摘要中國(guó)的發(fā)展離不開(kāi)對(duì)地下空間的開(kāi)挖，而基坑支護(hù)工程是地下施工的重中之重，是地下施工的核心部分。它既能有效防止基坑周?chē)馏w對(duì)基坑的破壞，也可以極大的減少施工過(guò)程中對(duì)基坑周?chē)ㄖ锏挠绊?，充分保證周邊人群的安全及建筑物的正常使用。因此，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)是基坑施工的重點(diǎn)研究對(duì)象之一。本文主要對(duì)武漢市武昌區(qū)庭瑞廣場(chǎng)JK段深基坑支護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先通過(guò)勘察報(bào)告確定基坑的支護(hù)形式為混凝土灌注樁+內(nèi)支撐的支護(hù)形式；隨后依據(jù)朗肯土壓力計(jì)算法，對(duì)基坑周邊土體的主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力進(jìn)行計(jì)算；再利用等值梁法找出反彎點(diǎn)，從而求出支撐力及最大彎矩；然后根據(jù)盾恩近似法計(jì)算出支護(hù)樁的入土深度，確定支護(hù)樁總長(zhǎng)度；繼而根據(jù)相關(guān)規(guī)范對(duì)支護(hù)樁和內(nèi)支撐進(jìn)行配筋計(jì)算；最后對(duì)基坑整體穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算，使其滿足穩(wěn)定性的要求。確定基坑支護(hù)為支護(hù)樁+內(nèi)支撐的支護(hù)形式，通過(guò)計(jì)算得出：設(shè)計(jì)的支護(hù)樁樁長(zhǎng)約為19.87m，嵌固深度約為4.87m，最大剪力約為1135.68kN，最大彎矩約為847.72kN·m。關(guān)鍵詞：基坑；支護(hù)形式；支護(hù)設(shè)計(jì)AbstractChina'sdevelopmentiscloselyrelatedtotheexcavationofundergroundspace,andFoundationpitsupportengineeringisveryimportantforundergroundconstructionandthecorepartofundergroundconstruction.Itcaneffectivelypreventthesoilaroundthefoundationpitfromdestroyingthefoundationpit,andcanalsogreatlyreducetheimpactonthebuildingsaroundthefoundationpitduringtheconstructionprocess,fullyensuringthesafetyofthesurroundingpeopleandthenormaluseofthebuilding.Therefore,thefoundationpitsupportdesignisoneofthekeyresearchobjectsoffoundationpitconstruction.ThisarticlemainlydesignsthedeepfoundationpitsupportofJKsectionofTingruiPlazainWuchangDistrict,Wuhan.Firstly,throughtheinvestigationreport,determinethatthesupportingformofthefoundationpitisthesupportingformofconcretepouringpile+innersupport;thentheactiveearthpressureandpassiveearthpressureofthesoilaroundthefoundationpitarecalculatedaccordingtotheRankineearthpressurecalculationmethod;Thenusetheequivalentbeammethodtofindtheinflectionpointtofindthesupportingforceandthemaximumbendingmoment;thencalculatethedepthofthesupportingpileaccordingtotheShield'sapproximationmethod,determinethetotallengthofthesupportingpile;andthensupportaccordingtorelevantspecificationsThepileandtheinnersupportareusedtocalculatethereinforcement;finally,theoverallstabilityofthefoundationpitischeckedtomeetthestabilityrequirements.Thefoundationpitsupportisdeterminedasthesupportformofthesupportpile+innersupport.Itiscalculatedthatthedesignedsupportpilelengthisabout19.87m,theembeddeddepthisabout4.87m,andthemaximumshearforceisabout1135.68kN.Themaximumbendingmomentisapproximately847.72kN·m.Keywords:foundationpit;supportform;supportdesign緒論選題意義城市人口的高度集中帶來(lái)了交通擁擠、用地緊張、能源短缺等許多問(wèn)題。為了維護(hù)高密度城市人口的正常生活，都在不斷地尋找開(kāi)發(fā)空間環(huán)境的新方法。我國(guó)正處于飛速發(fā)展的時(shí)期，地上的空間已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我國(guó)目前的發(fā)展現(xiàn)狀，因此往地下發(fā)展已經(jīng)成為一種必然的趨勢(shì)及潮流?