站勘探资料，向兴路站长江漫滩相沉积物呈二元结构，上部主要以淤泥质粉质粘土为主，下部以砂性土为主，因而场地地下水类型上部属孔隙潜水，深部砂层中地下水具微承压性，属承压水。地下水主要补给来源为大气降水入渗。深部承压含水层中地下水与长江有水力联系。地基土的渗透性表明：-2B4层淤泥质粉质粘土层为微透水不透水层，为相对隔水层；-3D3、-3D2、-4D1、-5D1、-6D1层为弱透水透水层，为场

14、区的主要含水层，综合厚度达54.20m。1.4 业主在投标文件中对基坑工程的要求1基坑施工时除应考虑土压力外，还应注意基坑周边可能存在的车辆、堆载施工材料等施工荷载。施工单位应根据自己的场地布置及堆料情况确定施工荷载标准值，一般该荷载标准值不小于20kpa，基坑周边严禁超堆荷载。2紧邻经四路（江东南路）一侧的基坑顶面还要考虑有大型载重车辆正常通行，大型车辆的荷载标准值应根据有关荷载规范取用。3基坑设计以经交管部门批准的施工期间道路交通组织方案为依据。原则上是分成两期施工。第一期将车站和商业同时围档，待车站和商业施工完毕后恢复部分道路，进行第二期围档，第二期围档主要是对出入口进行围档施工。4围护

15、结构按临时结构设计，不考虑作为永久结构的一部分。5根据结构防水设计要求，结构墙与围护桩为密贴形式。因此，在施工放线时要使围护结构留有合理的施工误差，该施工误差一般100mm。6该站位地下水丰富、水位较高、渗透性强，场地距离长江较近且基坑低于长江水位。因此，基坑施工时，应注意围护结构的隔水作用以确保防止流砂、管涌等不良地质现象发生，保证基坑稳定。 7基坑开挖时，应注意时空效应，要及时支撑或打锚。基坑周边地面应设置排水沟，避免漏水、渗水进入坑内；加强对基坑变形的监控量测，发现异常情况时，应立即停止开挖，并采取相应应急处理措施。 1.5 基坑围护结构设计方案1.5.1围护结构设计参数基坑围护结构设计

16、参数详见下表：层号天然重度(KN/m3)直剪固快三轴Cu静止侧压力系数K0渗透系数主动土压力系数被动土压力系数总应力法有效应力法CqkqkCcukcukCcukcukKVKHKaiKpiKPa度KPa度KPa度10-6cm/s10-6cm/s-1a317.913.711.4-2b417.419.37.54.216.312.52190.600.593.470.462.19-3d318.316.322.2729.55.432.90.4550010000.303.38-3d218.45.329.5431.15.632.20.40100050000.303.28-4d118.85.430.5733.3

17、5.134.40.35100050000.283.60钻孔灌注桩参数详见下表：层号-1-2b-1a3-2b4-3d3-3d2-4d1qsik20204018305070qpk7001100 注：1.qsik、qpk为桩极限侧阻力、端阻力标准值（KPa）。 2.设计参数应以业主提供的地质详勘资料为准。1.5.2围护方案的选择围护方案主要考虑工期的影响因素。为了减少施工措施对施工进度的影响，加快施工进度，基坑内不宜大面积采用水平支撑系统。1、车站基坑车站基坑开挖深度较深（16.5m，局部17.4m），周围没有放坡的条件，也不宜采用无支撑的围护结构（重力式挡墙、LXK工法等），宜采用有支撑的围护体系

18、。车站如果全部采用有支护的围护体系，则只能先施工车站后施工商业区，这样给工期要求带来很大压力，甚至不能按要求完工。为此投标人考虑采用有支撑和无支撑相结合的方法，即商业基坑底以下部分采用有支撑的围护体系，以上采用悬臂体系。这样可省去二道支撑，并且车站与商业可同时施工，为按时完成工程奠定了良好基础。2、商业基坑商业基坑较浅，但较宽。如果采取有支护的结构型式则施工措施比较复杂，又会对施工构成较大干扰，影响施工进度。为此商业部分本投标人决定采取无支护的围护体系。1.5.3围护结构型式比选接到标书后，本投标人组织人力对现场进行多次实地踏勘，结合向兴路车站的环境和地质特点以及在河西地区的施工经验，对多种基

