土木工程畢業(yè)論文 基坑開挖圍護設(shè)計方案

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1、目 錄前前言言.1第一章第一章 工程概況工程概況.2第一節(jié) 工程概述.2第二節(jié) 工程地質(zhì)條件.3一、氣象概況.3二、地形地貌.3三、工程地質(zhì).3第三節(jié) 水文地質(zhì)條件.4一、地下水類型.4二、地下水的腐蝕性評價.5第四節(jié) 抗震設(shè)計.5第五節(jié) 護坡設(shè)計參數(shù).5第二章第二章 基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計.7第一節(jié) 施工方法的論證.7第二節(jié) 圍護結(jié)構(gòu)型式的選擇.7一、基坑等級及變形控制標準.7二、基坑圍護結(jié)構(gòu)方案比選.7三、鋼支撐和錨索施工比較.8第三節(jié) 基坑支護中荷載的計算.9一、荷載與組合.9二、水平荷載標準值.9三 水平抗力標準值.10第四節(jié) 護坡樁設(shè)計.11一、嵌固深度計算.11二、鋼筋混

2、凝土樁設(shè)計.17三、施工方案設(shè)計.20第五節(jié)錨桿設(shè)計.20一、計算錨桿承載力.21二、錨桿自由長度計算.22三、錨桿錨固段長度計算.22四、錨桿參數(shù)最終確定.22第三章第三章 鉆孔灌注樁施工鉆孔灌注樁施工.24一、泥漿護壁施工法 .24二、鉆孔灌注樁常見施工問題.25第四章第四章 基坑穩(wěn)定性驗算基坑穩(wěn)定性驗算.27第一節(jié)整穩(wěn)定性驗算.27第二節(jié) 抗傾覆穩(wěn)定性驗算.27第三節(jié)抗滑移穩(wěn)定性.28第四節(jié)坑底土隆起穩(wěn)定性驗算.28結(jié)結(jié)論論.30致致謝謝.31參考文獻參考文獻.32附圖一一 擬建場地平面及樁的布置圖附圖二 圍護樁配筋圖附圖 三 基坑坑壁剖面圖中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計1前前言言基坑

3、工程是指建筑物和構(gòu)筑物的地下結(jié)構(gòu)部分施工時，所進行的基坑開挖、工程降水和基坑支護，同時，對周圍的建筑物、構(gòu)筑物、道路和地下管線進行監(jiān)測和維護，以確保正常、安全施工的綜合性工程。一般情況下，基坑支護是臨時措施，地下室主體施工完成時支護體系即完成任務(wù)，與永久性結(jié)構(gòu)相比臨時結(jié)構(gòu)的安全儲備要求可小一些，由于其安全儲備較小，因此具有較大的風(fēng)險性。巖土工程區(qū)域性很強，巖土工程中的基坑工程區(qū)域性更強，如軟粘土地基、軟土地基、砂土地基、黃土地基等工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件不同的地基中基坑工程差異性很大，同一城市不同區(qū)域也有差異?；庸こ痰闹ёo體系設(shè)計施工和土方開挖都要因地制宜，根據(jù)本地情況進行。基坑工程的支護體系

4、設(shè)計與施工和土方開挖不僅與工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件有關(guān)，還與基坑相鄰建筑物、構(gòu)筑物及市政地下管線的位置、抵御變形的能力、重要性以及周圍場地條件等有關(guān)，這就決定了基坑工程具有很強的個性。正是由于基坑工程具有很強的區(qū)域性和個性，因此根據(jù)不同的區(qū)域和個性特征，研究相應(yīng)的基坑穩(wěn)定性、支護結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及變形以及周圍地層的位移對周圍建筑物和地下管線等的影響及保護的計算分析，以便采取經(jīng)濟、實用的基坑支護方案，就具有重要的理論意義和實際效益。與分析、計算方法的進步相對應(yīng)的是基坑開挖技術(shù)，特別是支護技術(shù)的日臻完善，并出現(xiàn)了許多新的支護結(jié)構(gòu)形式與穩(wěn)定邊坡的方法。本文結(jié)合北京市地鐵八號線 01 標段(西三旗車站)地下結(jié)

5、構(gòu)挖方工程，根據(jù)基坑地質(zhì)條件和周圍環(huán)境的特殊性，選擇鋼筋混凝土灌注樁加錨桿的基坑開挖圍護方案，并對組合圍護結(jié)構(gòu)體系進行了設(shè)計計算。依據(jù)建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程 （JGJ12099）等規(guī)范，采用整體等值梁法的計算方法計算樁長、支點內(nèi)力、最大彎矩；對混凝土灌注樁進行結(jié)構(gòu)設(shè)計與驗算，確定樁徑、樁身配筋；對冠梁與腰梁進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。最終編制了基坑開挖圍護設(shè)計方案。本科畢業(yè)設(shè)計2第一章 工程概況第一節(jié) 工程概述工程名稱：北京市地鐵八號線 01 標段(西三旗車站)基坑開挖支護工程。工程照片見下圖：圖 1-1 工程實際照片工程概況：西三旗站是北京地鐵 8 號線二期工程第三座車站，位于西三旗路和西三旗東路十字路口處

6、。在西三旗東路下南北向布置，為 8 號線首批開工車站。車站所處十字路口東北角有北新家園、新康園小區(qū)、建材城西里小區(qū)和新材醫(yī)院；東南角為北新建材集團，規(guī)劃為商業(yè)用地；西北角為中國石油天然氣集團直屬機關(guān)黨校、新龍批發(fā)市場；西南角有育新花園小區(qū)、首師大附屬育新學(xué)校。西三旗路交通繁忙，路下管線復(fù)雜，道路規(guī)劃紅線寬 45m，主路寬 16m，雙向 4 車道，路口西側(cè)局部段雙向 6 車道，目前已經(jīng)實現(xiàn)規(guī)劃；西三旗東路規(guī)劃紅線寬 40m，路口北段現(xiàn)狀道路寬 10m，路口南段現(xiàn)狀道路寬 4m，未實現(xiàn)規(guī)劃。第二節(jié) 工程地質(zhì)條件一、氣象概況北京地區(qū)屬于溫暖帶大陸性半濕潤半干旱季風(fēng)氣候，受季風(fēng)影響形成春季干旱多風(fēng)、夏

7、季炎熱多雨、秋季秋高氣爽、冬季寒冷干燥、四季分明的氣候特點。近幾年平均氣溫為12.513.7，極端最高氣溫 42.2，極端最低氣溫-15。全市多年平均降水量為626mm，降水量的年變化大，年內(nèi)分配也不均，汛期（68 月）降水量約占全年降水量的80%以上。旱澇的周期性變化較明顯。二、地形地貌本合同段線路位于永定河沖積扇的中下部，土層以新沉積層、第四紀沖洪積沉積土層為主。擬建工程所處地勢基本平緩，地面以市政道路為主，路面平坦，地面標高為 3740m。三、工程地質(zhì)施工場地范圍內(nèi)的土層主要有人工填土層、新近沉積層、一般第四紀沖洪積沉積層。車站主要位于粉土和粘土層，底板位于粉質(zhì)粘土層。中國地質(zhì)大學(xué)（北京