；拥拈_(kāi)挖是地下發(fā)展的核心，而基坑的穩(wěn)定與周?chē)翂毫Υ嬖谥芮械年P(guān)系，有隨時(shí)被周?chē)馏w破壞的危險(xiǎn)。因此基坑支護(hù)是基坑開(kāi)挖過(guò)程中的重中之重。武漢市位于江漢平原中部，長(zhǎng)江中游，地形以平原為主，市內(nèi)湖泊、塘堰眾多，具有典型的代表意義。本文以武漢市庭瑞廣場(chǎng)深基坑為例，對(duì)深基坑的支護(hù)進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)，對(duì)于我國(guó)其他平原地區(qū)的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)具有一定的借鑒意義。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀近30年來(lái)，隨著我國(guó)城市建設(shè)的快速發(fā)展，高層、超高層建筑不斷涌現(xiàn)，地鐵車(chē)站、明挖隧道、橋梁基礎(chǔ)等各類(lèi)大型工程日益增多，地下空間開(kāi)發(fā)規(guī)模越來(lái)越大，都及大地推動(dòng)了基坑工程理論與技術(shù)水平的快速發(fā)展?；映叨却笊罨陙?lái)我國(guó)基坑深度已發(fā)展至30m以上，許多基坑的平面面積已超過(guò)10000平方米。變形控制嚴(yán)格化大量的基坑工程主要集中在繁華市區(qū)，由于周?chē)鷱?fù)雜的環(huán)境條件和不良的地質(zhì)條件，使得這些基坑工程不僅要保證支護(hù)結(jié)構(gòu)及基坑本身的安全，還要嚴(yán)格控制基坑開(kāi)挖引起的周?chē)馏w變形，以保證鄰近建構(gòu)筑物的安全和正常使用。隨著對(duì)位移要求越來(lái)越嚴(yán)格，基坑開(kāi)挖工程正在從傳統(tǒng)的穩(wěn)定控制設(shè)計(jì)向以變形控制設(shè)計(jì)方向發(fā)展。3.支護(hù)形式多樣化基坑的支護(hù)方式已從早期的放坡開(kāi)挖，發(fā)展至現(xiàn)在的多種支護(hù)方式。目前常用的支護(hù)形式主要有：放坡開(kāi)挖；土釘墻支護(hù)和復(fù)合土釘墻支護(hù)；懸臂式排樁墻支護(hù)結(jié)構(gòu)；內(nèi)撐式排樁墻支護(hù)結(jié)構(gòu)；錨拉式排樁墻支護(hù)結(jié)構(gòu)；水泥土重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)；型鋼水泥土墻支護(hù)結(jié)構(gòu)；地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)；組合型支護(hù)結(jié)構(gòu)等。4.施工監(jiān)測(cè)信息化目前深基坑監(jiān)測(cè)技術(shù)已從原來(lái)的單一參數(shù)人工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，發(fā)展到現(xiàn)在的多參數(shù)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)?；庸こ绦录夹g(shù)發(fā)展趨勢(shì)制定深基坑支護(hù)土工試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，推廣原位勘探技術(shù)；優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算的理論與方法；完善相關(guān)的工程控制標(biāo)準(zhǔn)；發(fā)展新型支護(hù)結(jié)構(gòu)形式；重視時(shí)空效應(yīng)，推廣動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和信息化施工技術(shù)；加強(qiáng)特殊工程基坑設(shè)計(jì)理論及施工技術(shù)的研究。第二章工程概況及工程地質(zhì)條件2.1工程概況庭瑞徐東K1地塊庭瑞廣場(chǎng)項(xiàng)目位于武漢市武昌區(qū)友誼大道西側(cè)。擬建場(chǎng)地設(shè)3F整體聯(lián)通地下室，基礎(chǔ)埋深14.8-16.8m，按±0標(biāo)高23.0m考慮，基坑開(kāi)挖深度一般14.5-16.5m左右，基坑平面形態(tài)為不規(guī)則多邊形，南北長(zhǎng)約280m，東西寬約50m?；娱_(kāi)挖場(chǎng)區(qū)北臨徐東村農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，南臨才華街旁，北臨街住宅樓，西側(cè)緊鄰6-7F住宅樓小區(qū)，東側(cè)緊鄰友誼大道，平面示意圖見(jiàn)圖2.1所示：圖2.1庭瑞廣場(chǎng)平面位置示意圖2.2場(chǎng)地工程地質(zhì)條件2.2.1地形地貌本場(chǎng)地處于長(zhǎng)江一級(jí)階地，地貌單元屬?zèng)_積平原區(qū)類(lèi)型。各孔口地面高程22.21-22.96m。地勢(shì)較平坦。2.2.2地層巖性地層巖性如表2.1所示：表2.1地層巖性編號(hào)地層名稱(chēng)地質(zhì)年代及成因分層厚度（m）包含物及特征①雜填土2.00濕，土體結(jié)構(gòu)松散，土質(zhì)不均勻，成分以粘性土、碎石、磚塊為主，夾建筑垃圾，新近回填堆積。②—1黏土1.50土質(zhì)較均勻，含少量鐵錳質(zhì)氧化物，干強(qiáng)度中等，韌性中等。刀切面光滑，手搓成條。②—2淤泥質(zhì)黏土5.10土質(zhì)較均勻，含少量黑色腐殖質(zhì)，具腥臭味，局部夾少量薄層粉土。干強(qiáng)度低，韌性低。