19、坑围护结构型式从工期、可靠性、经济性上进行了认真的比选：（详见向兴路车站基坑围护结构设计方案综合比选表） 1钻孔灌注桩+止水帷幕优点：钻孔灌注桩是一种施工设备普及、工艺简单、技术成熟可靠并且适应性很强的基坑围护结构，被广泛应用于南京地区各种复杂地层的基坑工程中。在地下水位很高的地层中配合各种止水帷幕也能得到很好的挡土止水效果。在结构抗浮不满足时可以兼作抗拔桩。桩体刚度较大，对控制基坑变形较有利，适宜在一级基坑中使用。缺点：现场有污染，需设排污措施。 2地下连续墙方案优点：地下连续墙是一种工艺先进、技术成熟、安全可靠的基坑围护结构，被广泛应用与软土地层且地下水位高的基坑围护工程中。地下墙刚度大，

20、整体性好，不仅可以很好的用作施工期间的基坑挡土止水围护结构，能较好的控制地面沉降，同时也作为永久结构侧墙（或侧墙的一部分）使用。缺点：工程造价高，施工工艺复杂，槽段接头施工质量较难保证，给结构防水带来困难。3钻孔咬合桩方案钻孔咬合桩为拄列式钻孔灌注桩围护结构的基础上进行了改进，是一种新型的围护结构形式。咬合桩分素混凝土桩和钢筋混凝土桩。钻孔咬合桩墙强度及刚度均较大，可作为永久结构的一部分，在结构抗浮不满足时可兼作抗拔桩。优点：钻孔咬合桩具有施工噪音低，无泥浆污染、造价低、止水效果好等优点。缺点：造价较高、施工设备少，钻孔咬合桩对施工精度、工艺和混凝土配合比均有严格要求，否则桩体无法形成充分咬合

21、。根据元通站施工经验，在地下水位高的粉砂地段成桩困难。4SMW桩方案此工法在日本应用较多，是用特制的多轴型深搅桩机在现场向一定深度钻掘，同时在钻头处喷出高掺量的水泥强化剂与地基土进行反复混合搅拌，然后在水泥土混凝土体未硬化前靠自重插入一定断面的H型钢或钢板桩作为其应力补强筋。待水泥土固化后便形成了一道具有一定强度和刚度的无接缝“连续墙”。SMW桩墙既能承受侧压力又能止水。如能采用技术措施，用后将H型钢拔出重复使用，则经济效益更好。SMW桩的缺点：该工法受专用设备的影响较大，国内施工设备少，专用H型钢缺。一旦租用不到合适的机器设备，将对工期带来较大的影响。占用施工空间较大，同深度基坑成功范例少。

22、珠江路车站基坑采用类似的围护结构，但其地质条件优于本标段，根据上海经验，桩长达26m以上，现有机械难以施工。另外，该工法对变形控制要求较高，过大的变形将导致型钢不能拔除，型钢一旦不能拔除，则造价是非常高的。碎石桩施工时挤压土体，极易造成H型变形。5LXK工法LXK工法是利用加筋水泥土搅拌桩结合大直径水泥土地锚的一种新型工法。在车站深基坑中，LXK工法被排除，只能在商业区基坑中使用。其缺点是只在广东试用过，而在南京没有成功先例，并且针对河西地区的地质情况，能否完全发挥其功效尚难确定。其次，LXK工法为专利工法，施工设备均要专利设备，对施工各方面带来影响。LXK工法施工必须是在大直径地锚达到设计强

23、度后才能进行下一步开挖，对工期影响大。154 比选结果经过以上对工期、道路保护、安全、造价等因素的综合比选，决定采用围护方案如下：a.车站围护结构采用钻孔灌注桩与有支撑和无支撑相结合的围护型式。b.商业部分与出入口的围护采用重力式挡墙和放坡相结合的围护型式。 向兴路车站基坑围护结构设计方案综合比选表工法名称方案一方案二方案三方案四门式悬壁钻孔桩围护（主推方案）深浅基坑分期开挖施工围护（备用方案）大基坑环形支撑围护上层大放坡围护（优化方案）横剖面示意图方案综述商业区无支撑开挖，上部放坡，下部重力式挡土墙，车站上部门式悬壁钻孔桩,下层钻孔桩内支撑上层基坑深取9.7米,放坡开挖上部4米,坡度为1:1

