地铁基坑围护结构与施工组织设计.doc

1、摘 要本毕业设计主要包括三个部分，第一部分是上海地铁8号线黄兴路站基坑围护结构设计；第二部分是上海地铁8号线黄兴路站基坑施工组织设计；第三部分是专题部分，条形颗粒材料光弹实验的初步研究。在第一部分基坑围护结构设计中，根据基坑穿越地层的工程地质、水文地质条件和周边环境情况，通过施工方案的比选，确定围护结构采用地下连续墙，支撑体系采用钢结构，并对其进行相应的强度和稳定验算第二部分是基坑施工组织设计，根据基坑施工方法和基坑周边的环境情况，对施工前准备工作，施工场地布置，地下连续墙结构施工与基坑开挖等进行设计，并编制了工程进度计划，编写了相应的质量、安全、环境保护等措施。第三部分是专题部分，内容是条形

2、颗粒材料光弹实验的初步研究。利用光弹实验对条形颗粒进行研究，对条形颗粒材料和加载装置进行选择和设计，通过实验得到等差条纹图，对整个过程进行总结。关键词：基坑；地下连续墙；施工组织设计；围护结构；条形颗粒ABSTRACTThis graduation design mainly includes three part, the first part is the structure design of the Shanghai Metro Line No.8 Huangxing Road Station Pit; The second part is the design of the Shan

3、ghai Metro Line No.8 Huangxing Road Station Pit construction organization，The third part is special subject part which is a preliminary study of strip particulate material photoelastic experiment.The second part is Foundation pit construction organization design, according to the excavation pattern

4、and the environment circumstance of the foundation pit around, designing the construction preparative, the construction place arrange, underground continuous wall construction and the foundation pit excavation. Estimating the work project, weaving to write the homologous quantity、safety、civilization

5、 management measure. The third part is the special subject part. Its contents are a preliminary study of strip particulate material photoelastic experiment. Research on the strip particles using photoelastic experiment. The selection and design of bar particle material and loading device. Obtained i

6、sochromatic fringe pattern by experiment. Summarized the whole process.Keyword: foundation pit; diaphragm wall; the construction organization design; retaining structure; strip particles目 录第一部分 上海地铁8号线黄兴路站基坑围护结构设计1 工程概况11.1 工程地质11.2 水文地质11.3 基坑周围临近建筑物21.4 周围管线及地下构筑物21.5 周围交通状况31.6 施工条件和气候32 设计依据和设计标

7、准32.1 编制依据32.2 基坑工程等级53 基坑围护方案设计53.1 钻孔灌注桩53.2 深层搅拌水泥土围护墙53.3 地下连续墙支护63.4 SMW法63.5 方案比选64 基坑支撑方案设计74.1 支撑结构类型74.2 支撑体系的布置形式84.3 方案比较和选定84.4 基坑施工应变措施95 计算书95.1 荷载计算95.2 围护结构地基承载力验算125.3 基坑底部土体的抗隆起稳定性验算125.4 抗渗验算135.5 抗倾覆验算145.6 整体圆弧滑动稳定性验算155.7 围护结构内力变形计算155.8 钢支撑强度验算205.9 地下连续墙配筋验算226 基坑主要技术指标246.1

8、开挖土方量246.2 浇筑混凝土量256.3 钢筋用量256.4 人工费用25第二部分 上海地铁8号线黄兴路站基坑施工组织设计1 基坑施工准备261.1 基坑施工的技术准备261.2 基坑施工的现场准备261.3 其他施工准备272 施工方案292.1 概况292.2 施工工法292.3 地下连续墙施工312.4 基坑开挖352.5 施工主要技术措施和关键部位技术措施363 施工总平面布置373.1 施工现场布置原则373.2 场地布置374 施工进度计划及管理措施374.1 工程安排的原则374.2 施工进度计划384.3 施工质量过程控制395质量、安全、文明管理措施405.1质量管理40

9、5.2土方运输环境管理415.3安全生产管理措施425.4文明施工措施42第三部分 条形颗粒材料光弹实验的初步研究1 绪论431.1 研究背景和意义431.2 国内外研究进展431.3 本实验研究的内容和目的442 光弹性原理452.1 光弹实验中的光学基本概念介绍452.2 平面应力-光学定律462.3 圆偏光场通过受力模型后的光效应472.4 颗粒材料应力计算方法的简单介绍493 条形颗粒材料的制作513.1 光弹材料概述513.2 条形颗粒的加工513.3 条形颗粒的测试534 加载装置的设计554.1 概述554.2 整体框架564.3 加载系统574.4 容器585 光弹仪介绍和实验