8、）本科畢業(yè)設(shè)計3鉆孔孔口地面高程介于 3.40m5.05m，平均 3.71m。場地照片如下圖 1-2：圖 1-2 場地照片根據(jù)野外鉆探資料，擬建場地從上至下分布的地土層為：1、人工填土層：粉質(zhì)粘土素填土層：黃褐色，稍濕，稍密，以粉質(zhì)粘土為主，含少量碎磚屑、植物根等，結(jié)構(gòu)松散，無層理。粉土素填土2 層：黃褐色，稍濕，稍密，以粉土為主，含少量碎磚屑、植物根等，結(jié)構(gòu)松散，無層理。建筑垃圾雜填土6 層：雜色，稍濕，稍密中密，以碎石塊、水泥塊為主，砂、石及粘性土充填。 新近沉積層：粉質(zhì)粘土層：黃褐色，軟塑可塑，含氧化鐵、氧化錳，土質(zhì)結(jié)構(gòu)差，無層理。粉土2 層：黃褐色，稍濕濕，稍密，含氧化鐵、氧化錳，土質(zhì)

9、結(jié)構(gòu)差，無層理。2、一般第四紀沖洪積沉積層：粉質(zhì)粘土層：黃褐褐黃色，可塑，含氧化鐵、云母。 粉土2 層：黃褐褐黃色，稍濕濕，稍密中密，含氧化鐵、氧化錳等、云母、鈣質(zhì)結(jié)核等。粉質(zhì)粘土層：灰黃褐灰色，可塑，含氧化鐵、云母，少量有機質(zhì)等。粉土2 層：灰黃褐灰色，稍濕飽和，含氧化鐵、云母，少量有機質(zhì)等。細砂4 層：灰黃褐灰色，濕飽和，主要礦物成分是石英、長石、云母。粉質(zhì)粘土層：褐黃色，可塑，含氧化鐵、云母等。粉土2 層：褐黃色，濕飽和，中密密實，含氧化鐵、云母等。粉砂3 層：褐黃色，濕飽和，中密，主要礦物成分是石英、長石、云母。細砂4 層：褐黃色，濕飽和，密實，主要礦物成分是石英、長石、云母。粉質(zhì)粘土

10、層：黃灰褐灰色，可塑，含氧化鐵、氧化錳等。粉砂3 層：灰褐黃褐色，飽和，密實，主要礦物成分是石英、長石、云母。粉質(zhì)粘土層：灰黃褐黃色，可塑，含氧化鐵、云母等。粘土1 層：灰黃褐黃色，可塑，含氧化鐵、云母等。粉土2 層：灰黃褐黃色，濕飽和，密實，含氧化鐵、云母等。細砂4 層：灰黃褐黃色，密實，主要礦物成分是石英、長石、云母。粉質(zhì)粘土層：褐灰色，可塑，含氧化鐵、云母，少量有機質(zhì)等。粘土1 層：灰褐褐灰色，可塑，含氧化鐵、云母，少量有機質(zhì)等。粉土2 層：褐黃色，飽和，密實，含氧化鐵、云母。粉砂3 層：褐黃色，飽和，密實，主要礦物成分為石英、長石、云母。中砂5 層：褐黃色，飽和，密實，主要礦物成分為石

11、英、長石、云母，含少量圓礫。粗砂6 層：褐黃色，飽和，密實，主要礦物成分為石英、長石、云母。圓礫8 層：雜色，飽和，密實，一般粒徑 23mm，最大粒徑 2cm，圓礫含量約60，含少量卵石，主要母巖成分為巖砂、礫巖，中粗砂充填。卵石9 層：雜色，飽和，密實，一般粒徑 23cm，最大粒徑 5cm，卵石含量約60，主要母巖成分為砂巖、礫巖，中粗砂充填。粉質(zhì)粘土層：褐黃色，可塑，含氧化鐵、云母、鈣質(zhì)結(jié)核。粘土1 層：褐黃色，可塑硬塑，含氧化鐵、云母、鈣質(zhì)結(jié)核。粉土2 層：褐黃色，濕飽和，密實，含氧化鐵、云母等。細砂4 層：褐黃色，濕飽和，密實，主要礦物成分為石英、長石、云母。粉砂3 層：褐黃色，飽和，

12、密實，主要礦物成分為石英、長石、云母。粉質(zhì)粘土層：褐灰褐黃色，可塑，含氧化鐵、鈣質(zhì)結(jié)核。粘土1 層：褐灰褐黃色，可塑硬塑，含氧化鐵、鈣質(zhì)結(jié)核。粉土2 層：褐灰褐黃色，飽和，密實，含氧化鐵、云母、鈣質(zhì)結(jié)核。中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計4中砂5 層：褐黃色，飽和，密實，主要礦物成分為石英、長石、云母。粉質(zhì)粘土層：褐灰褐黃色，可塑，含氧化鐵、云母、鈣質(zhì)結(jié)核，見少量螺殼。粘土1 層：褐灰褐黃色，可塑硬塑，含氧化鐵、云母、鈣質(zhì)結(jié)核，少量有機質(zhì)。粉土2 層：黃褐褐灰色，飽和，密實，含氧化鐵、云母、少量有機質(zhì)。細砂4 層：褐黃色，飽和，密實，主要礦物成分為石英、長石、云母。中砂5 層：褐黃色，飽和，密實

13、，主要礦物成分為石英、長石、云母。卵石9 層：雜色，飽和，密實，亞圓形，最大粒徑 5cm，一般粒徑 23cm，主要母巖成分為巖砂、礫巖，中粗砂充填。粘土1 層：褐黃色，可塑硬塑，含氧化鐵、云母。車站主要位于粉土和粘土層，底板處于粘土層。第三節(jié) 水文地質(zhì)條件一、地下水類型擬建場地下 38m 深度范圍內(nèi)主要揭露了 3 層地下水，第一層為臺地潛水，第二層為層間水，第三層為潛水承壓水。第一層：臺地潛水，初見水位埋深 2.67.9m，絕對標高 36.7741.47m；靜止水位埋深 2.67.7m，絕對標高 36.9741.47m。地下水的主要補給來源是大氣降水入滲、地下管道滲水及居民生活用水，主要排泄方

14、式為側(cè)向逕流及向下越流補給。該層水在場地北側(cè)較連續(xù)分布，在場地南側(cè)僅部分地段有分布。第二層水：層間水，主要含水層為粉土2、粉砂3、細砂4，初見水位埋深9.211.6m，絕對標高 32.6034.86m；靜止水位埋深 8.211.2m，絕對標高 32.9034.81m。地下水主要接受側(cè)向徑流及越流補給，以側(cè)向徑流的方式排泄。該層水在整個場地范圍內(nèi)連續(xù)分布。第三層水：潛水承壓水，主要含水層為中砂5，初見水位埋深 24.826.5m，絕對標高 17.6319.30m；靜止水位埋深 23.525.2m，絕對標高 18.7120.60m。該層水具有微承壓性，在整個場地范圍內(nèi)連續(xù)分布，由于位于基坑開挖深度

15、以下，對基礎(chǔ)施工影響不大。二、地下水的腐蝕性評價本次勘察在 XSQC02、Z3-XSQ-011、Z3-XSQ-019鉆孔中共采取地下水試樣 6 組，在室內(nèi)對其做了腐蝕性測試，根據(jù)其測試結(jié)果，依據(jù)巖土工程勘察規(guī)范 （GB 500212001）第 12.2 條及鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計暫行規(guī)定 （鐵建設(shè)【2005】157號）3.3 條有關(guān)條款，判定地下水對基礎(chǔ)材料的腐蝕性見下表： 表 1-1 地下水的腐蝕性評價對建筑材料的腐蝕性孔號取水深度（m）取水日期砼鋼筋砼中鋼筋（干濕交替）鋼筋砼中鋼筋（長期浸水）鋼結(jié)構(gòu)XSQC026.307.5.19弱腐蝕性弱腐蝕性XSQC029.107.5.19弱腐蝕性弱