②—3粉土夾粉砂3.20土質(zhì)不均勻，含少量黑色腐殖質(zhì)，夾薄層粉砂、粉土，飽和，稍密狀，粉砂局部富集，層厚10-30cm，具輕微搖震反應(yīng)，干強(qiáng)度偏低，韌性低。③—1粉砂夾粉土3.20飽和，土質(zhì)不均勻，分布較均勻，以粉砂為主，顆粒成分主要由石英、長(zhǎng)石組成，夾薄層粉土，粉土呈飽和、稍密-中密狀。③—2細(xì)砂11.00飽和，土質(zhì)均勻，分布均勻，顆粒成分主要由石英、長(zhǎng)石、云母組成。2.2.3巖土體物理力學(xué)性質(zhì)及參數(shù)建議值巖土體物理力學(xué)性質(zhì)及參數(shù)建議如表2.2所示：表2.2巖土體物理力學(xué)性質(zhì)及參數(shù)層號(hào)名稱(chēng)重度γ（kN/m3）內(nèi)摩擦角Ф（度）粘聚力C（kPa）①雜填土18.512.09.0②—1黏土18.510.518.0②—2淤泥質(zhì)黏土17.95.510.5②—3粉土夾粉砂18.09.515.0③—1粉砂夾粉土19.025.04.0③—2細(xì)砂20.033.002.2.4水文地質(zhì)條件場(chǎng)區(qū)內(nèi)地表水不發(fā)育。地下水類(lèi)型主要為上層滯水、孔隙承壓水和基巖裂隙水三種。上層滯水主要賦存于第①層雜填土中，接受大氣降水和地表積水垂直及側(cè)向的滲透補(bǔ)給，多以蒸發(fā)方式排泄。無(wú)統(tǒng)一自由水面，水位及水量隨大氣降水的影響而波動(dòng)；孔隙承壓水主要賦存于③單元砂性土層中，孔隙連通性較好，與長(zhǎng)江有密切的水動(dòng)力聯(lián)系，主要接受上同一含水層的的滲透補(bǔ)給，水量不大，具微承壓性；基巖裂隙水主要賦存于白堊-下第三系含礫砂巖風(fēng)化裂隙中，水量較小，主要靠徑流補(bǔ)給和上覆含水層的越流補(bǔ)給，徑流緩慢；排泄以補(bǔ)給相鄰含水層為主。2.2.5擬建場(chǎng)地周邊環(huán)境擬建場(chǎng)地位于長(zhǎng)江沖積平原區(qū)，下臥基巖為白堊-第三系含礫砂巖（K-E）地層。位于武漢市武昌區(qū)友誼大道西側(cè)，北臨徐東村農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，南臨才華街旁，北臨街住宅樓，西側(cè)緊鄰6-7F住宅樓小區(qū)，東側(cè)緊鄰友誼大道。2.2.6場(chǎng)區(qū)地震效應(yīng)評(píng)價(jià)根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011—2010）（2016年局部修訂版）有關(guān)規(guī)定、《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2015）表C.17，本項(xiàng)目抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g，反應(yīng)譜特征周期0.35s。該基坑的抗震設(shè)防類(lèi)別為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(lèi)（丙類(lèi)）。擬建場(chǎng)地的類(lèi)別為Ⅲ類(lèi)建筑場(chǎng)地，場(chǎng)地地震峰值加速度、反應(yīng)譜特征周期依據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2015）表1及附錄E表E.1進(jìn)行調(diào)整取值；調(diào)整后的Ⅲ類(lèi)場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度為0.065g，反應(yīng)譜特征周期為0.45s。第三章基坑支護(hù)形式基坑周邊的圍護(hù)結(jié)構(gòu)直接承受基坑施工階段側(cè)向土壓力和水壓力，并將此壓力傳遞到支撐體系。在需采取隔水措施的基坑工程中，當(dāng)周邊圍護(hù)結(jié)構(gòu)不具備自防水作用時(shí)，需在支護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)另行設(shè)置隔水帷幕。周邊圍護(hù)結(jié)構(gòu)和隔水帷幕共同形成基坑周邊支護(hù)體系。在基坑工程實(shí)踐中周邊圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成了多種成熟的類(lèi)型，每種類(lèi)型在適用條件、工程經(jīng)濟(jì)性和工期等方面各有側(cè)重，且周邊圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式的選用直接關(guān)系到工程的安全性、工期和造價(jià)，而對(duì)于每個(gè)基坑而言，其工程規(guī)模、周邊環(huán)境、工程水文地質(zhì)條件以及業(yè)主要求等也各不相同，因此在基坑周邊圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需根據(jù)每個(gè)工程特性和每種圍護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，綜合考慮各種因素，合理選用周邊圍護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型。3.1常用支護(hù)結(jié)構(gòu)的類(lèi)型基坑周邊常見(jiàn)的擋土結(jié)構(gòu)類(lèi)型有：土釘墻，水泥土重力式圍護(hù)墻，地下連續(xù)墻。3.1.1土釘墻土釘墻是用于土體開(kāi)挖時(shí)保持基坑側(cè)壁或邊坡穩(wěn)定的一種擋土結(jié)構(gòu)，主要由密布于原位土體中的細(xì)長(zhǎng)桿件－土釘、粘附于土體表面的鋼筋混凝土面層及土釘之間的被加固土體組成，是具有自穩(wěn)能力的原位擋土墻。土釘墻具有以下特點(diǎn)：a.施工設(shè)備及工藝簡(jiǎn)單，對(duì)基坑形狀適應(yīng)性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)性較好；b.