上海凯旋路商业大厦基坑围护结构与施工组织设计(中国矿业大学本科).doc

1、编号：（ ）字 号本科生毕业设计设计题目：上海凯旋路商业大厦基坑围护结构与施工组织设计专 题：地下水对深基坑施工的影响分析姓 名：学 号：班 级：土木工程地下2008-2班二一二年六月中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓 名：学 号：学 院：力学与建筑工程学院专 业：土木工程专业（城市地下工程方向）设计题目：上海凯旋路商业大厦基坑围护结构与施工组织设计专 题：地下水对深基坑施工的影响分析指导教师：张 勇职 称：副教授二一二年六月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 力学与建筑工程 专业年级 土木工程地下2008 学生姓名 任务下达日期： 2012年 1 月 10 日毕业设计日期： 2012

2、年 1 月 10 日至 2012 年 6 月 10 日毕业设计题目：上海凯旋路商业大厦基坑围护结构与施工组织设计毕业设计专题题目：地下水对深基坑施工的影响分析毕业设计主要内容和要求：设计要求：根据上海凯旋路商业大厦基坑工程的实际资料，进行该基坑的结构设计和施工组织设计。结构设计内容应包括基坑地下连续墙施工方案、开挖方案、围护结构设计结构设计，并编制设计计算书。施工组织设计内容应包括基坑施工准备、施工方法及辅助施工技术、施工总平面布置、施工进度计划和施工管理等内容。绘制图纸：基坑场地布置图，基坑平面布置图，基坑剖面图,施工横道图。专题要求：1.查阅文献（不低于30篇相关文献）；2.分析地下水对深

3、基坑施工影响的研究现状、理论基础，提出自己的合理化建议，并以实例印证自己的分析的合理性。绘制图纸：1张。其它要求：绘制的图纸中，要求手工绘制1张。翻译一篇与设计或专题内容相关的外文参考文献，其中文字数不少于3千字，并且附原文。院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用

4、所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年

5、月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘 要本毕业设计主要包括三个部分，第一部分是上海凯旋路商业大厦基坑围护结构设计；第二部分是上海凯旋路商业大厦基坑施工组织设计；第三部分是专题部分，地下水对深基坑施工的影响分析。在第一部分基坑结构设计中，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、

6、安全、环境保护等措施。第三部分是专题部分，内容是地下水对深基坑施工的影响分析。结合工程实例和相关的参考资料，分析地下水对深基坑施工影响的研究现状、理论基础，并提出自己的合理化建议，以实例印证自己的分析的合理性。关键词：基坑； 地下连续墙； 施工组织； 围护结构； 地下水ABSTRACTThis graduation design mainly includes three part, the first part is the structure design of the Kaixuan Business Building Pit in Shanghai; The second part i

7、s the design of the Kaixuan Business Building Pit construction organization，The third part is special subject part which is about the effect of groundwater on deep foundation construction.In the first part, according to the engineering geology, the hydrology geology conditions and environment circum

8、stances of the pit located, through comparing the construction schemes, confirm that the pit was constructed in accordance with compound linings as retaining structure and steel structure as support system. Its carry on strengths check computation and floating resistance computation.The second part

9、is Foundation pit construction organization design, according to the excavation pattern 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. E

10、stimating the work project, weaving to write the homologous quantity、safety、civilization management measure.The third part is the special subject part. Its contents are the effects of groundwater on foundation construction studied. According to some examples and related reference, summarize the rese

11、arch status and theoretical basis of this content.Keyword: foundation pit; Underground continuous wall; construction organizing; retaining structure; groundwater目 录第一部分 上海凯旋路商业大厦基坑围护结构设计1工程概况11.1工程概况11.2工程地质与水文地质条件11.3工程周边环境21.4施工条件21.5基坑平面图与剖面图32设计依据和设计标准32.1.基坑工程等级32.2全国及各地区的有关规范规程32.3场地岩土工程地质勘察资料