16、腐蝕性XSQC0225.007.5.20弱腐蝕性弱腐蝕性經(jīng)綜合分析判定，擬建場地地下水對砼結(jié)構(gòu)不具腐蝕性，在長期浸水情況下對鋼筋砼結(jié)構(gòu)中的鋼筋不具腐蝕性，在干濕交替的情況下對鋼筋砼結(jié)構(gòu)中的鋼筋具弱腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性。本次勘察并在 Z3-XSQ-003、Z3-XSQ-009、Z3-XSQ-020取代表性土試樣 4 組，中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計5做了土的腐蝕性測試，結(jié)果詳見附件“土的浸出液分析報告”，根據(jù)巖土工程勘察規(guī)范（GB 500212001）第 12.2 條判定，場地土對砼及鋼筋砼結(jié)構(gòu)中的鋼筋均不具腐蝕性。3、歷年最高水位:擬建場地歷年最高地下水位曾接近自然地面，絕對標高

17、44.00m 左右，近 35 年最高地下水位絕對標高為 40.00m 左右。抗浮水位可按歷年最高水位絕對標高 42.50m 進行設(shè)計。第四節(jié) 抗震設(shè)計1、抗震設(shè)防烈度根據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖 （GB163062001）和建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB500112001）附錄 D 及鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范 （GB50111-2006）綜合考慮，擬建場區(qū)的抗震設(shè)防烈度為 8 度，設(shè)計地震分組為第一組，設(shè)計基本地震加速度值為 0.20g。2、建筑場地分類本次勘察在 XSQC02、Z3-XSQ-003、Z3-XSQ-009和 Z3-XSQ-015鉆孔中分別進行了全孔波速測試，經(jīng)實測其 25m 深度范圍內(nèi)土層等效

18、剪切波速值分別為 236 m/s、231.86m/s、233.27m/s 和 228.26m/s，根據(jù)鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范（GB501112006）第 4.0.1 條判定，場地土類型為中軟土，場地類別為類。3、液化判別根據(jù)鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范 （GB501112006）附錄 B 進行判別，擬建場地地面下20m 深度范圍內(nèi)的飽和粉土及砂土不液化。第五節(jié) 護坡設(shè)計參數(shù)地面超載按 q=30kPa 考慮。基坑支護后剖面變形按 1 級控制。 車站深度范圍內(nèi)土層主要參數(shù)如下表： 表 1-2 土層參數(shù)表 重度粘聚力內(nèi)摩擦角厚度層號土類名稱(kN/m3)(kPa)(度)（m）素填土20.18.0018.001

19、.82粉土19.38.0024.002.62粉土20.010.0025.003粉質(zhì)粘土19.917.0022.002.32粉土20.26.0026.000.74細砂19.50.0035.002.4粉質(zhì)粘土20.521.0022.002.5粉質(zhì)粘土19.821.0023.009.3注：基坑周邊按強夯后考慮參數(shù)取值。中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計6第二章 基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計第一節(jié) 施工方法的論證目前國內(nèi)地鐵車站施工主要方法有明挖法、蓋挖法、暗挖法，每種方法都有其適用條件及優(yōu)缺點，結(jié)合本車站現(xiàn)場選定站位實際情況，對以下三種方法進行多方面比較，具體優(yōu)缺點詳見下表。 表 2-1 車站常用施工方法比較表

20、項 目明挖法蓋挖法暗挖法對地面交通影響大，需中斷交通較大，需短期占部分道路對交通無影響對地下管線影響大，管線改移多部分管線需要改移不需改移管線施工技術(shù)成熟成熟成熟施工難度小較小大工程質(zhì)量好較好一般防水質(zhì)量好較好一般地面沉降小小稍大擾民程度大較大小施工工期短較短長土建造價低較高高西三旗站所處站位，地下管線及道路有導(dǎo)改條件，通過地上、地下情況分析比較，車站主體及附屬皆采用明挖法施工。 第二節(jié) 圍護結(jié)構(gòu)型式的選擇一、基坑等級及變形控制標準本車站標準段基坑寬度 22.3 米，基坑深度約 18.3 米，基坑附近無特殊建構(gòu)筑物需要防護，根據(jù)基坑規(guī)模與周邊環(huán)境條件及北京地鐵 8 號線二期工程技術(shù)要求，本明挖

21、基坑變形控制等級為一級，基坑變形控制標準為:地面最大沉降量0.15%H；圍護結(jié)構(gòu)最大水平位移0.2%H，且30mm。二、基坑圍護結(jié)構(gòu)方案比選基坑圍護結(jié)構(gòu)形式和地下水的治理措施不僅是地下結(jié)構(gòu)施工的需要，也是保證地面建筑物和地下管線安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須綜合治理，統(tǒng)籌考慮方可達到預(yù)期目的。明挖法施工中圍護結(jié)構(gòu)的主要型式見下表中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計7 表 2-2 圍護結(jié)構(gòu)方案比較表 圍護結(jié)構(gòu)型式優(yōu) 點缺 點經(jīng)濟性放坡開挖1、施工簡單，不需要大型設(shè)備。2、施工進度快。風(fēng)險小。3、材料用量和工程量小，造價低。4、土體位移小，采用信息化施工可確保工程和施工安全。1、對地層土質(zhì)條件要求較高。2、需要

22、場地加大，基坑深度不能過大。3、地下水位高時施工難度大。造價最低鉆孔咬合樁1、可根據(jù)基坑深度，調(diào)整樁徑等參數(shù)，2、對地層地質(zhì)條件、基坑深淺等條件適應(yīng)性好；3、結(jié)構(gòu)剛度好，對地面沉降控制好。1、成孔需專門設(shè)備；2、施工工藝較復(fù)雜。造價適中地下連續(xù)墻1、整體性好，穩(wěn)定性強；可作為永久性結(jié)構(gòu)；2、漏水點少，滲漏易處理；3、剛度大，地面沉降小。1、需要專門的成槽設(shè)備；2、需要足夠的施工場地；3、對城市環(huán)境污染大。造價相對較高鉆孔樁基坑外降水1、適用多種地層，施工進度可控制；2、可根據(jù)基坑深度調(diào)整設(shè)計參數(shù)，滿足強度和剛度要求；3、基坑外降水，地下水位低時優(yōu)勢明顯；1、對城市環(huán)境有一定影響；2、施工工藝較

23、復(fù)雜。造價相對較低土釘墻1、設(shè)備簡單，操作方便，施工所需場地小，施工干擾少。2、材料用量和工程量小，造價低。3、土體位移小，采用信息化施工可確保工程和施工安全。1、應(yīng)具有較好的工程及水文地質(zhì)條件。2、適用于深度小于 15m 的基坑。造價低經(jīng)比對及施工經(jīng)驗結(jié)合此工程環(huán)境得知采用鉆孔灌注樁具有以下技術(shù)優(yōu)點： （1） 施工時基本無噪音、無振動、無地面隆起或側(cè)移，因此對環(huán)境和周邊建筑物危害?。?（2）大直徑鉆孔灌注樁直徑大、入土深； （3） 對于樁穿透的圖層可以在空中作原位測試，以檢測土層的性質(zhì)； （4）擴底鉆孔灌注樁能更好地發(fā)揮樁端承載力； （5） 經(jīng)常設(shè)計成一柱一樁，無需樁頂承臺，簡化了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形

