北京圖書館深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

PAGE56-目錄1序言-3-1.1目的-3-1.2工程概況-3-1.3工程地質(zhì)水文條件-4-1.4任務(wù)-4-1.5設(shè)計依據(jù)-4-1.6工作方法及完成工作量-4-2地下空間規(guī)劃設(shè)計-6-2.1現(xiàn)有建筑情況-6-2.2地下空間利用現(xiàn)狀-6-3管片設(shè)計-7-3.1設(shè)計方法的選取-7-3.2管片荷載計算-7-3.2.1初始計算參數(shù)的選取-7-3.3.2設(shè)計方法-8-3.3.3荷載計算-8-3.4內(nèi)力計算-11-3.5配筋計算-11-3.6驗算襯砌管片的安全性-14-3.6.1截面A承受正彎矩和軸力-14-3.6.2截面B承受負(fù)彎矩和軸向力-16-3.6.3連接縫的驗算-17-4降水設(shè)計報告-21-4.1降水設(shè)計的任務(wù)依據(jù)-21-4.2降水地質(zhì)條件和工程環(huán)境-21-4.2.1地質(zhì)條件-21-4.2.2工程環(huán)境-21-4.3降水水位和水量計算-23-4.3.1基坑性質(zhì)-23-4.3.2各參數(shù)的確定-23-4.3.3各參數(shù)計算-23-4.3.4計算基坑涌水量-24-4.3.5井點布置-24-4.3.6井管的長度l0的計算-25-4.3.7驗算-25-4.4工程環(huán)境問題-26-4.4.1工程環(huán)境影響監(jiān)控-26-4.4.2工程環(huán)境影響防治-26-4.4.3降水監(jiān)測與維護(hù)的有關(guān)要求-26-5基坑支護(hù)工程設(shè)計報告-28-5.1工程概況-28-5.2編制依據(jù)-28-5.3工程地質(zhì)及水文地質(zhì)資料-28-5.4基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計-28-5.4.1支護(hù)方式選擇-28-5.4.2地下連續(xù)墻的設(shè)計計算-29-5.4.3計算最大彎矩-35-5.4.4連續(xù)墻的配筋計算-36-總結(jié)-39-致謝-40-參考文獻(xiàn)-41-附圖一：負(fù)一層平面規(guī)劃圖附圖二：負(fù)二層平面規(guī)劃圖附圖三：總立體規(guī)劃圖1序言1.1目的擬建工程為中國xx(xx)綜合圖書館，位于中國xx(xx)運動場和籃球場地下6處，總高度為10。分地下一層和地下二層，高度均為5。其中地下一層作學(xué)生休閑室、自習(xí)室、及閱覽室，地下二層學(xué)校實驗室。1.2工程概況該工程占地面積約為188.7395m(南北)×219.90892m(東西)m2，在用地范圍內(nèi)地形平坦，場地內(nèi)除一個籃球場看臺外無其它建筑物、構(gòu)筑物及地下空間,地下空間設(shè)計區(qū)域為紅線以內(nèi)(見圖1－1)；場地內(nèi)無要保留的樹木，無文物古跡的拆除和保留；無地下管線及管道設(shè)備穿過，無地下防空設(shè)施或地下儲庫等，目前處于完全非開發(fā)狀態(tài)。設(shè)計區(qū)域北面為校內(nèi)主馬路，南面為校外馬路及7層高的住宅樓一幢，西面為運動場看臺，東面為教五樓及其外小花園。教五樓為地上五層地下一層的教學(xué)樓，距東操場23左右，因而對地下施工不會有太大障礙。工程所在地區(qū)處于華北，冬季寒冷干燥，夏季多雨。工程的建筑環(huán)境較好，無大的影響施工的其它條件，建筑場地內(nèi)無斷層滑坡泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，地層多為硬黏性土；地下水無侵蝕性。工程距地大東門幾十米，因而交通便利，可方便的運送鋼筋和混凝土等建筑材料，且場地水、電、氣、燃料等能源供應(yīng)充足，能保證工程的順利施工。工程設(shè)計的規(guī)模較大，又由于是在地面以下較大的空間下開挖，故對施工技術(shù)要求較高。工程用地使用權(quán)屬中國xx(xx)，按相關(guān)法規(guī)得到上級審批后可以建相關(guān)建筑物。由于工程在xx，所以施工對環(huán)境要求較高，本工程采取了有效的措施進(jìn)行對環(huán)境的保護(hù)。圖1－1擬建中國xx(xx)綜合圖書館平面圖1.3工程地質(zhì)水文條件擬建場地地勢基本平坦。根據(jù)勘察報告，擬建場地在深度25m的范圍內(nèi)地基土主要由新近沉積和一般第四紀(jì)沉積土組成。表層主要由雜填土和黃褐色，褐黃色的新近粘性土，粉土及雜色碎石土沉積、其下地層為雜色的一般第四紀(jì)地層。地下水位為-2.0m，地下水對施工會造成影響。