基坑支护毕业论文 本文简介：
毕业设计（论文）题目XX小区地下车库开挖与支护专业土木工程（岩土）班级学生指导教师XX大学20XX年X月摘要基坑工程是指在地表以下开挖的一个地下空间及其配套的支护体系。而基坑支护就是为保证基坑开挖，基础施工的顺利进行及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁以及周边环境采用的支挡，加固与保护措施。基坑支护体系
基坑支护毕业论文 本文内容：
毕业设计（论文）
题目
XX小区地下车库开挖与支护
专业
土木工程（岩土）
班级
学生
指导教师XX大学
20XX年X月摘
要
基坑工程是指在地表以下开挖的一个地下空间及其配套的支护体系。而基坑支护就是为保证基坑开挖，基础施工的顺利进行及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁以及周边环境采用的支挡，加固与保护措施。
基坑支护体系是临时结构，安全储备较小，具有较大风险，基坑工程具有很强的区域性。不同水文，工程地质环境条件下基坑工程的差异很大。基坑工程环境效应复杂，基坑开挖不仅要保证基坑本身的安全稳定，而且要有效的控制基坑周边地层移动以及保护周围环境。
本文先介绍了地下车库的工程概况，包括水文地质和周围环境，然后通过结合对现有基坑开挖支护工法和车站实际情况的比较选择出了适合本站的开挖支护方案。下来通过土压力的计算、结构内力的计算，配筋、验算、支撑设计、沉降变形估算等对基坑的开挖支护作了理论上的数据分析，最后通过施工组织说明了各个工序施工的工法和应注意的问题。关键词：支护方案，地下连续墙，支撑，施工组织设计
Abstract
Foundation
Pit
is
the
excavation
of
an
underground
space
below
the
surface
and
a
coordinated
support
system.
Bracing
of
foundation
pit
is
to
ensure
that
excavation
and
foundation
construction
for
the
smooth
and
safe
environment
Foundation
Pit
and
used
the
pit
retaining
wall
reinforcement
and
protection.
Bracing
of
Foundation
Pit
structure
is
the
structural
safety
of
temporary
reserves
are
smaller,
more
risk.
Foundation
pit
structure
has
a
strong
regional.
Excavation
works
under
different
hydrological
environmental
and
geological
conditions
are
vastly.
Effects
complex
excavation,
excavation
pit
is
not
only
necessary
to
ensure
their
own
safety，but
also
to
effectively
control
the
pit
surrounding
strata.
First，the
paper
introduces
the
general
engineering
situation
of
Mei
jingtiancheng，Including
hydrological
geology
and
the
environment，Then，based
on
the
existing
foundation
pit
excavation
method
and
station
actual
situation
select
the
suitable
for
the
station
of
the
excavation
and
support
scheme。And
then，
through
the
soil
pressure
calculation,
structure
calculation,
reinforcement,
checking,
support
design,
deformation
estimation
，then
made
a
theoretical
analysis
of
the
data
for
the
excavation
of
foundation
pit
supporting。Finally
，
through
the
construction
organization
describes
the
construction
process
of
the
method
and
the
problem
which
should
be
noted.KEY
WORDS:
Supporting
scheme,
the
Underground
continuous
wall,
Support,
Construction
organization
design
目录
第一章
工程概况
1
1.1
工程简介
1
1.2
工程地质与水文地质条件
1
1.2.1
车库工程地质层分布
1
1.2.2
水文地质条件
1
1.2.3
特殊地质条件
2
第二章
支护方案的选择与比较
3
2.1
基坑支护的类型及其特点和适用范围
3
2.1.1
深层搅拌水泥土围护墙
3
2.1.2
土钉墙
3
2.1.3
排桩支护
4
2.1.4
槽钢钢板桩
4
2.1.5
钻孔灌注桩
4
2.1.6
钢板桩
5
2.1.7
SMW工法
5
2.1.8
地下连续墙
5
2.2
方案的比较及确定
6
2.2.1
基坑的特点
6
2.2.2
支护方案的选择
6
第三章
支护结构计算
8
3.1
地面荷载的确定
8
3.2
按分层土计算土压力
8
第四章
降水方案确定
9
4.1各种降水方案适用范围
9
4.2降水增加边坡和坑底稳定的原理
9
4.3.
电渗井点施工方案
10
4.3.1.