24、式； （6）鉆孔灌注樁通常布樁間距大，群樁效應(yīng)小； （7）施工設(shè)備簡單輕便，能在較低的凈空條件下設(shè)樁； （8）鉆孔灌注樁在施工中，影響成樁質(zhì)量的因素較多，質(zhì)量不夠穩(wěn)定，有時候會發(fā)生縮徑、樁身局部夾泥等現(xiàn)象，樁側(cè)阻力和樁端阻力的發(fā)揮會隨著工藝而變化，且又在較大程度上受施工操作影響；三、鋼支撐和錨索施工比較（一）施工工藝 支撐和錨索的施工工藝都比較成熟，在深基坑支護中，挖掘機操作需避讓支撐，而錨索不需要。但錨索需要一定的地下空間，這對于市政工程是一的非常的局限條件，并不在任何地方都可以用錨索支護。待基坑施工至基底開始施工結(jié)構(gòu)時，需要向基坑內(nèi)運輸工程材料，在調(diào)裝的過程中，支撐有著很大的限制與不便。支

25、撐安裝工人需要經(jīng)過專業(yè)的培訓(xùn)才可以上崗，危險系數(shù)較大。（二）施工工期 支撐施工時土方將不能同時進行開挖，而錨索在到達設(shè)計標高以后，可以多臺同時作業(yè)，這期間土方還可以繼續(xù)施工，不影響工程進度。但漿液齡期需要大概4 天的時間，土方開挖需要給張拉留出工作面。中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計8（三）體系效果 從監(jiān)控量測的數(shù)值反映和對比，兩種支護體系效果均比較理想，樁體的側(cè)向位移都在 3cm 以內(nèi)。經(jīng)過比較并根據(jù)已對該工程地質(zhì)條件、基坑開挖深度及周邊環(huán)境的特點的分析，選擇基坑支護方案時充分考慮影響邊坡穩(wěn)定性安全的不利因素，同時兼顧經(jīng)濟、高效的原則，該工程基坑支護方案擬采用鉆孔灌注樁加錨桿結(jié)合支護。第三節(jié)

26、 基坑支護中荷載的計算一、荷載與組合結(jié)構(gòu)自重：鋼筋混凝土自重按 25kN/m3計。水土側(cè)壓力：砂、卵石層水土分算，粘性土層水土合算，施工期間按朗肯公式計算其主動土壓力。施工荷載：按計。0=30kPa二、水平荷載標準值（一）砂土的水平荷載標準值對砂土計算點位于地下水位以上時按式下式計算： (2-1)avaaiiipKz K (2-2)20atan (45)2iiK式中第i層的主動土壓力系數(shù)；aiK作用于深度處的豎向應(yīng)力標準值(kPa)；viz計算點深度(m)；iz第i層土的內(nèi)摩擦角（0） 。i（二） 粉土水平荷載標準值對于粉土及粘性土 ，水平荷載標準值按下式計算： (2-3)aiaa2iiiip

27、rz KcK第i層的主動土壓力系數(shù)；aiK計算點深度(m)；iz三軸試驗當有可靠經(jīng)驗時可采用直接剪切試驗確定的第層土固結(jié)不排水不ic（快）剪粘聚力標準值(kPa)；式中按式(2-2)計算。aiK（三） 工程中土層水平荷載標準值求土層加權(quán)的值按下式計算：中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計9(1.82.632.30.72.42.53) 18.30.45724.51824252226352223tgtgtgtgtgtgtgtgtg 得由式2-2計算得主動土壓力系數(shù)得：。022aa24.5tan45tan450.4122ooK三軸試驗聚力標準值如下表 2-3：ikc表 2-3 Cik三軸試驗聚力標準值土

28、層素填土2粉土2粉土粉質(zhì)粘土2粉土4細砂粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土ikc881017602121加權(quán) c8 1.88 2.6 10 3 17 2.36 0.721 11.8 /24.614.5 綜上按式(2-3)計算得出水平荷載標準值計算結(jié)果下表 2-4：表 2-4 水平荷載標準值土層素填土2粉土2粉土粉質(zhì)粘土2粉土4細砂粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土（m）jz1.84.47.49.710.412.815.318.3aiK0.41ikc14.5(kPa)a k j-3.917.341.760.566.285.7106.1130.5三 水平抗力標準值根據(jù)建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程 （JGJ12099） ，基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標準

29、值按下列pjke方法計算。粉土及粘性土基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標準值宜按下式計算： (2-4)p kp kpkp=+2jjiiieKcK式中作用于基坑底面以下深度處的豎向應(yīng)力標準值(kPa)；p k j第 i 層土的被動土壓力系數(shù)。piK第 i 層土的被動土壓力系數(shù)應(yīng)按下式計算 (2-5)2okp=tan45 +2iiK式中為第 i 層土的內(nèi)摩擦角（0） 。k i由于降水效果良好，地下水位位于支護結(jié)構(gòu)以下，基本為無水施工，對于砂土、碎石及粉土、粘性土基坑內(nèi)側(cè)抗力標準值可統(tǒng)一按下式計算：中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計10 (2-6)p kp kpkp=+2jjiiieKcK式中參數(shù)意義同式(2-4)。

30、計算結(jié)果見下表 2-9：表 2-9 基坑內(nèi)側(cè)抗力標準值土層(m)jzpiK(kPa)k ic(kPa)p k j粉質(zhì)粘土6.32.2821125.2第四節(jié) 護坡樁設(shè)計一、嵌固深度計算多層錨桿整體等值梁的計算方法是，把基坑下樁的彎矩零點與樁頂之間的樁當作多跨連續(xù)梁，錨桿位置當作連續(xù)梁的支點，采用力矩分配法計算支點反力。用整體等值梁法計算嵌固深度，計算過程如下。0h1、主動土壓力系數(shù)。2aatan450.412oK2、被動土壓力系數(shù)被動土壓力系數(shù)按下式計算： (2-7)2ppcos=cos - sin+sinK 基坑下土的內(nèi)磨擦角的加權(quán)平均值。op=23樁土間的摩擦角之間，由于是砂土為主，所以取。

31、12=33o2=15.33所以：。 2ppppcos=3.525cos - sin+sinK3、土壓力為零（近似零彎點）距坑底的距離土壓力為零（近似零彎點）距坑底的距離按下式計算： (2-8)qapa+=-eeyK K中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計11式中均布附加荷載為產(chǎn)生的水平荷載，均布附加荷載為 30kPa。qe土的天然重度的加權(quán)平均值：3=19.87kN/mqa=30 0.41=12.3kPaeq Ka=19.87 0.41 18.3-2 14.50.41=130.5kPae將參數(shù)代入式（3-19）得出土壓力零點，如下：。 qapa+12.3+130.5=2.3m19.873.5250

32、.41-eeyK K4、用彎矩分配法計算支點反力現(xiàn)將基坑支護圖畫作一連續(xù)梁，其荷載為土壓力及地面荷載，土壓力為零點經(jīng)計算離坑底為 2.3m，近似看作為彎距為零處，F(xiàn) 點看作為一地下支點無彎距，如下圖 2-1 所示：mq=30kNABCDEFe=142.8圖 2-1 基坑支護簡圖將基坑支護圖畫成為一連續(xù)梁，契合在為土壓力及地面荷載，見圖 2-2 所示：kN/mBCDEFA1圖 2-2 整體等值梁計算簡圖中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計12A 點超荷壓力為。由得a0a30 0.4112.3kPaqqKaiaa2iiiiprz KcK，0.77iz 10.773.23ABAB由上得 B、C、D、E、