10、步骤585.1 数字光弹仪的组成585.2 数字光弹仪的操作605.3 实验方法615.4 实验步骤615.5 实验结果626 结论与建议636.1 主要结论636.2 对工作的几点建议63参考文献64翻译原文66中文翻译731 引言732 相步算法753 正则化算法763.1 正则化过程763.2 等倾角的测定774 结论78致 谢80第一部分上海地铁8号线黄兴路站基坑围护结构设计第 25 页中国矿业大学2014届本科生毕业设计1 工程概况黄兴路站位于控江路与黄兴路交汇处东北方200m左右，修建于控江路路面之下，车站设计里程桩号SK5+700SK5+860，中心里程SK5+780，为地下两层

11、岛式丙级站。黄兴路车站外包长161.6m，标准段外包宽度18.6m，南、北端头井外包宽度22.6m。车站主要土建结构包括车站主体结构、3个出入口、南北风井，基坑开挖采用明挖顺作法施工，端头井长13.8m，采用两层双柱多跨梁式框架，标准段长134m，采用单柱双跨钢筋混凝土结构。1.1 工程地质根据勘察地质报告，本工程建址上部土体均为饱和粘土，成层分布，分布稳定，属第四系河口滨海相沉积，不存在微承压水层，建址周围无地下水污染源。相对于上海地区其他类似工程而言，本工程的地质条件和水文条件较为理想，车站场地地势平坦，地面标高为3.5m，本工程设计施工范围内共有8层土，其土性特征描述如下：表1.1 黄兴

12、路站土层物理参数表土层编号土层名称土层描述厚度（m）层底标高（m）重度（kN/m3）填土水泥、碎石等杂物，下部由粘性土组成1.91.6181褐黄色粉质粘土含有氧化铁斑点及铁锰质结核1.20.418.4灰色淤泥质粉质粘土含云母、有机质，夹粘质粉土、薄层粉砂，土质不均匀5-4.617.3灰色淤泥质粘土土质均匀，土面较光滑，含云母。贝壳碎屑夹少量薄层粉砂8-12.616.711灰色粘土含云母、有机质，夹少量泥钙质结核3-15.617.612灰色粉质粘土夹粉砂较多，中等压缩性5.4-2117.72灰色粉砂土质不均匀，夹少量粘土6-2717.93灰色粉质粘土土质不均匀18-4518.21.2 水文地质

13、根据上海地区的区域水文地质资料，结合黄兴路站地层状况，可将地下水类型分为两类：潜水与承压水。（1）潜水含水层自地面标高向下至地下36m处范围内的土属于饱和的粘性土，饱和粘性土所在地层透水性都很弱。地下水水位的高低变化主要受降雨、日照蒸发的影响，潜水的地下水位深度为2.0m左右，其绝对标高为+1.5m左右。地下水不会对混凝土产生破坏作用，但会和钢结构产生弱腐蚀作用。（2）承压含水层承压水埋置深度距地面约为29.0m。由实际水文地质的数据可知，一直到地面下方45.0m仍属于承压含水层范围，则该层至少有16.0m厚。根据区域地质资料，本场地的承压含水层属于上海地区第一承压水含水层，绝对标高-0.5m

14、，即承压水头高度在地表下4.0m处。1.3 基坑周围临近建筑物 黄兴路站西侧是黄兴路、靖宇南路和内环线高架，东侧为源泉路。车站所在控江路段道路较窄，路面宽约12m，车站周边环境相对简单，建筑物距车站基坑均距离适中，但保护要求高。处于基坑外挖深度2倍范围（34m）内的主要建筑物及其基础类型、结构形式、距基坑距离如下表所示： 表1.2 临近建筑物编号 名称建筑结构/层数基础类型到基坑距离1.必胜客控江餐厅砖混/3层条形基础15m2.杨浦大剧院砖混/2层条形基础30m3.鑫鸿商务楼砖混/4层条形基础29m4.报刊亭砖混/1层条形基础28m5.湘水人家砖混/4层条形基础33m6.天龙宫砖混/4层条形基

