摘 要

近年来随着经济社会的高速发展，中国城镇化水平已经与改革开放初期相比有了一个质的飞越，在这个时代，高层建筑得到极大的发展。人们为寻求更多的空间，同时也为了让城市拥有地标性建筑，而不断地增加建筑的高度。高层建筑往往需要开挖更加深大的基坑，这导致了深基坑工程的难度不断增加。深基坑工程存在开挖深度大，施工环境较差，环境条件复杂等设计施工难题。除去其本身的困难，保障周边建筑，地下管线等不受影响也对支护结构提出了更高的要求。基坑工程既包括岩土勘察分析，又包括结构设计，它要求岩土工程与结构工程的两方技术人员有较好协作。基坑支护是临时结构，在地下工程施工完毕后便要拆除，但是对于整个建筑施工具有重要意义，一旦发生坍塌，后果不堪设想。

本设计主要是对某商场的基坑支护结构设计，首先确保周围的建筑物、道路和管线的正常使用，同时也要求围护结构稳定，变形沉降小。设计主要采用钻孔灌注桩加环形内支撑，利用等值梁法计算围护桩内力，设计围护的截面尺寸与配筋。利用有限元分析软件，模拟基坑开挖，分析手算结果的合理性，并设计立柱和内支撑的截面尺寸与配筋。设计书最后编制了基坑监测方案，通过对桩顶位移、围护桩内力变形等项目的监测，收集基坑的各项数据，保证基坑不发生险情，以保障施工安全。

关键词：基坑；钻孔灌注桩；内支撑；等值梁法

Design of underground circular foundation pit of

a shopping mall

ABSTRACT

In recent years, with the rapid development of economy and society, China's urbanization level has made a qualitative leap compared with the early stage of reform and opening up. In this era, high-rise buildings have been greatly developed. People are constantly increasing the height of buildings in search of more space and a landmark building in the city. High-rise buildings often need to dig deeper and larger foundation pits, which leads to the increasing difficulty of deep foundation pit engineering. Deep foundation pit engineering has many design and construction problems, such as large excavation depth, poor construction environment and complex environmental conditions. In addition to its own difficulties, in order to protect surrounding buildings and underground pipelines from being affected, it also puts forward higher requirements for supporting structure. Foundation pit engineering includes geotechnical investigation and analysis as well as structural design. Foundation pit support is a temporary structure, which will be removed after the completion of underground engineering construction, but it is of great significance for the whole construction. Once collapse occurs, the consequences are unimaginable.

This design is mainly for the foundation pit support structure design of a shopping mall, to ensure the normal use of surrounding buildings, roads and pipelines, at the same time, it also requires a stable enclosure structure, small deformation settlement. The design mainly uses the bored cast-in-place pile and the annular inner support, uses the equivalent beam method to calculate the internal force of the envelope pile, and designs the section size and reinforcement of the envelope. The finite element analysis software was used to simulate the excavation of the foundation pit. At the end of the design book, the foundation pit monitoring scheme is prepared. Through the monitoring of pile top displacement, internal force deformation of retaining pile and other projects, various data of the foundation pit are collected to ensure that the foundation pit will not be in danger, so as to guarantee the construction safety.

Key words: foundation pit; Bored pile; inner support; Equivalent beam method

目 录

前 言 1

1 工程概述 2

1.1 建筑工程概况 2

1.2 基坑周边环境条件 2

1.3 工程地质条件 3

1.4 水文地质条件 3

2 基坑设计方案说明 4

2.1 基坑概况 4

2.2 设计依据 4

2.3 设计原则 4

2.4 支护方案选择 5

3 基坑计算区段划分与土压力系数计算 6

3.1 计算区段划分 6

3.2 计算方法 6

3.3 土压力系数计算 6

4 AB段支护结构设计 9

4.1 第一道内支撑轴力计算 9

4.2 第二道内支撑轴力计算 12

4.3 第一道内支撑浇筑完毕后的最大弯矩计算 15

4.4 第二道内支撑浇筑完毕后的最大弯矩计算 18

4.5 围护桩设计 23

4.6 第一道圈梁设计 26

4.7 第二道圈梁设计 28

4.8 稳定性验算 30

4.8.1 抗水平滑移稳定性验算 30

4.8.2 抗倾覆稳定性验算 31

4.8.3 抗隆起稳定性验算 32

4.8.4 竖向止水帷幕设计及抗渗验算 33

5 BCD段支护结构设计 34

5.1 第二道内支撑轴力计算 34

5.2 第二道内支撑浇筑完毕后的最大弯矩计算 37

5.3 围护桩设计 41

5.4 第二道圈梁设计 44

5.5 稳定性验算 46

5.5.1 抗水平滑移稳定性验算 46

5.5.2 抗倾覆稳定性验算 46

5.5.3 抗隆起稳定性验算 47

5.5.4 竖向止水帷幕设计及抗渗验算 48

6 DA段支护结构设计 49

6.1 第一道内支撑轴力计算 49

6.2 第二道内支撑轴力计算 52

6.3 第一道内支撑浇筑完毕后的最大弯矩计算 55

6.4 第二道内支撑浇筑完毕后的最大弯矩计算 58

6.5 围护桩设计 61

6.6 第一道圈梁设计 63

6.7 第二道圈梁设计 65

6.8 稳定性验算 67

6.8.1 抗水平滑移稳定性验算 67

6.8.2 抗倾覆稳定性验算 68

6.8.3 抗隆起稳定性验算 68

6.8.4 竖向止水帷幕设计及抗渗验算 69

7 内支撑与立柱设计 70

7.1 内支撑设计 70

7.2 立柱设计 72

8 圆形深基坑有限元数值模拟 78

8.1 软件介绍 78

8.2 建模过程 78

8.2.1 模型尺寸 78

8.2.2 材料参数和本构模型的选取 78

8.2.3 施工步骤 79

8.2.4 建立模型 80

8.3 数值模拟结果与分析 81

8.3.1 周围土的径向位移 81

8.3.2 内支撑轴力图及圈梁弯矩图 82

8.4 分析总结 83

9 商场地下圆形建筑基坑监测方案 84

9.1 工程概况 84

9.2 监测目的 84

9.3 监测依据 84

9.4 监测项目 84

9.5 监测布设 84

9.6 监测方法 85

9.7 监测频率 85

9.7.1 各项目监测频率 86

9.7.2 不利监测条件 86

9.8 监测警戒值 86

10 结 论 88

致 谢 89

参考文献 90

前 言

随着我国的城市发展壮大，地面空间的利用已经趋于饱和，而地下空间却还没有被充分的开发利用。城市要想更好的发展，向地下延伸是一个不可多得的选择，同时也符合智慧型城市的发展需要，这就不可避免地涉及到深基坑的开挖与围挡。深基坑工程最大特点，便是其在保证基坑稳定性，促进施工顺利进行之外，还要尽量减少基坑开挖对周边环境的影响，保障周围人们的正常生产生活。基坑支护主要作用是（1）保证土体在合理的变形内，以便正常的施工；（2）保证已有的建筑物不发生较大沉降位移，保证正常的生产生活；（3）通过建造止水帷幕或人工降水的办法，让基坑内的工作得以在地下水位之上进行，保证施工安全。