33、F 土壓力為；b=26.3kPaqcde=71.1kPa;=107.8kPa;=142.8kPa;qqq。f=0kPaq5、分段計算固端彎距（1） 、AB 段彎矩計算AB 段彎距，簡化為懸臂梁。如下圖 2-3 所示：A1B圖 2-3 樁 AB 段計算簡圖A 端彎距為零：。A=0MB 端彎距計算公式： ； BA3.233.2326.3=45.7kN m23M（2） 、BC 段彎矩計算梁 BC 段按一端固定一端簡支計算，B 支點荷載=26.3kN，C 支點荷載1q=71.1kN。如下圖 2-4 所示：2qBCq1q2圖 2-4 樁 BC 段計算簡圖由公式得；212C7+8l=189.79kN m1

34、20qqMBACBC=-=166.94kN m2MMM（3） 、CD 段彎矩計算 梁 CD 段如圖 2-5 所示，中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計13 CDq1q2圖 2-5 樁 CD 段計算簡圖兩端均為固端，其計算公式為：222212CD107.8-71.171.1-=-=-144.75kN m123012304.54.5Mqqll 222212DC107.8-71.171.1=157.14kN m122012204.54.5Mqqll（4） 、DEF 段彎矩計算 梁 DEF 段如圖 2-6 所示，q3q2q1kN/ml=a+b=6.6DFE圖 2-6 樁 DF 段計算簡圖F 點為彎矩零點，

35、=107.8kN，=142.8-107.8=35kN，1q2q=142.8kN。按一端固定一端簡支計算公式：3q222212DF223q aq aaa12a2898l24l5lq3b165l453.0669.26 116.73639.05kN mMb （5） 、彎距分配計算固端彎距不平衡，需用彎距分配法來平衡支點 C、D 的彎距。分配系數(shù) C 點：中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計14CBCD135.50.3811345.54.5144.50.6211345.54.5CBCBCDCDCBCDSSSSSS 校核：。1CBCDD 點DCDE144.50.6611434.56.6136.60.3411

36、434.56.6DCDCDEDEDCDESSSSSS 通過彎距分配，得出支點的彎矩如下表 2-10。表 2-10 彎距分配通過彎矩分配，得出各支點的彎矩為：。45.7kN m98.08kN m456.1kN m0BCDFMMMM （6） 、求各支點反力桿件 B C D F分配系數(shù)0.380.62 0.660.34彎矩 +45.7-45.7 166.94-144.75 157.14-639.05分配力矩傳遞力矩 -8.43 -60.43-13.76 318.06159.03 -6.88 -98.6 4.54 -49.3 32.54163.852.3416.76桿端 +45.7-45.7 98.0

37、8-98.08 456.1-456.1中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計15BCDFECDMcABMBMBMCMDMDRBRBRCRCRDRDRFabcd 圖 2-7 支點反力計算簡圖 如圖 2-7（a）AB 段，先求 BR1B3.23226.33.2345.72342.5kN3.23R如圖 2-7（b）BC 段11B5.55.5126.3 5.571.1 26.35.545.798.08223103.87kN5.5R111BBB42.5 103.87146.37kNRRR1C5.55.5226.3 5.571.1 26.35.545.798.08223163.98kN5.5R如圖 2-7（c）

38、CD 段11C4.54.5171.1 4.5107.871.14.598.08456.1223107.94kN4.5R111CCC163.98 107.94271.92kNRRR1D4.54.5271.1 4.5107.871.14.598.08456.1223294.585kN4.5R如圖 2-7（d）DF 段1D4.34.3112107.8 4.32.3142.8 107.84.32.32.3 142.82.3456.1223236.62062.753280.9333251.804456.1462.4kN6.6R 111DDD294.585462.4756.985kNRRR中國地質(zhì)大學(xué)（北

39、京）本科畢業(yè)設(shè)計16F4.34.3211107.8 4.3142.8 107.84.32.3 142.82.34.3456.1223236.6996.611 323.575 832.048456.1257kN6.6R各支點反力為：BCDF146.37kN;271.92kN;756.985kN;257kNRRRR(7)、反力核算土壓力及地面荷載共計為：17.532.3142.8142.81415.86kPa22支點反力BCDF146.37271.92756.9852571432.275kPaRRRRR土壓力及地面荷載的合力與支點反力的合力之間的差值在允許范圍內(nèi)，滿足要求。（8)、插入深度計算插入

40、深度按下式計算： (2-9)Fpa66 2574.99m19.873.5250.41RxKKx+yho7.29m。對于均質(zhì)粘性土及地下水位以上的粉土或砂類土有效嵌固深度可按下式確定：dh (2-10)d01.1hh代入?yún)?shù)計算得： d01.11.1 7.298mhh滿足規(guī)范建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程 （JGJ12099）要求。二、鋼筋混凝土樁設(shè)計 樁身最大彎矩計算kN/mBCDEFA1圖 2-8 力學(xué)計算簡圖剪力為零處彎矩最大，故先求剪力為零點：中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計17樁所受土體均布荷載斜率142.88.14617.53k （1)、剪力零點在 BC 段設(shè)剪力零點距 A 點 h： 228.

41、1468.1460:146.37235.9376mFKhhhYhh代入解得此處彎矩118.146 6 66 146.3763.23112.2KN m23xM （2)、剪力零點在 CD 段設(shè)剪力零點距 A 點 h：228.1468.1460:146.37271.922102.710.13mFKhhhYhh代入解得此處彎矩 118.146 10.13 10.1310.13 146.37 6.923271.92 1.420.67kN mxM（3)、剪力零點在 DE 段設(shè)剪力零點距 A 點 h：228.1468.1460:146.37271.92756.9852288.5517mFKhhhYhh代入解

42、得中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計18此處彎矩118.146 17 1717 146.37 13.7723271.92 8.27756.989 3.77447.93kN mxM 所以取下面進行鋼筋混凝土樁的設(shè)計。max456.1MkN m截面彎矩設(shè)計值為（2-11）max0j25. 1MM式中為基坑側(cè)壁安全等級重要性系數(shù)，查表取 1.0。0代入數(shù)據(jù)，有j1.25 1.0 456.1627.1kN mM 依據(jù)地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計P155周邊均勻配置縱向鋼筋擋土灌注樁一般按鋼筋混凝土正截面受彎構(gòu)件計算配筋。對于沿周邊均勻配置縱向鋼筋的圓形截面鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，當截面內(nèi)縱向鋼筋數(shù)量不少于6 根時，截面

43、抗彎承載力可按下式計算：33sinsin2sin3tcys sMf rf A r為簡化計算取 （2-12）21 0.751 0.750.50.625ysysyscccf Af Af Af Af Af A （2-13）225. 1t式中 單樁抗彎承載力； M(kN m)混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值；cf2(N/mm )土灌注樁橫截面積；A2(mm )圓形截面半徑；r(mm)鋼筋抗拉強度設(shè)計值；yf2(N/mm )全部縱向鋼筋的截面積；sA2(mm )縱向鋼筋所在圓周的半徑；sr(mm)對應(yīng)于受壓區(qū)混凝土截面面積的圓心角與的比值；2縱向受拉鋼筋截面積與全部縱向鋼筋截面積的比值；擋t根據(jù)鉆孔機械，樁身直

44、徑為，D800mm采用 C30 混凝土，HRB335 級鋼筋，則混凝土軸心抗壓強度2cmmN3 .14f鋼筋抗拉強度設(shè)計值,2yymmN300 ff2tmmN43. 1f代入公式得，；0.3340.58t再將值代入式（2-21）求出單樁抗彎承載力：Mmax=627.14 1.6=1003.4 kN mM中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計1910781003.4kN mM 故配筋成功。最終配筋參數(shù)見表 2-11：表 2-11 圍護樁身配筋參數(shù)表樁主筋加強筋箍 筋樁身材料18 2818200014150C30 砼冠梁截面主筋箍筋冠梁參數(shù)2800 800()mm10 256 22200圍護樁身配筋斷面

