凯旋路站基坑围护结构设计.doc

第一部分

凯旋路站基坑围护结构设计

1 工程概况
1.1工程概况
本工程位于于长宁路、凯旋路西南角处。车站的主体内净长148m，基坑标准段宽23.76m，基坑开挖深度一般为15.2m。
查看资料与现场勘探，发现施工场地地质属滨海平原，现场已经进行过整平，场地地面标高在4.01~4.32m之间。
1.2 工程地质与水文地质
查看资料与现场勘探，发现施工场地地质属滨海平原，现场已经进行过整平，场地地面标高在4.01~4.23m之间。
地下水位为1.26~1.62m，相应高程为2.41~2.68m。查看地址资料和现场取样勘探，预备施工场地有暗浜分布，当地土质较为软弱并且分布不均匀，存在少量的局部障碍物，施工过程中需进注意并且处理。
1.2.1土层物理性质
根据地基土的岩性、成因、物理力学性质的差异，将土层分层。
建址范围内自上向下土层构成分别为：
①1填土：层底标高2.98～-0.9m，厚度1.10～3.2m，地面下厚约1.5~2.5m为杂填土，多量碎砖、石块、煤渣等杂物；下部以粘性土为主，并且含有少量建筑垃圾。
①2浜土：层底标高0.74m，厚度1.1~2.2m，含黑色有机质，夹有碎石、生活垃圾等杂物，有臭味。
②粉质粘土：层底标高0.17～-1.17m，厚度0.20～1.90m，含云母、氧化铁斑点，土质从上到下逐渐地变软。
③淤泥质粉质粘土：层底标高-2.33～-3.00m，厚度2.90～3.95m，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。
④淤泥质粘土：层底标高-9.78～-11.7m，厚度7.00～9.20m，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。
⑤1粘土：层底标高-21.08～-22.30m，厚度10.5～11.30m，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、高韧性，高压缩性。
⑤2粉质粘土：层底标高-26.8～-31.48m，厚度5.30～10.40m，很湿，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。
在基坑的开挖深度范围之内，主要是流～软塑淤泥质粘性土。③、④、⑤1层土层，强度低、渗透性差、含水量高、孔隙比大及压缩性高，其具有较大的流变特性，有可能导致围护结构的稳定性差，坑底容易产生回弹隆起。
1.2.2水位
地下水位为1.26~1.62m，相应高程为2.41~2.68m。查看地址资料和现场取样勘探，预备施工场地有暗浜分布，当地土质较为软弱并且分布不均匀，存在少量的局部障碍物，施工过程中需进注意并且处理。

1.2.3 地下水、地基土的腐蚀性
现场勘察发现施工场地附近内没有污染源，根据详细的勘察对3组地下水的样品进行水质的分析，得到的结果是地下水对施工所用的混凝土没有腐蚀性，根据《岩土工程勘察规范》（DGJ08-37-2002）规范规定并且联合水质得出的资料进行判定，地下水对施工所用的混凝土没有腐蚀性，但是对钢结构存在弱腐蚀性。
1.3 不良地质现象及地下障碍物
1.3.1 暗浜、浅层气
暗浜深度约2.74m，且拟建场地局部填土较厚，厚度1.00～3.00m，由于场地条件的限制，小螺纹孔无法施工，待有条件时再施工或开挖时加强验槽，以查明暗浜。施工过程中应注意是否有沼气溢出的现象。
1.3.2 流砂
第③层、⑤1层局部有粉土夹层，在动水压力的作用下易产生流砂现象，对车站基坑开挖是不利的因素。
1.3.3 地下障碍物
根据现场踏勘，地下障碍物并不多，所以无需考虑。
1.4工程周围环境
在基坑的南方存在一个大型商场，北面是长宁路，西面与一活动房相邻，东面为凯旋路和南京四川北路车站。需要采取一定的保护措施。