坑內(nèi)無(wú)支撐體系，可實(shí)現(xiàn)敞開(kāi)式開(kāi)挖；c.柔性大，有良好的抗震性和延性，破壞前有變形發(fā)展過(guò)程；d.密封性好，完全將土坡表面覆蓋，阻止或限制了地下水從邊坡表面滲出，防止了水土流失及雨水、地下水對(duì)坑壁的侵蝕；e.土釘墻靠群體作用保持坑壁穩(wěn)定，當(dāng)某條土釘失效時(shí)，周邊土釘會(huì)分擔(dān)其荷載；f.施工所需場(chǎng)地小，移動(dòng)靈活，支護(hù)結(jié)構(gòu)基本不單獨(dú)占用場(chǎng)地內(nèi)的空間；g.由于孔徑小，與樁等施工工藝相比，穿透卵石、漂石及填石層的能力更強(qiáng)；h.邊開(kāi)挖邊支護(hù)便于信息化施工，能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及開(kāi)挖暴露的地質(zhì)條件及時(shí)調(diào)整土釘參數(shù)；i.需占用坑外地下空間；j.土釘施工與土方開(kāi)挖交叉進(jìn)行，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工組織要求較高。土釘墻的適用條件：開(kāi)挖深度小于12m、周邊環(huán)境保護(hù)要求不高的基坑工程；地下水位以上或經(jīng)人工降水后的人工填土、黏性土和弱膠結(jié)砂土的基坑支護(hù)；不適用于以下土層：含水豐富的粉細(xì)砂、中細(xì)砂及含水豐富且較為松散的中粗砂、礫砂及卵石層等;黏聚力很小、過(guò)于干燥的砂層及相對(duì)密度較小的均勻度較好的砂層；有深厚新近填土、淤泥質(zhì)土、淤泥等軟弱土層的地層及膨脹土地層；周邊環(huán)境敏感，對(duì)基坑變形要求較為嚴(yán)格的工程，以及不允許支護(hù)結(jié)構(gòu)超越紅線或鄰近地下建構(gòu)筑物，在可實(shí)施范圍內(nèi)土釘長(zhǎng)度無(wú)法滿足要求的工程。3.1.2復(fù)合土釘墻復(fù)核土釘墻主要有土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨桿（索）、土釘墻+隔水帷幕和土釘墻+微型樁三種常用形式。由于復(fù)核土釘墻是土釘墻基本形式與其它圍護(hù)結(jié)構(gòu)的組合，因此土釘墻基本形式的特點(diǎn)和適用條件同樣適用于復(fù)合土釘墻。1）土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨桿（索）與土釘墻基本形式相比，土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨索形成的復(fù)合土釘墻對(duì)基坑穩(wěn)定性和變形控制更加有利。該圍護(hù)形式適用于對(duì)基坑變形要求相對(duì)較高的基坑。2）土釘墻+隔水帷幕土釘墻+隔水帷幕的圍護(hù)形式在基坑周邊設(shè)置封閉的隔水帷幕，可防止坑內(nèi)降水對(duì)坑外環(huán)境產(chǎn)生影響。同時(shí)隔水帷幕對(duì)坑壁土體具有預(yù)加固作用，有利于坑壁的穩(wěn)定和控制基坑變形。該圍護(hù)形式適用于地下水位豐富，周邊環(huán)境對(duì)降水敏感的工程，以及土質(zhì)較差，基坑開(kāi)挖較淺的工程。3）土釘墻+微型樁采用微型樁超前支護(hù)可減小基坑變形。該圍護(hù)形式適用于填土、軟塑狀粘性土等較軟弱土層，需要豎向構(gòu)件增強(qiáng)整體性、復(fù)合體強(qiáng)度及開(kāi)挖面臨時(shí)自立性能的工程。3.1.3水泥土重力式擋墻水泥土重力式圍護(hù)墻是以水泥系材料為固化劑，通過(guò)攪拌機(jī)械采用噴漿施工將固化劑和地基土強(qiáng)行攪拌，形成具有一定厚度的連續(xù)搭接的水泥土柱狀加固體擋墻。它具有以下特點(diǎn)：1）可結(jié)合重力式擋墻的水泥土樁形成封閉隔水帷幕，止水性能可靠；2）使用后遺留的地下障礙物相對(duì)比較容易處理；3）圍護(hù)結(jié)構(gòu)占用空間較大；4）圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移控制能力較弱，變形較大；5）當(dāng)墻體厚度較大時(shí)，采用水泥土攪拌樁或高壓噴射注漿對(duì)周邊環(huán)境影響較大。水泥土重力式擋土墻的適用條件：適用于軟土地層中開(kāi)挖深度不超過(guò)7.0m、周邊環(huán)境保護(hù)要求不高的基坑工程；2）周邊環(huán)境有保護(hù)要求時(shí)，采用水泥土重力式擋墻圍護(hù)的基坑不宜超過(guò)5.0m；3）對(duì)基坑周邊距離1～2倍開(kāi)挖深度范圍內(nèi)存在對(duì)沉降和變形敏感的建構(gòu)筑物時(shí)，應(yīng)慎重選用。3.1.4地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻可分為現(xiàn)澆地下連續(xù)墻和預(yù)制地下連續(xù)墻兩大類(lèi)。一、常規(guī)現(xiàn)澆地下連續(xù)墻現(xiàn)澆地下連續(xù)墻是采用原位連續(xù)成槽澆筑形成的鋼筋混凝土圍護(hù)墻。地下連續(xù)墻具有擋土和隔水雙重作用。1）特點(diǎn)：a.施工具有低噪音、低震動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，工程施工對(duì)環(huán)境的影響??；b.剛度大、整體性好，基坑開(kāi)挖過(guò)程中安全性高，支護(hù)結(jié)構(gòu)變形較??；c.墻身具有良好的抗?jié)B能力，坑內(nèi)降水時(shí)對(duì)坑外的影響較?。籨.可作為地下室結(jié)構(gòu)的外墻，可配合逆作法施工，以縮短工程的工期、降低工程造價(jià)；e.存在棄土和廢泥漿處理、粉砂地層易引起槽壁坍塌及滲漏等問(wèn)題，需采取相關(guān)的措施來(lái)保證連續(xù)墻施工的質(zhì)量；f.