45、見圖（2-9）所示。圖 2-9 圍護樁身配筋斷面圖注：樁主筋，箍筋，加強筋根據(jù)基坑開挖尺寸，護坡樁應(yīng)該為：根。取為 347 根?？紤]32.7 2211.7 27.4 22.8 222.3 2346.11.6n 四周邊角以及中段拐角處加密，增加 14 根。故總共護坡樁為 361 根。支護樁平面布置見附圖一。三、施工方案設(shè)計本工程基坑開挖深度為 18.3m，整體采用護坡樁加三道錨桿護坡。護坡樁樁長 26.3m，其中嵌固段 8m，樁間距 1600mm，樁徑 800mm，成孔后下入鋼筋籠，樁身鋼筋深入連梁400mm，樁身強度 C30。冠梁作法為：樁頂之上做冠梁，冠梁尺寸 800mm800mm，強度 C

46、25，配筋兩側(cè)各配525HRB335 級熱軋螺紋鋼筋，中間上下各加配 322HRB335 級熱軋螺紋鋼筋，箍筋12200。樁、冠梁的結(jié)構(gòu)配筋圖見附圖三。第五節(jié)錨桿設(shè)計根據(jù)經(jīng)驗，初步選擇水泥砂漿錨桿。根據(jù)錨桿所承受的水平力，以及錨桿的傾斜角即可確定錨桿所受軸向力。而由錨桿的所承受的軸向力即可確定錨桿所采用的鋼材。中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計20一、計算錨桿承載力由第二章第三節(jié)的計算，以及假設(shè)，確定了護結(jié)構(gòu)錨拉點的層數(shù)及置，以及每個錨拉點的設(shè)計錨拉力。對于錨桿支護結(jié)構(gòu)而言，這種設(shè)計支支撐力，當選定錨桿的安裝角dTdT（錨桿軸向與水平面的夾角，一般為俯角）后，即可以確定錨桿的軸向設(shè)計拉力值，uN

47、錨桿承載力應(yīng)該符合下式要求： (2-15)ducosTN （2-16)22us k1s kk1s+2-iijjNdq ldq lcdd式中錨桿水平拉力值，按下式計算： dTd0c1.25jjTT 基坑安全等級系數(shù)，取 1：0支點結(jié)構(gòu)第 j 層支點設(shè)計值（kPa） ；由護坡樁部分可知：cjT;c1B146.37kPaTRc2C271.92kPaTRc3D756.985kPaTR 錨桿軸向受拉承載力設(shè)計值（kN） ；uN 錨桿與水平面的傾斜角；取 150； 擴孔錨固體直徑(mm)；1d 非擴孔錨桿或擴孔錨桿的直徑段錨固體直徑(mm)；d 第 i 層土中直孔部分的錨固段長(m)；il 第 i 層土中

48、擴孔部分錨固段長度(m)；jl 、土體與錨固段的極限摩阻力標準值，?。?3(kPa)s k iqs k jq 擴孔部分土體粘聚力標準值（kPa） ；kc 錨桿軸向受拉抗力分項系數(shù)。?。?.3。s參數(shù)帶入(3-25)、(3-26)計算得：。d10c11.251.25 1 146.37182.96kPaTT 。d20c21.251.25 1 271.92339.9kPaTT 。d30c31.251.25 1 756.985946.23kPaTT 以上述計算為依據(jù)進行錨桿截面設(shè)計。錨桿截面按下式計算： (2-17)dppycosTAf將計算求得的參數(shù)代入式（2-20）求出截面積。2dp1py182.

49、961.02cmcos186 0.97TAf2dp2py339.91.89cmcos186 0.97TAf2dp3py979.65.45cmcos186 0.97TAf對于長度大、要求高承載力的錨桿，宜選用鋼絞線作拉桿。選用，截面積15.0 7 5為A1.76cm2。中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計21第一道錨桿：，用1束。p111.020.581.76AnA15.0 7 5第二道錨桿：，用2束。p221.891.071.76AnA15.0 7 5第二道錨桿：，用4束。p225.453.091.76AnA15.0 7 5二、錨桿自由長度計算錨桿自由長度按下式計算：（錨頭中點至反彎點的距離）(2

50、-18)0tf0sin 45/2sin 45/2kklltl式中 t114.32.316.6ml t28.82.311.1ml t34.32.36.6ml 土層各土體厚度加權(quán)內(nèi)摩擦角標準值；k0k24.5錨桿傾角。015帶入?yún)?shù)計算得：；取5m。f19.43ml f26.3mlf33.75ml 三、錨桿錨固段長度計算錨桿錨固段長度按下式確定： (2-19)uasKNLdq式中錨體直徑；d200mmd 土與錨固體的粘結(jié)值，查表；sqs85kPaq 安全系數(shù)，查表取；K1.3K 。100ud1/cos15182.96/cos15189.4kNNT。200ud2/cos15339.9/cos1535

51、1.9kNNT。300ud3/cos15946.23/cos15979.6kNNT將參數(shù)帶入式（2-19）計算得：；a11.3 189.44.6m0.2 85L；。a21.3 351.98.6m0.2 85La31.3 979.623.8m0.2 85L四、錨桿參數(shù)最終確定根據(jù)下述規(guī)定及計算結(jié)果確定最終參數(shù)。1、錨桿自由段長度不宜小于5m。2、土層錨固段長度不宜小于4m。3、錨桿水平間距不宜小于1.5m。4、錨桿傾角宜為150250，且不宜大于450中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計22錨桿參數(shù)見下表2-12：表2-12錨桿設(shè)計參數(shù)錨桿水平間距（m）縱向每延米水平方向計算錨固力（KN）錨桿與水平

52、線的夾角（O）錨桿鋼筋面積（cm2）錨桿自由段長（m）錨桿錨固段長（m）1.6114.4151.59.44.61.6212.4151.56.38.61.6591.4151.5523.8錨桿鋼筋安全系數(shù)錨桿抗拉強度（MPa）錨桿鉆孔直徑（m）錨固長度安全系數(shù)錨撐道數(shù)錨桿選用1.418600.21.311束15.0 7 5 1.418600.21.312束15.0 7 5 1.418600.21.314束15.0 7 5 錨桿施工方案：錨桿位置位于-4m、-9.5m、-14m，錨桿孔徑 150mm，錨桿水平間距 1600mm，下傾角 15 度。錨固力分別為 114.4KN/根、212.4KN/根、

53、591.4KN/根（詳見設(shè)計圖） ，錨桿成孔后分別下入 1d15（7 5） 、2d15（7 5） 、4d15（7 5）低松弛型鋼絞線，強度1860N/mm2，每 2m 設(shè)一對中支架，常壓灌注 P.O32.5MPa 普通硅酸鹽純水泥漿，水灰比0.50，初凝后 4-8 小時補漿 1-2 次，強度 20Mpa，注漿 7 天后張拉鎖定，鎖定力為設(shè)計值的60，在鋼絞線加工過程中，放入一根塑料注漿管，距孔底 300500mm，錨桿注漿過程中，沿著該管注漿和補漿，不能取出，錨桿鎖在兩根 25B 工字鋼上，錨桿外加一塊200mm300mm20mm 鋼墊板。在樁間掛 20-22#鐵絲網(wǎng)片，根據(jù)需要在網(wǎng)片中部加一