12、42.4周围环境资料42.5结构设计资料42.6施工条件43基坑围护方案设计43.1基坑围护结构分类43.2各类围护结构比较53.3基坑围护结构类型确定53.4基坑围护方案确定63.5基坑围护平面图64基坑支撑方案设计64.1支撑结构类型64.2支撑体系方案的比较和合理选定84.3围护结构剖面及其构造94.4基坑施工应变措施94.5设计图纸105计算书105.1基本参数计算105.2围护结构地基承载力验算125.3槽壁稳定性验算125.4基坑底部土体的抗隆起稳定性验算135.5抗渗验算145.6抗倾覆验算145.7整体圆弧滑动稳定性验算155.8围护结构内力变形计算及强度验算155.9支撑内力

13、变形计算175.10钢支撑验算195.11地墙截面配筋验算216 基坑主要技术经济指标236.1 开挖土方量236.2 浇筑混凝土量236.3 钢筋用量236.4 人工费用23第二部分 上海凯旋路商业大厦基坑施工组织设计1基坑施工准备251.1基坑施工的技术准备251.2 基坑施工的现场准备251.3基坑施工的其它准备252施工方案262.1 概况262.2 施工工法273 施工总平面布置333.1 施工现场布置原则333.2 生活区布置333.3施工区布置333.4 施工道路333.5 施工用电343.6 施工给水343.7施工排水344 施工进度计划及管理措施344.1 支护体系施工、基坑

14、开挖、内部支撑结构等工程安排的原则344.2 工程总进度计划表345 质量、安全、文明管理措施345.1 质量管理355.2土方运输环境管理规定395.3 安全生产管理措施395.4 文明施工措施40第三部分 地下水对深基坑施工的影响分析1 绪论431.1引言431.2 深基坑工程431.3地下水441.4 课题研究的现状451.5问题的提出471.6 研究的内容、目的及意义482 地下水作用机理研究482.1地下水渗流作用482.2地下水浮力影响502.3基坑降水的影响分析513 地下水对深基坑施工影响的工程应用523.1地下水对地下结构的浮托影响523.2管涌、流土、突涌533.3工程实例

15、554 结论58参考文献 69附录 70翻译部分 73致谢 91第一部分上海凯旋路商业大厦基坑围护结构设计 中国矿业大学2012届本科生毕业设计 第 77 页1工程概况1.1工程概况凯旋路综合商业大厦位于长宁区淮海西路西北侧、凯旋路东侧相交的三角形拆迁场地范围内，凯旋路地铁车站北侧。占地面积14244 m2 ,主体建筑地下4层，地上24层。主体高度100米以内。地下14层为汽车库，其中地下4层为人防。综合商业大厦为地下四层结构，基坑开挖深度为14.1 m。1.2工程地质与水文地质条件1.2.1工程地质1）地形地貌拟建场地位于长宁区凯旋路以东、淮海西路以北的三角形拆迁地块内，地貌类型属滨海平原，

16、地面标高一般为3.582.85m之间，高差为0.73m。2） 地基土的构成与特征：经本次勘探查明，拟建场区为古河道沉积区，缺失层硬土。根据地基土的岩性、成因、物理力学性质的差异，将土层分为7个工程地质层，其中、层又分为二个亚层。各土层特性分述如下（土层标高为吴淞高程）：1填土：层底标高2.38-0.15m,厚度1.003.00m，上部为碎砖、石子与粘性土混杂，下部以灰黄色粘性土为主，土质松散。2浜土：层底标高-0.18m,厚度2.10m，仅在D7SZ22孔钻遇，灰黑色淤泥质土，含有机质、腐植物，有臭味。褐黄色粘土：层底标高0.17-0.90m，厚度0.802.60m，饱和，可塑软塑，含铁锰质斑

17、点、云母，夹粉砂团块，稍显光滑、高干强度、高韧性，中高压缩性。灰色淤泥质粉质粘土：层底标高-2.95-4.20m，厚度2.704.20m，饱和，流塑，含云母，夹薄层粘质粉土或粉砂团块，土质不均，稍显光滑、中等干强度、中等韧性，高压缩性。灰色淤泥质粘土：层底标高-11.69-12.95m，厚度7.909.70m，饱和，流塑，含云母、有机质，夹粉土、粉砂团块，夹贝壳碎屑，土质尚均匀，光滑、高干强度、高韧性，高压缩性。1灰色粘土：层底标高-18.69-20.43m，厚度6.208.00m，饱和，流塑软塑，含云母、有机质，夹粉土薄层，夹泥钙质结核、半腐植物根茎及贝壳碎屑，土质均匀，光滑、高干强度、高韧