由于地下連續(xù)墻水下澆筑、槽段之間存在接縫的施工工藝特點(diǎn)，地墻墻身以及接縫位置存在防水的薄弱環(huán)節(jié)，易產(chǎn)生滲漏水現(xiàn)象。用于“兩墻合一”需進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)防水設(shè)計(jì)；g.由于兩墻合一地下連續(xù)墻作為永久使用階段的地下室外墻，需結(jié)合主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在地下連續(xù)墻內(nèi)為主體結(jié)構(gòu)留設(shè)預(yù)埋件。“兩墻合一”地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)必須在主體建筑結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)基本完成方可開(kāi)展。2）適用條件：a.深度較大的基坑工程，一般開(kāi)挖深度大于10m才有較好的經(jīng)濟(jì)性；b.鄰近存在保護(hù)要求較高的建、構(gòu)筑物，對(duì)基坑本身的變形和防水要求較高的工程；c.基地內(nèi)空間有限，地下室外墻與紅線距離極近，采用其它圍護(hù)形式無(wú)法滿足留設(shè)施工操作空間要求的工程；d.圍護(hù)結(jié)構(gòu)亦作為主體結(jié)構(gòu)的一部分，且對(duì)防水、抗?jié)B有較嚴(yán)格要求的工程；e.采用逆作法施工，地上和地下同步施工時(shí)，一般采用地下連續(xù)墻作為圍護(hù)墻；f.在超深基坑中，例如30m～50m的深基坑工程，采用其它圍護(hù)體無(wú)法滿足要求時(shí)，常采用地下連續(xù)墻作為圍護(hù)體。二、預(yù)制地下連續(xù)墻預(yù)制地下連續(xù)墻即采用常規(guī)的泥漿護(hù)壁成槽，在成槽后，插入預(yù)制構(gòu)件并在構(gòu)件間采用現(xiàn)澆混凝土將其連成一個(gè)完整的墻體。1）特點(diǎn)：a.工廠化制作可充分保證墻體的施工質(zhì)量，墻體構(gòu)件外觀平整，可直接作為地下室的建筑內(nèi)墻，不僅節(jié)約了成本，也增大了地下室面積。b.由于工廠化制作，預(yù)制地下連續(xù)墻與基礎(chǔ)底板、剪力墻和結(jié)構(gòu)梁板的連接處預(yù)埋件位置準(zhǔn)確，不會(huì)出現(xiàn)鋼筋連接器脫落現(xiàn)象。c.墻段預(yù)制時(shí)可通過(guò)采取相應(yīng)的構(gòu)造措施和節(jié)點(diǎn)形式達(dá)到結(jié)構(gòu)防水的要求，并改善和提高了地下連續(xù)墻的整體受力性能。d.為便于運(yùn)輸和吊放，預(yù)制地下連續(xù)墻大多采用空心截面，減小自重節(jié)省材料，經(jīng)濟(jì)性好。e.可在正式施工前預(yù)制加工，制作與養(yǎng)護(hù)不占絕對(duì)工期；現(xiàn)場(chǎng)施工速度快；采用預(yù)制墻段和現(xiàn)澆接頭，免掉了常規(guī)拔除鎖口管或接頭箱的過(guò)程，節(jié)約了成本和工期。f.由于大大減少了成槽后泥漿護(hù)壁的時(shí)間，因此增強(qiáng)了槽壁穩(wěn)定性，有利于保護(hù)周邊環(huán)境。2）適用條件：在現(xiàn)階段的工程實(shí)踐中，由于受到起重和吊裝能力的限制，墻段總長(zhǎng)度受到了一定限制，一般僅用于6-7米以?xún)?nèi)的淺基坑，且大多將預(yù)制地下連續(xù)墻用作主體結(jié)構(gòu)地下室外墻。綜上所述，初步采用擋土結(jié)構(gòu)+內(nèi)支撐的形式，即止水帷幕+支護(hù)樁+內(nèi)支撐的形式。第四章基坑設(shè)計(jì)計(jì)算4.1土壓力計(jì)算庭瑞廣場(chǎng)北臨徐東村農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，南臨才華街旁，北臨街住宅樓，西側(cè)緊鄰6-7F住宅樓小區(qū)，東側(cè)緊鄰友誼大道。綜合考慮上述情況，周?chē)h(huán)境及建筑物的特征，均布荷載取值為20kPa。4.1.1土層及其參數(shù)的確定表4.1土層及其參數(shù)土層名稱(chēng)厚度（m）粘聚力C（kPa）內(nèi)摩擦角Ф（度）重度γ（kN/m3）素填土2.009.012.018.5黏土1.5018.010.518.5淤泥質(zhì)黏土5.1010.55.517.9粉土夾粉砂3.2015.09.518.0粉砂夾粉土3.204.025.019.0細(xì)砂11.00033.020.04.1.2分層土壓力計(jì)算計(jì)算剖面圖4.1土層剖面圖計(jì)算公式該基坑上部均布荷載為20kPa，且無(wú)側(cè)向荷載，假設(shè)支護(hù)面垂直光滑，根據(jù)朗肯土壓力理論計(jì)算。=（+q)-2C+=+2C+式中：h——土層厚度（m）；γ——土層重度（kN/m3）；q——均布荷載（kPa）；C——粘聚力（kPa）；——水重度（kN/m3）；——地下水到土層的距離（m）——主動(dòng)土壓力系數(shù)，=（45°-/2）（0-1）；——被動(dòng)土壓力系數(shù)，=（45°+/2）（0-2）；Ф——內(nèi)摩擦角（°）。