2 设计依据和设计标准
2.1主要设计依据
①《南京地铁二号线一期工程地质勘察招标文件》；
②《南京市地铁二号线一期工程建设用地地质灾害危险性评估报告》；
③《南京地铁二号线一期工程（应天路-马群）浅层地震勘查报告》；
④ 执行规范《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》（GB 50307-1999）；
⑤ 参考规范、规程、标准
《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）；
《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2001）；
《铁路工程抗震设计规范》（GBT 111）；
《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）；
《土工试验方法标准》（GB/T 50123-1999）；
《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-94）；
《地基动力特性测试规程》（GB/T 50269-97）；
《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-99）；
《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002，J 220-2002）。
2.2基坑设计等级及控制标准
在基坑方案总体设计中，需要对周边的环境，工程行驶的功能进行一定的判断，并且根据这些判断制定出符合安全并且合情合理的设计标准。
根据深基坑所积累的经验，并且结合四周环境保护的要求，将控制基坑的变形标准划分成四个等级如下表2-1
表2-1：基坑变形控制保护等级标准
保护等级
地面最大沉降量及围护墙水平移
控制要求
环境保护要求
特级
1. 地面最大沉降量≤0.1℅H；
2. 围护墙最大水平位移≤0.14℅H；
3. K≥2.2
离基坑10m，周围有地铁，共同沟、煤气管、大型压力总水管等重要建筑及设施必须确保安全
一级
1. 地面最大沉降量≤0.2℅H；
2. 围护墙最大水平位移≤0.3H；
3. K≥2.0
离基坑周围H范围内设有重要干线、水管、大型在使用的构筑物、建筑物
二级
1. 地面最大沉降量≤0.5℅H；
2. 围护墙最大水平位移≤0.7℅H；
3. K≥1.5
在基坑周围H范围内设有较重要支线管线和一般建筑、设施
三级
1. 地面最大沉降量≤1℅H；
2. 围护墙最大水平位移≤1.4℅H；
3. K≥1.2
在基坑周围30m范围内设有需保护建筑设施和管线构筑物
注：H为基坑开挖深度。
根据表格，结合实际，可以确定该工程的等级为二级。

3基坑围护方案设计
3.1基坑的围护方案
目前基坑支护所采用的主要方式有：放坡开挖、地下连续墙、水泥土墙、桩锚支护结构、土钉墙支护结构等
3.1.1放坡开挖
施工场地开阔，并且四周没有需要特定保护的建筑物，要求方面只是要求稳定施工，并没有其他位移控制要求，特点就是便宜，回填土方相比较其他施工方法较大一些。
对于允许放坡的基坑，可以将基坑的边壁开挖成有一定坡度、在土方回填之前可以安全施工并且可以维持稳定的斜坡。这样的话就可以节省边坡支护的经济，又可以很好地满足施工要求。这样的施工方法虽然土方较多，但是就经济来看还是很划算的，并且施工技术方面也不算复杂。
3.1.2钻孔灌注桩
排桩式中应用最多的一种便是钻孔灌注桩围护墙是，在我国有着相当广泛的应用。其多用于坑深7～15m的基坑工程，我国的北方，土质较好的地区已有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、
没有噪音污染，没有挤土现象的发生，或者很少发生这些，所以这种施工方法对周围环境影响较小；墙体强度很高，刚度足够大，并且支护稳定性较好，变形不大；
在工程桩同样是灌注桩时，可以一起施工，减少施工工期，并且更加方便，便于管理；桩间的缝隙可能会造成水土流失，尤其是高水位软粘土质地区，这种情况下，就需根据工程的条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩来解决水土流失的问题；并不是什么土质都适合施工，比较适用于软粘土质和砂土地区，不过在砂砾层和卵石中难以施工，所以应该慎用；桩与桩之间主要通过桩顶冠梁和围檩连成整体，所以整体性比较差，若是在特殊工程或者开挖深度很大的基坑中应用时应该格外的谨慎。
3.1.3地下连续墙
地下连续墙的厚度通常为600mm、800mm、1000mm，1200mm。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，在周边环境要求较高，地质条件较差，深度较大的基坑，不过价格想对较高，施工需要专门的设备。
3.1.4 土钉墙
土钉墙是一种边坡稳定式的支护方式，并不是被动的挡土，它是起着主动嵌固的作用，边坡的稳定性起到加固作用，可以使得开挖后坡面维持稳定。土钉墙主要用于土质较好地区，稳定性相当可靠、工期短，施工方便、经济效果好、在土质较好地区应积极推广。
3.2方案比较与选择
本工程四周都有建筑物，基坑深度最深达到15.2m，所以不可采用放坡开挖，钻孔灌注桩一般适用于7-15m的基坑，本工程深度大于15m，虽说不一定不可行，但是可以和其他几种方案再进行比较。因为本工程土质较弱并不好，所以土钉墙并不合适，地下连续墙有点如下：
(1) 地下连续墙施工之时的震动较少，并且噪音污染少，对周围环境较为有利，方便周围有建筑物和地下管线的施工。
(2) 刚度大、整体性好、变形较小，可以用于深基坑；
(3) 地下连续墙为具有连续性，施工时注意处理好接头，具有想对比较好的抗渗止水作用；
且本工程对周边环境有一定要求，所以综上所述，采用地下连续墙围护方案更加合适。这里的地下连续墙厚度取为1m。