擬建場地土層厚度及主要物理力學(xué)指標(biāo)見下表1-1：表1-1土層厚度及主要物理力學(xué)性能指標(biāo)土層層底標(biāo)高(m)層厚(m)重度()(°)C(kPa)滲透系數(shù)(m//d)雜填土-0.80.8191015粉細(xì)砂-2.822030018砂質(zhì)粉土-3.812020158卵石-6.832040080細(xì)砂-7.812030020卵石-17.89.220450801.4任務(wù)(1)規(guī)劃紅線以內(nèi)地下空間,畫出規(guī)劃圖(CAD平面和立體圖)。(2)地下步行街為地下二層，地下一層和地下二層高度均為5。其中地下一層作學(xué)生休室、自習(xí)室、及閱覽室，地下二層學(xué)校實驗室。(3)要求施工方法為盾構(gòu)法。設(shè)計盾構(gòu)管片襯砌。(5)地下街出入口須采用明挖施工，支護(hù)采用地下連續(xù)墻。相關(guān)地下街出入口，地下街寬度、高度，出入口形式及尺寸參考相關(guān)規(guī)范確定。(6)采用一種降水方法。(7)建立地下街三維空間模型。(8)編寫設(shè)計報告。1.5設(shè)計依據(jù)本次規(guī)劃和設(shè)計工作的依據(jù)和執(zhí)行的規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):(1)《巖土工程勘查規(guī)范》(GB50021--2001)(2)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50016--2006)(3)《圖書館建筑設(shè)計規(guī)范》(GBJ38--99)(4)《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》(GB50086--2001)(5)《工程測量規(guī)范》(GB50026)(6)《建筑與市政降水工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ/T111--98)(7)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB5007--2002)1.6工作方法及完成工作量本組成員對收集的信息和學(xué)校提供的底地層的資料進(jìn)行了整理，并在此基礎(chǔ)上依據(jù)相關(guān)規(guī)范和規(guī)程，對開發(fā)區(qū)用地進(jìn)行合理規(guī)劃設(shè)計。完成的主要工作量見表1-2。表1-2工作量統(tǒng)計表工作項目單位完成工作量工程圖表繪制1：100地下一層層平面圖張11：100地下二層層平面圖張11：100三維立體體圖張1管片襯砌管片襯砌報告篇1基坑支護(hù)地下支護(hù)報告篇1降水降水設(shè)計報告篇12地下空間規(guī)劃設(shè)計2.1現(xiàn)有建筑情況中國xx自從50周年校慶以來，學(xué)?？傮w規(guī)劃和建設(shè)進(jìn)入了一個新的里程碑。學(xué)校建設(shè)可以說是日新月異，但是從現(xiàn)有的資源來看，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足全校師生的需求。中國xx(xx)現(xiàn)有的教學(xué)樓5棟，圖書館1棟，其中規(guī)模較大的教學(xué)樓只有綜合教學(xué)樓、教19樓和教5。實驗室都分散設(shè)置在各院系，沒有一個比較綜合的實驗樓，不便于學(xué)校的管理和學(xué)生的學(xué)習(xí)?，F(xiàn)可用于教學(xué)閱讀和科研實驗的空間小，學(xué)生自習(xí)空間尤為緊張，學(xué)校用地逐漸不能滿足學(xué)生生活學(xué)習(xí)的需要。并且我校地處海淀區(qū)北四環(huán)上用地緊張，外延式拓展難度很大，而且學(xué)校地上空間的建設(shè)逐漸飽和，在這種形勢下，開發(fā)占地面積較大學(xué)校南區(qū)的地下空間迫在眉睫，地下開發(fā)可以在不影響地上學(xué)生活動的基礎(chǔ)上進(jìn)行，對緩解現(xiàn)有建筑超負(fù)荷運營的狀況而言即為有利。2.2地下空間利用現(xiàn)狀中國xx地下空間的開發(fā)利用才剛剛起步，所建成的地下空間只有教19樓地下一、二層。19樓地下一層用于學(xué)生正常的學(xué)習(xí)生活，地下二層建成停車庫，其他樓地下空間的開發(fā)和利用極為有限。