18、性，高压缩性。3灰色粉质粘土：层底标高-39.88-43.49m，厚度20.3024.80m，软塑，含云母、有机质，夹薄层粉土，夹泥钙质结核，稍显光滑、高干强度、高韧性，中压缩性。1灰色粉砂：层底标高-52.99-60.31m，厚度12.0019.30m，中密，含云母、石英，夹薄层粘性土，土质较好，中压缩性。1灰色粘土：层底标高-59.70-61.91m，厚度1.406.80m，软塑，含云母、腐植质，夹薄层砂或粉土，光滑、高干强度、高韧性，中压缩性。2灰色粉质粘土夹砂：未钻穿，可塑软塑，含云母、腐植质，以粘性土为主，具交错层理，呈互层状，局部砂性较强，稍显光滑、中等干强度、中等韧性，中压缩性。

19、可见，拟建凯旋路综合商业大厦基坑开挖深度范围内，以流软塑淤泥质粘性土为主。、1层土层，含水量高、孔隙比大、压缩性高、强度低及渗透性差，因而具有较大的流变特性，可能导致围护结构稳定性差，坑底易产生回弹隆起。1.2.2 水文地质本工程场地浅部地下水属潜水类型，补给来源主要为大气降水与地表径流，水位动态为气象型，地下水和土对砼无腐蚀性，对钢结构呈弱腐蚀性，水位埋深一般为0.901.50米，基坑开挖过程中，需进行疏干降水。场地揭示的承压水分布于层中。承压水水位埋深8.60m。1.2.3 场区地震效应分析及评价本工程场地属于IV类场地，地基土为软弱场地土，20m深度范围内未揭示有饱和砂土、砂质粉土层的存

20、在，因此地基土不存在液化问题。1.2.4 不良地质条件对施工的影响1）主楼北侧钻遇暗浜，浜底埋深2.8至3.0m，施工或开挖时加强验槽，以查明暗浜。未发现有沼气溢出现象。2）第层局部有粉土夹层，在动水压力的作用下易产生流砂现象，对基坑开挖是不利的因素。1.3工程周边环境1.3.1工程周边建筑与交通本工程施工场地西侧毗邻轨道交通明珠线一期和其地上变电站，南侧为在建凯旋路车站，北侧为上海人民广播电台。虽然明珠线一期及其地上变电站距离基坑有一段距离，仍需重点监测并加以保护。由于施工场地在拆迁范围内，因此工程施工不占用凯旋路和淮海西路，道路交通均维持原有状况。1.3.2地下管线情况由于本工程施工区域位

21、于淮海西路、凯旋路之间的拆迁地块内，基本不涉及管线搬迁，基坑工期间将采取相应的监测措施。1.4施工条件从工程技术的角度，客观分析凯旋路综合商业大厦的建设，基坑周边淮海西路、凯旋路下管线较多，西侧为运营的轻轨高架；基坑开挖深度范围内以流软塑淤泥质粘性土为主，土体含水量高、孔隙比大、压缩性高、强度低及渗透性差，具有较大的流变特性。上述诸多不利因素，必将给工程施工带来一定的难度和风险。施工过程中，须根据不同的技术难点和特点，制定系统的控制对策。从场地空间角度，本工程施工场地西侧毗邻轨道交通明珠线一期和其地上变电站，南侧为在建凯旋路车站，北侧为上海人民广播电台。虽然明珠线一期及其地上变电站距离基坑有一

22、段距离，仍需重点监测并加以保护。由于施工场地在拆迁范围内，因此工程施工不占用凯旋路和淮海西路，道路交通均维持原有状况。从环境保护角度，上海市作为一个高速发展的现代化大城市，环境问题日益受到全社会的普遍关注。为了适应当今社会的潮流，实现社会经济的可持续化健康发展，在本工程施工的全过程中，需要系统地采用和实施一系列环境保护管理手段，以期得到最优化的结果。1.5基坑平面图与剖面图基坑平面图与剖面图见附图。2设计依据和设计标准2.1.基坑工程等级上海地区基坑工程等级划分标准：（1） 符合下列情况之一时，属于一级基坑工程：围护结构要作为主体结构的一部分；基坑开挖深度超过10m；距基坑边两倍开挖深度范围内

