设计项目：地铁车站深基坑支护设计。
设计人： 学号：
班级： 日期：2015.1.12-2015.1.18
1.工程概况。
该地铁车站建筑物由地铁行车道及人行通道组成：地铁行车道长约250m，宽约20m;人行通道长约80m,宽约10m;地板埋深16m。
1.1工程地质条件及水文地质条件。
1.1.1工程地质条件。
拟建场地地形平坦，地面标高取为0m。土层为单一粘土层。
1.1.2水文地质条件
拟建场地地下水为潜水，潜水位离地面2m。地下水对混凝土无腐蚀性。
1.2工程周围环境。
拟建场地周围无地下管线，不考虑地面超载。
1.3相关计算参数表1 基坑参数。
表2 粘土的相关性质
2.设计依据和标准。
2.1设计依据。
2.1.1《建筑基坑支护技术技术规程》（jgj120-99）
2.1.2《钢结构设计规范》（gb 50017-2003）
2.1.3《地下工程防水技术规范》（gb 50108）
2.1.4《混凝土结构设计规范》（gb 50010-2010）
2.1.5《建筑基坑工程变形技术规范》（gb50497-2009）
2.1.6《建筑地基基础设计规范》（gb 50007-2011）
2.1.7《建筑与市政降水工程技术规范》（jgj/t 111-98）
2.2设计标准。
根据工程概况，可取基坑等级为二级，则相关安全系数如下表：
表4安全系数表。
3.围护方案设计。
由表1初步设计围护方案：基坑深16m，地下连续墙总高度取为30m，厚度为800m；混凝土强度等级为c30，主筋hrb335钢筋，箍筋选用hpb235，保护层厚度为70mm；抗渗等级为p6。
4.支撑方案设计。
初步设计支撑方案：选用对称支撑，支撑材料为609圆钢管；采取一道支撑，支撑间距为4m，支撑中心距地表1m。
5.计算书。
5.1嵌固稳定性验算。
主动土压力系数
被动土压力系数
主动土压力零点到地面的距离。
m地下连续墙底部主动土压力。
kpa地下连续墙底部被动土压力。
kpa基坑被动土压力kpa
则有。故，满足嵌固稳定性。
5.2坑底抗隆起稳定性验算。
故，满足坑底抗隆起稳定性。
5.3渗流稳定性验算。
式中，——抗渗稳定安全系数，本工程取；
——坑底土体的临界水头坡度，;
坑底土的土粒比重、天然孔隙比，取；
i ——坑底水的渗流水利梯度，;
——基坑内外土体的渗流水头，取坑内外水位差=14m
l ——最短渗流线总长度，则，故，满足渗流稳定性。
5.4围护墙体地基承载力验算。
地下连续墙单位长度的竖向承载力特征值：
式中，——地下连续墙的竖向承载力特征值，kn;
b,l———地下连续墙的厚度，长度，b=0.8m、l=1.0 m;
——墙底土的承载力特征值，取=140 kpa;
———墙体侧壁摩阻力特征值， =40 kpa;
———土层厚度，h=30 m;
则， kn地下连续墙自重： kn
根据经验，上部荷载及超载传递下来的荷载取400kn，有，624+400=1024=1312
故，围护墙体地基承载力满足要求。
5.5 plaxis建模。
用 plaxis软件建模计算，模型如图。
仅含左侧基坑）
工序如下：1. 建地下连续墙；
2. 降水至地下3m,并开挖至地下2m;
3. 架设支撑；
4. 降水至地下11m,并开挖至地下10m;
5. 降水至地下17m,并开挖至地下16m。
5.6 基坑周围地面沉降及其影响范围估计。
由plaxis建模计算得到，基坑完工后变形图，如下：
沉降408.58m
由图中可看出基坑周围地面的沉降，在（0.00,40.00）处的沉降可取为最大总位移41cm。
取抛物线大致模拟地面沉降，则可得基坑周围302=60m范围内存在沉降，其中最大沉降为41cm。
5.7 围护结构及支撑内力计算。
5.7.1围护结构内力。
plaxis建模计算，可得地下连续墙的剪力、弯矩、轴向力及位移，如下：
地下连续墙的剪力。
地下连续墙的弯矩。
地下连续墙的轴向力。
地下连续墙的位移。
地下连续墙各点相关数据如下：
则，可知地下连续墙上的受力：
最大剪力坐标（30,39）；
最大轴力坐标（30,23.464）；
最大弯矩坐标（30,28.25）；
5.7.2支撑内力。
plaxis建模计算所得支撑力：
支撑的轴力n=411.214kn,进行验算：支撑水平间距为4m,则， kn
考虑偏心受压，偏心距取支撑计算长度的1/1000,计算长度，假设模型为简支梁来计算：
根据《钢结构设计规范》（gb50017-2003）,有。
式中，——截面的塑形发展系数，取1.15
———钢材料设计抗压强度值，q235钢取。
1) 钢管截面性能计算：
面积 惯性矩
截面模量 回转半径
每米重量 2) 由竖向荷载（自重及施工荷载）引起的最大弯矩为：
自重为2.3 kn/m;施工荷载为4 kn/m）
由偏心受压产生的弯矩为：
截面最大弯矩：
所以有，故，支撑强度满足要求。
5.8地下连续墙配筋验算
混凝土采用c30，, 根据。
建筑地基基础设计规范》（gb5007-2011）,主筋采用hrb335钢筋，钢筋强度设计值，主筋保护层厚度取70 mm;构造筋采用hpb235.