15、础20m7.控江路1200弄9幢框剪/7层桩基33m8.控江路1197弄2幢框剪/7层桩基16m 从上表可以看出，黄兴路站周围只有控江路1200弄9幢、控江路 1197弄2幢为高层、且为民用建筑，其余多是商业建筑，离主体基坑最近的的分别是相距15m的必胜客控江餐厅和相距16m的控江路1197弄。整体来看，车站周围无复杂建筑物，且大部分距离较远，因此施工时及时支撑、加强监测，采取有效措施，即可保证周围建筑物安全。1.4 周围管线及地下构筑物黄兴路站地下基本没有地下构筑物，但有较多管线，具体情况如下表：表1.3 场地内地下管线分布管线类型管径（mm）/规格埋深（m）材质所处位置处理方法电力1根0.

16、7缆控江路道路下搬 迁电力1根0.6缆控江路道路下搬 迁煤气1501.2铁控江路道路下搬 迁雨水9001.9砼控江路道路下搬 迁污水3002.0砼控江路道路下搬 迁污水3001.2砼控江路道路下搬 迁上水1501.2铁控江路道路下搬 迁上水4000.9铁控江路道路下搬 迁电话1根0.6缆控江路道路下搬 迁1.5 周围交通状况黄兴路站沿控江路布置，周围有黄兴路、靖宇南路和源泉路，位于靖宇南路与控江路相交的T形路口和源泉路与控江路相交的十字路口之间，靠近靖宇南路。因控江路连着黄兴路和双阳路两个主干道，所以车辆不多，除上下班时稍拥挤，其余时段交通状况较好。在地铁站附近有一控江路-黄兴路公交车站，在黄

17、兴路保证翻交道路宽度情况下对途经该站的线路影响不大。出地铁站向东200m左右为黄兴路内环高架路，方便与市区的连接。控江路宽度21m，机动车双向通行，设4股机动车道，路宽12m，两侧人非各宽约4.5m。靖宇南路现状为机动车南向北单向行驶，非机动车双向，路幅宽度约7m，路侧设一停车带，车流量很小。源泉路现状为机动车向北向南单向行驶，非机动车双向，路幅宽度约9.5m，车流量较小。1.6 施工条件和气候对本标段黄兴路站的工程技术进行分析，可以发现开挖深度大、环境保护措施较严格、施工范围较小等一些不利条件，这些必将带来工程技术实现的较大难度，风险亦较高。因此，施工过程中，要针对不同的技术难点和特点，制定

18、相应的控制措施。黄兴路车站的地下连续墙、SMW围护等围护方式分别在两站的主体结构与出入口得到应用；此外，明挖顺筑、盖挖逆筑、盖挖顺筑等施工工艺亦被运用到基坑的开挖与结构制作中，工序多、施工难度大、组织复杂。上海地处亚热带地区，为亚热带季风性气候，冬季温和少雨，夏季降雨较多，特别要注意的是六七月份是梅雨季节，雨量占全年的四分之一，这时进行施工会比较困难，对基坑要采取必要的降水措施。2 设计依据和设计标准2.1 编制依据 （1）上海市轨道交通八号线工程7标段（黄兴路站）土建施工招标文件和招标补充文件。 （2）上海市轨道交通八号线工程7标段（黄兴路站）土建施工招标图及施工图。（3）参考资料1）上海市

19、轨道交通八号线黄兴路站岩土工程勘察报告； 2）有关黄兴路站的施工用地范围平面图； 3）有关黄兴路站的交通组织平面图 4）有关黄兴路站的地下综合管线图。施工参照的主要技术规范见下表。表2.1 主要技术规范一览（不限于）序号编 号名 称1国家和地方政府颁布的强制性条文2GB50299-1999地下铁道工程施工及验收规范3GB50204-2002混凝土结构工程施工质量验收规范4GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范5GB50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范6JGJ79-2002建筑地基处理技术规范7SZ-08-2000上海地铁基坑工程施工规程8DBJ08-61-97上海市

20、标准基坑工程设计规程9DGJ08-236-1999市政地下工程施工及验收规程10GB50300-2001建筑工程施工质量验收统一标准11GB50108-2001地下工程防水技术规范12GB50208-2002地下防水工程质量验收规范13DGJ08-11-1999上海市地基基础设计规范14GB500308-1999地下铁道、轻轨交通工程测量规范15CTJ49-92地铁杂散电流腐蚀防护技术规程16GB/T50326-2001建设工程项目管理规范17DBJ08-202-92钻孔灌注桩施工规程18JGJ109-96钢筋锥螺纹接头技术规程19TB10203-2002铁路桥涵施工规范20GBJ500112

