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中南大学2010届本科生毕业论文（设计）1基坑支护毕业设计摘要本设计是作者根据武广客运专线新长沙站西端明挖区基坑工程的实习，通过搜集到的现场资料、参考相关的规范规程完成的。设计的核心内容为基坑支护方案论证、设计计算、施工组织设计以及工程预算书。根据场地的工程水文地质条件和周边环境，在满足变形和稳定的前提下，结合经济和技术约束因子，确定了以土钉墙、锚杆和放坡共同组成的复合支护方案。设计计算参考了当地同类工程的经验和各种规程规范提供的计算方法，经北京理正软件验算，各设计参数满足稳定和变形的要求。根据建设方的工期要求，制定了一个详细、科学的施工组织设计。预算得到的工程总造价为6996402.44元，单位造价为710.6元/m2.关键词:基坑；土钉墙；锚杆；方案论证；预算中南大学2010届本科生毕业论文（设计）2DesignofNewChangShaStationWesternFoundationPitEngineeringforWuhan-GuangzhouPassengerDedicatedLineAbstractAccordingtothepracticeexperienceinconstructionsiteofthewesternfoundationpitengineeringofnewChangShastationofWuhan-Guangzhoupassengerdedicatedline，theprojectoffoundationexcavationisdesignedbycollectinglocalinformationandconsultingrelatedrules.Thecorepartsofthisdesignincludes:foundationpitprojectargument,designandaccount,constructionandorganizationdesign,engineeringbudget.Consideringengineeringgeologicconditionsandhydrogeologicalconditions,alsoprecedentsintherequirementofdeformationandstability,connectingwiththeingredienteconomyandtechnique,theauthorchosenacompoundretainingmethodsofsoilnailingwall,soilanchorandsloping.Referingtoexperimentoflocalanalogousengineeringandaccountmethodprovidingbyvariousruleswhiledesigningandaccounting,viaexamingbyBeiJingLizhengsoftware,eachdesigncoefficientwascontentwiththerequirementofstabilityanddeformation.Accordingtotherequirementoferector,theauthorestablishedadetailandscientificconstructionorganizationdesign.Thetotalconstructioncostoftheprojectbudgetis6996402.44yuan,theunitconstructioncostoftheprojectbudgetis710.6yuanpersquaremeter.Keywords:foundationpit;soilnailingwall;soilanchor;projectargument;budget中南大学2010届本科生毕业论文（设计）3前言随着城市化进程的加速发展，地表空间已不再满足人们的需求，向地下空间进行多层次利用是必然的趋势。深基坑支护工程设计技术是在这种条件下应运而生的，它不仅包含了土力学中典型的强度、稳定与变形问题，而且又涉及到土与支护结构的共同作用，是一个综合性的岩土工程问题。要提高基坑支护的设计与施工水平，首先要选择一个合适的理论计算模型作为依据，然后再选择合理的基坑支护方案，最后就是要具备较成熟的施工经验。本学期伊始，在胡二中老师的指导下，我在武广客运专线长沙市浏阳河隧道施工段进行了简单的实习，并且选定此工程的另一标段新长沙站西端明挖区基坑作为毕业设计题目。本设计是作者借鉴长沙地区基坑支护工程的实践经验，查阅相关文献资料，在老师的指导下独立完成的。本文所选的基坑支护方案具有较广泛的工程适用性，通过多种方案优化论证，提出了在此条件下经济、技术上最优的方案。这次的毕业设计对我来说是一个综合的学习过程，它不仅加深了对本专业的知识有了一个系统的了解，同时也让我逐步学会处理现实中较复杂的工程，相信这对我以后的再学习和工作有很深远的指导意义。书山有路，学海无涯，对科学理论的探讨和使用是一个每一个工科人员的无止境追求。限于本人水平有限，文中错误之处难免，敬请读者批评指正，以便进一步进行修改和补充。中南大学2010届本科生毕业论文（设计）4第一章基坑支护设计条件与分析1.1工程概况本次设计属于拟建武广客运专线新长沙火车站及其广场的配套轨道交通项目中的新长沙站西端明挖区间基坑支护设计，其具体支护设计里程范围为三号线:右线，Y3CK25+050~+389.54，共339.54m；左线，Z3CK25+030.32~+389.54m,共332.746m，断链26.474m。新长沙站西端明挖区间基坑位于长沙市雨花区黎托乡新长沙站站西广场下方，此段2、3号线合建，区间主体采用钢筋混凝土单层(双层)单跨、双跨和多跨箱型框架结构。本段设计区间远离市区，无高层建筑及重要文物分布，周围现状主要为农田、水塘及少量即将拆迁的民房，周围只有较少车辆通行，沿线周边环境相对较简单。本工程业主单位为长沙市轨道交通集团有限公司，勘察单位为中国有色金属工业长沙勘察设计研究院。