24、.5,下部采用搅拌桩重力式挡土墙。下层基坑深取6.8米,两侧分别采用深浅不一的钻孔桩,深桩为两门式结构，深桩长29.7米,前排间距1.2米,后排间距3.6米，两排桩中间土体用深搅桩加固。浅桩长17米，深搅桩止水。围护同时施工，基坑分两期开挖，先施工车站基坑，待车站主体施工完毕后再开挖商业区基坑，施工商业区主体。车站基坑深取16.5米,围护桩采用SMW工法或钻孔桩，采用SMW工法：桩长30米，由直径850，间距600深搅桩及H700型钢，间距900构成；钻孔灌注桩：桩长均为30米靠马路侧桩径1000，间距1200，靠商场部分桩径850mm，间距1050mm，深搅桩止水。商业层基坑深取9.7米,全

25、部采用水泥土重力式挡墙。上层基坑深9.7，下层基坑深取6.8米，两桩围护采用SMW工法或钻孔桩，深桩长32米，浅桩长18.5米，由直径850，间距600深搅桩及H700型钢，间距900构成。车站基坑内侧采用钻孔桩，桩长17米，间距1.05米，止水帷幕由深搅桩直径700，间距500构成。优化改道，车站及商业区上层全部放坡，下层钻孔桩加内支撑，上层基坑深取9.7米,放坡开挖,坡度为1:1.5,中间留3米宽平台,下层基坑深取6.8米,中间基坑采用钻孔桩,桩长17米,间距1.05米,累计420根,背后用直径70cm搭接15cm,深搅桩止水。工期15.5月17.5月17.5月14月造价13218050元

26、用SMW16235682元，用钻孔桩16744728元用SMW18321567元，用钻孔桩18953286元11677900元优点1.能满足工期要求；2.施工机械普遍；3.施工技术成熟、安全、桩体刚度较大；4.造价低；5.物资材料进出基坑方便；6.中间无排桩节省凿桩时间与费用。1.施工技术较成熟；2.物资材料进出基坑方便。1.施工技术较成熟；2.施工机械普遍。1.能满足工期要求；2.施工机械普遍；3.施工技术很成熟，类似工程很普遍；4.造价很低；5.物资材料进出基坑方便；6.中间无排桩节省凿桩时间与费用。7.所有工程部均能同时施工，能及时提供奥体中心广场施工用。缺点现场有污染，需设排污措施。1

27、.很难满足工期要求；2.SMW施工机械少H型钢缺乏；3.同类深度基坑成功先例少；4.SMW围护结构刚性小，型钢易变形难以拔出导致造价增高，而用钻孔桩造价较高。5.碎石桩施工对SMW桩影响较大。1.难满足工期要求；2.基坑与联强大厦70m左右相邻段土体只有7m厚，支撑系统极易失稳；3.土方、材料、设备进出基坑不方便，施工组织难度大。1.基坑西边为江东南路，公路需要向西改移20左右及改移西边高压电线杆，需与交管部门及电力协调。综合评价本方案技术成熟，工期有保证，造价较低，为主推方案。本方案对基坑稳定性较好，采用SMW工法造价适中，工期能稍延后，不失为一种稳妥方案，所以本方案作为备用方案。本方案施工

28、组织难度大，且与联强大厦同时施工，协调困难，难以实施。此方案主要制约因素在于道路改移，如能解决道路改移用地及管线迁移问题，则采用此方案。1.5.5主推方案设计参数通过综合比选和计算并经过专家研究讨论，决定采用如下设计方案：1基坑形式：采用围护结构、重力式挡墙和放坡开挖结合的形式。（1）车站基坑分上下两部分，上部深7.5，靠公路侧采用无支撑门式悬臂钻孔桩，下层深9，采用钢管支撑支护；主体围护结构门式钻孔桩（29.7m）里侧一排10001200mm，外侧一排10002400mm，两排桩中间土体采用水泥搅拌桩加固，靠商业区侧钻孔桩（16m）12001400mm，止水帷幕采用双排600450mm搅拌桩

