土木工程畢業(yè)基坑支護開題報告

1、本科畢業(yè)設計（論文）開題報告題目:教學大樓基坑工程支護設計學生姓名尤懿 學號教學院系土木工程與建筑學院專業(yè)年級2008指導教師張伯虎 職稱 副教授西南石油大學教學大樓基坑支護設計開題報告一、研究目的和意義目前，髙層建筑發(fā)展迅速，深基坑工程也越來越多。由于深基坑工程本身是一種 多學科多專業(yè)的系統工程，實施時存在著較多風險，稍有不慎就會釀成重大事故。因 此，深基坑工程也越來越被重視。隨著城市建設的發(fā)展，高層建筑和市政工程大量涌現。1929年我國在上海建成 14層的錦江飯店，1934年建成24層的國際飯店。但是我國高層建筑大規(guī)模發(fā)展還 是從20世紀70年代末開始的。在北京、上海、廣州等城市陸續(xù)建造了

2、一大批的高 層建筑。國內外大量工程實踐的經驗表明，許多工程的最危險階段不一定是在正常使用 階段，而是在建造階段和老化階段。對許多工程事故常常發(fā)生在施工階段而言，其 原因除了施工質量沒有保證、施工方法發(fā)生了不合理的改變、人為錯誤等原因外， 重要原因之一是由于對環(huán)境、地質、荷載等因素認識不足而導致設計和施工中的某 種失誤和疏忽所致。深基坑支護設計與施工是一項系統工程，必須具有結構力學、土力學、地基基 礎、地基處理、原位測試等多種學科知識，同時要有豐富的施工經驗，并結擬建場 地的土質和周圍環(huán)境情況，才能制定出因地制宜的支護結構方案和實施辦法。近幾年來，高層建筑與市政建設處于大發(fā)展時期，由于設計與施工

3、隊伍對當地 的深基施工特點不夠熟悉，因而引發(fā)了一些事故。為避免這些事故的發(fā)生，應加強 對深基坑工程的研究。基坑工程正確、科學的設計和施工，能帶來巨大的經濟效益 和社會效益，對加快施工進度、保護環(huán)境發(fā)揮重要的作用。通過這次畢業(yè)設計，使自己大學四年中所學的專業(yè)知識得到系統、全面的運用, 并培養(yǎng)自己動手解決問題的能力，為以后走上工作崗位打下基礎。二、國內外研究現狀及發(fā)展趨勢近年來我國隨著經濟和城市建設的迅速發(fā)展，地下工程愈來愈多，開發(fā)和利用地 下空間的要求日顯重要。地下鐵道、地下車庫、地下變電站、地下商場、地下倉庫、 地下人防工程以及高層建筑的多層地下室日益增多。基坑工程是一涉及多學科的新興學科，是

4、隨著土力學，計算技術、施工技術和 測試技術的進步而不斷完善的?；庸こ痰膶嵺`性強，隨著工程實踐的不斷擴大而 逐步提高。早在40年代Peck和Terzaghi等人就對土方開挖的穩(wěn)定和支撐的內力等進行了 研究并提出了計算方法。50年代Eide和Bjerrum等人又分析了基坑坑底的隆起。從 此對基坑工程開始進行科學分析和計算方法的研究，此后隨著世界各地深基坑工程 的增多，引起科學家和工程技術人員的重視，逐步釆用儀器進行監(jiān)測并制定了有關指 導基坑土方開挖的規(guī)定。在我國80年代以前神基坑工程較少，除去北京在修建地下鐵道時有些較深的開 挖之外，多不屬于深基坑。在上海當時修建的多層和高層建筑的地下室多為一層