計(jì)算該工程地下水位值為0.9m，、經(jīng)計(jì)算并且保留兩位小數(shù)可得，如下表所示：表3.2各土層主動(dòng)、被動(dòng)土壓力系數(shù)土層名稱(chēng)厚度（m）粘聚力C（kPa）內(nèi)摩擦角Ф（度）重度γ（kN/m3）主動(dòng)土壓力系數(shù)被動(dòng)土壓力系數(shù)素填土2.009.012.018.50.661.52黏土1.5018.010.518.50.691.45淤泥質(zhì)黏土5.1010.55.517.90.831.21粉土夾粉砂3.2015.09.518.00.721.40粉砂夾粉土3.204.025.019.00.412.46細(xì)砂11.00033.020.00.293.39第一層素填土：層頂處：=20×0.66-2×9×≈－1.42（kPa）層底處：=（2×18.5+20）×0.66－2×9×+1.1×10≈33.00（kPa）②第二層黏土：層頂處：=（2×18.5+20）×0.69－2×18×+1.1×10≈20.43（kPa）層底處：=（2×18.5+1.5×18.5+20）×0.69－2×18×+2.6×10≈54.58（kPa）③第三層淤泥質(zhì)黏土：層頂處：=（2×18.5+1.5×18.5+20）×0.83－2×10.5×+2.6×10≈91.62（kPa）層底處：=（2×18.5+1.5×18.5+5.1×17.9+20）×0.83－2×10.5×+7.7×10≈203.98（kPa）④第四層粉土夾粉砂：層頂處：=（2×18.5+1.5×18.5+5.1×17.9+20）×0.72－2×15×+7.7×10≈178.29（kPa）層底處：=（2×18.5+1.5×18.5+5.1×17.9+3.2×18+20）×0.72－2×15×+10.9×10≈251.76（kPa）⑤第五層粉砂夾粉土：層頂處：=（2×18.5+1.5×18.5+5.1×17.9+3.2×18+20）×0.41－2×4×+10.9×10≈199.67（kPa）層底處：=（2×18.5+1.5×18.5+5.1×17.9+3.2×18+3.2×19+20）×0.41－2×4×+14.1×10≈256.60（kPa）⑥第六層細(xì)砂：層頂處：=（2×18.5+1.5×18.5+5.1×17.9+3.2×18+3.2×19+20）×0.29+14.1×10≈226.39（kPa）層底處：=（2×18.5+1.5×18.5+5.1×17.9+3.2×18+3.2×19+11×20+20）×0.29+25.1×10≈400.19（kPa）圖4.3主動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖4.2內(nèi)支撐計(jì)算此基坑開(kāi)挖深度為15m，有三層地下室，設(shè)計(jì)時(shí)擬采用三道支撐，用等值梁法進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。內(nèi)支撐分布如下圖所示：圖4.4內(nèi)支撐分布圖4.2.1第一道內(nèi)支撐相關(guān)計(jì)算第一道支撐設(shè)在地下2.4m處，并開(kāi)挖至此，如圖4.5所示：圖4.5第一道內(nèi)支撐圖計(jì)算反彎點(diǎn)，由于土層的不連續(xù)，因此計(jì)算的反彎點(diǎn)可能為負(fù)值。又土層的厚度不是很大，C、Ф相差較大時(shí)影響也不是很大，所以把開(kāi)挖面以下的C、γ、Ф取當(dāng)量計(jì)算：C=（1-1）γ=（1-2）Ф=（1-3）根據(jù)式（1-1）、（1-2）、（1-3）得：C=≈10.65（kPa）γ=≈18.26（kN/m3）Ф=≈11.90°根據(jù)式（0-1）、（0-2）可得：=（45°-°）≈0.66=（45°+°）≈1.52深度面h=2.4m處：=（2×18.5+0.4×18.5+20）×0.66－2×10.65×+1.5×10≈40.20（kPa）=2C=2×10.65×≈26.26（kPa）設(shè)土壓力強(qiáng)度為0時(shí)，距離開(kāi)挖面的距離為y，則：γy+2C=+γyy=(1-4)由公式（1-4）得：=≈0.89（m）對(duì)反彎點(diǎn)取矩，得：0.89+=+其中：=（2×18.5+1.29×18.5+20）×0.69－2×18×+2.39×10≈49.79（kPa）=×2=31.58(kN）=×1.29≈45.29(kN)=2C=2×18.0×≈43.35（kPa）=γy+2C=18.5×0.89×1.45+43.35≈67.22（kPa）=×0.89≈49.20(kN)設(shè)梯形形心與其下底之間的距離為d，根據(jù)幾何關(guān)系，可知：d=（a、b分別為上下底，h為高）（1-5）則：=≈0.64（m）；=≈0.55（m）；=≈0.41（m）所以，各力臂分別為：+1.29=1.93（m）；=0.55（m）；=0.41（m）由此可得：=≈73.80（kN）設(shè)基坑以下深度為x處剪力為零，則有：=[2×18.5+18.5(+0.4）+20]×0.69－2×18×+10(+1.5）≈(22.77x+29.54)（kPa）=≈(11.38+29.54+9.99)(kN)31.58+11.38+29.54+9.99－73.80=011.38+29.54－32.23=0=≈0.83(m)=22.77×0.83+29.54≈48.44（kPa）=11.38×+29.54×0.83+9.99≈42.35(kN)又：=2C=2×18.0×≈43.35（kPa）=γ+2C=18.5×0.83×1.45+43.35≈65.61（kPa）=×0.83≈45.22(kN)所以，最大彎矩為：31.58×(0.64+0.4+0.83)+42.35×－73.80×0.83≈59.05+23.01－61.25(kN·m）=20.81（kN·m）4.2.2第二道內(nèi)支撐相關(guān)計(jì)算第二道支撐設(shè)在地下7.8m處，并開(kāi)挖至此，如圖4.6所示：圖4.6第二道內(nèi)支撐圖根據(jù)式（1-1）、（1-2）、（1-3）得:C=≈9.61（kPa）γ=≈18.43（kN/m3）Ф=≈15.94（°）根據(jù)式（0-1）、（0-2）得：=（45°-°）≈0.57=（45°+°）≈1.76深度面h=7.8m處：=（2×18.5+1.5×18.5+4.3×17.9+20）×0.57－2×9.61×+6.9×10≈146.67（kPa）=2C=2×9.61×≈25.50（kPa）根據(jù)式（1-4）得：=≈5.52（m）對(duì)反彎點(diǎn)取矩，得：（7.8－2.4+）++=++++其中：=（2×18.5+1.5×18.5+5.1×17.9+3.2×18+1.52×19+20）×0.41－2×4×+12.42×10≈226.71（kPa）；=×2=31.58(kN）；=≈56.11(kN）；=≈753.78(kN）；==688.08(kN）；=≈324.05(kN）；=2=2×10.5×=23.10（kPa）