西南交通大学毕业设计(论文) 第 17 页 墙具有以下一些优点:
1. 施工时振动小,噪音低,非常适于在城市施工。
2. 墙体刚度大,用于基坑开挖时,可承受很大的土压力,极少发生地基沉降或塌方事故,已经成为深基坑支护工程中必不可少的挡土结构。
3. 防渗性能好,由于墙体接头形式和施工方法的改进,使地下连续墙几乎不透水。
4. 可以贴近施工。由于具有上述几项优点,使我们可以紧贴原有建筑物建造地下连续墙。
5. 可用于逆做法施工。地下连续墙刚度大,易于设置埋设件,很适合于逆做法施工。
6. 适用于多种地基条件。地下连续墙对地基的适用范围很广,从软弱的冲积地层到中硬的地层、密实的砂砾层,各种软岩和硬岩等所有的地基都可以建造地下连续墙。
7. 可用作刚性基础。目前地下连续墙不再单纯作为防渗防水、深基坑维护墙,而且越来越多地用地下连续墙代替桩基础、沉井或沉箱基础,承受更大荷载。
8. 用地下连续墙作为土坝、尾矿坝和水闸等水工建筑物的垂直防渗结构,是非常安全和经济的。
9. 占地少,可以充分利用建筑红线以内有限的地面和空间,充分发挥投资效益。 10. 工效高、工期短、质量可靠、经济效益高。
3.2.3 地下工程中地下连续墙止水帷幕的应用
在地下工程中用地下连续墙作为止水帷幕,不仅可以起到止水的效果,还能充分发挥地下连续墙的支护效果,可以减小挖孔桩在基坑支护方面所承担的力。地下连续墙一般采用成槽机开挖方法,用防水混凝土浇筑,能有效地解决深基坑防水方面的问题,在地下工程尤其是地铁车站施工中越来越受到人们的重视,用地下连续墙作为止水方案的工程也越来越多。
3.3 降水设计
3.3.1 管井降水一般计算方法
管井降水采用JGJ/T111一98《建筑与市政降水工程技术规范》中的公式计算。
西南交通大学毕业设计(论文) 第 18 页 3.3.1.1 降水深度S 基坑中心降水深度S 计算公式:
S?H?h?h0 (3-17) 式中: H —基坑的深度;
h —地下水位离地表的深度; h0—要求降水至基底以下深度。 基坑边降水深度Sj为:
1B Sj?S?? (3-18)
2i式中: B—基坑的宽度; i—基坑降水曲线坡降。 管井长度为:
L?h?Sj?l0 (3-19) 式中: l0—过滤器长度。 3.3.1.2 基坑涌水量Q
基坑涌水量可用下面计算公式计算: Q?2.73kMS (3-20)
lgR?lgr0式中: k—降水井端岩层的渗透系数; M—承压水含水层厚度; R—降水井影响半径;
r0—基坑等效半径,一般取r0?(A?),A为基坑面积。
设计基坑涌水量为:
Qs?1.1?Q (3-21) 3.3.1.3 管井出水量q
管井出水量为
q?Ld12?'?24 (3-22)
西南交通大学毕业设计(论文) 第 19 页 式中: ?'—与渗透系数有关的经验系数,一般取?'?130。 3.3.1.4 管井数量计算
管井数量n可用以下公式计算: n?Qs (3-23) q3.3.2 按经验数据计算管井降水
根据当地同类含水层降水经验,在此种土层承压水的情况下,每m2基坑面积的涌水量为v。故其管井降水公式为:
1.基坑涌水量: Q?24vA (3-24) 2.管井出水量: q?3.管井数量: n?Ld?'?24 仍用(3-22)式
1.1Qs (3-25) q3.3.3 辅助降水
由于地下工程的施工环境和施工条件的复杂性,施工降水的方案应在施工工程
中不断的调整完善。此外还应采用轻型井点,碎石渗水盲沟明排封井等辅助降水措施,基坑开挖中如果局部不满足降深要求,可在该部位补打管井或增设轻型井点。
3.4 排桩设计
地铁深基坑设计中悬臂桩主要依靠基坑内横撑所提供的水平抗力平衡桩墙所受的水平荷载。下面用一个简单的模型分析一下。
西南交通大学毕业设计(论文) 第 20 页
地面线地下水位线土水图3-2 悬臂桩内力计算分析
(1)基坑在施工过程中由于钢支撑的架设和拆除,以及站台站厅层的底板的浇筑,使得图3-2中基坑内侧的支点位置及距基坑底的距离随施工的进展而变化。所以在弯矩计算中应考虑其最不利位置,即计算各种情况下的最大弯矩M'max,也可分段计算各段的最大弯矩。
由此可得桩身所受的最大弯矩设计值Md为
(3-26)
(2)验算桩身截面尺寸配筋。圆形截面的桩,其截面受弯承载力M可采用下列公式计算
?fcA(1?sin2??)?(???t)fyAs?0 2?? (3-27)
sin???sin?t2sin3???fyAsrs M?fcAr (3-28)
3??当??0.625时,取?t?0,否则令
?t?1.25?2? (3-29) 式中 A─桩身截面面积;
西南交通大学毕业设计(论文) 第 21 页 As─全部纵向受拉钢筋的截面面积; r─桩身截面半径;
rs─纵向受拉钢筋重心所在圆周的半径;
?─对应于截面受压区的圆心角(rad)与2?的比值; ?t─纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值; fc─混凝土的轴心抗压强度设计值; fy─钢筋的抗拉强度设计值。
具体计算时,应先通过式(3-27)求解?,注意角度的单位为弧度(rad),并令
fyAsfcA b? (3-30)
考虑到?t?1.25?2?,并将式(3-27)改写为等式,则可导出 ??1sin2??(1.25b?) (3-31) 1?3b2?由(3-31)式用试算法可求解出?,并进而得到?t。
求得?和?t以后,即可由式(3-28)计算桩的受弯承载力M,如该值大于桩身所受的最大弯矩设计值Md,则表示满足设计要求,否则需要重新确定桩身截面尺寸及配筋。
3.5 钢支撑稳定性验算
钢支撑轴力设计值为