四平路车站基坑设计与施工毕业论文.docx

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1、2013届土木工程专业毕业设计四平路车站基坑设计与施工毕业论文第一部分 上海地铁四平路站基坑围护结构设计1工程概况11.1 工程概况11.1.1 工程地质11.1.2 水文地质21.2 工程周围环境31.2.1 基坑周围建筑物31.2.2 周围管线及地下构筑物设施41.3 周围交通状况71.4 施工条件72设计依据和设计标准82.1 主要设计规范和标准82.2 基坑工程等级及变形控制标准83基坑围护方案设计103.1 基坑围护方案论述103.1.1 地下连续墙103.1.2 SMW 工法103.1.3 钢板桩113.1.4 钻孔灌注桩113.1.5 挖孔桩113.2 基坑围护方案选择124基坑

2、支护方案设计134.1 支撑结构类型134.1.1 平面支撑体系134.1.2 竖向斜撑体系134.1.3 混合支撑体系13144.1.4 支撑体系比选IVIV4.2 支撑体系的布置形式144.2.1 对撑144.2.2 角撑144.2.3 钢筋混凝土环梁支撑144.2.4 组合桁架154.2.5 支撑体系布置形式比选154.3 支撑材料154.3.1 钢筋混凝土支撑154.3.2 钢支撑164.3.3 支撑材料选择164.4 支撑方案选定164.5 基坑施工应变措施164.5.1 围护结构位移过大164.5.2 坑底隆起174.5.3 支撑失稳、基坑坍塌174.5.4 槽段地面不稳定、大量塌

3、方175计算书185.1 荷载计算185.1.1 土的物理力学性质指标185.1.2 荷载计算195.1.3 计算土压力系数205.2 围护结构地基承载力验算205.3 基坑底部土体抗隆起稳定性验算205.4 抗渗验算225.5 抗倾覆验算235.6 整体圆弧滑动稳定性验算245.7 围护结构及支撑内力计算255.7.1 、C、Q的计算255.7.2 一道支撑内力275.7.3 二道支撑内力275.7.4 三道支撑内力285.7.5 四道支撑内力285.7.6 体最大弯矩295.8 强度验算305.8.1 支撑强度验算305.8.2 支撑平面整体稳定性验算325.9 地下连续墙配筋设计335.

4、9.1 纵向通长钢筋设计335.9.2 水平钢筋设计346基坑主要技术经济指标366.1 开挖土方量366.2 浇筑混凝土量366.3 钢筋用量366.4 人工费用36第二部分上海地铁四平路站基坑施工组织设计1基坑施工准备371.1 基坑施工的技术准备371.2 基坑施工的现场准备371.2.1 障碍物拆除371.2.2 测量放线371.2.3 “三通一平” 371.2.4 临时设施的准备381.3 基坑施工的其他准备391.3.1 物资的准备391.3.2 劳动力准备411.3.3 应急准备422施工方案432.1 工程概况432.2 施工方案432.3 施工流程442.3.1 地下连续墙施

5、工442.3.2 基坑开挖462.3.3 钢支撑安装482.4 施工主要技术措施482.4.1 地下连续墙施工质量保证措施482.4.2 围护防渗漏措施502.4.3 支撑体系及优化措施502.4.4 基坑开挖安全保证措施502.4.5 混凝土工程施工512.4.6 季节性施工措施512.5 关键部位技术措施522.5.1 基坑角点的施工方法522.5.2 内支撑体系变形控制措施533施工总平面布置543.1 施工平面图设计的要求543.2 施工现场临时建筑物的布置原则543.3 建筑材料的堆放543.4 施工用的临时运输线路的布置554施工进度计划及管理措施564.1 施工进度计划的编制56

6、4.2 施工进度计划564.2.1 主要工程工期564.2.2 施工进度计划图575质量、安全、文明管理措施595.1 质量管理措施595.1.1 工程质量标准595.1.2 质量保证体系595.1.3 质量管理网络595.1.4 质量管理措施595.2 土方运输环境管理规定605.2.1 车辆情况605.2.2 土方装卸与运输615.2.3 应急响应措施615.3 安全生产管理措施5.4 文明施工措施6162致谢错误!未定义书签。参考文献错误!未定义书签。9刖B基坑工程是我国当前地下工程领域一个重要的研究方向。基坑工程在二十世纪八十年代末才开始全面、深入地研究与工程实践，但随着我国建设事业的

7、发展,城市的高层建筑大量涌现，极大的推动了深基坑工程设计理论和施工技术的不断发展，同时也产生了大量的深基坑支护设计与施工问题。国内外大量工程实践表明，许多工程的最危险阶段不一定是在正常使用阶段，而是在建造阶段和老化阶段。对许多工程事故常常发生在施工阶段而言，其原因除了施工质量没有保证、施工方法发生了不合理的改变、人为错误等原因以外，重要原因之一是由于对环境、地质、荷载等因素认识不足而导致设计和施工中的某种失误和疏忽所致。深基坑工程是与众多因素相关的综合技术，是一个系统的工程问题，必须具有结构力学、土力学、地基基础、地基处理、原位测试等多种学科知识，同时具有丰富的施工经验，并结合拟建场地的土质和