；=（0.8+2）+（3.2+2）+（1.52+2）=（0.8×17.9×1.21+2×10.5×）+（3.2×18.0×1.40+2×15.0×）+（1.52×19.0×2.46+2×4.0×）≈40.43+116.14+83.59=240.16（kPa）；=×5.52≈726.60(kN)由式（1-5）得：=≈0.64（m）；=≈0.64（m）；=≈2.23（m）；=≈1.51（m）；=≈0.74（m）；=≈2.00（m）所以，各力臂分別為：=+11.32=11.96（m）；+9.82=10.46（m）；+4.72=6.95（m）；+1.52=3.03（m）；=0.74（m）；=2.00（m）由此可得：≈≈1135.68(kN)設(shè)基坑以下深度為處剪力為零，則：=[2×18.5+1.5×18.5++20]×0.83－2×10.5×+≈()（kPa）≈（）（kN）73.80+1135.68=31.58+56.11+（）=≈2.39（m）（2×18.5+1.5×18.5+5.1×17.9+1.59×18+20）×0.72－2×15×+9.29×10≈214.80（kPa）≈312.51（kN）≈2.31（）又：=2=2×10.5×=23.10（kPa）=（0.8+2）+（1.59+2）=（0.8×17.9×1.21+2×10.5×）+（1.59×18.0×1.40+2×15.0×）≈40.43+75.56=115.99（kPa）≈166.21（kN）所以，最大彎矩為：31.58×8.83+56.11×7.33+753.78×3.82+312.51×2.31－73.80×7.79－1135.68×2.39－≈278.85+411.29+2879.44+721.90-574.90-2714.28-154.58=4291.48-3443.76=847.72（kN·m）4.2.3第三道內(nèi)支撐相關(guān)計(jì)算第三道支撐設(shè)在地下12m處，并開(kāi)挖至此，如圖4.7所示：圖4.7第三道內(nèi)支撐圖深度面h=12m處：（2×18.5+1.5×18.5+5.1×17.9+3.2×18.0+0.2×19.0+20）×0.41－2×4.0×+11.1×10≈203.23（kPa）=2C=2×4.0×≈12.55（kPa）根據(jù)式（1-4）得：≈4.90（m）對(duì)反彎點(diǎn)取矩，得：（12－2.4+）+（12－7.8+）++=+++++其中：=（2×18.5+1.5×18.5+5.1×17.9+3.2×18+3.2×19+1.9×20+20）×0.29+16×10≈256.41（kPa）=×2=31.58(kN）；=≈56.11(kN）；=≈753.78(kN）；==688.08(kN）；=≈730.03(kN）；=239.21(kN）;=2=2×4.0×≈12.55（kPa）；=（3+2）+（1.9+2）=（3×20.0×2.46+2×4.0×）+（1.9×20.0×3.39+0）≈160.15+128.82=288.97（kPa）≈738.72(kN）由式（1-5）得：=≈0.64（m）；=≈0.64（m）；=≈2.23（m）；=≈1.51（m）；=≈1.53（m）；≈0.93（m）；=≈1.70（m）所以，各力臂分別為：15.54（m）；14.04（m）；10.53（m）；6.61（m）；3.43（m）；0.93（m）；1.70（m）由此可得：≈781.61(kN)設(shè)基坑以下深度為處剪力為零，則：[2×18.5+1.5×18.5+5.1×17.9+3.2×18++20]×0.41－2×4×+≈()（kPa）≈(kN)73.80+1135.68+781.61=31.58+56.11+753.78+688.08+=≈1.91(m)17.79×1.91+203.23≈237.21（kPa）；8.895×+203.23×1.91+40.29≈460.91(kN)≈1.02(m)又：=2=2×4.0×≈12.55（kPa）；+2≈1.91×19.0×2.46+12.55≈101.82（kPa）≈109.22(kN)≈0.71（m）所以，最大彎矩為：≈396.33+620.02+5683.50+2490.85+470.13－849.44－6939.00－1492.88－77.55=301.96（kN·m）4.3樁的入土深度的計(jì)算基坑開(kāi)挖至15m，在反彎點(diǎn)處，設(shè)有支反力，根據(jù)力的平衡可知：,則有：其中：=2=01.9=1.9×20.0×3.39=128.82（kPa）=≈122.38（kN）31.58+56.11+753.78+688.08+730.03+239.21－73.80－1135.68－781.61－122.38=385.32(kN)設(shè)樁的入土深度為z，則有：式中：H——基坑開(kāi)挖深度（m）；——最下一道支撐距坑底距離（m）。代入數(shù)據(jù)得：=≈2.87（m）綜上可得：樁的入土深度約為2.87m。4.4配筋4.4.1支護(hù)樁配筋的計(jì)算可知：支護(hù)樁的間距為1500mm，樁身直徑d為1000mm，樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，所以混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為，軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為。主筋和加強(qiáng)箍筋采用HRB400，則抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為，螺旋箍筋采用HRB300，則箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為，樁身主筋凈保護(hù)層厚度為40cm。