井点设备及布置
10
4.3.2井点埋设与使用
10
4.3.3电渗井平面布置
11
第五章
建筑物沉降计算
12
第六章
基坑变形估算
13
结论
14
参考文献
15前
言
基坑工程是我国当前地基基础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。
本设计主要包括了四个大的方面：1、工程概况的论述及支护方案的比选，
2基坑的降排水，3周围楼房沉降估算，4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排桩加一道锚杆作为支护方案，采用郎肯理论计算土压力，用等值梁法计算锚杆拉力和嵌固深度，用轻型井点降水加电渗法降水。
第一章
工程概况
1.1工程简介拟在河南省郑东新区，建筑面积约140000m2，抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.10ｇ，设计地震分组第一组，场地类别Ⅱ类，属于黄河冲洪积平原的湿地，场地内分布有坑塘、新近充填土，室内地面标高高于现地面2米，在新近沉积层上进行大面积填方，基坑开挖深度7米。拟建场地周边有8层建筑物，距离基坑均为10米，8层建筑采用高压旋喷桩复合地基和条形基础。1.2
工程地质与水文地质条件
1.2.1
车站工程地质层分布与特征描述
根据本次钻探揭露，拟建场地地基土的组成为：
土层号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
名称
粉土
粉质粘土
粉土
粉质粘土
粉细砂
粉质粘土
细砂
粉质粘土
粗砂
埋深（m）
1.4
2.2
4.9
7.7
10.0
11.4
13
15.3
15.3以下1.2.2
水文地质条件
（1）地下水位：
场地属于黄河冲洪积平原的湿地，场地内分布有坑塘、新近充填土。本次勘察期间测得地下水水位埋深为
4m，场地内水位无变化。
（2）地下水类型、赋存方式：
拟建场地地下水主要为孔隙潜水。主要赋存于粉土层、砂层中，整体渗透系数为0.03456m/天，含水层厚度为20米，预测水量较小。
（3）地下水水质特征及水、土腐蚀性：
场区地下水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋在干湿交替条件下具弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。地基土对混凝土结构均无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋及钢结构具弱腐蚀性。
1.2.3
特殊地质条件
拟建场地可能分布坑塘，坑塘中可能充填有块石，上层滞水，施工中还可能遇到未查明的地下硬物，应及时处理。
第二章
支护方案的选择与比较
2.1
基坑支护的类型及其特点和适用范围
2.1.1
深层搅拌水泥土围护墙
深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。水泥土围护墙优点:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪音、污染少、挤土轻微,因此在闹市区内施工更显出优越性。水泥土围护墙的缺点:首先是位移相对较大,尤其在基坑长度大时,为此可采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;其次是厚度较大,只有在红线位置和周围环境允许时才能采用,而且在水泥土搅拌桩施工时要注意防止影响周围环境。本工程周围有高层建筑物，要严格控制位移，故不用此种方法。
2.1.2
土钉墙
土钉墙是一种边坡稳定式的支护，其作用与被动的具备挡土作用的围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。土钉墙主要用于土质较好地区
,有的已用于坑深10m以上的基坑,稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应积极推广。采用土钉墙的一般要求，①土钉墙可适用于塑，不塑或坚硬的粘性土；②在有地下水的土层中，土钉支护应该在充分降排水的前提下采用；③土钉墙容易引起土体位移，采用土钉墙支护应慎重考虑，墙体变形对周围环境的影响，本工程周围有高层建筑物，要严格控制位移，故不用此种方法。
2.1.3
排桩支护
基坑开挖时，对不能放坡或由于场地限制不能采用搅拌桩支护，开挖深度在6~10m左右时，即可采用排桩围护。排桩可采用钻孔灌注桩、人工挖孔桩、预制钢筋混凝土板桩或钢板桩等。当基坑开挖深度较大时，可设置多道支撑，以减少内力,采用冲钻孔桩能够穿越条石、旧基础。在护壁桩间做旋喷帷幕达到止水的效果，排桩支护能有效的控制水平位移，保护周围建筑物，施工速度比地下连续墙快，施工工艺比地下连续墙简单，造价比地下连续墙低。本基坑开挖深度7米，且周围有高层建筑物，综合考虑使用钢筋混凝土排桩支护。