21、001建筑抗震设计规范21DGJ08992建筑抗震设计规程22GB500212001岩土工程勘察规范23现行的国家及上海市颁发的其他技术规范和标准2.2 基坑工程等级 根据建筑地基基础工程施工质量验收规范GB 50202-2002的相关规定，只要满足以下任一条，则该基坑的工程等级定为一级： （1）重要工程或支护结构作为主体结构的一部分； （2）开挖深度大于10m； （3）基坑的开挖深度大于与周边建筑、重要公共设施距基坑的距离； （4）施工周围有需要重点保护的建筑物的基坑。三级基坑为开挖深度小于7m，且对附近环境要求不高的基坑。经判断既不是一级基坑也不是三级基坑的基坑，均定为二级基坑。因为黄兴路

22、车站基坑开挖深度大于10m，故本车站基坑安全等级为一级。3 基坑围护方案设计基坑开挖是否采用支护结构，采用何种支护结构要视具体情况而定，综合考虑各种因素，如周边环境、地质条件、开挖深度等，然后根据实际情况，按照经济、技术、环境条件综合比较确定。现列出以下几种基坑围护方案以供比选。3.1 钻孔灌注桩灌注桩是一种常用的基坑围护方式。通过相关设备或手段在土层中形成桩孔，将钢筋笼放入孔中，再浇灌混凝土就成了灌注桩。钻孔灌注桩的优点：施工时，对周围环境影响较小；墙体的强度和刚度都很大，用作基坑围护时产生的变形较小；能较好的适应软黏土和砂土地区。 钻孔灌注桩的缺点：属排桩式挡土墙，易造成水土流失，这时就要

23、根据具体情况采取水泥搅拌桩、注浆或旋喷桩等措施来解决问题；在沙砾层和卵石中施工困难；整体性和稳定性相对较差，如果基坑开挖深度较大，则不宜使用。3.2 深层搅拌水泥土围护墙深层搅拌水泥土围护墙：利用搅拌机将输送的水泥浆和土体进行拌合，形成的柱状水泥土挡墙。深层水泥土围护墙优点：能充分利用相关设备快速开挖；费用较低；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。深层水泥土围护墙的缺点：围护墙体厚度较大，只有当条件允许时才能采用，另外，施工时对周围环境的影响较大，在基坑长度较大时，会产生较大位移，需采取起拱等措施使其稳定。3.3 地下连续墙支护地下连续墙是利用特制的挖槽设备

24、，按一定规律沿着地下结构或基础的周边按规定的宽度和深度挖出一个槽形孔，然后在槽形孔内安放制作好的钢筋笼，并浇筑混凝土，最后将一个个槽板连成一道钢筋混凝土的墙。地下连续墙已经成为基坑施工中有效支挡基坑土体的结构，地下连续墙结构既可以又可以挡土防渗，根据开挖深度不同可以是悬臂式的，也可以使用内支撑和土层锚杆加固。这种支护结构的优点是抗渗性能好、整体性好，附近土体不会出现较大的变形，能保障周围房屋的稳定。它适用的土体类型很广，基本上无土类限制；在支撑布置合理的条件下，目前还没有对深度进行限制，但相比其它支护形式，造价较高。3.4 SMW法SMW工法是将H 型钢等插入水泥土桩内，使新形成的围护墙既能承

25、受荷载，又能抗渗的工法。SMW法的优点：价格低廉，用过的型钢还能回收再利用；成桩后，止水效果良好，如果水泥掺量达到25%，止水效果会更好；对分段施工的处理较简单，且不会形成施工缝；能加快施工进度。SMW法的缺点：基坑围护结构属于柔性支护，不适用于较深的基坑，否则会产生较大变形，；耗电量大。3.5 方案比选本工程为地铁基坑，有其特殊性，因此在比选时，着重考虑以下三个因素：（1）开挖深度大，最深处达17m；（2）长度较长，外包长度161.6m；（3）地处市中心，周围多商业民用建筑。对于钻孔灌注桩，桩于桩之间的连接主要是通过桩顶冠梁，整体性相对较差，而本基坑开挖深度最大达17m，整体稳定性无法保证，