23、有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需严加保护。（2） 基坑开挖深度小于7m，且周围环境无特别要求时，属于三级基坑工程。（3） 除一级和三级以外的均属于二级基坑工程。根据上海地区基坑工程划分标准，凯旋路商业大厦基坑开挖深度为14.1 m，属于一级基坑工程。2.2全国及各地区的有关规范规程建筑地基基础设计规范GB50007-2002 BZyZu*建筑基坑工程技术规范 YB925897 #h5Hi9LKf 建筑基坑支护技术规程 JGJ 12099 Jj=a|D建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002建筑桩基技术规范 JGJ942008建筑结构荷载规范（2006年版）GB500092

24、001 (WUe! 建筑地基处理技术规范JGJ79-2002 J220-2002建筑基坑工程监测技术规范GB50497-2009软土地区工程地质勘察规范JGJ 83-91 , i !513rNO混凝土结构技术规范 GB 500102002 _% 0|;混凝土结构工程施工及验收规程GB50204-2002钢结构设计规范GB50017-2003钢结构工程施工及验收规范GB50205-2001上海市基坑工程设计规程DBJ08-61-97上海市钻孔灌注桩施工规程DG/TJ08-202-2007其它相关规范、规程及图集。 ,_X,V! U:5*iwFO:/2.3场地岩土工程地质勘察资料（1）工程地质资料

25、：基坑工程场地土层的分布情况、层厚、土层描述、地质泡面以及土的物理、力学、渗透性等指标的掌握是进行基坑方案选择以及进行基坑稳定性、内力变形计算时必不可少的依据。 （2） 水文地质资料：场地地层中地下水文条件在进行基坑工程设计时预先查清，包括地下水位、承压水等情况，因为流沙、管涌、渗流等现象的产生均是与水文条件有关的。2.4周围环境资料周围环境资料室选择基坑方案以及确定围护结构位移、基坑稳定安全系数控制标准等的重要依据。主要包括以下几方面的周围环境资料：（1）邻近建筑物分布情况，结构形式及质量，基础情况，建筑红线位置等。在本工程基坑周边环境要求较严格。（2）周围道路的交通情况、路基情况、路面结构

26、等。由于施工场地在拆迁范围内，因此工程施工不占用凯旋路和淮海西路，道路交通均维持原有状况。（3）地下管道的使用功能、位置、埋深、大小、构造及接头等情况，以及地上、地下电缆的埋设、架设及其使用情况。 （4）浅层地下障碍物情况，包括旧建筑物的桩或基础、废弃人防、地下室、工业或建筑垃圾等，这些障碍物分布复杂，以免造成停工、修改设计以及造成事故隐患等。2.5结构设计资料委托方提供的用地红线图、建筑平面图、地下结构图以及桩位布置图等是确定基坑围护结构类型、平面布置、支撑结构布置、立柱定位等必不可少的资料。2.6施工条件在进行基坑围护设计时，还应充分注意到基坑工程场地的施工条件，包括场地为施工提供的空间；

27、施工允许的工期；环境对施工噪音、振动、污染等的允许程度，以及施工所具有的施工设备、技术等。3基坑围护方案设计3.1基坑围护结构分类基坑支护结构通常可分为桩（墙）式围护体系和重力式围护体系两大类，根据不同的工程类型和具体情况又可派生出多种围护结构形式。桩（墙）式围护体系一般由围护墙结构、支撑（或锚杆）结构以及防水帷幕等部分组成。根据围护墙材料，桩（墙）式围护体系又可分为钢筋混凝土地下连续墙、柱列式钻孔灌注桩、钢板桩和钢筋混凝土板桩等形式。根据对围护墙的支撑方式，又可分为内支撑体系和土层锚杆体系两大类。重力式围护体系一般是指不用支撑及锚杆的自立式墙体结构，厚度相对较大，主要借助其自重、墙底与地基之