結(jié)構(gòu)層結(jié)構(gòu)層結(jié)構(gòu)層1m1m5m5m地下一層地下二層圖2-1地下空間規(guī)劃圖3管片設(shè)計3.1設(shè)計方法的選取地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法主要包括工程類比設(shè)計法、力學(xué)模型設(shè)計方法、結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計方法、結(jié)構(gòu)荷載共同作用設(shè)計方法4種，但由于目前尚無很成熟的盾構(gòu)管片設(shè)計規(guī)范，因此本設(shè)計只能采用工程類比設(shè)計方法，通過已建工程和本工程的類比分析初步選定襯砌管片的類型、形狀、尺寸、管片系統(tǒng)、連接縫形式等參數(shù)，然后對其進(jìn)行安全校核。管片結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)力計算模型主要有層狀結(jié)構(gòu)模型法、有限元法(FEM)、和彈性方程法。層狀模型法是利用計算機(jī)矩陣計算內(nèi)力的方法，屬于多靜態(tài)模糊模型，不適于手算；有限元法是以連續(xù)體理論為基礎(chǔ)，通過計算機(jī)的高速精確計算的一種設(shè)計方法，與層狀結(jié)構(gòu)模型法相同，也不適于手算；在彈性方程法中，水壓力被認(rèn)為是垂直均載和水平均載的組合，在水平方向上的地基反力被簡化為三角形分布的可變荷載，(如圖3-1)根據(jù)設(shè)計要求盾構(gòu)隧道內(nèi)徑為6m，不屬于大直徑盾構(gòu)斷面，因而不采用箱型管片。平板型管片的抗彎剛度和強度相對較大，且管片混凝土截面削弱小，對盾構(gòu)推進(jìn)裝置的頂力具有較大的抵抗能力。故決定采用C50鋼筋混凝土平板型管片。管片厚度與管環(huán)外徑比的選擇，取決于土質(zhì)條件，覆蓋土層的厚度，施工荷載狀況，隧道的使用目的及管片施工條件等多種條件。本工程的隧道管片外徑為6000mm，所以本工程的管片厚度選擇為300mm，管片形心半徑為2850mm，管片寬度取1000mm。圖3-1彈性方程法計算模型3.2管片荷載計算3.2.1初始計算參數(shù)的選取3.2.1.1管片條件管片類型：平面型；管片外直徑：mm；管片的形心半徑：mm；管片的厚度：mm；管片截面面積：cm2；管片的單位重度：kN/m2；管片的彈性模量：kN/m2；管片截面的慣性矩：m4；混凝土標(biāo)準(zhǔn)強度：MN/m2；混凝土允許抗壓強度：MN/m2；混凝土彈性模量量比：； 混凝土彎矩增大大率：；鋼筋允許強度：：MN/mm2；螺栓允許強度：：MN/mm2；3.3.1.22場地條條件土壤條件：粘性性土；土的側(cè)壓力系數(shù)數(shù)：；超載：kN/mm2；上部土層厚度：：m；潛水位：m；反作用系數(shù)：MMN/m3；水的重度：kMM/m33；盾構(gòu)千斤頂軸推推力：片；；土體與水水文資料見見表1-1.3.3.2設(shè)計方法法盾構(gòu)隧道設(shè)計主主要根據(jù)設(shè)設(shè)計規(guī)范，校校核內(nèi)部采采用彈性方方程法(表3-1)，校核襯襯砌安全性性采用允許許應(yīng)力法。3.3.3荷載計算算靜荷載：kN//m2;底部靜載反作用用kN/m2因為，不能獲得得土的成拱拱效果，故故采用總覆覆土壓力。(1)隧道拱部部的垂直壓壓力：土壓：水壓：kN/mm2kkN/m22圖3-2荷載條條件(2)隧道底部部的垂直壓壓力：水壓：kN/mm2土壓：kN/mm2(3)隧道拱部部的測壓：：土壓：kN/mm2水壓：kN/mm2隧道底部的側(cè)壓壓：土壓：水壓：kN/mm2kkN/m22表3-1彈彈性方程計計算內(nèi)力荷載彎矩軸力剪力垂直方向均載側(cè)向均載側(cè)向三角形變化化荷載側(cè)向地基反作用用力靜荷載彈簧的側(cè)向位移移拱角；(2)地基反作用用力位移：：m(3)反作用力力：kN//m23.4內(nèi)力力計算根據(jù)表3-1計計算內(nèi)力公公式，計算算出的襯砌砌管片的內(nèi)內(nèi)力如表3-2所示。表3-2襯砌管管片的內(nèi)力力θ總彎矩總軸力總剪力075.74544.640.001070.14549.82-22.172054.32564.53-40.543030.97586.43-52.00404.04612.14-54.7350-21.97637.81-48.5460-43.14659.47-35.7370-56.96675.01-19.5480-62.60684.13-3.4490-60.87688.149.73100-47.56689.8448.39110-38.78685.0662.03120-23.67676.0668.98130-5.14665.2068.9814013.99654.3462.5815031.39644.3450.7316045.26636.2935.3617054.17631.0918.0718057.23629.300.00最大正彎矩出現(xiàn)現(xiàn)在隧道拱拱部0°(截面A)，最大負(fù)負(fù)彎矩出現(xiàn)現(xiàn)在與隧道道拱部成80°角的彎曲曲段(截面B)。