2.1.4
槽钢钢板桩
这是一种简易的钢板桩围护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽钢长6~10m,型号由计算确定。其特点为：槽钢具有良好的耐久性,基坑施工完毕回填土后可将槽钢拔出回收再次使用;施工方便,工期短;不能挡水和土中的细小颗粒，在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施；抗弯能力较弱,多用于深度小于4m的较浅基坑或沟槽,顶部宜设置一道支撑或拉锚;支护刚度小
,开挖后变形较大。
2.1.5
钻孔灌注桩
钻孔灌注桩围护墙是排桩式中应用最多的一种,在我国得到广泛的应用。其多用于坑深7~10m的基坑工程,在我国北方土质较好地区已有8~9m的臂桩围护墙。钻孔灌注桩支护墙体的特点有:施工时无振动、无噪音等环境公害,无挤土现象,对周围环境影响小;墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当工程桩也为灌注桩时,可以同步施工，从而施工有利于组织、方便、工期短;适用于软粘土质和砂土地区;桩与桩之间主要通过桩顶冠梁和围檩连成整体,因而整体性较好。适合本工程使用。
2.1.6
钢板桩
采用钢板桩支护针对本基坑为临时支护的特点，施工方便，工期短，在基坑施工完毕回填土后将槽钢拔出，重新利用，可以将支护费用降到最低。但采用钢板桩支护有一致命的弱点，即不能挡水和土中的细小颗粒，且在地下水位高时还要求降水或隔水，这与本工程地下水位高，地水丰富的地质条件极不相称。另钢板桩支护抗弯能力较弱，开挖挠曲变形较大，一般适用深度不超过4m。很显然本基坑软弱含水的地质条件10m的开挖深度，以及地处城市建筑密集区对挠曲位移的严格要求等均不适宜采用钢板桩支护，一经采用必将造成严重后果。
2.1.7
SMW工法
型钢等(多数为H
型钢,亦有插入拉森式钢板桩、钢管等)
,将承受荷载与防SMW工法亦称劲性水泥土搅拌桩法,即在水泥土桩内插入H渗挡水结合起来,使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。SMW支护结构的支护特点主要为:施工时基本无噪音,对周围环境影响小;结构强度可靠,凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用,特别适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层;挡水防渗性能好,不必另设挡水帷幕;可以配合多道支撑应用于较深的基坑
;此工法在一定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙,在费用上如果能够采取一定施工措施成功回收H
型钢等受拉材料;则大大低于地下连续墙,因而具有较大发展前景。
2.1.8
地下连续墙
通常连续墙的厚度为600mm、800mm、1000mm，也有厚达1200mm的。地下连续墙刚度大，止水效果好，是支护结构中最强的支护型式，适用于地质条件差和复杂，基坑深度大，周边环境要求较高的基坑，但是造价较高，施工要求专用设备，故不适合本基坑使用。
优点：①施工时振动小，噪音低，②墙体刚度大，基坑安全性能够得到保证；③防渗性能好，地下连续墙现今工艺已成熟，在墙体结头和施工方法上都得到改进，墙体几乎不透水。④占地少，本工程地处城市建筑密集区，空间狭小，采用地下连续墙可以充分利用建筑红线以内有限的地面和空间，能够充分发挥其经济效益，在施工过程中，引起地面沉降较小，因此对周围建筑影响较小；⑤工效高，工期短，质量可靠，经济效益高。
缺点：①对废泥浆处理，不但会增加工程费用，如泥水分离不完善或处理不当，造成新的环境污染；②槽壁坍塌问题。如地下水位急剧上升，护壁泥浆液面急剧下降，土层中有软弱的砂性砂层，泥浆的性质不当或已变质，施工管理不当等均可能引起壁槽壁坍塌，引起地面沉降，危害邻近工程结构和地下管理的安全。同时也可能使墙体混凝土体积超方，墙面粗躁结构尺寸超出允许界限；采用地下连续墙费用要相对较高，但为保证安全稳定及效率，费用仿高5-10%的预算之内，同时采用连续墙施工，工序简单，变更较少，费用易于控制。
2.2
方案的比较及确定
2.2.1
基坑的特点
综合分析本工程的地理位置、土质条件、基坑开挖深度及周围环境的影响，有以下的特点：
（1）基坑开挖面积较大。
（2）基坑开挖深度范围内土层的工程性相对较差。开挖层包含较多层不同性质土层。
（3）基坑周围存在高层建筑，对沉降要求较高，环境条件较复杂。
（4）开挖深度7米，属二级基坑。
（5）基坑所在地地下水在4米以下，而开挖深度在7米，所以需作降水处理.