29、,钻孔桩与止水帷幕内净距150mm，靠公路侧止水帷幕深20，靠商业区侧深12，采用650500mm搅拌桩。（2）商业区基坑深取9.7米,商业区放坡开挖上部4米,坡度为1:1.5,下部采用水泥土搅拌桩重力式挡土墙，墙厚3450深10700。（3）为保证车站主体结构尺寸，车站主体围护结构桩体外放150mm，商业区重力式挡墙外放1500mm。（4）施工流程：所有围护结构及基底加固施工开挖车站和商业基坑上层7.5m厚土体开挖车站下层土体车站负二层主体结构施工车站负一层及商业区主体结构施工防水及回填施工。2基坑降水：基坑内外均采用深井及自渗井点降水。3.地基加固：采用振冲碎石桩加固。基坑围护结构详细设计

30、见附件围护结构设计图纸。1.5.6主推方案计算及结果1.5.6.1车站深基坑门式桩整体计算一、 计算模型及参数为减少车站围护的横撑道数，提高施工速度，车站西侧围护结构采用门式框架，悬臂高度为7.5，按最不利工况计算该门式框架的内力及变形。1、门式框架平面布置2、门式框架计算模型门式刚架之间土体以深搅桩加固，使两桩形成整体工作功效，取一榀钢架计算：A1为近基坑的桩；A2为远离基坑的桩。3、门式框架计算过程A1截面积为：A2为换算截面积：，其换算直径组合截面形心距A1中心组合截面对形心轴的惯性矩：I=I1+A1x2+I2+A2y2=0.049114+0.7850.8692+0.04910.522+

31、0.2183.152=0.049+0.593+0.00359+2.136=2.781m4内力计算（将最不利工况简化成如图计算简图）式中EI=280000002.781=77868000KN.m2Mmax=(2q1+q2)l2=(210+77.5) 7.52=914KNQmax=(q1+q2)l=(10+77.5)=0.000142m=0.142mm对面浅桩第一道支撑预加力为Qmax与7.5m以下3m土体侧压力的一半，即Q= Qmax+18.330.5位移：将Mmax按刚度分配在两个桩上M1max=Mmax=914=715KN.mM2max=914=199KN.m计算结果表明：本刚架悬臂7.5，

32、可以满足结构强度和基坑变形的要求。4、门式框架钻孔配筋计算 利用上述计算结果，考虑到适度的安全储备。4.1前排桩配筋计算结构安全等级：2 级,重要性系数：1 混凝土强度等级 C 25 钢筋种类 2 Fy(N/mm*mm) 300 Fc(N/mm*mm) 11.9 圆柱直径D(mm) 1000 混凝土保护层a(mm) 50 前排最大弯矩值715 KMm ，保险起见，实际M7151.41008KMm。受压区混凝土截面面积的半圆心角 (度) 51.1 全部纵向钢筋的截面面计 As(mm*mm) 8531.5 A可配级钢筋1428，实际钢筋截面面积为8621，纵向钢筋配筋率 (%) 1.09。所以前排

33、1000钻孔桩配筋取值1428。4.2后排桩配筋计算后排最大弯矩值为199 KMm ，保险起见，M取569KMm。受压区混凝土截面面积的半圆心角 (度) 51.1 全部纵向钢筋的截面面计 As(mm*mm) 4293.5A可配级钢筋1422，实际钢筋截面面积为5322，纵向钢筋配筋率 (%) 0.68。所以后排1000钻孔桩配筋取值1422。 5、门式桩稳定性验算门式桩稳定性验算采用同济大学的启明星软件验算，验算结果如下： 抗管涌验算: 按砂土，安全系数K=1.476 按粘土，安全系数K=2.342 1.5.6.2 车站靠商业区侧围护桩计算一、工程概况 向兴路站围护计算基坑开挖深度为9m，采用