3.5配筋筋計算由表3-2可見見，當(dāng)時，彎彎矩取得最最大值。(1)將管片視為為一平面板板結(jié)構(gòu)，板板的長度mmm;寬度mm；高mm；由于管管片受到相相反方向的的彎矩，且且數(shù)值相差差不大，因因此采用對對稱配筋的的方式采用C50的混凝土土：抗壓強度N/mmm2；抗壓強度N/mmm2；彈性模量kN//mm2；采用HRB335的的鋼筋：抗拉強度N/mmm2；彈性模量kN//mm2；彈性模量比受壓區(qū)相對高度度mm按不對稱配筋計計算方法處處理mm；mm則mm；取則：按大偏心受壓情情況計算：：mm取mmmm2另外，以不考慮慮受壓鋼筋筋的情況計計算，則由由得：mm由公式有∴mm2；取較小值進(jìn)行配配筋，即取取mm2；取，mm2；演算：由，得則kNkN∴滿足要求(2)驗證彎矩配筋所能承受的的最大彎矩矩按單筋計算同時，滿足適用條件件kN··mkN··m∴安全。150mm150mm35mm265mm35mm9?141000mm圖3-3管片配配筋、受壓壓區(qū)圖3.6驗算算襯砌管片片的安全性性演算截面A，截截面B，連續(xù)部部分和盾構(gòu)構(gòu)千斤頂?shù)牡耐屏?，看看襯砌管片片是否安全全。(1)截面A和截面B安全性性校核計算原理：利用用材料力學(xué)學(xué)中的均質(zhì)質(zhì)材料受彎彎的方法進(jìn)進(jìn)行疊加計計算，但由由于鋼筋混混凝土是非非均質(zhì)材料料，因此計計算管片截截面積應(yīng)把把鋼筋等效效成混凝土土進(jìn)行計算算，同理，管管片截面慣慣性矩也應(yīng)應(yīng)適用等效效后的截面面積，計算算公式如下下：m2——等效后的管片截截面面積，m2；——管片實際截面面面積，m2；mm43.6.1截面A承受正彎彎矩和軸力力kN·mkN等效截面積：mm2mm2混凝土的最大壓壓應(yīng)力：MN/m2MNN/m2混凝土的最大拉拉應(yīng)力：MN/m2由圖3-3的幾幾何關(guān)系可可得鋼筋應(yīng)應(yīng)力：外外內(nèi)cm截面A圖3-3管片片襯砌臨界界斷面應(yīng)力力分布∴截面A滿足強度要求。注：負(fù)號代表拉拉應(yīng)力根據(jù)三角形形似似計算，從從而求出。保護(hù)層厚度(自自取)cmcmmMN/m2ccmMN/m223.6.2截面B承受負(fù)彎彎矩和軸向向力外外內(nèi)cm截面B圖3-3管片片襯砌臨界界斷面應(yīng)力力分布kN·mkNN·m混凝土的最大壓壓應(yīng)力：MN/m2MNN/m2MN/m2全部滿足要求，截截面A、B均安全。表3-4檢查查斷面A、B安全性的的計算結(jié)果果截面A截面B544.64684.1314.84-9.76抗壓強度6.65-1.904抗壓強度-3.26.23抗拉強度-11.895530.63抗拉強度31.9-5.543.6.3連接縫的的驗算連接抵抗彎矩應(yīng)應(yīng)該不小于于管片自身身抵抗彎矩矩的60%。3.6.3.11管自身身抵抗彎矩矩計算簡圖如圖33-4所示：b=1000mmb=1000mmx=41.5mmd=265mmd=35mm圖3-4管片斷斷面示意圖圖——當(dāng)內(nèi)力,受壓區(qū)區(qū)峰值纖維維與中和軸軸線的距離離(受壓區(qū)高高度)mm——當(dāng)受壓區(qū)峰值纖纖維壓力達(dá)達(dá)到23.11MN/mm2時掛念自自身抵抗彎彎矩，23.11MN/mm2是混凝土土的最大抗抗壓強度：：(kNN·m/環(huán))——當(dāng)鋼筋應(yīng)力達(dá)到到300MMN/m22時管片自自身的抵抗抗彎矩，其其中300MMN/m22是鋼筋的的允許的最最大抗拉強強度：(MNN/環(huán))(kN·m/環(huán)))3.6.3.22連接縫縫的抵抗彎彎矩管片連接斷面螺螺栓分布如如圖3-55所示：x——當(dāng)內(nèi)力N=0時時，受壓區(qū)區(qū)峰值纖維維與中和軸軸的距離((受壓區(qū)高高度)：cm；——當(dāng)受壓區(qū)峰值纖纖維壓力達(dá)達(dá)到23.11MN/mm2時連續(xù)縫縫的抵抗彎彎矩，23.11MN/mm2時混凝土土允許的最最大抗壓強強度：kN/m2——當(dāng)鋼筋應(yīng)力達(dá)到到300MMN/m22時連接縫縫的抵抗彎彎矩，其中中300MMN/m22是螺栓允允許應(yīng)力：：kN/m2kN/m2x=14.03mmx=14.03mmb=1000mmd=35mm3M24d=265mm圖3-5管片片連接斷面面3.6.3.33演算千千斤頂?shù)耐仆屏κ欠穹弦骵=10mme