2.2.2
支护方案的选择
根据本工程的特点，设计时此基坑有可能采用的几种支护形式从技术上和经济上进行了分析比较。
1．采用钻孔灌注桩作为挡土结构、一道锚杆的支护体式。
优点：钻孔灌注桩施工容易、造价较低，目前此种技术比较成熟，锚杆技术比较成熟、施工速度快等优点，并可施加预应力。此时支护结构有一定的安全性和经济性。
排桩可以充分利用建筑红线以内有限的地面和空间，能够充分发挥其经济效益，在施工过程中，几乎不会引起地面沉降，因此对周围建筑影响较小的优点，在这一问题的解决上有绝对的优势。
排桩法在诸多方面都满足周围环境的要求，所以通过综合比较选择排桩开挖支护方案，也就是采用排桩（钻孔灌注桩）作为本基坑的开挖支护方案。第三章
支护结构计算
3.1
地面荷载的确定
基坑西部有城市道路，且施工时基坑周围有机械使用，钢筋的堆放，周围人活动较多，道路交通繁忙,车流量较大。因此取上部荷载为40kpa。
开挖深度在7m，而地下水水位埋深为4m，地下水对基坑的开挖和支护影响较大，但是本工程采用支护结构外侧降水，降水至基坑底下1m后在开挖，故不考虑地下水的影响。
3.2
按分层土计算土压力
本工程场地平坦，土体上部底面超载40kPa，周围建筑物距离基坑10m，基础埋深2m,侧向荷载影响深度12m以下，因此暂不考虑周围建筑物产生的侧向荷载，，假定支护桩面垂直光滑，故采用郎肯土压力理论计算。
具体计算步骤详见计算书第四章
降水方案确定
4.1各种降水方案适用范围：
轻型井点（多级轻型井点）：适用于岩土渗透系数为10**(-2)～10**（-5）cm/s；可能降低的水位深度：轻型井点为3～6m、多级轻型井点为6～12m。
二、喷射井点：适用于岩土渗透系数为10**(-3)～10**（-6）cm/s；可能降低的水位深度8～20m。
三、电渗井点：适用于岩土渗透系数为＜10**(-6)cm/s；电渗井点宜与其他形式配合使用；
四、
深井降水：：适用于岩土渗透系数为≥10**(-5)cm/s；可能降低的水位深度＞10m。
本工程整体渗透系数0.03456m/天，属于微渗透型，水位降深8米，基坑面积1500平方米，出水量不大，根据上边各种降水方法的适用范围，本工程采用电渗与轻型井点降水相结合的方法进行降水，具体计算详见计算书。
4.2.降水增加边坡和坑底稳定的原理
基坑降水是一种有效的加固地基的方法。第3层土含水率在饱和状态中，土壤固结程度很差。采用井点降水后，地下水位降低，使得下卧层承受垂直附加应力，下卧层的有效应力随着孔隙水压力的消散而增长，相应的土体抗剪强度也逐渐增长。对降水深度范围内的土层，其含水量因降水而显著减小，其重度从浮重度提高到饱和重度，这部分土层在增加的自重应力作用下逐渐固结，土体抗剪强度相应增长。
由于整体透水性差（渗透系数为0.03456m/d），持水性较强，用一般轻型井点和喷射井点降水效果较差，选用电渗井点对土起疏干作用，使水排出。
4.3．电渗井点施工方案
3.1井点设备及布置
电渗排水量利用井点管（轻型井点）本身作用阴极，沿基坑外围布置；用钢筋（直径20mm）作阳极，埋设在井点管环圈内侧1.2米处，外露在地面上约20cm，其入土深度应比井点管深50cm，以保证水位能降到所要求的深度。阴阳极成平行交错排列，阴阳极的数量相等，阴阳极分别用BX型铜芯橡皮线，并分别接到直流发电机的相应电极上。
当通电后，应用电压比降使带负电荷的土粒向阳极方向移动（即电泳作用），带正电荷的孔隙水则向阴极方向集中产生电渗现象，而在电渗与真空的双重作用下，强制粘土中的水从内向外流以入井点管附近积集，由井点管快速排除，使井点管能保持连续抽水，地下水位逐渐下降；而电极间的土层则形成电围幕，由于电场作用而阻止地下水从四
周流入坑内。
3.2井点埋设与使用