34、F12001400灌注桩围护结构，桩长为16m，桩顶标高为0m。计算时考虑地面超载20kPa。 共设3道支撑，见下表。中心标高（m）刚度（MN/m2）预加轴力（kN/m）-0.3115.91600-3.3115.910-6.3115.910 二、地质条件 场地地质条件和计算参数见表1。地下水位标高为-1m。表1土层层底标高(m)层厚(m)重度(kN/m3)j()c(kPa)渗透系数(m/d)压缩模量(MPa)m(kN/m4)kmax(kN/m3)2-1.61.617.47.519.32.33-6.14.518.322.216.39.274-13.57.418.429.35.314.775-33

35、.52018.830.55.416.09三、工况工况编号工况类型深度(m)支撑刚度(MN/m2)支撑编号预加轴力(kN/m)1开挖0.62加撑0.3115.9116003开挖3.64加撑3.3115.91205开挖6.66加撑6.3115.91307开挖98换撑8.624009拆撑310拆撑211换撑0.61200工况简图如下： 四、计算 抗管涌验算: 按砂土，安全系数K=1.495 按粘土，安全系数K=2.349 包络图（水土合算，矩形荷载）420-2-40246810121416深的(m)水平位移(mm)Max: 2.2400020000-2000-40000246810121416深度(

36、m)弯矩(kN*m)-37.3 2330.610005000-500-10000246810121416深度(m)剪力(kN)-460.6 840 600kN/m 0kN/m 10.6kN/m 钢筋混凝土圆柱受弯配筋计算：结构安全等级: 2 级,重要性系数: 1 混凝土强度等级 C 25 钢筋种类 2 Fy(N/mm*mm) 300 Fc(N/mm*mm) 11.9 圆柱直径D(mm) 1200 混凝土保护层a(mm) 50 弯矩M(kN.m) 881受压区混凝土截面面积的半圆心角 (度) 51.1 全部纵向钢筋的截面面计 As(mm*mm)16817A可配级钢筋2828，实际钢筋截面面积为1

37、7241，纵向钢筋配筋率 (%) 1.5。所以1200钻孔桩配筋取值2828。1.5.6.3 重力式挡墙计算 重力式挡墙计算模型如下。 一、坡顶荷载由于放坡，可以考虑坡顶以上一半的土体作用于挡墙的一半，即仅考虑2m厚的土体作用：即 q=20+2*18=56KN/m 二、侧压力计算：1、墙顶侧压力： q1=50*ka=56*0.5=28kn/m (根据勘察数据ka=0.46，取0.5)2、墙底侧压力： q2=56*ka+5.7*18*0.5=28+51.3=80kn/m3、主动土压力：Ea=(28+80)*5.7/2=307.8KN作用位置“O”点距离：h=(28*5.7*4.85+52*5.7

38、*0.5*0.39)/307.8=4.39m4、挡墙自重：G=3.5*7.7*20=539KN5、抗滑移验算：Ks=(533.8+42.8)*0.4/(304.8-75)=1.0031.3不满足，应加深挡墙高度，提高自重。增加挡墙深度1m：G=3.5*8.7*20=609KNGn=609*cos80=603KNEan=307.8* cos820=42.8Gt=609*sin80=84.7KNKs=(603+42.8)*0.4/(304.8-84.7)=1.1731.3考虑值的影响，按墙背粗糙有降水的影响，按照规范0.420.42*7.53.150Gn=603KNGt=84.7KNEan=Ea*

39、cos(a-a0-)=307.8coa(90-8-3.15)=307.8*cos78.85=59.52Eat=Ea*cos(a-a0-)=307.8sin(90-8-3.15)=307.8*sin78.85=302Ks=(603+59.52)*0.4/(302-84.7)=1.221.3 (满足要求)所以，挡墙尺寸：长8.7m,宽4m，插入3m。6、抗倾覆验算Ea=(5.7+3.0)*(q1+q2)/2q1=28KN/mq2=28+8.7*18*0.5=106.3Ea=8.7*(28+106.3)=584.2G=8.7*4*20=696KNX0=2.0mEaz=Ea*cos(a-)=696*c