=10mm千斤頂t=300mm圖3-6管片和和盾構(gòu)千斤斤頂推力示示意圖——一個盾構(gòu)千斤頂頂?shù)闹行耐仆屏εc襯砌砌管片中心心偏心距，e=1.0cm；——每個千斤頂?shù)耐仆屏Γ琍=10000kN；——相鄰兩個千斤頂頂?shù)木嚯x，=10cm；——混凝土管片最大大抗壓強度度，；——盾構(gòu)千斤頂數(shù)量量，10片；t——管片厚度，t==30cmm；B——定位板中心弧長長，m；A——作用在襯砌管片片上一個千千斤頂推力力機(jī)的接觸觸面積，m2m4——混凝土的最大壓壓應(yīng)力MN//m2MN/mm2結(jié)論：襯砌管片初擬條條件設(shè)計承承載值相對對設(shè)計負(fù)荷荷值是安全全的。4降水設(shè)計報報告4.1降水水設(shè)計的任任務(wù)依據(jù)擬建工程為中國國xx(xx)南區(qū)綜合合地下圖書書館，上部部建筑為運運動場和籃籃球場地區(qū)區(qū)，地下無無其他形式式建筑。為為配合盾構(gòu)構(gòu)的挖掘，在在圖書館主主入口出設(shè)設(shè)置基坑，并并對基坑的的挖掘進(jìn)行行降水工作作。為確保保工程安全全可靠、經(jīng)經(jīng)濟(jì)合理，并并且注重環(huán)環(huán)境保護(hù)等等方面的要要求，降水水設(shè)計內(nèi)容容符合《建建筑與市政政降水工程程技術(shù)規(guī)范范》(JGJ//T11ll-98)的相關(guān)規(guī)規(guī)定。根據(jù)工程需要，基基坑長a=15..0m，寬b=10..0m，高l′=17.00m，坑壁壁支護(hù)形式式采用鉆孔孔灌注樁加加錨桿。由由降水地質(zhì)質(zhì)條件和工工程環(huán)境決決定采取坑坑外降水，降降水方法需需要用管井井降水法，井井管距基坑坑邊緣c=1.55m。降水時間：由自自樁體的開開挖至施工工結(jié)束。具具體工程依依據(jù)及施工工過程見下下述說明。4.2降水水地質(zhì)條件件和工程環(huán)環(huán)境4.2.1地質(zhì)條件件4.2.1.11工程地地質(zhì)及水文文地質(zhì)條件件場地淺部地下水水屬潛水類類型，主要要補給來源源為大氣降降水、地表表徑流。水水位隨季節(jié)節(jié)變化而變變化。設(shè)計計計算時地地下水位采采用-2..0m。擬擬建場地底底層主要物物理力學(xué)性性能指標(biāo)見見表4-1..表4-1土層物物理力學(xué)性性質(zhì)參數(shù)表表土層層底標(biāo)高(m)層厚(m)重度()(°)C(kPa)滲透系數(shù)(m//d)雜填土-0.80.8191015粉細(xì)砂-2.822030018砂質(zhì)粉土-3.812020158卵石-6.832040080細(xì)砂-7.812030020卵石-17.89.220450804.2.1.22環(huán)境地地質(zhì)條件基坑周圍無建筑筑，無超載載、應(yīng)力集集中等現(xiàn)象象。4.2.2工程環(huán)境境工程施工地點為為中國xxx(xx)南區(qū)地下下空間的入入口處，所所處具體位位置為主馬馬路旁與教教四樓相對對。中國xx(xxx)處于xx市海淀淀區(qū)，處于于對市容、交交通的影響響，施工的的原料、施施工過程中中的廢渣應(yīng)應(yīng)在晚上運運輸?；娱_挖地點靠靠近學(xué)校的的主馬路，考考慮到學(xué)生生通行的問問題，應(yīng)盡盡量避免占占用主馬路路，并做好好維護(hù)措施施，防止由由于學(xué)生的的誤入、施施工原料或或廢渣的對對方等原因因造成的安安全問題。排排水管通向向地下排水水管道，防防止排水管管道漏水造造成地面積積水，致使使師生通行行不便。同同時，大量量地下水的的抽取會使使地下水位位降低，影影響基坑周周圍的植被被，應(yīng)注意意植被的保保護(hù)。降水方案的選擇擇及依據(jù)：：根據(jù)工程的需要要和工程地地質(zhì)及水文文地質(zhì)條件件，基坑降降水的計算算定為潛水水完整井的的計算。由《建筑與市政政降水工程程技術(shù)規(guī)范范》(JGJ//T11ll-98)的規(guī)定，由由表4-2和各降水水方法的要要求和適用用范圍選擇擇合適的降降水方法：：表4-2降水技技術(shù)方法使使用范圍降水技術(shù)方法適合地層滲透系數(shù)(m//d)降水深度(m))明排井(坑)真空點井噴射點井電滲點井引滲井管井大口井輻射井淺埋井粘性土、砂土粘性土、粉質(zhì)粘粘土砂土粘性土粘性土、砂土砂土、碎石土砂土、碎石土粘性土、砂土、礫礫砂粘性土、砂土、礫礫砂<0.50.1~20..00.1~20..0<0.10.1~20..01.0~2000.01.0~2000.00.1~20..00.1~20..0<2單級<6多級<<20<20按井類型確定由下伏含水層的的埋藏和水水頭條件確確定>5<20<20<2基坑長a=155.0m，寬b=10..0m，高l′=17.00m，基坑坑中心處水水位比井點點出高，參參見圖(4-1)，為基底水水力坡降，可可近似取==0.1，為井點系系統(tǒng)中心至至井軸線距距離，即基基坑的化引引圓半徑。