28、间的摩擦力以及墙体在开挖面以下受到的土体被动抗力来平衡墙后的水压力和维持边坡稳定。在基坑工程中，重力式围护体系的墙体在开挖面以下往往需要有一定的埋入深度。目前，在我国各地常用的水泥土维护体系以及地下连续墙一般都归于重力式维护体系中，其受力性能类似于悬臂式的桩（墙）式围护结构，但在板式围护结构中一般不计墙体自重及墙底摩阻力对墙体稳定的影响。3.2各类围护结构比较下面针对几种常见的维护墙体进行分析：（1）水泥土搅拌桩围护墙。适用性：软土地区，环境要求不高，开挖深度不大于7m。优点：施工噪音低，振动小，速度快，止水效果好，造价经济。缺点：宽度大，需占基地红线内一定面积，位移大。（2）钢板桩。适用性：

29、结合多道支撑，可用于较深基坑。优点：材料质量可靠，软土中施工速度快、简单、可重复使用，占地面积小。缺点：打拔桩对环境影响大，刚度小，变形大，需注意接头防水。（3）钢筋混凝土板桩。适用性：硬土层中及建筑管线密集的市区不宜采用。优点：施工方便、快捷、造价低，工期短。缺点：施工噪音、振动及挤土大，接头防水性能较差。（4）钻孔灌注桩。适用性：软土地层，开挖深度5-11m。优点：施工噪音低，振动小，自身刚度、强度较大，对环境影响小。缺点：施工速度慢，质量难控制，需处理泥浆，防水差，需加止水帷幕，整体刚度较差。（5）SMW工法。适用性：凡适合应用水泥土搅拌桩的场合均可，开挖深度可较大，应用前景好。优点：施

30、工噪音低，对环境影响小，止水效果好，墙身强度高。缺点：应用经验不足，H型钢不易回收。（6）地下连续墙。适用性：软弱地层，可用于市区，开挖深度很多，作为主体结构一部分以及逆作法等。优点：噪音低，振动小，整体刚度大，防渗效果好，占地少，强度大。缺点：施工工艺复杂，造价高，需处理泥浆。3.3基坑围护结构类型确定凯旋路综合商业大厦为地下四层结构，基坑开挖深度为14.1m，属于深基坑，因而不宜选用水泥土搅拌桩围护墙围护结构。由工程地质与水文地质条件可知，拟建凯旋路综合商业大厦基坑开挖深度范围内，以流软塑淤泥质粘性土为主。、1层土层，含水量高、孔隙比大、压缩性高、强度低及渗透性差，因而具有较大的流变特性，

31、可能导致围护结构稳定性差，坑底易产生回弹隆起。所以，基坑在施工过程中尤其要格外注意接头防水等止水问题，因此，钢板桩、钢筋混凝土板桩与钻孔灌注桩在此方案设计中不宜采用。凯旋路综合商业大厦主体建筑地下4层，地上24层。主体高度100米以内。地下14层为汽车库，其中地下4层为人防。综合考虑施工经验与成本等相关因素，在SMW工法与地下连续墙中选择地下连续墙作为该基坑工程的围护墙体类型。在凯旋路综合商业大厦基坑围护中选用地下连续墙方案有一下几条优点：（1） 适用于上海地区软弱地层，符合工程地质与水文地质条件；（2） 该基坑工程位于市区，场地较小，且开挖深度较大，可有效防止周边建筑的不均匀沉降；、（3）

32、地下连续墙可以作为主体结构的一部分；（4） 施工过程中噪音低，振动小，符合安全文明施工；（5） 地下连续墙防渗效果好，整体刚度大。但是，同时也要注意到地下连续墙方案的不足，包括弃土及废泥浆的处理问题，槽壁坍塌问题，墙面粗糙问题以及工程造价较高等问题。3.4基坑围护方案确定根据凯旋路综合商业大厦的地质特点，工程结构围护均采用刚度大、强度高、抗渗性能好的地下连续墙。连续墙采用C30 S8水下砼。凯旋路综合商业大厦地下室为地下三层结构，基坑开挖深度为14.1 m，采用800mm厚地下墙围护。为减少后期沉降和开挖过程中墙顶隆沉，在地下墙内预埋墙底注浆管，待混凝土浇灌后进行压浆，防止地下墙下沉。地下连续