26、故不采用。因为本基坑是地铁车站基坑，故长度较长，而深层搅拌水泥土围护墙位移相对较大，尤其在基坑长度大时，所以也不宜采用。SMW法也因为会产生较大变形，而应该被否决，但考虑到其造价较低、止水效果好，可以在风井及出入口基坑中使用。地下连续墙因其较好的整体稳定性、不会对周围建筑造成影响、能适用于深大基坑等优点，应该被优先选用。设计的地下连续墙其厚度为800mm，采用C40混凝土浇筑。端头井部分深30m，标准段部分深27m，根据地下工程防水技术规范当工程埋置深度大于10m时，抗渗等级应为P8。4 基坑支撑方案设计4.1 支撑结构类型 支撑系统的主要作用是承受由围护结构传来的水、土压力及其它外荷载，由围

27、檩、立柱和支撑组成。围檩是固定在围护墙上，能将围护墙承受的侧压力传递给支撑（纵、横两个方向）。支撑属于受压构件，当支撑长度超过一定范围时会失去稳定性，所以在其中央部分需要增设立柱，立柱的底端需要固定，最好插入工程桩内，当无法利用工程桩时要另外设桩（灌注桩）。深基坑围护系统的支撑体系可以采用木材、钢材、钢筋混凝土等作材料，其中经常使用的是钢筋混凝土和钢支撑。4.1.1 钢筋混凝土支撑钢筋混凝土支撑是较为常见的一种支撑形式，在我国沿海的软土质地区有着广泛应用。具有以下优点：（1）形状多样。利用现浇的特点，可以浇筑成多种形状，也可以根据实际情况，对布置模式进行优化；（2）截面尺寸大，刚度大，安全可靠

28、，能有效减小围护墙变形，方便对保护周围环境；（3）可方便快捷地变化构件的截面和配筋，来适应其内力的变化；（4）松弛变形小，抗碰撞性能好，利于机械挖土施工。（5）经过计算后能在支撑系统堆放荷载，可以节约施工用地，适用于场地狭小的地下工程的施工；钢筋混凝土支撑具有以下缺点：（1）成形和发挥作用的时间都很长，现浇也需要较长时间，养护达到要求的强度所用时间更长，因此导致围护墙因时间效应而使变形增大；（2）只能使用一次，不能被多次利用（但做成装配式的可以）；（3）不容易拆除，如果利用控制爆破技术拆除，有时会对周围环境产生影响，如果利用人工拆除，不仅浪费时间，而且工人劳动强度大。4.1.2 钢支撑钢支撑的

29、作用是增强结构的稳定性，其组件包括固定端、活络接头端。常用钢支撑的类型有H型钢、钢管和角钢等，对于规模较大的基坑，多选用H型钢或钢管。钢支撑有以下优点：（1） 强度高；（2）均匀性好，一般为工厂制品，材质的离散性小；（3）安装和拆除速度快，能很快发挥支撑的作用，减小时间效应，围护墙因时间效应增加的变形也相应减小；（4）可循环使用，多为租借形式，有利于专业化施工；（5）可对钢支撑施加预紧力。钢支撑具有下列缺点：（1） 用钢量大，成本高；（2）耐碰撞性能差；（3）由于其较小的支护刚度和截面尺寸，如果布置需要增大支撑间距，则会变得很麻烦；（4）如果重复使用的次数过多或在长度上的连接点过多，那么在偏心

30、力和轴力的作用下易失稳；（5）施工工艺要求高，节点构造处理要妥善，否则会降低支撑能力；4.2 支撑体系的布置形式4.2.1 平面布置形式 平面布置主要按以下要求进行： （1）一般情况宜优先采用相互正交、均匀布置的平面对撑体系； （2）对于形状规则基坑可优先考虑对撑体系，中间添加适量的横撑，为保证基坑稳定，可在四个角点设置水平角撑； （3）钢支撑与围护墙体接触的地方应设置围檩； （4）如果相邻两支撑间距较大，需要在其端头部分相对称的架设八字撑，长度不超过9m，和围檩相夹的角度最好是60。4.2.2 竖向布置形式 竖向布置一般应满足： （1）同一竖直方向的支撑，其轴线应在同一铅垂面内，上下相邻支撑