40、os(90-3.15)=38.24KNEax=Easin(a-)=696*sin(90-3.15)=695KNXf=z-b*ctana04.0mzf=z-b*tana0=2.94-4*tan10=2.23m其中Z（28*8.7*4.35+78.3*8.7*0.5*2.9）/696=2.94m所以：Kt=(696*2+38.24*4)/(695*2.23)=0.991.5 (满足要求)1.5.6.4 钢管支撑及钢围檩计算钢管支撑受力计算：NfA（f=215Mpa）A=（304.52-292.52）=22506.4mm2;I=0.049*(6094-5854)=1*109i=211=l0/i=21

41、300/211=100.9查=0.549NfA=0.549*215*22506=2656(KN);即一根钢管能承受的压力为2656/1.2=2213KN钢支撑间距：2213/537.54.12m取4m.钢围囹受力计算(以H400的H型钢):Mxfrxwx 215*1.05*3340000=754(KN.m)两根并排为754*2=1508KN.1500 KNMx =得L=钢围囹的最大间距为:L=5.78m实际为4m5.78，所以符合要求。第2章 基坑围护结构与开挖支护施工方案2.1 围护结构施工方案2.1.1 施工工艺流程1）围护结构施工工艺流程框图：车站围护结构施工工艺流程框图：施工准备钻孔桩

42、、搅拌桩施工地基加固桩顶冠梁施工降水井施工超前降水振冲碎石桩施工土方开挖支撑施工基底平整垫层及主体结构施工 图2.1-1 车站围护结构施工流程图2）商场部分围护结构施工工艺流程框图：施工准备重力式挡墙搅拌桩施工基底加固振冲碎石桩施工降水施工土方开挖超前降水基底平整垫层施工图2.1-2 商场围护结构工艺流程图3）施工方法：采用钻孔桩和深搅桩的施工方法。2.1.2 钻孔灌注桩施工工艺.钻孔桩采用GPS-15正循环旋转钻机施工，泥浆护壁成孔，导管法灌注水下成砼，其施工流程见图2.2-3：钻孔灌注桩施工流程图：平整场地桩位放样埋设护筒钻机就位钻孔成孔检验监理工程师验孔清孔安放钢筋骨架安放导管二次清孔灌

43、注混凝土拔除护筒钢筋护筒制作泥浆准备钢筋骨架制作砼制备泥浆外运泥浆外运试拼装检验导管成桩检测泥浆外运图2.1-3 钻孔灌注桩施工流程图施工步骤、施工准备进场后迅速破除原有路面及清除各种杂物，并用推土机推平场地，钻机就位施工前按施工设计图纸要求放出钻孔桩桩位中心线及桩位，在桩孔周围设置护桩并保护好，以备钻孔时经常检查校核桩位偏差情况同时还应作好接桩复测，安设泥浆池、沉淀池，制作安放用于导入泥浆的钢板槽。确定钻机移位路线和方法，接通水源、电源，安装水泵、桩架。加工钢板箱存放泥浆，并使钻机就位。沉淀池边设泥浆泌水台，边钻孔边清渣，然后在夜间运至业主指定弃土场。设护筒精确定出桩位后，经现场监理工程师检

44、查无误，埋设钢护筒，护筒采用48 mm钢板卷制，护筒内径大于钻头10cm，护筒长约为2米，在粘性土层中一般埋置后护筒底标高应在原地面以下不少于1.0m，在砂土中则不小于1.5m，可随桩位处的土质情况进行确定，护筒顶高出地面0.40.6m，且护筒周围应用粘土夯实，以防渗漏。当孔口土质较差时，在护筒下部浇筑30cm厚的C20混凝土，上部用粘土加水夯实，最后在四周回填土并夯实。护筒埋设位置应准确，保证护筒的垂直度和水平度。在护筒的顶部应开设2个溢浆口，护筒顶面位置偏差不得大于5cm，护筒倾斜度不得大于1%。为增加护筒刚度防止变形，在护筒上下端各焊一道加劲肋。护筒埋设完成后钻机就位，并将钻头准确对准桩