4 基坑支撑方案设计
4.1 支撑结构类型
由于场地条件所限，轨道分局站的地质条件为粘土、淤泥粘土为主，所以不适合用锚杆体系，选择内支撑体系。
内支撑体系按照支撑材料可以分为两种，分别是钢支撑和钢筋混凝土支撑。
钢支撑适用于对撑布置方案，因为平面布置会受一定的限制，只能受压，不能受拉，刚度小，整体变形大，稳定性取决于工人拼装时候的质量，一点的失稳会造成整体破坏。
钢筋混凝土支撑适用面较广，因为其既能够受压，又能够受拉，还能经得起施工设备的撞击。钢筋混凝土支撑可以承受水平荷载，并且不受布置的限制，可以满足更大的间距需求，只需要放大截面尺寸。这种支撑体系的刚度大，整体变形小，只要保证节点的稳定，就能保证支撑体系的稳定性。
综合考虑造价和方便性，轨道分局站基坑采用钢支撑。钢支撑均采用钢管支撑。
4.2 支撑体系布置形式
4.2.1 支撑体系类型
（1）平面支撑体系
平面支撑体系由腰梁、水平支撑和立柱三者组合而成。平面支撑体系可以直接承受支撑所受到的一些侧压力，并且构造想对简单，受力更加明确，适用范围较广。不过在构件长度比较长的时候，弹性压缩会对基坑位移产生影响。
（2）竖向斜撑体系
竖向斜撑体系的作用是将围护结构的侧压力通过斜撑传到工程基础之上，分散压力。它可以由竖向斜撑、腰梁和斜撑基础和水平连系杆及立柱等构件组成。土方必须采取“盆式”方式开挖，即先开挖基坑中部土方，沿四周围护墙边预留土坡，待斜撑安装后再挖除四周土坡。
（3）混合支撑体系
该支撑体系是就是前面俩支撑体系的结合。可对基坑围护结构进行加固，尤其适用于大型基坑，可以节省支撑材料。
（4）支撑体系选型
支撑方案比选情况如表4.1。

表4.1 支撑方案比选
支撑方案
适用性
施工难度
可靠性
平面支撑体系
大小深浅不同的各种基坑
较大
好
竖向斜撑体系
平面尺寸较大、形状不很规则、深度较浅的基坑
一般
较差
混合支撑体系
大型深基坑
大
好

根据本基坑工程的施工特点和表4.1的比较，基坑开挖深度15.2m，属于深基坑，所以竖向斜撑体系不适用于本工程；对于混合支撑体系，存在施工难度较大这一问题，施工组织复杂，所以本工程的支撑体系选平面支撑体系。
4.2.2 支撑体系的布置形式
支撑体系布置设计应考虑以下要求：
(1) 可以因地制宜地选取支撑体系和布置形式，使得经济效益最大；
(2) 支撑体系的受力必须明确，不然存在安全隐患，这样可以充分发挥各杆件受力特性，经济安全，满足稳定性和变形方面的要求；
(3) 在安全的前提下，尽量保证施工速度。
支撑体系的布置形式有多种形式，以下为常见的支撑体系布置形式：

表4.2 支撑体系的布置形式
序号
布置形式
图例
特点
1
同一水平面的直交式&非同一水平面的直交式

在软土地层中、环境保护要求高的情况下，这是最多的布置形式安全稳定，易于墙体位移用钢筋混凝土支撑时经慎重计算分析可与施工用栈桥平台结合设计支撑布置与开挖土方设备和工艺不协调时土方开挖和主体结构施工较困难。
2
井字型集中式布置

常在采用钢筋混凝土支撑且环境保护要求不高的条件下，将水平直交的支撑布置成井字型与角撑结合的支撑体系以便土方开挖和主体工程施工。用钢筋混凝土支撑时可与施工用栈桥平台结合设计。
3
角撑体系布置