电渗井点埋设程序一般是先埋设轻型井点，预留出布置电渗井点阴极的位置，待轻型井点降水不能满足降水要求时，再埋设电渗阳极，以改善降水性能。电渗井阳极埋设与轻型井点相同，阳极埋设可用75mm旋叶式电钻钻孔埋设，钻进时加水和高压空气循环排泥，阳极就位后，利用下一钻孔排出泥浆倒灌填孔，使阳极与土接触良好，减少电阻，以利电渗。如深度不大，亦可用锤击法打入。钢筋埋设必须垂直，严禁与相序阴极相碰，以免造成短路，损坏设备。使用时工作电压50V，土中通电的电流密度宜为0.5A/m2。地面应使之干燥；并将地面以上的部分的阳极和阴极间的金属或其他导电物处理干净，有条件时亦涂上一层沥青绝缘，以提高电渗效果。电渗降水时，为清除由于电解作用产生的气体积聚在电极附近及表面，而使土体电阻加大，电能消耗增加，应采用间歇通电方式，即通电24h，停电2—3h，再通电。
3.3电渗井平面布置
①电渗井点管布置：沿基坑四周布置@5m，阴阳极平行交错排列，阴阳极间距1.2m，用钢筋Φ20阳极，布置在内侧。②井点管选用7m长，滤管1.2米，埋设深度9.6m。③井点管数量：总长度约172m，井点管34根,总管约440m
.④选用2台7.5KW真空泵。2台直流电焊机22KW，
第五章
、周围建筑物沉降计算?
分层总和法计算沉降?
降水引起的土层中有效应力增加时引发土体沉降的直接原因，而有效应力的增加主要由于水位线的降落引起的，这是因为基坑降水后水中孔隙水压力便发生转移、消散，不但打破了原有的力学平衡，使得土体中有效应力增加。?
分层总和法是在地基沉降范围内将地基分成若干层，求出每一层的压缩量，然后将各分层的压缩量叠加起来,分层总和法假定土体为一线弹性体，且采用土体侧线条件下压缩性指标计算中不考虑土体的剪切变形及土层之间的相互影响和相互作用，因而计算值和实际的值有一定的误差。但这种方法简便易行，参数确定也容易，而且人们对计算参数有着深刻的认识，因而建筑物下部水位下降，地基土产生沉降，具体计算详见计算书。
第六章
基坑变形估算
6.1
概述
深基坑开挖不仅要保证基坑自身的安全与稳定，而且要有效控制基坑周围地层位移，保证周围环境。本基坑周围交通繁忙，且地质条件较差，故需对基坑变形做严格控制，即作好变形估算及变形控制。
6.2
基坑的变形估算
基坑的开挖深度为7
。
6.2.1
水平位移估算
；
B
----桩墙的厚度
；
；结论
毕业设计是我们大学的最后一个任务，也是我们对大学学习生涯的最佳诠释方式，使我们最终走向未来的重要一步。从最初的选题，开题到计算、绘图直到完成设计。其间，查找资料，老师指导，与同学交流，反复修改图纸，每一个过程都是对自己能力的检验，继而达到知识的充实。
在这次设计学习工作中，通过阅读《建筑基坑支护设计规程》，查阅相关基坑方面的书籍，参考相似工程案例，对本基坑作了如下步骤的工作：
1、详细阅读地下车库的实际工程地质概况和水文地质情况后基坑的开挖支护方案做出了比选，确定了以地下连续墙结构作为本设计的支护方案；
2、参照土层物理力学参数，根据规范通过朗肯土压力对各土层的土压力做出了计算，然后应用等值梁法对单位墙体内力做处理计算，并作出了采用竖向间距为3m的锚杆。
3、依据《混凝土结构设计规范》按受弯构件配筋的要求对桩体做出了配筋。
4、参考规范，对基坑的整体稳定性做了验算及通过普朗德尔的地基承载力公式对基坑做了抗隆起验算，结果满足要求。
5根据相关规范和参考文献资料对整个基坑支护施工过程及施工过程中需要注意和要解决的问题作了详细说明
。
通过这次设计，我了解了深基坑支护的概念及处理方法，熟悉了排桩支护的设计步骤，锻炼了工程设计实践能力，培养了自己独立思考、设计的能力。此次毕业设计更是对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固，同时也是走向工作岗位前的一次热身。
由于本次设计任务设计面广，加之本人水平有限，在本次设计中疏漏和错误在所难免，诚挚的希望各位老师的批评指点。
参考文献
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