·ll=1.5mSL1=0.3m1.01mir=0.731m基坑H=21.4m不透水層圖4-1潛水水完整井各各參數(shù)的示示意圖考慮到抽水水位位波動，坑坑底水位應(yīng)應(yīng)至少低于于坑底1mm。所以，降降水深度大大于16mm。經(jīng)計算，滲透系系數(shù)K′=3.0001m/d。(計算過程程見下述說說明)所以，宜選擇管管井降水法法。4.3降水水水位和水水量計算4.3.1基坑性質(zhì)質(zhì)基坑長a=155.0m，寬寬b=10.00m，則a/bb=15//10=11.5<110，所以，該該基坑為面面狀基坑。4.3.2各參數(shù)的的確定4.3.3各參數(shù)計計算(1)滲透系數(shù)數(shù)K′的計算K′===48.7式中：——第層層土層的滲滲透系數(shù)；；———第層含水層層土層的厚厚度；與的值見表4-33：表4-3與的值值層數(shù)123456(m/d)(m)0.60480.300.00434.000.86041.900.00603.091.29601.906.92108.10代入公式(4--1)得：K′=48..7(m/d)(2)化引圓半徑的計計算估計矩形基坑的的化引圓半半徑：===7.3125mm查表4-4，確定系系數(shù)：表4-4系數(shù)數(shù)與b/a的關(guān)關(guān)系b/a00.10.20.30.40.60.81.01.001.001.101.121.141.161.181.18則=7.31m(3)影響半徑R的計計算對于潛水井，由由經(jīng)驗公式式：′=10333.0500m4.3.4計算基坑坑涌水量(1)單井涌水量的計計算K′=8080.8876(2)井點系統(tǒng)涌水量量的計算K′=13267..67(3)管井單井點出水水能力q的計算=720——與K有關(guān)的的系數(shù)，參參見表4--5表4-5經(jīng)驗驗系數(shù)滲透系數(shù)K′((m/d)(含水層厚大于220m)2~55~1515~3030~701007050304.3.5井點布置置(1)井點的數(shù)量n′′的計算n′==18.42119(2)井管的平均距離離m的計算：：m′==3.26(mm)結(jié)合實際的工程程環(huán)境及降降水條件，取取值3.226m。(3)一般在基坑四角角適當(dāng)加密密布置井點點，因此，實實際采用井井管的數(shù)量量n：n=1.1n′′=1.1119=220井點布置圖參見見4-2::rr04-2井點布置置圖4.3.6井管的長長度l0的計算==21m4.3.7驗算(1)實際化引圓半徑徑的計算==8.63m－第個經(jīng)典至環(huán)環(huán)繞形狀中中心的距離離。(2)水位降深井點處水位降深深井點處水位h：：h==4.45m則井點處水位SS′：S′=H-h=21.4-44.45==16.995m基坑中心處水位位降深:基坑水位所以符合要求4.4工程程環(huán)境問題題4.4.1工程環(huán)境境影響監(jiān)控控查明工程降水對對鄰近建筑筑物、構(gòu)筑筑物、地下下管線的影影響，按《建建筑變形測測量規(guī)定》(JGJ/T8)的有關(guān)規(guī)定建立時空監(jiān)控系統(tǒng)；在建筑物、構(gòu)筑筑物、地下下管線受降降水影響范范圍的不同同部位設(shè)置置固定變形形觀測點，另另在降水影影響范圍以以外設(shè)置固固定基準(zhǔn)點點；降水以前，對設(shè)設(shè)置的變形形觀測進(jìn)行行二等水準(zhǔn)準(zhǔn)測量，測測量不少于于2次，測量量誤差允許許為mm。降水開始后，在在水位未達(dá)達(dá)到設(shè)計降降水深度以以前，對觀觀測點應(yīng)每每天觀測一一次，達(dá)到到降水深度度后2~5天觀測一一次，直至至變形影響響穩(wěn)定或降降水結(jié)束為為止；變形觀測點的設(shè)設(shè)置，符合合現(xiàn)行國家家標(biāo)準(zhǔn)《工工程測量規(guī)規(guī)范》(國標(biāo)500226)的有關(guān)規(guī)規(guī)定。對變形測量記錄錄應(yīng)及時檢檢查整理，結(jié)結(jié)合降水觀觀測孔資料料，查明降降水對建筑筑物、構(gòu)筑筑物、地下下管線變形形影響的發(fā)發(fā)展趨勢和和變形量，分分析變形影影響危害程程度。降水過程中，特特別在基坑坑開挖時，隨隨時觀察基基坑邊坡的的穩(wěn)定性，防防止邊坡產(chǎn)產(chǎn)生流沙、流流土、潛蝕蝕、塌方等等現(xiàn)象。