方便土方开挖和主体工程施工整体稳定性及变形控制效果不及水平直交式或井字型集中布置。
4
边桁架

方便土方开挖和主体工程施工整体稳定性及变形控制效果不及水平直交式或井字型集中布置。
5
圆形环粮布置

在采用钢筋混凝土支撑时，因地制宜采用环梁方案，可方便主体施工和土方开挖，将受力主构件化为圆形结构，受力条件较好，可节省钢筋混凝土的量。坑外荷载不均匀，土性软硬差异大，部分地层水平基床系数较小时，此布置形式慎用。
6
垂直对称布置

适用于长条形基坑。
7
竖向斜撑

节省立柱和支撑材料有利于开挖面积较大而深度较小的基坑在软弱的土层中不容易控制基坑稳定和变形。
8
逆做法施工

在场地受限制或地下结构上方为重要交通道路时，可利用主体结构的梁板柱作支撑并补加必要的临时支撑进行逆做法或半逆做法施工。可节省材料和减少基坑变形，但开挖土方和施工组织提出较高的技术要求。

本工程是矩形基坑，平面形状规则，横撑跨度。综合考虑以上因素，选择垂直对撑布置，并在基坑阳角和转角处加设角撑。
4.3基坑施工应变措施
4.3.1支护墙的渗水与漏水
土方开挖后支护墙可能会出现渗水或漏水的情况，对施工带来不便，渗漏严重经常会造成土颗粒的流失，从而引起支护墙背地面沉陷甚至引气支护结构的坍塌。所以在基坑施工之时，如果发现支护墙存在渗水、漏水的情况，必须尽快采取紧急措施，一般方法有：
如果渗水量较小，为了不影响施工场地周边的环境，可采用坑底设沟排水的方法。
如果渗水量较大，但是还没有泥砂带出等现象发生，这种情况会造成施工的困难，但是对周边环境影响不大，所以这时候可以采用“引流—修补”方法。
4.3.2断桩及漏桩的处理
地下障碍物有时候没有清除，在成桩过程中，可能会造成断桩或漏桩的现象，如果施工过程中遇到坍孔等原因可能会造成断校。在断桩或漏桩处特别容易形成漏水现象。
对于可能发生的断桩或漏桩，在基坑开挖前，应先行对该桩险及桩背进行压密注浆或高压喷射注浆，保证开挖后不会发生严重漏水的现象。
断桩如发生在基坑底面以上，则在开挖后，可将断校部位的泥浆、粘土、浮浆及不密实的棍凝土凿干净，支模后用很凝土补浇填实。
对于施工过程中未知的断桩或漏校，开挖发现后应先进行止水处理，再用混凝土补浇填实
施工阶段未知的断桩，其位置又发生在基坑底面以下，一般很难发现也难以修复。
4.3.3防止侧向位移发展的措施
在基坑工程中，支护结构难以避免发生一些位移，这是无法避免的，不过若是存在位移过大或者发展速度太快的情况，则必须根据支护结构的不同采取相应的应急措施。
4.3.4流砂及管涌的处理
在细砂、粉砂层土中一般会存在流砂和管涌的现象，对施工带来困难。如果流砂严重，一般都会引起周围的建筑的倾斜和沉降。
如果只是轻微流砂话，在基坑开挖后可采用加快垫层浇筑或加厚垫层的方法“压住”流砂。
如果流沙比较严重，这时候必须踩去增加坑内降水措施，使地下水位降至坑底以下0.5—1m左右。这个是防治流砂相当有效的方法。但是要考虑坑内降水对基坑外产生的不利影响，因此，对于支护结构本身没有止水惟幕的情况应该慎用。
4.3.5临近建筑与管线位移的控制
基坑开挖后，随着大量土方被开挖出去，土体的平衡发生了很大的变化，坑外的建筑或者管线会产生一定的沉降或位移，也有可能造成建筑物的倾斜。
控制建筑物沉降可以采用跟踪注浆的方法。
对基坑周围管线保护方法可以分俩种：其一打设封闭桩或开挖隔离沟；其二管线架空。

5 计算书
5.1 荷载计算
序号
土层名称
平均土层厚度
土重γ/KN/m3
粘聚力c/kPa
内摩擦角φ/°
①1
填土
2.13
18.0
16
20．0
②
粉质粘土
1.11
18.4
19
17.5
③
淤泥质粉质 粘土
3.37
17.5
14
17.5
④
淤泥质粘土
8.30
16.6
14
11
⑤1
粘土
10.88
17.5
16
15.5
⑤2
粉质粘土
7.65
17.9
15
21.5
地下连续墙深度确定：
嵌固深度根据工程经验一般取0.7~1.0h，本工程取0.9h，则嵌固深度为：，则地下连续墙深度为：，取为29m深的地下连续墙。
各地层由于土的重度、粘聚力、摩擦角何厚度各不相同，为了达到计算方便和合理的目的，各指标采用按土层厚度的加权平均值来计算。
（5.1）
式中：——地下连续墙深度范围内的加权平均重度；
——第层土的重度；
——第层土的厚度。