54、根 6.5 加強筋，間距 1m，網(wǎng)片與樁間土之間采用 U 型鋼筋連接，在樁體上采用射釘或膨脹螺栓連接，噴射細石砼，面墻厚度約 80mm。樁錨支護布置圖見附圖三。中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計23第三章 鉆孔灌注樁施工 鉆孔灌注樁的施工，因其所選護壁形成的不同，有泥漿護壁方式法和全套管施工法兩種，本基坑 選用泥漿護壁的方法。一、泥漿護壁施工法沖擊鉆孔，沖抓鉆孔和回轉(zhuǎn)鉆削成孔等均可采用泥漿護壁施工法。該施工法的過程是：平整場地 泥漿制備埋設(shè)護筒鋪設(shè)工作平臺 安裝鉆機并定位 鉆進成孔清孔并檢查成孔質(zhì)量 下放鋼筋籠 灌注水下混凝土 拔出護筒檢查質(zhì)量。施工順序：(1)施工準備施工準備包括：選擇鉆機、鉆

55、具、場地布置等。鉆機是鉆孔灌注樁施工的主要設(shè)備，可根據(jù)地質(zhì)情況和各種鉆孔機的應(yīng)用條件來選擇。(2)鉆孔機的安裝與定位安裝鉆孔機的基礎(chǔ)如果不穩(wěn)定，施工中易產(chǎn)生鉆孔機傾斜、樁傾斜和樁偏心等不良影響，因此要求安裝地基穩(wěn)固。對地層較軟和有坡度的地基，可用推土機推平，在墊上鋼板或枕木加固。為防止樁位不準，施工中很重要的是定好中心位置和正確的安裝鉆孔機，對有鉆塔的鉆孔機，先利用鉆機的動力與附近的地籠配合，將鉆桿移動大致定位，再用千斤頂將機架頂起，準確定位，使起重滑輪、鉆頭或固定鉆桿的卡孔與護筒中心在一垂線上，以保證鉆機的垂直度。鉆機位置的偏差不大于2cm。對準樁位后，用枕木墊平鉆機橫梁，并在塔頂對稱于鉆機

56、軸線上拉上纜風(fēng)繩。(3)埋設(shè)護筒鉆孔成敗的關(guān)鍵是防止孔壁坍塌。當鉆孔較深時，在地下水位以下的孔壁土在靜水壓力下會向孔內(nèi)坍塌、甚至發(fā)生流砂現(xiàn)象。鉆孔內(nèi)若能保持壁地下水位高的水頭，增加孔內(nèi)靜水壓力，能為孔壁、防止坍孔。護筒除起到這個作用外，同時好有隔離地表水、保護孔口地面、固定樁孔位置和鉆頭導(dǎo)向作用等。制作護筒的材料有木、鋼、鋼筋混凝土三種。護筒要求堅固耐用，不漏水，其內(nèi)徑應(yīng)比鉆孔直徑大（旋轉(zhuǎn)鉆約大20cm，潛水鉆、沖擊或沖抓錐約大40cm），每節(jié)長度約 23m。一般常用鋼護筒。(4)泥漿制備鉆孔泥漿由水、粘土 (膨潤土)和添加劑組成。具有浮懸鉆渣、冷卻鉆頭、潤滑鉆具，增大靜水壓力，并在孔壁形成泥

57、皮，隔斷孔內(nèi)外滲流，防止坍孔的作用。調(diào)制的鉆孔泥漿及經(jīng)過循環(huán)凈化的泥漿，應(yīng)根據(jù)鉆孔方法和地層情況來確定泥漿稠度，泥漿稠度應(yīng)視地層變化或操作要求機動掌握，泥漿太稀，排渣能力小、護壁效果差；泥漿太稠會削弱鉆頭沖擊功能，降低鉆進速度。(5)鉆孔鉆孔是一道關(guān)鍵工序，在施工中必須嚴格按照操作要求進行，才能保證成孔質(zhì)量，首先要注意開孔質(zhì)量，為此必須對好中線及垂直度，并壓好護筒。在施工中要注意不斷添加泥漿和抽渣 (沖擊式用)，還要隨時檢查成孔是否有偏斜現(xiàn)象。采用沖擊式或沖抓式鉆機施工時，附近土層因受到震動而影響鄰孔的穩(wěn)固。所以鉆好的孔應(yīng)及時清孔，下放鋼筋籠和灌注水下混凝土。鉆孔的順序也應(yīng)實事先規(guī)劃好，既要保

58、證下一個樁孔的施工不影響上一個樁孔，又要使鉆機的移動距離不要過遠和相互干擾。(6)清孔中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計24鉆孔的深度、直徑、位置和孔形直接關(guān)系到成裝置量與樁身曲直。為此，除了鉆孔過程中密切觀測監(jiān)督外，在鉆孔達到設(shè)計要求深度后，應(yīng)對孔深、孔位、孔形、孔徑等進行檢查。在終孔檢查完全符合設(shè)計要求時，應(yīng)立即進行孔底清理，避免隔時過長以致泥漿沉淀，引起鉆孔坍塌。對于摩擦樁當孔壁容易坍塌時，要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于 30cm；當孔壁不易坍塌時，不大于20cm。對于柱樁，要求在射水或射風(fēng)前，沉渣厚度不大于 5cm。清孔方法是使用的鉆機不同而靈活應(yīng)用。通常可采用正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機、反循

59、環(huán)旋轉(zhuǎn)機真空吸泥機以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥機清孔，所需設(shè)備不多，操作方便，清孔也較徹底，但在不穩(wěn)定土層中應(yīng)慎重使用。其原理就是用壓縮機產(chǎn)生的高壓空氣吹入吸泥機管道內(nèi)將泥渣吹出。(7)灌注水下混凝土清完孔之后，就可將預(yù)制的鋼筋籠垂直吊放到孔內(nèi)，定位后要加以固定，然后用導(dǎo)管灌注混凝土，灌注時混凝土不要中斷，否則易出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。二、 鉆孔灌注樁常見施工問題1、縮徑 產(chǎn)生的原因： (1)清孔不徹底，泥漿中含泥塊較多，再加上終灌拔管過快，引起樁頂周邊夾泥，導(dǎo)致保護層厚度不足。 (2)孔中水頭下降，對孔壁的靜水壓力減小，導(dǎo)致局部孔壁土層失穩(wěn)坍落，造成砼樁身夾泥或縮頸。孔壁坍落部分留下的窟窿，成樁后形成

60、護頸。 防治措施 :預(yù)防縮徑的關(guān)鍵是控制泥漿比重，確保泥漿能保持孔壁平衡。 (1)使用直徑合適的鉆頭成孔，根據(jù)地層變化配以不同的泥漿。 (2)成孔施工時應(yīng)重視清孔，在清孔時要做到清渣而不清泥，預(yù)防清孔后的在澆砼的過程中局部坍塌，導(dǎo)致縮徑的產(chǎn)生。2、 斷樁 產(chǎn)生的原因： (1)砼拌和物發(fā)生離析使樁身中斷。 (2)灌注中，發(fā)生堵塞導(dǎo)管又未能處理好；或灌注中發(fā)生導(dǎo)管卡掛鋼筋籠，埋導(dǎo)管，嚴重坍孔，而處理不良時，都會演變?yōu)闃渡韲乐貖A泥，砼樁身中斷的嚴重事故。(3)灌注時間過長，首批砼已初凝，而后灌注的砼沖破頂層與泥漿相混；或?qū)Ч苓M水，未及時作良好處理，均會在兩層砼中產(chǎn)生部分夾有泥漿渣土的截面。 防治措施