31、轴线间距离至少为3m，当进行机械开挖及运输时，至少为4m； （2）对各层支撑的标高进行设定时，尽量使其不影响主体工程的施工； （3）当支撑道数较多时，最后一道水平支撑的标高应尽可能接近基坑底部，但前提是不影响底板的施工。4.3 方案比较和选定 目前经常使用的钢支撑结构有钢管支撑结构和H型钢支撑结构，这两种结构重量轻，刚度大，装拆容易，能很快发挥支撑作用，降低时间效应的影响，并且材料消耗少。而钢筋混凝土支撑之所以由于被广泛采用，主要原因是其制作方便，对支撑变形控制的可靠度高，但在拆除时相对比较困难，材料也不能回收利用。因本车站工期较紧张，要求装拆容易，能尽快发挥作用，故采用钢管支撑。黄兴路车站基

32、坑开挖深度远大于6 m，属于深基坑，形状较规则，类似于长方形，因此本工程应主要采用对撑形式，端头井四角要设置角撑，保证其稳定性，支撑与围护墙要用围檩连接，以加强支护墙体的整体性。 综上分析，本工程主要采用对撑的布置形式，端头井角点处适当布置角撑。对于头道支撑的设置，在软土地区一般应设于距地表1.02.5m处，支撑与支撑之间的竖向距离应在2.54.5m的范围内。尽量使最下道支撑的布置落低，这样做的目的是减小基坑开挖后支护结构的变形，但最下道支撑应高出底面60cm以上，方便工人进行底板和外墙的施工。因此支撑竖向布置形式为：端头井设置5道钢支撑，标准段设置4道钢支撑，出入口及风井均设置2道，支撑材料

33、均采用60916圆钢管。端头井5道钢支撑，第一道支撑距墙顶2m，从上而下支撑间距依次为4m、4m、3m、2m、2m(2m为第5道支撑距坑底的距离)；标准段4道支撑，第一道支撑距墙顶2m，从上而下支撑间距依次为4m、4m、3m、2m(2m为第4道支撑距坑底的距离)，支撑水平间距3m。4.4 基坑施工应变措施表4.1 基坑施工应变措施序号开挖中可能遇到的问题安全、稳定的应变措施1基坑出现渗水、漏泥现象1.及时发现及时处理；2如果渗水发生在软弱地区，要及时进行加固、稳定2围护和支撑变形速率过快，导致周围土体产生较大位移采取相应措施，使外部荷载均衡，降低每次挖倔的土方量，加快支撑的速度，增加支撑复加预

34、加轴力的次数3围护结构不能满足刚度、强度要求，围护结构产生较大变形1.临时增设斜撑、角撑；2.增加支撑预应力；3.对支撑的竖向间距进行调整；4.减少基坑四周荷载或向坑内压载4基坑隆起，变形过大1.按顺序分区开挖，在开挖最下一层时，按步骤浇注快硬混凝土垫层，先形成部分垫层底板防止墙体变位；2.采用中心岛施工法；3.可以在基坑底部提前进行注浆以加固土体5支撑挠曲变形1.加固支撑杆件；2.基坑内进行压载或在地面上对称卸载6支撑截面过小，出现压损迹象加固支撑断面；在水平及竖直方向增加支撑7支撑立柱桩不均匀沉降（上浮）1.设置竖向剪刀撑；2.设置稳定支撑的拉系构件；3.支撑和节点上卸载或加载；4.调整立

35、柱上支托支撑的支托构件标高5 计算书5.1 荷载计算5.1.1 地下连续墙设计 地下连续墙的墙厚一般在6001000mm范围内，本工程基坑安全等级为一级，地下连续墙围护结构的厚度均取800mm，连续墙深度的确定： （5.1） 式中 H连续墙总深度；h基坑开挖深度； hd连续墙嵌固深度，hd =（0.71.0）h，本设计先取0.8。标准段地连墙深度为：H=h+hd =15+12=27m端头井地连墙深度为：H=h+hd=17+13.6=30.6m，取30m。5.1.2 各计算截面处土的物理指标 由于本车站基坑较长，所以以下计算主要以标准段为计算对象。表5.1 黄兴路站土层的厚度及物理力学性质参数表

36、土层厚度（）含水量（）重度（）粘聚力摩擦角（）侧壁摩阻力特征值fs(kPa)填土1.933.620褐黄色粉质粘土1.231.918.41720.732灰色淤泥质粉质粘土5.032.117.313.522.357灰色淤泥质粘土8.031.616.71117.841.5灰色粘土3.037.417.61315.655灰色粉质粘土5.425.217.71416.763灰色粉砂6.027.117.91030.653.5 灰色粉质粘土18.025.518.21515435.1.3 计算各截面处土的平均物理指标由于各地层土的重度、摩擦角等物理参数都各不相同，如果分层计算，过程相对繁琐，因此为了使计算简便、合