（5.2）
式中：——地下连续墙深度范围内的加权平均凝聚力，；
——第层土的凝聚力，；
——第层土的厚度，。

式中：——地下连续墙深度范围内的加权平均内摩擦角；
——第层土的内摩擦角；
——第层土的厚度，。

土压力系数:

式中：——主动土压力系数；
——被动土压力系数；
——静止土压力系数。
5.2 围护结构地基承载力验算
地下连续墙单位长度的竖向承载力特征值为：

式中：——地下连续墙的竖向承载力特征值；
、——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，；
——第层土的墙体侧壁摩阻力特征值，；
——第层土的厚度，。

地下连续墙自重：

由上部施工及超载传递下来的荷载取，则：

所以围护结构地基承载力满足要求。
5.3 基坑底部土体的抗隆起稳定性验算
按普朗德尔地基承载力公式计算，不考虑墙底以上土体的抗剪强度对抗隆起的影响

图5.1基坑底部抗隆起稳定性验算图示
假定墙体的平面为基准面，滑线形状如图所示，按下式进行计算：
（5.5）
式中：抗隆起安全系数
：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下连续墙底各土层天然重度的加权平均值；
：基坑的等效开挖深度；
：地墙在基坑开挖面以下的插入深度；
：坑外地面超载，取
：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；
，
=17.4kN/m3

=15.2m，=13.8m，=20 kN/m3，=16kPa

所以，基坑底部土体不会发生隆起破坏现象。
5.4 抗渗验算
在对基坑进行抗渗验算时，当采用围护墙自防水时，验算至围护桩底部。

图5.2 基坑抗渗稳定性验算
（5.6）
式中 —坑底土体的临界水力坡度，根据基坑土的特性计算：；
—坑底土的比重，=2.73；
—坑底土的天然孔隙比，=1.010；
—坑底土的渗流水力坡度，；
—基坑内外土体的渗流水头（m），取坑内外地下水位差，=16.04m；
—最短渗径流线总长度，；
——坑底地下水位至桩底高度。
—抗渗流或抗管涌稳定性安全系数，取2.0。

所以，基坑不会发生渗流破坏现象。
5.5抗倾覆验算
抗倾覆稳定性又称踢脚稳定性，本工程围护结构在水平荷载作用下，基坑土体有可能在围护结构底部因产生踢脚破坏而出现不稳定现象。通常是绕最下一道支撑转动而失稳，其抗倾覆稳定性安全系数应满足：
（5.7）
式中 —抗倾覆力矩（kN-m）。
取基坑开挖面以下围护墙入土部分坑内侧压力，对最下一道支撑或锚碇点的力矩。坑内侧压力按下式计算：
式中 —计算点处的被动土压力强度；
—计算点以上各层土的天然重度（kN/m3），地下水位以下取水下重度；
—计算点以上各土层的厚度（m）；
，—计算点处的被动土压力系数，按下式计算：
，；
式中 ，—计算点处土的粘聚力（kPa）和内摩擦角（）；
—计算点处地基土与墙面间的摩擦角（），取。
—倾覆力矩（kN-m）。取最下一道支撑或锚碇点以下围护墙坑外侧压力，对最下一道支撑或锚碇点的力矩。
—抗倾覆稳定性安全系数，一级基坑取1.20。

，取

开挖面，
处，

坑外极限主动土压力：
处，
，

5.6 基坑整体圆弧滑动稳定性验算
有支护的基坑的整体稳定分析，采用圆弧滑动法进行验算。分析中所需地质资料要能反映基坑顶面以下至少2～3倍基坑开挖深度的工程地质和水文地质条件。当考虑内支撑作用时，通常不会发生整体稳定破坏。因此，对只设一道支撑的支护结构，需验算整体滑动，对设置多道内支撑时可不作验算。本基坑采用多道支撑，故不进行整体稳定性验算。
5.7 地下连续墙内力计算
地下连续墙内力采用山肩邦男近似解法计算。山肩邦男近似解法计算简图如图5-4。