5、， 深度一般不超過5m,采用常規(guī)的方法進行降水和開挖難度不大。至80年代末期我國 開始出現一些較深的基坑，在北方地區(qū)由于土質較好、地下水位低，已有10m以上 的基坑；而在上海一帶的軟土地區(qū)，亦開始出現少量的兩層地下室，開挖深度-8m 左右，開始多應用鋼板樁支護。但此時的計算方法比較簡單，多采用“等值梁法”、 “彈性曲線法”等簡易方法對支護結構進行計算，對基坑的穩(wěn)定研究較少。進入90年代，我國的高層和超高層建筑進入一個迅速發(fā)展階段。以上海為例， 1991年只有862幢高層建筑,1994年發(fā)展至1304幢，1996年為1953幢。其他大中 城市同樣也發(fā)展迅猛。隨著高層建筑的發(fā)展為了充分利用地下空間

6、，多層地下室逐 漸增多，基坑的開挖深度也逐漸增大。工程實踐的增多，促進了基坑工程科學的發(fā) 展，此時支護結構的形式逐漸多樣化，水泥土維護結構、鋼板樁、鉆孔灌注樁、挖 孔樁、地下連續(xù)墻等同時加以采用。支撐形式亦得到發(fā)展，鋼支撐和各種形式鋼筋 混凝土支撐都有應用。在計算理論和計算技術方面提高更快，有限元方法和計算機 的應用日趨普及，大大提高了計算精度。深基坑支護技術的發(fā)展趨勢：（一）改變傳統的靜態(tài)設計觀念對于深基坑支護結構的設計，國內外至今尚沒有一種精確的計算方法，我國也 沒有統一的支護結構設計規(guī)范。深基坑支護結構的設計仍采用傳統的“結構荷載法”, 計算結果與深基坑支護結構的實際受力有較大差距，既不

7、安全也不經濟。國內外巖 土工作者對探討和建立動態(tài)設計體系已形成共識，許多學者己開始從事這方面的研 究。近十幾年來，我國在深基坑支護技術上已經積累很多實踐經驗，收集了施工過 程中的一些技術數據，已初步摸索出巖土變化支護結構實際受力的規(guī)律，為建立深 基坑支護結構設計的新理論打下了良好的基礎。（二）建立變形控制的新的工程設計方法按變形控制設計中變形控制量應根據基坑周圍環(huán)境條件因地制宜確定，不是要 求基坑圍護變形愈小愈好，也不宜簡單地規(guī)定一個變形允許值，應以基坑變形對周 圍市政道路、地下管線、建（構）筑物不會產生不良影響，不會影響其正常使用為 標準。鑒于此，應建立新的變形控制設計方法，著重研究以下問題

8、：（1）支護結構變形控制的標準。這是關系支護結構成敗的決定性數據，但至今 仍未有一個具體標準。（2）空間應變簡化為平面應變。這是如何將開挖過程中的空間效應轉化為設計 中的平面應變問題。（3）地面超載的確定及其對支護結構變形的影響。（三）探討新型支護結構的計算方法隨著大量高層、超高層建筑以及地下工程的不斷涌現，對基坑工程的要求越來 越高，隨之出現的問題也越來越多，導致許多新的支護結構型式相繼問世，如：雙 排樁、土釘、組合拱帷幕、旋噴土錨、預應力鋼筋混凝土多孔板等。但是，這些支 護結構型式的計算模型如何建立、計算簡圖怎樣選取、設計方法如何趨于正確，仍 是當前新型支護結構設計中急需解決的問題。目前，

9、深基坑支護結構正在向著綜合 性方向發(fā)展，即受力結構止水結構相結合、臨時支護結構與永久支護結構相結合、 基坑開挖方式與支護結構型式相結合。這些結合必然使支護結構受力復雜，因此， 工程技術人員必須探討新型支護結構的計算方法。（四）開展支護結構的試驗研究理論來自于實踐，我國至今在深基坑支護結構方面尚未進行系統的試驗研究。 在支護工程施工的過程中積累的技術資料很豐富，但缺少科學的測試數據，無法進 行科學分析。一些支護結構工程成功了，也講不出具體成功之處；一些支護結構工 程失敗了，也說不清失敗的真實原因。因此，開展支護結構的試驗研究是非常有必 要的。通過實驗室模擬試驗和工程現場試驗，發(fā)現問題、總結規(guī)律，