33、墙接头采用经过加强的锁口管接头。顶板上皮钢筋、中楼板上下皮钢筋、底板下皮钢筋与地下连续墙的连接采用机械连接接头。3.5基坑围护平面图基坑围护平面图参加附图。4基坑支撑方案设计4.1支撑结构类型4.1.1支撑系统按布置形式分类支撑系统按布置形式分类可分为内支撑和土锚两大类。其中，内支撑又可以分为单或多层水平支撑、竖直向斜撑和逆筑法三类。土锚可分为锚杆和锚碇两类。单或多层水平支撑又可以继续分为：纵横对撑构成的井字形、角撑结合对撑、桁架式、边桁架、圆形环梁五类。表4-1 支撑系统按布置形式分类分类布置形式适用性及优缺点内支撑单或多层水平支撑纵横对撑构成的井字形适用性：环境要求较高，基坑范围较大；优点

34、：安全稳定，整体刚度大；缺点：土方开挖及主体结构施工困难，拆除困难，造价高。角撑结合对撑适用性：基坑的范围及其钝角不宜太大；优点：挖土及主体结构施工较方便；缺点：整体刚度及稳定性不及井字形布置的支撑。桁架式适用性：较多情况下为钢筋混凝土支撑，环境保护要求不是太高；优点：挖土方便，主体结构施工较容易；缺点：整体刚度及稳定性不及井字形布置。边桁架适用性：基坑的范围不宜太大；优点：挖土及主体结构施工较方便；缺点：整体刚度及稳定性不及井字形布置的支撑。圆形环梁适用性：坑周荷载不均匀，土性差异大时慎用；优点：较经济，受力较合理，挖土及主体结构施工方便。内支撑竖直向斜撑适用性：开挖面积大而挖深小的基坑；优

35、点：节省立柱及支撑材料；缺点：不易控制基坑稳定及变形，与底板及地下结构外墙连接处结构难处理。逆筑法适用性：场地狭小，或地下结构上方为重要交通道路；优点：节省材料，基坑变形变小；缺点：土方开挖及地下施工等难度大。土锚锚杆适用性：周围场地具有拉设锚杆的条件；优点：造价经济，土方开挖及主体结构施工方便；缺点：稳定性及变形依赖于锚的效果。锚碇适用性：周围场地具有拉设锚碇锚杆的条件；优点：造价经济，土方开挖及主体结构施工方便；缺点：稳定性及变形依赖于锚碇的效果。4.1.2支撑系统按材料分类支撑系统按材料可以分为现浇钢筋混凝土材料和钢结构材料两种。表4-2 支撑系统按材料分类 材料截面形式优点缺点现浇钢筋

36、混凝土任意方形；宽大于高的任意矩形；宽小于高的任意矩形。刚度大，变形小，强度易于保证，施工方便，整体性好，节点可靠，平面布置形式可灵活多变。支撑浇筑及其养护时间长，因此围护结构处于无撑的暴露状态时间长，自重大，拆除困难且影响环境大。钢结构单股钢管、双股钢管；单根工字（槽、H）钢，组合工字（槽、H）钢等。安装、拆卸方便，施工速度快，可周转使用，可加预应力，自重小。施工工艺要求较高，构造及安装相对较复杂，节点质量不易保证，整体性较差。注：有的基坑支撑采用钢支撑及钢筋混凝土支撑相结合的形式。4.2支撑体系方案的比较和合理选定4.2.1支撑体系的材料选择凯旋路站综合商业大厦基坑工程围护结构采用内支撑体

37、系，支撑材料可以采用钢结构或钢筋混凝土这两种材料，如表4-2所示。考虑到钢结构支撑体系虽然构造及安装相对较复杂，节点质量不易保证，整体性较差，但是具有安装、拆卸方便、施工速度快、可周转使用、可加预应力、自重小等优点，综合考虑决定选用钢管支撑作为凯旋路商业大厦基坑的支撑体系材料。4.2.2水平支撑系统的布置原则水平支撑系统由立柱、围檩及水平支撑三部分组成。表4-1中列出了常见的几种布置形式及其适用性、优缺点。（1）立柱。立柱一般设置在纵横向支撑的交点处或桁架式支撑的节点处，并应避开地下结构的梁、柱及承重墙，若设计许可，可利用工程桩来作为立柱的嵌固段，否则立柱还应避开工程桩。立柱的间距应根据支撑构