45、位，钻机用缆绳四周加固牢靠稳定。泥浆池及造浆计划在区间范围内设置多个钢箱泥浆池，每一泥浆池10m3，确保每天钻进的需要。成孔过程中，泥浆循环系统应定期清理，确保文明施工。泥浆池实行专人管理。对泥浆循环和沉淀池的渣土，专门配备一台抓土机进行打捞，处理后的渣土外运到指定地点。成孔过程中，泥浆循环系统应定期清理，确保文明施工。泥浆池实行专人管理。沉淀的泥浆用泥浆车运至业主及环保部门所规定的排放位置。造浆选用优质粘土，并在钻进过程中，为保证成孔质量，在泥浆中掺入膨润土及少量的生石灰粉等制成优质泥浆加强护壁以防坍孔。钻孔a.钻机钻孔参数旋转钻机成孔，施工前调整起重滑轮、固定钻杆的卡孔使与护筒中心线处于同

46、一垂直线上，钻杆晃动时应降低旋转速度和收紧钻杆。转速 15-30转/分钟钻压 钻杆自重+摩擦加压沉渣厚度 100mm孔深 不小于设计但不超过设计孔深500mm泥浆 比重1.2 粘度1822s 含砂量4%b.钻进安装正循环钻机时，转盘中心应与钻架上吊滑轮在同一垂直线上，钻杆位置偏差不大于20mm，使用带有变速器的钻机，应把变速器扳上的电动机和变速器被动轴的轴心设置在同一水平标高上。开钻时采用正循环开孔，当钻深超过三翼钻头位置以后，即可启动砂石泵电机，开始反循环作业。如遇岩层，钻进速度较慢时，换装牙轮钻头。启动泥浆泵和转盘时，使之空转一段时间，待泥浆输进钻孔中一定数量后，开始钻进，钻进时，进尺适当

47、控制，在护筒刃脚处低档慢速钻进，使刃脚处有坚固的护壁。每钻进一节吊杆，即接长下一节以便迅速继续钻进，当钻至设计标高后，停止钻进，砂石泵继续排泥，至要求浓度为止。、验孔与清孔钻孔至设计标高后，采用监理工程师指定的方法检测孔深、孔径和垂直度等几何尺寸，待检测合格后，采用换浆法清孔。清孔时应将钻具提离孔底0.30.5m，缓慢回转，同时加大泵量，每隔10min停泵一次，将钻具提高35m来回串动几次，再开泵清孔。测定孔底沉渣，应用测锤测试，测绳读数一定要准确，用35孔必须校正一次。清孔后，孔内泥浆指标要达规范规定标准。钢筋笼制安钢筋笼按设计图纸及规范要求制作，钢筋按各种型号、规格、数量进场后进行取样三组

48、，做钢筋及钢筋焊接的抗拉和抗弯试验，符合规范要求的钢筋方可使用。钢筋笼一次做到设计长度钢筋笼焊接两道护耳确保钢筋笼保护层厚度，钢筋焊接搭接长度单面焊不小于10d，双面焊不小于5d，钢筋笼的主筋与加强箍筋全部焊接。钢筋笼要垂直缓慢吊放，防止撞击孔壁引起坍孔。钢筋笼安放完成后，安放混凝土灌筑导管。导管采用内径为200mm内壁光滑的钢管，底节3m，普通节2m，加配1m长的调节导管。灌筑混凝土用的导管在安放前要通过试拼和密封性检查。导管安放完毕后，其轴线误差不得超过孔深的0.5%，也不得大于10cm。下导管时要缓慢下放，防止碰挂钢筋笼。导管长度根据孔深、漏斗高度等计算确定，导管底距孔底距离为3050c

49、m。水下砼灌注a、砼采用输送车运至现场，砼泵车灌注砼。清孔结束后，要尽快灌筑混凝土，其间隔时间不能大于30min。砼灌注采用提升导管法，导管直径30cm，按12m分节，节间采用法兰盘螺栓联接，灌前要对导管进行气密性试验，试验无误后方可使用。桩基混凝土要一次连续浇筑完成，中途不得中断，并控制在3h内浇完，以保证整根桩混凝土的均匀性。封底混凝土量经计算后确定，保证封底后导管埋入混凝土中的深度不小于1m。在整个浇筑过程中，混凝土导管应埋入混凝土中23m，导管随混凝土浇筑逐渐提升。混凝土配合比要精心设计，在浇筑现场测定混凝土的坍落度，一般控制在1621cm，粗骨料粒径不大于30mm。b、导管上设置封底