8、周围环境情况，才能制定出因地制宜的支护结构方案和实施办法。它与场地工程勘察、支护结构设计、施工开挖、基坑稳定、降水、施工管理、现场监测、相邻场地施工相互影响等密切相关。基坑设计与施工涉及地质条件、岩土性质、场地环境、工程要求、气候变化、地下水动态、施工程序和方法等许多相关的复杂问题，是理论上尚待完善、成熟和发展的综合技术学科。如何根据场地工程性质、水文地质、环境条件制定合理的设计方案；如何在保证稳定性的前提条件下，设计最经济的方案，也是基坑比较重要的问题。因此在基坑工程设计与施工中,需要严谨、周密的分析与计算。本设计是关于上海地铁四平路车站基坑的设计。主要包括了两个大的方面，围护结构设计和施工

9、组织设计。根据基坑的工程概况及其特点，在考虑基坑的安全性和经济性的前提下选择了地下连续墙围护结构，采用平面支撑体系，支撑体系的布置类型为对撑布置，在基坑转角等位置采用角撑弥补对撑的不足，支撑材料选用钢支撑。采用郎肯理论计算水土压力，墙体内力、弯矩和嵌固深度。在施工组织设计中详细的叙述了地下连续墙的施工工艺流程和施工要点。第一部分上海地铁四平路站基坑围护结构设计1工程概况1.1 工程概况上海轨道交通杨浦线（M8线）一期工程四平路站位于虹口区大连路四平路交汇处，车站呈东西向布置，为地下二层岛式站台车站。车站外包长192.7m, 土建结构包括车站主体结构和附属1号4号出入口及东、西风井，车站主体结构

10、形式为二柱三跨结构，结构标准段外包宽度21.4m。车站沿大连路的布置，横跨四平路，车站主体结构位于现状大连路路面下。为尽量减少对四平路交通影响，四平路路口部分车站采用逆筑顶板盖挖顺筑法施工工艺。1.1.1 工程地质本工程施工设计范围内共有8层土，其土性描述如表1.1所示。表1.1工程地质层分布与特征描述一览表土层编号土层名称土层描述层底标高m层底厚度m厚度m-1杂填土杂色，表层为水泥地坪，其下由碎砖石、煤屑等组成，成分较复杂。3.06-1.000.654.710.80-1.10-2素填土灰黄色，湿，松散，以粘性土为主，夹少量杂物，结构较松散。2.261.131.452.580.501.20-1

11、褐黄色粉质粘土褐黄色，很湿，可塑软塑，中等压缩性，含氧化铁条纹、铁铳质结核及云母屑，层下部土质较软，局部区域为粘质粉土，土质较均匀。1.360.252.353.690.901.30-3b灰色砂质粉土灰色，饱和，稍密中密，中等压缩性，含云母屑，局部夹薄层粉质粘土，土质不均匀。-9.77-11.8113.4815.5210.7012.6灰色淤泥质粘土灰色，饱和，流塑，高等压缩性，含贝壳屑及有机质，夹薄层砂质粉土，土质较均匀。-11.3712.3315.0816.060.90-1.90灰色粘土灰色，饱和，软塑，高等压缩性，含贝壳屑、少量钙质结核、半腐烂植物和有机质，夹团块状粉砂，土质较均匀。-15.

12、8717.1119.5820.824.505.30-1b灰色粉质粘土灰色，饱和，软塑可塑，中等压缩性，含少量钙质结核、半腐烂植物和有机质，土质较均匀。-21.7123.2125.4226.924.906.70暗绿草黄色粉质粘土暗绿色，稍湿，可塑硬塑，中等压缩性，含氧化铁条纹、铁锦质结核，土质较均匀。-25.64-26.3529.3630.062.804.501. 1.2水文地质本地区浅部地下水属潜水类型，主要由降水及地表水补给，年平均地下水位埋深约为0.5m0.7m。对基坑工程主要相关的-1、-3b、-la,.lb等土层的室内渗透试验和现场抽水试验表明，其中-1、-1b 土层渗透性较弱，室内试

13、验状态下的渗透系数在10-7数量级，现场试验状态下的渗透系数在10-5数量级，但是-3b土层渗透系数在104cm/s数量级，易产生流砂现象。根据勘察地质报告，本工程建址上部土体不存在相对隔水层，不存在微承压水层。本工程建址承压水含水层为层砂性土，其埋深在离地面约29.5m,其承压水头埋深5.0m,要经过计算确定基坑施工期间是否需要降承压水。根据地质勘察报告，建址周围无地下水污染源。对于本工程而言，地质条件主要特点是：（1）-3b层灰色粉砂，且厚度较厚，达到11.15m,且该层顶部离地面仅有约3m的高度，在地下连续墙槽段开挖施工中处于扰动区域，容易造成塌方等，因此必须采取技术措施保证地下墙成槽稳

14、定。（2）-3b灰色砂质粉土渗透系数较高为10-4cm/s数量级，易液化，如果围护结构不能完全闭合极易产生严重渗漏、流砂现象，也就是说，此类土质如果降水充分,可以大幅度提高力学指标，减小基坑变形。因此，保证围护结构止水效果和合理的坑内降水是本工程重要的技术措施。（3）-1灰色粉质粘土位与基坑底部被动土压区，土质较为软弱，渗透系数较小，降水效果不如-3b灰色砂质粉土，因此，基坑下部支撑的及时性和快速浇筑底板素碎垫层和底板结构尤为重要。（4）根据提供的地质资料，车站未发现暗浜，如在施工中发现有暗浜，在地下墙施工前将采取措施加以处理。1.2工程周围环境L2.1基坑周围建筑物按招标文件所示的范围动拆迁后，基坑开挖深度2倍范围（约35m）内由东向西主要的临近建筑物如表1.2所示。表1.2