1.2工程地质条件根据中国有色金属工业长沙勘察设计研究院编制的《武广客运专线新长沙站地下配套交通枢纽工程新长沙站岩土工程详细勘察报告(初步资料)》，拟建场地工程地质条件概述如下：根据野外钻探揭露，场地内分布的地层主要有人工填土、第四系全新统湖积层、第三系上更新统冲积层及第四系残积层，下伏基岩为白垩系(K)泥质粉砂岩。结合各种试验结果，拟建场地内埋藏地层自上而下依次描述如下：1.1人工填土(Qml)①：属素填土，黄褐色，主要由粘性土混少量砾沙等组成，未完成自重固结，密实度不均，系新近人工堆填，稍湿，结构松散。层厚0.4~5.50m。1.2第四系新近湖积(Q4l)淤泥②：灰褐，深灰色，具腥臭味，摇振无反应，切面光滑，干强度及韧性高，呈饱和流塑状态。层厚0.3~1.50m。1.3第四系上更新统冲积层(Q3al)：1.3.1粉质粘土③：褐黄色，含5%~15%的石英质粉细砂，层理特征不明显，湿~稍湿、可塑~硬塑状态，切面较光滑，干强度及韧性中等。层厚为2.10~6.90m。中南大学2010届本科生毕业论文（设计）51.3.2粉砂④：褐黄，黄色，粉砂为主，含粘性土约20%~30%，分选性较好，成分多为石英质，含云母，呈很湿~饱和，松散~稍密状态。层厚为0.5~5.0m1.3.3圆砾⑤：灰黄，灰白色，以石英质粗砂及圆砾为主，含卵石约20%~30%，颗粒多为圆形及亚圆形，成分为石英质，多以中粗砂充填，含粘性土约5%~20%，饱和，中密~密实状态，层理特征部明显。层厚0.20~1.30m。1.4第四系残积(Qel)粉质粘土⑥：褐红色，具有少量铁锰质氧化物侵染，偶见石英沙砾，硬塑~坚硬状，由泥质粉砂岩原地风化残积而成，切面较光滑，干强度及韧性中等。场地内各钻孔均遇见该层，层厚为0.2~1.30m。1.5白垩系(K)泥质粉砂岩：褐红，紫红色，局部夹有灰白色条纹，主要成分为石英、长石及粘土矿物，泥质胶结，粉细粒结构，厚层状构造，具浸水易软化，失水易干裂，崩解的特性。本次勘察揭露强、中、微风化三带，描述如下：1.5.1强风化泥质粉砂岩⑦：紫红色，泥质粉砂结构，厚层状构造，节理裂隙发育，岩芯呈碎块状、短柱状，岩芯偶见铁锰质浸染，属极软岩，岩体基本质量等级为V级。各钻孔均遇见，其顶面埋深为7.95~13.20m，相当于标高23.61~29.72m，层厚0.25~6.8m。1.5.2中风化泥质粉砂岩⑧：紫红色，偶夹灰白色，泥质粉砂结构，厚层状构造，节理裂隙较发育，岩芯呈短柱状，岩芯偶见铁锰质浸染，局部夹含少量砾石，局部水平层理明显，RQD=65~90，属极软岩，岩体基本质量等级为V级。各钻孔均遇见，其顶面埋深为8.20~15.60m，相当于标高21.68~27.88m，层厚12.70~20.30m。1.5.3微风化泥质粉砂岩⑨：紫红色，偶夹灰白色，泥质粉砂结构，厚层状结构，节理裂隙不发育，岩芯呈柱状~长柱状，岩芯偶见铁锰质浸染，局部夹含少量砾石，局部水平层理特征明显，RQD=85~90，属软岩，岩体基本质量等级为IV级。各钻孔均遇见，其顶面埋深为27.50~29.60m，相当于标高5.08~10.22m，钻入厚度5.40~16.50m，层厚不详。1.3水文地质条件勘察期间，场地各钻孔均遇见地下水，其地下水类型属于潜水，主要赋存于粉砂④、圆砾⑤及强风化泥质粉砂岩⑦中，受大气降水和地表水补给，水量大，中南大学2010届本科生毕业论文（设计）6地下水水位随季节变化而变化。勘察期间测得其稳定水位埋藏深度为3.95~8.22m，相当于标高30.20~30.41m。场地中的第四系上更新统冲积层(Q3al)圆砾④属强透水性地层，是拟建场地内的主要含水层，也是本次进行隔水帷幕施工的地层。根据本次勘察结果，拟建场地地下水水质对砼结构不具腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性，建议按相关规范采取防护措施。1.4影响基坑的评价及分析根据已完成的钻探、物探等勘察工作，拟建场地内及其周边未见活动断裂、采空区、地面沉降等影响场地稳定性的不良地质作用。根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)及《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)，拟建场区抗震设防烈度为6度，设计地震基本加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组。本次勘察于钻孔Jz-III07-50、Jz-III07-96号进行了剪切波速测试，根据本次剪切波速测试结果，按《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)中的有关规定：场地土类型属中软~中硬土，建筑场地类别为II类，设计特征周期值为0.35s。场地在6度地震烈度区内粉砂层属于第四系晚更新统地层，属不液化地层，但应考虑淤泥层的震陷影响。根据本次勘察结果，参照《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)及《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)等规程规范，场地内进行支护设计所需各地层工程特性指标建议采用表1值：中南大学2010届本科生毕业论文（设计）7表1-1场地各岩土层设计参数表注：带*的数值为变形模量指标地层天然重度r（KN/m3）承载力特征值fak(kPa)压缩模量Es1-2（MPa）抗剪强度渗透系数K（cm/s)砂浆与岩土体间粘结强度特征值（kPa）内摩擦角Φ（度）粘聚力C(kPa)人工填土①18.0~19.040~608~1010~153.5x10-2~5.5x10-310~15淤泥②13.5~14.510~201.0~1.56~88~103.0x10-6~5.0x10-610~12粉质粘土③19.0~20.0180~2005.5~7.016~1820~304.0x10-5~5.0x10-520~30粉砂④19.5~20.5140~16015~1828~324.0x10-5~5.0x10-540~60圆砾⑤25.0~27.0350~50020~30*32~361.0x10-2~5