10、尋找解決的問 題的最佳途徑，為其他工程提供經驗和方法，減少工程事故的發(fā)生，為深基坑支護結 構計算方法提供了可靠的第一手資料。（五）優(yōu)化深基坑支護結構方案深基坑支護結構的設計與施工不同于上部結構，除地基土類別的不同外，地下 水位的高低、土的物理力學性質指標以及周圍環(huán)境條件等，都直接與支護結構的選 型有關。在深基坑工程中，支護結構方案的選擇至關重要，支護結構型式選擇的合 理，就能做到安全可靠、施工順利、縮短工期，帶來可觀的經濟與社會效益。反之, 一個不合理的方案即使造價很高，也不一定能保證安全。可見，支護結構形式的優(yōu) 化選擇是深基坑支護技術發(fā)展的必然趨勢。（六）發(fā)展信息監(jiān)測與信息化施工技術基坑工程

11、力學參數的不確定性及施工過程的不可預見性，使基坑工程設計和施 工中難免出現與實際地層條件不符合的情況，需要在施工過程中通過監(jiān)測信息的反 饋來修正設計，指導施工。因此，基坑工程監(jiān)測是基坑工程施工中的一個重要的環(huán) 節(jié)，組織良好的監(jiān)測能夠將施工中各方面信息及時反饋給基坑開挖組織者，根據預 測判定施工對周圍環(huán)境造成影響的程度，對基坑工程圍護體系變形及穩(wěn)定狀態(tài)加以 評價，并預測進一步挖土施工后將導致的變形及穩(wěn)定狀態(tài)的發(fā)展，制定進一步施工 策略，實現所謂信息化施工。三、課題工程概況擬建工程為成都市西南石油大學教學大樓。擬建建筑物為二層框架結構，地面 以上6層，地下2層，總建筑面積69533m2,建筑0.0

12、0相當于絕對標高17. 25m, 整平后地面標高為17. 00m,其它標高均以此為準，地下室負二層底板頂標高為 -7. 75m,基坑開挖深度為& 50m,框架結構?；颖泵婧蜄|面均為公路路，最近距離 為15 m,下設通訊電纜、煤氣管線等設施。西側為居民住宅樓，樓高五層，其最近距 離為10. 5 m,南側為研究院大樓，最近距離為12. 5 mo基坑重要性等級二級?；悠矫鎴D四、本課題的主要研究內容及途徑1、內容：該課題主要分為兩個部分設計，基坑支護方案設計和基坑降水方案設計。各部分的設計步驟分別為:(一) 基坑支護方案設計(1) 基坑支護方案的選擇(2) 支護結構設計與計算 采用計算設計理論，選

13、取計算模型。 確定施工材料要求(包括：混凝土強度，鋼筋型號等)。(3) 繪制基坑支護平面圖和剖面圖和節(jié)點圖(4) 監(jiān)測方案和監(jiān)測設計。(二) 基坑施工方案設計(1) 土方開挖施工方案的選擇(2) 支護工程施工方法及作業(yè)流程(3) 工程的安全技術措施(4) 雨期施工技術措施(三) 基坑降水方案設計(1)基坑降水方案的技術要求(2)降水設計計算以及基坑涌水量的計算(3) 降水對周圍建筑物的影響分析(4) 基坑降水方案的選擇(5) 降水工程監(jiān)測與維護要求(6) 降水井施工工藝2、途徑：主要使通過閱讀大量的文獻資料和自身所學的專業(yè)知識，提出設計方 案，對各個方案進行技術經濟比較選取最優(yōu)方案經老師批準合