61、 ： (1)導(dǎo)管要有足夠的抗拉強度，能承受其自重和盛滿砼的重量；內(nèi)徑應(yīng)一致，其誤差應(yīng)小于2 毫米，內(nèi)壁須光滑無阻，組拼后須用球塞、檢查錘作通過試驗；導(dǎo)管最下端一節(jié)導(dǎo)管長度要長一些，一般為4 米，其底端不得帶法蘭盤。 (2)導(dǎo)管在澆灌前要進行試拼，并做好水密性試驗。 (3)嚴格控制導(dǎo)管埋深與拔管速度，導(dǎo)管不宜埋入砼過深，也不可過淺。及時測量砼澆灌深度，嚴防導(dǎo)管拔空。 (4)經(jīng)常檢測砼拌和物，確保其符合要求。 3、 樁頂局部冒水、樁身孔洞 產(chǎn)生的原因 ： (1)水下砼灌注過程中，導(dǎo)管埋深過大，導(dǎo)管內(nèi)外砼新鮮程度不同，再加上灌注過程中上下活動導(dǎo)管過于頻繁，致使導(dǎo)管活動部位的砼離析，保水性能差而泌出大

62、量的水，這些水沿著導(dǎo)管部位最后灌入的、最為新鮮的砼往上冒，形成通道(即樁身孔洞 ) 。 (2)水下砼灌注過程中，砼傾倒入導(dǎo)管速度過快過猛，把空氣悶在導(dǎo)管中，在樁內(nèi)形成高壓氣包。高壓氣包在其自身浮力或?qū)Ч芷鸢蔚韧饬Φ淖饔孟拢陧艃?nèi)不斷上升，當上升到樁頂附近時，氣包浮力與上升阻力接近，在沒有外力的作用下，氣包便滯留在樁身內(nèi)，最終形成樁身孔洞。另外，有一些樁在余樁截后，樁身內(nèi)殘余的高壓氣體，因通道打開而順樁身的細小縫隙釋放出來。這時，常會攜帶部分遺留在氣包內(nèi)的水往上冒，出現(xiàn)“樁頂冒氣泡 ”的怪現(xiàn)象。 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計25 (3)水下砼灌注時間過長，最早灌入孔內(nèi)的砼坍落度損失過大，流動

63、性變差，終灌導(dǎo)管起拔后會留下難以愈合的孔洞。 防治措施： (1) 控制導(dǎo)管的埋深，灌注過程中做到導(dǎo)管勤提勤拔。 (2) 砼傾入導(dǎo)管的速度應(yīng)根據(jù)砼在管內(nèi)的深度控制，管內(nèi)深度越深，砼傾入速度越應(yīng)放慢。在可能的情況下，應(yīng)始終保持導(dǎo)管內(nèi)滿管砼，以防止樁身形成高壓氣包。實際施工中，往往因為導(dǎo)管每次起拔后管內(nèi)都會形成空管，再次灌注時，樁身形成高壓氣包就很難避免。因此，應(yīng)在灌注過程中適當上下活動導(dǎo)管，把已形成的高壓氣包引出樁身。 (3)加適當緩凝劑，確保砼在初凝前完成水下灌注。 4、鋼筋籠上浮 產(chǎn)生的原因： 砼由漏斗順導(dǎo)管向下灌注時，產(chǎn)生一種頂托力，使鋼筋籠上浮防治措施 ： (1)鋼筋骨架上端在孔口處與護筒

64、相接固定。 (2)灌注中,當砼表面接近鋼筋籠底時 ,應(yīng)放慢砼灌注速度 ,并應(yīng)使導(dǎo)管保持較大埋深 ,使導(dǎo)管底口與鋼筋籠底端間保持較大距離 ,以便減小對鋼筋籠的沖擊。 (3)砼液面進入鋼筋籠一定深度后，應(yīng)適當提導(dǎo)管，使鋼筋籠在導(dǎo)管下口有一定埋深。但注意導(dǎo)管埋入砼表面應(yīng)不小于2 m，不大于 10m。如果鋼筋籠因為導(dǎo)管埋深過大而上浮時，現(xiàn)場操作人員應(yīng)及時補救，補救的辦法是馬上起拔拆除部分導(dǎo)管；導(dǎo)管拆除一部分后， 可適當上下活動導(dǎo)管；這時可以看到，每上提一次導(dǎo)管，鋼筋籠在導(dǎo)管的抽吸作用下，會自然回落一點；堅持多上下活動幾次導(dǎo)管，直到上浮的鋼筋籠全部回落為止。當然，如果鋼筋籠嚴重上浮，那么這一補救措施也不

65、一定會十分奏效。 5 、“爛樁頭” 產(chǎn)生的原因 ： (1)清孔不徹底，樁頂浮漿過濃過厚，影響水下砼灌注時測量樁頂位置的精度。 (2)導(dǎo)管起拔速度過快，尤其是樁頭直徑過大時，如未經(jīng)插搗，直接起拔導(dǎo)管，樁頭很容易出現(xiàn)砼中間高、四周低的 “爛樁頭”。 (3)澆筑速度過快，導(dǎo)致孔壁局部坍塌，影響測量結(jié)果。 防治措施 ： (1)認真做好清孔工作，確保清孔完成后孔口沒有泥塊返出；在空孔較長的樁內(nèi)測量砼上升面時，應(yīng)控制好測量重錘的質(zhì)量。通常認為使用540mm 碎石砼時，重錘的質(zhì)量可以控制在 1.5kg 左右；使用 525mm 碎石砼時，重錘的質(zhì)量可以控制在1kg 左右。在設(shè)計樁頂與地面距離 4 m 時，通常

66、認為使用竹竿通過手感測量砼面更直觀，精度更高。 (2)砼終灌拔管前，應(yīng)使用導(dǎo)管適當?shù)夭鍝v砼，把樁身可能存在的氣包盡量排出樁外后，以便精確測量砼面。也可通過導(dǎo)管插搗使樁頂砼攤平。 6 、灌注砼時樁孔坍孔 灌注水下砼過程中， 發(fā)現(xiàn)護筒內(nèi)泥漿水位忽然上升溢出護筒， 隨即驟降并冒出氣泡，為坍孔征兆。如用測深錘探測砼面與原深度相差很多時，可確定為坍孔。中國地質(zhì)大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計26第四章 基坑穩(wěn)定性驗算第一節(jié)整穩(wěn)定性驗算體圓弧滑動應(yīng)用理正軟件驗算土體整體穩(wěn)定性，瑞典條分法計算簡圖如下圖3-1：圖3-1整體穩(wěn)定性驗算簡圖 基坑穩(wěn)定性驗算計算方法：瑞典條分法應(yīng)力狀態(tài)：總應(yīng)力法條分法中的土條寬度: 0.40m滑裂面數(shù)據(jù)整體穩(wěn)定安全系數(shù) Ks = 1.355圓弧半徑(m) R = 20.727圓心坐標X(m) X = 4.222圓心坐標Y(m) Y = -7.578滿足設(shè)計要求。第二節(jié) 抗傾覆穩(wěn)定性驗算抗傾覆穩(wěn)定性按下式驗算： (3-1)ppt0anjiiijaE hThKE h式中抗傾覆安全系數(shù)1.3；K基坑側(cè)壁重要性系數(shù)；0基坑內(nèi)側(cè)各土層水平抗力標準值合力(kN)；pjE基坑內(nèi)側(cè)各土層水平荷載