主筋配筋計(jì)算根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012），沿周邊均勻配置縱向鋼筋的圓形截面鋼筋淚凝土支護(hù)樁，其正截面受彎承載力應(yīng)符合下列規(guī)定式中：——樁的彎矩設(shè)計(jì)值（kN·m）；——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（kN/㎡）；——支護(hù)樁截面面積（㎡）；——支護(hù)樁半徑（m）；——對(duì)應(yīng)于受壓區(qū)混凝土截面面積的圓心角（rad）與2π的比值；——縱向鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（kN/㎡）；——全部縱向鋼筋的截面面積（㎡）；——縱向鋼筋重心所在圓周的半徑（m）；——縱向受拉鋼筋截面面積與全部縱向鋼筋截面面積的比值，當(dāng)a＞0.625時(shí)，取。根據(jù)規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)預(yù)配筋24φ28，則：；由上式得：設(shè)：則：經(jīng)試算得：a=0.191＜0.625＞設(shè)計(jì)滿足抗彎承載力要求根據(jù)《建筑樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ94—2008）灌注樁配筋要求，當(dāng)樁身直徑為300~2000mm時(shí)，正截面配筋率可取0.2%~0.65%。則：又：＞綜上所述，支護(hù)樁主筋配筋24Ф28滿足設(shè)計(jì)要求。箍筋配筋計(jì)算根據(jù)《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012）規(guī)定，圓形截面支護(hù)的斜截面承載力，可用截面寬度為1.76r和截面有效高度為1.6r的矩形截面代替圓形截面。按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范》（GB50010-2010）對(duì)矩形截面進(jìn)行斜截面受剪計(jì)算，計(jì)算所得的箍筋截面面積作為支護(hù)樁圓形箍筋的截面面積。＜4＞截面尺寸符合要求。其中：——矩形截面寬度，T形截面或I形截面的腹板寬度；——截面有效高度；——混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過(guò)C50時(shí)，??；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)，取，其間按直線內(nèi)插法確定。又：＜采用箍筋Ф16＠100，則：＞又：＞滿足最小配筋率要求。冠梁設(shè)計(jì)根據(jù)《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012）規(guī)定，支護(hù)樁頂部應(yīng)設(shè)置混凝土冠梁鏈接，冠梁寬度（水平方向）不應(yīng)小于樁徑，冠梁高度（豎直方向）不宜小于0.6倍樁徑，排樁與樁頂冠梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)宜大于C25，當(dāng)冠梁作為連續(xù)梁時(shí)可按構(gòu)造配筋。為了有效增加支護(hù)樁的整體剛度，考慮支護(hù)樁直徑的大小，冠梁高度設(shè)計(jì)為800mm，寬度為1200mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C30，鋼筋選用HPB300，鋼筋保護(hù)層厚度為50cm，可按照構(gòu)造要求配置冠梁的鋼筋。受彎構(gòu)件一側(cè)的縱向受拉鋼筋的配筋率不應(yīng)小于0.2%和的較大值。則：梁一側(cè)的縱筋可選用6Ф24，則＞，采用對(duì)稱(chēng)配筋。綜上所述，箍筋配筋采用左右兩側(cè)6Ф24。4.4.2內(nèi)支撐配筋的計(jì)算根據(jù)《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012）規(guī)定，軸心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算公式為：其中：——軸向壓力承載力設(shè)計(jì)值；——鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；——構(gòu)件截面面積；——縱向鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；——全部縱向鋼筋的截面面積。4.4.2.1第一道內(nèi)支撐配筋的計(jì)算軸心壓力設(shè)計(jì)值為：?；炷翉?qiáng)度等級(jí)為C35，鋼筋選用HRB400，則：，。截面尺寸選用1200mm×1000mm。按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，兩端鉸支。其有效長(zhǎng)度為：。已知：又：，則：＜0按構(gòu)造配筋：一側(cè)，一側(cè)取8Ф20，。4.4.2.2第二道內(nèi)支撐配筋的計(jì)算軸心壓力設(shè)計(jì)值為：混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，鋼筋選用HRB400，則：，。截面尺寸選用1200mm×1000mm。按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，兩端鉸支。其有效長(zhǎng)度為：。已知：又：，則：＜0按構(gòu)造配筋：一側(cè)，一側(cè)取8Ф20，。4.4.2.3第三道內(nèi)支撐配筋的計(jì)算軸心壓力設(shè)計(jì)值為：混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，鋼筋選用HRB400，則：，。截面尺寸選用1200mm×1000mm。按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，兩端鉸支。其有效長(zhǎng)度為：。已知：又：，則：＜0按構(gòu)造配筋：一側(cè)，一側(cè)取8Ф20，。4.5穩(wěn)定性驗(yàn)算根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JGJ120-2012），支撐