图5.4 山肩邦男近似解法计算简图
由于围护顶在地表以下并且地面有超载，所以在桩顶处的土压力强度不为零，为了满足山间邦男解法的假定条件，将桩背土压力强度线反向延长并与桩的延长线交与一点，将此点作为虚拟的桩顶，很明显，增加了一块地面以上的三角形土压力，为偏于安全考虑，以下计算将不再扣除此三角形土压力对围护结构的作用。
由挡土结构前后侧合力为零得：
（5.8）
由挡土结构底端自由得：
（5.9）
计算单位长度（即1m）墙体的弯矩：

土层大多为粘土粉质土，采用水土合算。
计算桩墙后的静止土压力（水土合算法）：

式中：——静止土压力，单位；
——静止土压力系数，；
——距离地表面的深度(）；
——竖向土压力转换为侧向土压力的转换系数，即侧压力系数。

得

式中：——被动土压力系数；
——距坑底的深度，m；

则

5.7.1 第一道支撑处内力

式中 γ1—杂填土的重度，取18kN/m3；
q—地面超载，取20kN/m3。
第一道支撑时，

解得：

5.7.2第二道支撑计算：

当时，同理。计算简图如图5.6所示：

代入式(5.11)：

得：
解得：
该处的轴力为：

该处的弯矩为：

5.7.3第三道支撑计算

图5-7 第三道支撑计算示意图

代入公式得：

代入公式求：

第三道支撑处墙的弯矩为：

5.7.4第四道支撑计算

代入公式求得：

代入公式

基坑底部弯矩计算

各支撑轴力和弯矩计算结果见表5-2
表5-2各支撑处内力计算结果

第1道支撑
第2道支撑
第3道支撑
第4道支撑
基坑底部
轴力，
346.12
589.32
956.45
244

弯矩，
67.43
-1986.9
-5209.3
-7747.7
-8611.87

5.8 钢支撑强度验算
由以上计算可知，在第三道支撑处轴力最大，所以需要盐酸第三道钢支撑的强度是否能够满足需要。
支撑的水平间距我们取3m

选用φ 609×16钢管作支撑，基坑最大宽度为24m，跨度较大，所以在跨中设置立柱，所以实际跨度为12m。因而计算长度取。
φ 609×16钢管的截面性能：
面积：
惯性矩：
截面模量：
回转半径：
每米重力：
因支撑自重产生的弯矩：
由于安装偏心产生的弯矩，偏心值：

由《钢结构设计规范》可知
（5.13）
式中—净截面的面积；
—对x轴的净截面模量；
—截面的塑性发展系数，取为1.15；
—钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值，Q235钢取。
所以有
（当处于最不利情况下）
所以，第三道钢支撑的强度符合要求。其他几道钢支撑因轴力都比第三道小，所以也符合要求。
5.9地墙截面配筋计算
5.9.1 横截面抗弯计算
设计参数为：混凝土采用C40，，，主筋采用HRB400，，，构造筋采用HPB400，计算如下：
基坑底端弯矩最大为：，如果采用单筋，则弯矩最大为：

式中—和混凝土强度相关的常数，取1.0；
—混凝土抗压强度设计值；C40为19.1N/m2；
—混凝土截面的有效高度；
—界限相对受压区高度，取
由于弯矩较大，布置两排钢筋，则
所以不能按单筋矩形截面来配筋，要采用双筋截面配筋。
取，，则，令受压区高度 ，则受压钢筋截面积

受拉钢筋截面积：

受拉区选配31φ40（），受压区选配30φ22
（）。
5.9.2水平钢筋设计
（1） 验算截面尺寸

由此有：
其中为截面腹板高度；为混凝土强度影响系数，由于选择C40混凝土，所以取为1.0；为矩形截面宽度，此处为1000mm。由以上计算可得不会产生斜压破坏。
所以截面只要按构造配箍。箍筋为φ16@250。

6 基坑主要技术经济指标
6.1 开挖土方量
基坑开挖土方总量：

6.2 浇注混凝土量
地连墙混凝土的浇筑体积：

6.3 钢筋用量
钢筋用量主要考虑地连墙中的配筋量。粗略估算的方法为：

6.4 人工费用
人工费用计算采用公式：∑人工费用=每天平均施工人数×施工天数×每人平均费用。轨道分局车站基坑施工天数拟为180天，每天平均施工人数大约为200个，每人平均费用为100元/天。则∑人工费用=200×180×100=3600000元。