14、格后，然后進行施工 方案設計，使之滿足各種規(guī)范的要求，然后將方案以圖紙的形式表達出來。五、基坑支護的設計要求與設計思路基坑支護設計方案的重點在于可行性方案的篩選與優(yōu)化，對支護結構方案 的選擇和優(yōu)化可按以下步驟進行：1、先對要施工的基坑支護工程進行考察，如果深度較大,應首先考慮懸臂式支 護結構，該結構主要利用基坑地面以下土體提供的土壓力來維持支護體系平衡，主要 結構形式為樁排支護結構和地下連續(xù)墻兩類，若邊坡土質較好,地下水位較低，一般 釆用樁排支護結構。一般情況下，如果基坑較淺或被動區(qū)土層性質較好時，懸臂式支 護方案較為經濟合理;而當基坑較深或被動區(qū)土層性質較差時，該方案就相對不經 濟。2、如果

15、懸臂式支護結構不合理，我們還可以考慮其他形式的可行方案,比如鋼 板樁支護、土釘支護、網狀樹根樁加固、逆作法等。工程設計人員應根據工程的具 體情況，具體問題具體分析，通過綜合評定、比較分析的方法來確定支護結構的種類 以及不同基坑支護方案所需的支護材料。3、在設計支護方案的時候,還要充分考慮地下水的影響，因為它直接關系到 設計方案的成敗。但同時需要注意的是施工現場的土質是否適合井點降水，有時候還 要考慮采用井點降水會不會影響周圍環(huán)境，通常的情況下，為了減少井點降水對環(huán)境 造成的負面影響（比如引起的地面附加沉降等），我們還可采用井點回灌技術,盡量將 這種負面影響減少到最低程度。六、工作的主要階段，進

16、度和技術指標見表 序號11、主要階段起止日期2012. 05. 14設計（論文）各階段內容蠶辯資格認定、畢業(yè)設計方案比選，確定基坑支護方案; 支護結構設計;基坑降水設計、施工技術要求;開題調研、編寫開題報告，在教師指導 下對開題報告進行修改和完善。專業(yè)英 語翻譯、開題答辯；23452、技術指標：擬建工程為成都市西南石油大學教學大樓。擬建建筑物為二層框 架結構，地面以上6層，地下2層，總建筑面積69533m2,建筑0.00相當于絕對 標高17.25m,整平后地面標高為17. 00m,其它標高均以此為準，地下室負二層底板 頂標高為-7.75m,基坑開挖深度為& 50m,框架結構?；颖泵婧蜄|面均為

17、公路路， 最近距離為15 m,下設通訊電纜、煤氣管線等設施。西側為居民住宅樓，樓高五層, 其最近距離為10. 5 m,南側為研究院大樓，最近距離為12. 5 mo基坑重要性等級二 級。六、最終目標及完成時間最終目標：通過這次畢業(yè)設計鍛煉自己的獨立解決問題的能力，從理論和實踐 兩方面提高自己的專業(yè)知識。完成時間：六月10日七、現有條件及必須釆取的措施背景條件：經濟的的快速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，對生活質量也提出 了更高的要求。軟件：地質勘測部門提供的擬建場地的工程地質條件，包括地貌、地質分布、 地下水、不良地質以及場地穩(wěn)定性和適宜性等等?，F有的各種專業(yè)資料，文獻等?；A條件：通過大學四年的努力學習，在專業(yè)知識方面打下的堅實基礎。采取措施：分析現有的資料，結合所學的專業(yè)知識，盡快設計出最優(yōu)支護方案。八、閱讀的主要文獻資料1. 建設工程項目管理規(guī)范(GB/T503262001),中國建筑工業(yè)出版社，2002.2. 趙志縉等，簡明深基坑工程設計施工手冊，中國建筑工業(yè)出版社，2000.3. 彭圣潔，建筑施工組織設計實例，中國建筑工業(yè)出版社.4. 陳忠漢等深基坑工程機械工業(yè)出版社，1999.5. 趙挺生等編著，混凝土建筑結構施工設計,中國建筑工業(yè)出版社，2004o6. 梁炯鑒主編，錨固與注漿技