4.4.2工程環(huán)境境影響防治治降水工程施工前前或施工中中，應(yīng)根據(jù)據(jù)預(yù)測和監(jiān)監(jiān)測資料，判判斷鉻鎳鋼鋼成環(huán)境影影響程度，及及時采取防防治措施。根據(jù)工程環(huán)境影影響的性質(zhì)質(zhì)和大小，可可選擇下列列防治措施施：改進(jìn)降水技術(shù)方方法；基坑外建立或結(jié)結(jié)合阻水護(hù)護(hù)坡樁、防防滲墻、樁樁墻、連續(xù)續(xù)墻；邊坡網(wǎng)護(hù)、噴護(hù)護(hù)；人工回灌地下水水。水土資源保護(hù)在江水施工前，對對水土資源源做好利用用、保護(hù)；；暫時難以以利用的，可可將抽出的的地下水引引調(diào)儲存在在不影響工工程環(huán)境的的地表或地地下。降水施工期間洗洗井抽出的的淡水，應(yīng)應(yīng)在現(xiàn)場基基本澄清后后排放，并并防止淤塞塞市政管網(wǎng)網(wǎng)或污染地地表水體。降水施工排出的的土和泥漿漿，不應(yīng)任任意排放，防防止污染城城市環(huán)境或或影響土地地功能。4.4.3降水監(jiān)測測與維護(hù)的的有關(guān)要求求(1)降水監(jiān)測降水監(jiān)測與維護(hù)護(hù)期對各降降水井和觀觀測孔的水水位、水量量進(jìn)行同步步檢測。降水井和檢測孔孔的水位、水水量和水質(zhì)質(zhì)的檢測應(yīng)應(yīng)符合下列列要求：降水勘察期和降降水檢驗前前應(yīng)統(tǒng)測一一次自然水水位；抽水開始后，在在水位未達(dá)達(dá)到設(shè)計降降水深度以以前，每天天觀測3次水位、水水量；當(dāng)水位已達(dá)到設(shè)設(shè)計降水深深度，并趨趨于穩(wěn)定時時，可每天天觀測1次；水位、水量監(jiān)測測記錄應(yīng)及及時整理，繪繪制水量(()與時間t和水位降降伸值S與時間t過程曲線線圖，分析析水位水量量下降趨勢勢，預(yù)測設(shè)設(shè)計降水深深度要求所所需時間；；根據(jù)水位、水量量觀測記錄錄，查明降降水過程中中的不正常常狀況及其其產(chǎn)生原因因，及時提提出調(diào)整補補充措施，確確保達(dá)到降降水深度。在基坑開挖過程程中，隨時時觀測基坑坑側(cè)壁、基基坑底的滲滲水現(xiàn)象，并并查明原因因，及時才才卻工程措措施。(2)降水維護(hù)降水期間對抽水水設(shè)備和運運行狀況進(jìn)進(jìn)行維護(hù)檢檢查，每天天檢查不少少于3次，觀測測記錄水泵泵的工作壓壓力、真空空泵、電動動機(jī)、水泵泵溫度，電電流、電壓壓、出水等等情況，發(fā)發(fā)現(xiàn)問題及及時處理，使使水泵設(shè)備備始終處在在正常運行行狀態(tài)。抽水設(shè)備定期保保養(yǎng)，降水水期間不得得隨意停抽抽。注意保護(hù)井口，防防止雜物掉掉入井內(nèi)，經(jīng)經(jīng)常檢查排排水管、溝溝，防止?jié)B滲漏，冬季季降水，應(yīng)應(yīng)采取防凍凍措施。在更換水泵時，應(yīng)應(yīng)測量深度度，掌握水水泵安裝的的合理深度度，防止埋埋泵。發(fā)現(xiàn)基坑出水、涌涌砂，立即即查明原因因，組織處處理。發(fā)生停電時，及及時跟換電電源，保持持正常降水水。5基坑支護(hù)護(hù)工程設(shè)計計報告5.1工程程概況中關(guān)村西區(qū)地下下空間規(guī)劃劃區(qū)域西起起理想國際際大廈，東東至科貿(mào)電電子城(平面圖見見附圖)。要求設(shè)設(shè)計該區(qū)域域地下街為為三街。地地下一層——為用于輕輕型貨物物物流動及地地下步行街街；二層——用于地鐵鐵運輸；三三層——用于中關(guān)關(guān)村貨物儲儲存。5.2編制制依據(jù)(1)《土力學(xué)》，中中國建筑工工業(yè)出版社社，2005年版。(2)《地下建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)計計》清華大大學(xué)出版社社，20007年版。(3)《鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)規(guī)規(guī)劃》(GB500010--20022)20002年版。5.3工程程地質(zhì)及水水文地質(zhì)資資料擬建場地地勢基基本平坦。根根據(jù)勘察報報告，擬建建場地在深深度25mm的范圍內(nèi)內(nèi)地基土主主要由新近近沉積和一一般第四紀(jì)紀(jì)沉積土組組成。表層層主要由雜雜填土和黃黃褐土，褐褐黃色的新新近粘性土土，粉土及及雜色碎石石土沉積、其其下地層為為雜色的一一般第四紀(jì)紀(jì)地層。