37、理，计算时各指标取按土层厚度的加权平均值。对于标准段处的截面有： （5.2）式中，围护结构深度范围内的加权平均重度，kN/m3； 第i层土的重度，kN/m3； 第i层土的厚度，m。 （5.3）式中，围护结构深度范围内的加权平均凝聚力，kPa； 第层土的凝聚力，kPa； 第层土的厚度，m。 (5.4)式中，围护结构深度范围内的加权平均摩擦角；i第i层土的摩擦角；hi第i层土的厚度，m。 根据上海市基坑工程技术规范规定，对粘性土、淤泥质土，静止土压力系数宜采用 (5.5) 主动土压力系数： (5.6) 被动土压力系数： (5.7)基坑底至墙底各土层物理指标： kN/m3 kPa （5.8）地面的超

38、载需要换算成位于地面之上的当量土重，即把换算后的重量当作均布荷载来进行计算。把地面假设为水平面，则当对应的土层厚度h为： （5.9）式中，当量土层厚度，m；q地面超载，kPa。根据上海市基坑工程技术规范2010版规定，坑外 地面超载取值不宜小于20kPa，本工程取20kPa；围护结构周围土体的加权平均重度,kN/m3。即即开挖深度相当于基坑底板距离地连墙底部的距离。5.2 围护结构地基承载力验算在标准段处，地下连续墙单位长度的竖向承载力特征值为： （5.10）式中：地下连续墙的竖向承载力特征值，kN。 B、L地下连续墙所取厚度、长度(m)，B取0.8m，L的长度取1m； 墙底土的承载力特征值，

39、根据黄兴路站详勘，fak=900kPa； 第i层土的墙体侧壁摩阻力特征值，kPa； hi第i层土的厚度，m。则有：地连墙自重： （5.11）将结构上部的荷载取为1000kN，则Ra=2052.35kN（满足）5.3 基坑底部土体的抗隆起稳定性验算验算地下连续墙的地基承载力时，忽略其上部土体的抗剪强度对抗隆起产生的影响，按普朗德尔地基承载力公式进行计算，并以地连墙底的平面作为基准面，由规范可知，抗隆起安全系数为: (5.12)式中：抗隆起分项系数，根据上海市基坑工程技术规范2010版规定， 对 板式支护体系，一级安全等级基坑工程取2.5，二级安全等级基坑工程 取2.0，三级安全等级基坑工程取1.

40、7，本工程为一级工程，故取2.5。 分项作用系数，取1.0。 坑外地表至地墙底各土层天然重度的加权平均值； 坑内开挖面以下至地墙底各土层天然重度的加权平均值，为 17.63kN/m3； h基坑开挖深度； hd地墙在基坑开挖面以下的插入深度； 坑外地面超载，取20kN/m2； 地墙底以下主要影响范围内地基土的粘聚力、内摩擦角峰值。 地基土的承载力系数；则有： (5.13) (5.14)带入数据得：因此，基坑底部土体的稳定性符合要求，不会隆起。5.4 抗渗验算5.4.1 基坑底抗渗流稳定性验算 地下水从高处渗流到低处，当基坑底部向上的动水压力（渗透力）iw土的浮重度时，就会发生流土破坏，要采取措施

41、防止流土破坏。根据上海市标准基坑工程设计规程规定，抗渗稳定安全系数应满足： (5.15) 式中，墙后地下水位埋深（m）；土体浮重度（kN/m3）； w地下水重度； i渗流出口处水力坡降。 代入数据得： 5.4.2 基坑底土突涌稳定性验算本工程建址承压水含水层为2灰色粉砂和3灰色粉质粘土，埋深在离地面29m以下，最大水头高度为地面以下5.0m，承压水层顶板的平均深度为30m。根据压力平衡概念，根据上海市基坑工程技术规范要求，基坑底土突涌稳定性应满足： (5.16)式中：s承压水作用分项系数，取1.0； pwk承压含水层顶部的水压力标准值，kPa； i承压含水层顶面至坑底间各土层的重度（kN/m3）； hi承压含水层顶面至坑底间各土层的厚度（m）； RY抗承压水分项系数，取1.05。在标准段处： 则承压