第二部分

轨道分局车站基坑施工组织设计

1 基坑施工准备
1.1 基坑施工的技术准备
基坑施工之前需要进行的技术准备一般包括以下几个方面：
（1）搜集南京轨道分局基坑施工场地的地形地质水文资料，并且查看相关图纸和说明的齐全性、完整性、清楚性，图中的尺寸和标高是否准确，图纸之间是否有相互矛盾的地方；
（2）做好工艺材料试验；
对于钢管支撑、钢板桩等的规格、性能、质量等是否满足设计要求并且要注意施工过程中可能存在的各种不可以预知的因素，在施工之前应该做好各种工艺材料的试验，如钢筋混凝土的常规试验和土工试验等。
（3） 对技术组织进行规划；
工程所需要的专门的技术工人、管理人员和技术人员必须配齐；对一些特殊的工种需要制定严格的培训计划，对于技术、质量、安全、管理网络制定严格的检验制度；
（4） 进行技术交底；
对于所有的施工人员必须进行完整全面的技术交底，使之了解熟悉施工内容。
1.2 基坑施工的现场准备
1.2.1 拆除影响施工的障碍物
根据现场踏勘，基坑施工范围之内的地下障碍物并不多，所以基本不需要考虑地下障碍物的拆除和管线改排之类的问题，注意做好管线的监测工作就可以了。
1.2.2 测量放线
按照设计单位提供的建筑总平面图和永久性的经纬坐标控制网、水准控制基桩，有利于建筑物定位并且放线，进行场地控制网的测量，使得建筑物的平面位置和高程通过以上步骤能够进一步符合设计要求。
1.2.3 三通一平
“三通一平”的准备如下：
（1） 路通：在工程开工前，一定要严格根据施工总平面布置图的要求，永久性道路及必要的临时道路必须提前修好，这样才能保证运输网络的通畅，从而可以堆放，贮存施工需要的材料。
（2） 水通：在工程开工前，一定要严格根据施工总平面布置图的要求，生活用水和施工用水的管线必须在施工之前接好，并且做好排水系统，保证施工所需要的用水。施工用水可用2个4寸（Ф100mm）供水管接口，从而直把水接入到施工场地。如果施工用水存在压力不足的问日，这时候可以适当增设增压泵，以保证施工的正常。
（3） 电通：在工程开工前，一定要严格根据施工总平面布置图的要求，接通电源和各种设备，通过计算来调控配电变压器，从而保证施工正常；临时供电和通讯线路需要提前架设好。使用变压器380V下线，将电力分配到各个电箱。同时要考虑意外情况准备1台250KVA和1台120KW发电机作为的应急电源。
（4） 平整场地：查看建筑总平面图，根据要求拆除会妨碍施工的建筑物，然后根据标高和土方的竖向设计图纸，计算土方挖填量，同时确定具体的平整场地工作，进行施工。
1.2.4临时设施的准备
施工总平面图布置要求，施工需要准备临时的施工设施，并且准备临时用房，不仅是作为住房，同时可以安放施工所需要的建筑材料。
（1）临时房屋
办公用房和宿舍这里都采用二层复合板的结构，食堂、锅炉房、厕所、浴室采用砖木结构。
材料安放房，作为简易工棚，从经济角度考虑采用钢管支撑。
（2） 施工围墙与大门
施工现场采用封闭式管理，施工场地与道路间设置整齐、连续、牢固的砖砌体围墙， 轨道分局车站施工的各个阶段，为了保证施工车辆进出场地方便，大门选取需要根据周边交通环境。
（3） 施工排水
在基坑开挖之前，必须在基坑围护结构外侧设截水沟。水沟环状布置，可以将水引到沉淀池内。然后集中处理，必须注重保护环境，不得随意排放。
（4） 集土坑设置
地下连续墙成槽作业时会有烂泥，如果直接外运都会发生泄漏，造成环境污染。为此，可以设置一个能容纳300立方米的土方临时集土坑，用来临时存放湿土，待干了之后，再行处理。
1.3 基坑施工的其他准备
1.3.1 物资准备
按照工程计划和资源需求量，对需用量较大的物资必须安排好运输工具并且储存量要充足。材料入场后应进行规格、数量、质量的验收，按制定的地点堆放、入库，并建立管理制度。
工业生产设备，预制构件及铁件加工等半成品的采购加工、委托代理要有详细的计划，加工、制作部门要根据现场施工进度要求，分期分批及时组织进入施工现场，以免影响以后的安装。