38、件的稳定和竖向荷载的大小确定，但不宜超过15m。立柱下端应支撑于较好土层中，开挖面以下的埋置长度应满足支撑对立柱承载力和变形的要求。（2）围檩。围檩一般沿围护墙的内侧周边布置，还可利用围护墙顶的水平圈梁兼做第一道水平支撑的围檩。当第一道水平支撑标高低于墙顶圈梁时，应另设围檩，但不宜低于自然地面以下2.5m。当围护墙为地下连续墙，且在每个槽段的墙体上有不少于2个支撑点时，可用设置在墙体内的暗梁代替围檩。（3）水平支撑。1）水平向的布置。钢支撑的平面布置方式，通常优先采用相互正交、均匀布置的对撑或对撑桁架体系。对于长条形基坑宜采用单向布置的对撑或桁架式对撑体系，且在四角设置角撑，当相邻支撑间的水平

39、距离较大时，应在支撑端部两侧与围檩之间设置八字撑，八字撑宜左右对称，长度不大于9m，与围檩夹角宜为60度，当八字撑不对称，且轴力相差较大时，还应在相邻主支撑的八字撑节点间增设水平联系杆。2）竖向的布置。水平支撑的层数应根据基坑的开挖深度、土方施工、围护墙体的类型及工程经验等，由计算工况确定。各道水平支撑的轴线应尽量一致，各道水平支撑间的净距不宜小于3m，当采用机械下坑开挖及运输时不宜小于4m，最底部一道支撑的标高在不影响底板施工的情况下，应尽可能减低。4.2.3水平支撑系统方案的选定基坑开挖深度为14.1 m。故综合商业大厦沿基坑深度方向设置3道钢管支撑。凯旋路商业大厦基坑工程围护结构综合考虑

40、选用内支撑的角撑结合对撑的布置形式。角撑结合对撑的布置形式虽然整体刚度及稳定性不及井字形布置的支撑，但是考虑到挖土及主体结构施工较为方便，且造价适宜与该项目的实际比较符合，所以最终选定角撑结合对撑的布置形式。具体的支撑体系平面布置参见支撑系统的平面布置图。4.3围护结构剖面及其构造凯旋路综合商业大厦基坑工程为地下四层结构，基坑开挖深度为14.1 m，局部开挖最深深度17.8m（电梯井），属于深基坑工程，因而在沿基坑深度方向设置3道钢管支撑，以保证整个基坑围护结构的刚度与稳定性。考虑到最上一层支撑与下面两层支撑相比，深度浅，承受的侧向水土压力较小，因而立柱尺寸、水平支撑尺寸均较小。 具体的基坑围

41、护结构剖面及其构造参见围护结构剖立面及其配筋图。4.4基坑施工应变措施凯旋路商业大厦基坑工程施工过程中易出现的问题及应变处置措施主要有以下几点： 1）围护结构出现渗水、漏泥或开挖面以下出现冒水，应变处置措施：采取止水堵漏措施；发现薄弱环节，及时采取加固措施。 2）土方开挖不均衡，支撑施工不及时致使支护系统受力和变化速率过大，应变处置措施：加快开挖和支撑的施工进度，增加支撑预加轴力的次数；调整开挖及支撑施工次序，减小每步开挖的空间尺寸，使基坑受载均衡。3）围护结构刚度、强度不足，变形过大，应变处置措施：增加临时斜撑、角撑；对支撑加设预紧力；加强支撑的竖向间距；在坑内堆载或坑周卸载。4）基坑隆起过大，应变处置措施：在最下层开挖时，采取分块挖、分块浇筑垫层混凝土，以控制墙体位移；采用中心岛法挖土；超前在坑底进行块凝压力注浆；压载。5）支撑支柱桩不均匀沉降或上浮，应变处置措施：在支撑上加载或卸载；设置临时拉系构件，以使支撑稳定；设立竖向十字撑；调整立柱上支托支撑的支托构件标高。6）支撑因截面不足，有压损可能，应变处置措施：在竖向及水平向增设支撑；加固支撑。7）支撑下垂、挠曲变形，应变处置措施：对杆件进行加固，设置临时拉系构件，以缩短构件的长细比；必要时增设水平向和竖向支撑；地面上对称卸载，坑内堆载。4.5设计图纸凯旋路商业大厦基坑工程支撑方案设计中涉及图纸主要包括支撑系统的平面