地地下水位為為-2.00m，地下下水對施工工會造成影影響。擬建建場地層厚厚度及主要要物理力學(xué)學(xué)性能指標(biāo)標(biāo)見下表5-1。表5-1地層厚厚度及主要要物理力學(xué)學(xué)性能指標(biāo)標(biāo)土層層底標(biāo)高(m)層厚(m)重度()(°)C(kPa)滲透系數(shù)(m//d)雜填土-0.80.8191015粉細(xì)砂-2.822030018砂質(zhì)粉土-3.812020158卵石-6.832040080細(xì)砂-7.812030020卵石-17.89.220450805.4基坑坑支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計5.4.1支護(hù)方式式選擇支護(hù)方法主要有有重力式擋擋土墻，鋼鋼板樁，鋼鋼筋混凝土土板樁，鉆鉆孔灌注樁樁，地下連連續(xù)墻，SSMW工法，土土層錨桿，逆逆作拱墻擋擋土墻結(jié)構(gòu)構(gòu)，土釘支支護(hù)結(jié)構(gòu)，根根據(jù)場地工工程地質(zhì)條條件選擇了了地下連續(xù)續(xù)墻。5.4.1.11地下連連續(xù)墻連續(xù)墻有很多的的種類：(1)按成墻方式式可分為：：①樁排式②槽板式③組合式(2)按墻的用途途可分為：：①防滲墻②臨時擋土土墻③永久擋土土(承重)墻④作為基礎(chǔ)礎(chǔ)用的地下下連續(xù)墻(3)按開挖情況況可分為：：①地下連續(xù)續(xù)墻(開挖)②地下防滲滲墻(不開挖)我們選擇的是槽槽板式用作作永久擋土土維護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的鋼筋混混凝土地下下連續(xù)墻。5.4.1.22地下連連續(xù)墻的優(yōu)優(yōu)點(1)施工時震動動小，噪音音低，非常常適于在城城市施工；；(2)墻體剛度大大，用于基基坑開挖時時，極少發(fā)發(fā)生地基沉沉降或塌方方事故；(3)防滲性能好好；(4)可以貼近施施工，由于于上述幾項項優(yōu)點，我我們可以緊緊貼原有建建筑物施工工地下連續(xù)續(xù)墻；(5)可用于逆作作法施工；；(6)適用于多種種地基條件件；(7)可用作剛性性基礎(chǔ)；(8)占地少，可可以充分利利用建筑紅紅線以內(nèi)有有限的地面面和空間，充充分發(fā)揮投投資效益；；(9)功效高，工工期短，質(zhì)質(zhì)量可靠，經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益高高。5.4.1.33地下連續(xù)墻墻施工難點點地下連續(xù)墻的施施工主要分分一下幾個個部分：導(dǎo)導(dǎo)墻施工、鋼鋼筋籠制作作、泥漿制制作、成槽槽放樣、成成槽、下鎖鎖口管、鋼鋼筋籠吊放放和下鋼筋筋籠、下拔拔導(dǎo)管澆筑筑、拔鎖口口管。5.4.2地下連續(xù)續(xù)墻的設(shè)計計計算5.4.2.11計算主主動土壓力力根據(jù)朗肯土壓力力理論計算算各層土在在頂面和底底面的主動動土壓力?；右陨现鲃油镣翂毫Γ旱谝粚樱弘s填填土(0.8mm)主動土壓力系數(shù)數(shù)：==0.70411;主動土壓力：頂面：底面：==1.36第二層：粉細(xì)沙沙(2.0mm)主動土壓力系數(shù)數(shù)：==0.333主動土壓力：頂面：=0.3333(10+119×0..8)—0=8..39kPPa;底面：=0.333××(10+119×0..8+200×2)—0=211.71kkPa第三層：砂質(zhì)粉粉土(1.0mm)主動土壓力系數(shù)數(shù)：==0.49；主動土壓力：頂面：=0.49×110+199×0.88+20××2)—2×15×=10..95kPPa底面：=0.49×110+199×0.88+20××2+200×1)—2×15×=20..75kPPa第四層：卵石((3.0mm)C==0主動土壓力系數(shù)數(shù)：==0.21744；主動土壓力：頂面：=18..52kPPa；底面：=31..56kPPa；第五層：細(xì)沙((1.0mm)C==0；主動土壓力系數(shù)數(shù)：主動土壓力：頂面：=39..35kPPa；底面：=55..01kPPa；第六層：卵石石(9.2mm)C==0；主動土壓力系數(shù)數(shù)：；主動土壓力：頂面：=28..35kPPa底面：=59..92kPPa基坑以下主動土土壓力：基坑以下全是卵卵石，所以以基坑以下下的主動土土壓力與第第六層面的的土壓力相相同，即：：。計算總土壓力：：假設(shè)第i層土體體的總主動動土壓力為為，其形心心距自身圖圖身圖形底底部的距離離為，連續(xù)續(xù)墻的插入入深度為。計計算結(jié)果如如下：5.4.2.22被動土土壓力計算算根據(jù)朗肯土壓力力理論計