选取单位长度地下连续墙进行配筋验算。相关弯矩值由前文知：最大正弯矩
最大负弯矩
5.8.1纵向通长钢筋设计。
5.8.1.1地下连续墙基坑外侧配筋。
按最大配筋率，单筋矩形截面所能承受的最大弯矩计算：
式中， —等效矩形应力圆系数，c30c50,故取；
—— 混凝土抗压强度值， ；
—— 地下连续墙宽度， ；
—— 混凝土截面有效高度， ；
—— 界限相对受压区高度，；
—— 截面抵抗弯矩系数；
—— 相对受压区高度，；
—— 钢筋抗拉强度设计值，；
———截面配筋率；
— 截面最小配筋率；
故，单筋截面即可满足要求。
受拉钢筋选配ф28@100钢筋，配建面积。
5.8.1.2地下连续墙基坑内侧配筋。
经计算，最大负弯矩可以忽略不计，按照构造要求配筋，选配ф22@100。
5.8.2 水平钢筋设计。
1)验算截面尺寸。
截面腹板高度)
故有，式中， —混凝土强度影响系数，c30 混凝土取；
矩形截面高度，。
由计算结果可知，不会产生斜压破坏。
2)是否需要配置水平钢筋。
式中，——混凝土能抵抗的最大剪力。
——混凝土抗拉强度。
因此直接按构造配置水平分布钢筋，选配ф18@250。钢筋配筋图见附图。
6.终选方案。
6.1围护方案。
6.1支撑方案。
注：此处未注明围檩的选型。
7.基坑降水设计。
7.1降水方案选择。
根据工程地质条件，该工程降水方案采用管井降水，且设计井型为潜水完整井。
7.2降水设计技术参数。
7.3降水设计计算。
7.3.1沿基坑周边均匀布置的降水井所围面积等效圆的半径。
7.3.2降水影响半径。
7.3.3基坑总涌水量。
7.3.4单井涌水量
-过滤器进水部分长度。
7.3.5井数计算。
7.3.6基坑中心点水位降深验算。
经以上计算，该工程拟建降水井10口，水位降深可满足基坑支护及基坑施工要求。井点布置图见附图。
8.监测方案设计。
8.1工程概况。
如前面提出的工程概况。
8.2监测依据。
8.2.1《建筑基坑工程变形技术规范》（gb50497-2009）
8.2.2《城市测量规范》（cjj8-99）
8.2.3《精密水准测量规范》（gb/t15314-940）
8.2.4《工程测量规范》（gb50026-93）
8.2.5《建筑边坡工程技术规范》（gb50330-2007）
8.2.6《建筑基坑支护技术技术规程》（jgj120-99）
8.2.7《建筑基坑工程监测技术规范》(gb50497-2009)
8.3监测项目。
根据《建筑基坑工程监测技术规范》(gb50497-2009),并结合本工程的实际情况，可得本工程的应测项目如下：
墙顶水平位移、墙顶竖向位移、围护墙深层水平位移。
土体深层水平位移、地下水位、墙后地表竖向位移。
8.4测点布置。
8.4.1基准点的布设
为保证所有监测工作的统一，提高监测数据的精度，使监测工作有效的指导整个基坑工程施工，本次监测工作采用由整体到布局的原则。即首先布设统一的监测控制网，再在此基础上布设监测点。
基准点布设原则：
（1）.现场基坑的控制网平面控制采用两层次布设，共布设4个基准点。第一层由2个基准点构成，编号为k1、k2，采用青岛城市坐标系；第二层由2个工作基点组成，编号为k3、k4，监测期间基准点与工作基点联测应每个月复测一次。
2）.高程控制：依据规范要求，根据该工程具体情况，本着经济适用的原则，高程控制点设置在基坑开挖深度3倍范围以外稳固的建（构）筑物或借用平面点，采用1985国家高程基准，组成闭合网。
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