50、漏斗，漏斗容积（即首批砼方量）应满足封底时导管埋深大于1m，漏斗与导管间用自制砼球做隔水栓，封底时采用拨球法。封底后移走封底大漏斗换上小漏斗，小漏斗旁设置储料槽，泵送砼先进入储料槽后通过滑槽入小漏斗。导管提升利用25t吊机。c、灌注过程中导管埋深应大于2米，小于6米，并要认真填写灌注记录。d、灌注中，由专人负责测量混凝土顶面高度并计算导管埋入混凝土中的深度，作好记录，以便指导拔导管，防止因埋管过深造成提升困难和导管拔出混凝土面而造成断桩事故。混凝土灌注顶面要适当高出桩顶面设计高程，在冠梁施工时凿除桩头浮浆，以确保桩身混凝土质量2）冠梁施工冠梁将钻孔桩连接成为一个整体，使其形成一个封闭框架。、砼

51、凿除地下墙灌注完毕后，即可排除其上部泥浆，待砼终凝后，即将超灌部分凿除，预留10厘米，待冠梁施工时再凿除，并将锚固筋上砂浆除去。、土方开挖开挖时保留基坑外侧导墙，基坑内侧导墙采用风镐破除后用挖掘机挖内侧土方。、钢筋绑扎钢筋采用集中加工，现场绑扎，并应符合设计和规范要求。、支模模板采用组合钢模，模板要经过除锈，打磨，支撑要牢固。、砼浇灌采用商品砼浇灌，插入式振捣器振捣，按操作要求控制振捣器插点间距和振捣时间，保证砼振捣密实。留施工缝时应与地下墙接头错开，并及时洒水养护。2.1.3 深层水泥土搅拌桩施工工艺1）施工工艺流程深层水泥搅拌桩具体的施工流程见图2.1-4和图2.1-5：场地平整设置机架、

52、移动导轨搅拌机就位钻孔（利用自重沉到设计深度）搅拌、提升、重复搅拌搅拌机提出地面，移位进行下一循环水泥浆拌制水泥材质检验图2.1-4 深层搅拌法施工流程图2)施工参数的选择依据工程设计要求，搅拌桩采用四搅两喷法，搅拌桩桩径为700mm，间距550mm，水泥掺量为16%，水灰比为0.5。设计详细参数见表2.1-1： 施工参数表 表2.1-1序号项目取值备注1水泥掺入比：16各参数要求在现场必须做到挂牌施工2供浆流量：45-60L/Min。3浆液配比：水：水泥0.5：14泵送压力：1.21.8MPa5下沉速度：1m/Min6提升速度：0.5m/Min3）机械设备的选择主要的施工机械搅拌机型号为SJ

53、B-1，其主要设备如下表2.1-2所示：深层搅拌桩施工机械设备一览表 表2.1-2序号设备名称型号、规格备注1搅拌桩机SJB-22卷扬机3灰浆桶0.6m34存浆桶6m35压浆泵3 m3/h8水准仪JSC9路基箱板2m6m10挖土机1m311推土机2m34）浆液配合比的选择浆液配比见表2.1-3：浆液配比表2.1-3项目材料水水泥规 格自来水425重量比0.51图2.1-5 深层搅拌法施工示意图5）深层搅拌加固施工工艺操作细则详见图2.1-5深层搅拌法施工示意图。（1）施工场地平整平整施工场地,清除一切地面和地下障碍物，若埋深3.0m以下存在障碍物时与设计人员商量再作处理；当施工场地表面过软时，采取铺设路基箱的措施防止施工机械失稳。（2）桩机定位 桩位放样由现场技术人员及测量人员根据设计图纸和测量控制点放出桩位，桩位平面偏差不大于20。按设计要求的施工顺序在地面做好桩位标志，保证搅拌桩每次准确定位。 开挖沟槽根据结构内边控制线，采用挖机开挖，并清除地下障碍物。开挖沟槽余土