施工设备配备如表1.1

表1.1 基坑开挖与地下结构主要施工设备一览表
序号
名称
单位
数量
用途/规格
1
水准仪
台
2
测量放样，DS3
2
经纬仪
台
2
测量放样，T2
3
定型钢模
m2
250
导墙、道路等钢筋混凝土结构施工
4
扩大定性钢模
m2
500
地下结构施工，国际标号
5
钢筋切断机
台
2
钢筋笼制作，GQ40-A型(3KW)
6
液压挖掘机
台
9
基坑挖土支撑；卡特E300，1.6m31台；日立EX200，1.0m36台；大宇DH50，0.25m32台
7
蚌式抓斗
台
2
基坑挖土；1m3
8
履带吊
台
9
安装支撑，50/80T型2台；基坑抓土，KH-180型2台；钢筋笼吊装，KH1500 5台
9
液压抓斗
台
3
成槽作业，MHL-60100
10
槽壁挖掘机
台
2
成槽，与KH-180履带吊配套
11
破碎机
台
2
破碎导墙，古河2×200
12
钻机
台
2
立柱桩施工，SPJ-300
13
斗式装载机
台
2
土方内驳，WA-300
14
自卸卡车
辆
20
出土，15T太脱拉
15
双轴拌浆机
套
2
泥浆系统设备，4m/套
16
泥浆泵
只
15
泥浆系统设备，3LM型
17
搅拌桩机
台
1
隔水帷幕，PAS-120VAR
18
注浆泵
台
18
注浆，SYB50-50-1
19
深井泵
台
2
基坑内降水，100JC型

1.3.2 劳动力准备
工程施工按照实际情况，安排三班制的作业，在开工日全部工作，并且会在每周进行进度的检查，若是发现有所落后，则应该立即采取措施，增加劳动力和机械设备，追上进度。

工序
工种
人数
地下墙施工
机操工
9
电焊工
16
混凝土工
6
起重工
6
测量工
3
普通工
20
基坑与结构施工
现场指挥
4
普通工
30
木工
20
钢筋工
11
混凝土工
8
吊车司机
6
起重工
6
试验工
4
测量工
4
卡车司机
8
机修工
6

1.3.3 季节施工准备
（1） 雨季施工措施
根据南京的气候特点知道降雨主要集中在6~9月份，根据这一情况，尽量提早施工，最少也应该在雨期来临前完成土方的开挖施工。
施工场地的排水沟有时会发生堵塞，这时候必须及时处理，迅速进行疏通，并且准备好抽水机。施工过程中，如果遇到雨势增强，必须增加排水设备。道路要做好防滑措施。
机电设备的电闸必须采取防水、防潮必要手段，并且安装接地保护装置，以防漏电、触电意外事故的发生。
（2）冬季施工措施
混凝土在终凝前温度不得低于+4℃，如果在冬季施工时必须做好保温措施，浇捣完成后需要及时覆盖。
（3） 夏季施工措施
夏季的气温很高，水份的蒸发快，混凝土容易产生裂缝。所以，需要做好防晒措施，以减少水份的蒸发，在浇捣混凝土要尽量快，进行及时的浇筑，并且主意防晒和湿润养护。
1.3.4 应急准备工作
在施工过程中，由于各种不可预知的因素，我们需要制定好一系列的预防对策及相应的应急措施，准备各种器具，人员预备方面做好。
对于施工中可能出现围护和支撑结构的过大变形和内力、周围地表过分的沉降、以及围墙的失稳和破坏问题，必须根据第一部分基坑的各项计算作好各项准备。

2 施工方案
2.1 概况
轨道分局车站为2号线工程的一个一般中间站，站址位于长宁路南侧、凯旋路东侧，。
轨道分局车站基坑开挖土方量为，浇注混凝土量约为，钢用量约为。
2.2 施工工法
2.2.1 地下连续墙施工方法
(1) 地下连续墙施工流程
地下连续墙的施工方法就是连续施工的方法，即在地面上用一种特殊的挖槽设备，沿着深基坑工程的周边，依靠泥浆护壁的支护，开挖一定槽段长度的沟槽，再将钢筋笼放入沟槽内，采用导管在充满泥浆的沟槽中水下浇注混凝土的方法将泥浆置换出来，相互邻接的槽段，由特别的接头进行连接。
地下连续墙施工流程如下图：