恒大迈皋桥项目B地块深基坑（三层地下室挖深15.0m)支护设计-本科毕业论文开题报告.doc

毕业设计(论文)开题报告学生姓名： 滕 杰 学 号： 5200115108 所在学院： 继续教育学院 专 业： 交通工程 设计题目： 恒大迈皋桥项目B地块深基坑 （三层地下室，挖深15.0m)支护设计 指导教师： 孙广俊 2017年 01 月 10 日毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述 随着经济的发展，城市化步伐的加快，为满足日益增长的市民出行、轨道交通换乘、商业、停车等功能的需要，在用地愈发紧张的密集城市中心，结合城市建设和改造开发大型地下空间已成为一种必然，诸如高层建筑多层地下室、地下铁道及地下车站、地下通道、地下停车库、地下街道、地下商场、地下变电站、地下仓库、地下民防工事以及多种地下民用和工业设施等。地下空间开发规模越来越大，而地下工程顺利施工最重要的一个环节就是基坑工程的应用3。近些年，城市建筑物的重要性和安全性等级也越来越高，且深基坑的开挖深度也越来越大，合理的基坑支护技术是保障建筑物和地下空间开发安全施工的关键。目前，基坑支护多采用钻孔灌注桩，地下连续墙，深层搅拌水泥土墙，加筋水泥土和土钉墙等，已有在坑外采用土锚拉固。内部支撑形式也有多种，有对撑，角撑，桁架式边撑等。在地下连续墙方面还采用了“两墙合一”和逆作法施工技术，能有效的降低支护结构的费用和缩短工期，基坑工程是一个很有发展潜力的工程，不断增加的工程数量，复杂多变的工程环境为深基坑的发展提供了一个广阔的发展舞台。为了满足社会主义现代化建设的需要，基坑工程将会在实践中随着支护理论的不断发展而日益完善。1.1 基坑支护的原则与依据基坑支护的原则：安全可靠、经济合理、技术可行和方便施工4。基坑工程的依据：国家及地区的有关规范及规程、场地岩土工程地质勘察资料、周围环境资料、主体结构的设计资料、施工条件4。1.2 基坑主要支挡方法、技术类型支 支护结构的种类很多，合理地选择支护结构的类型应根据场地地质条件、周围环境要求、工程功能、当地常用施工工艺设备以及经济技术条件综合考虑而因地制宜地选择围护结构类型，常见的深基坑支护类型主要有以下几种：1.2.1 放坡开挖 放坡开挖是施工简单、经济实用的方法，在空旷地区或周围环境条件允许时能保证边坡稳定的条件下优先选用。但在城市建筑稠密地区，往往不具备放坡开挖的条件。因为放坡开挖需要基坑平面外有足够的空间供放坡之用，如在此空间内存在临近建（构）筑物基础、地下管线、运输道路等，都不允许放坡，此时就只能采用在支护结构保护下进行垂直开挖的施工方法4。1.2.2排桩支护 排桩支护是指柱列式间隔布置钢筋混凝土挖孔、钻（冲）孔灌注桩作为主要挡土结构的一种支护形式。柱列式间隔布置包括桩与桩之间有一定净距的疏排布置形式和桩与桩相切的密排布置形式。 柱列式灌注桩作为挡土围护结构有很好的刚度，但各桩之间的联系差必须在桩顶浇筑较大截面的钢筋混凝土帽梁加以可靠联接。为了防止地下水并夹带土体颗粒从桩间流入（渗入）坑内，应同时在桩间或桩背采用高压注浆，设置深层搅拌桩、旋喷桩后专门构筑防水帷幕。灌注桩施工简便，可用机械钻（冲）孔或人工手要大型机械，且无打入桩的噪声、振动和挤压周围土体带来的危害，成本较地下连续墙低。同时，灌注桩围护结构在建筑主体结构外墙设计时也可视为外墙中的一部分参与受力（承受侧压），这时在桩与主体之间通常不设拉结筋，并用防水层隔开。 排桩支护可分为悬臂式和支锚式，而支锚式又分单点支锚和多点支锚。大多数情况下，悬臂式柱列桩适用于三级基坑，支锚式柱列桩适合于一、二级基坑工程5。一般来说，当基坑深h=8m14m，周围环境要求不十分严格时，多考虑采用排桩支护。悬臂式排列桩围护在坑底以上外侧主动土压力作用下，桩将向基坑内侧倾移，而下部则反方向变位，可根据静力平衡条件计算桩的入土深度和内力，通常用静力平衡法和布鲁姆（Blum）法：单支点排桩围护是顶端支撑的围护结构，由于顶端有支撑而不致移动而形成一铰接的简支点，通常用图解分析法（殚性线法）和等值梁法：多支点排桩围护，为了减少支护桩的弯矩可以设置多层支撑，支撑层数及位置要根据土质、坑深、桩径、支撑结构的材料强度，以及施工要求等因素拟定，目前对多支撑围护结构的计算方法一般有等值粱法（连续梁法）、支撑荷载的1/2分担法、逐层开挖支撑力不变法、有限元法等1.2.3钢板桩 钢板桩由带锁口或钳口的热轧型钢制成，把这种钢板桩互相连接就形成钢板桩墙，被广泛应用于挡土和挡水。目前钢板桩常用的截面形式有u形、z形和直腹板形。钢板桩由于施工简单而应用广泛。但是钢板桩的施工可能会引起相邻地基的变形和产生噪声震动，对周围环境影响很大，因此在人口密度很大的地区，其使用常常会受到限制，而且钢板桩本身柔性较大，如支撑或锚拉系统设置不当，其变形会很大，所以当支护结构深度大于7m时，不宜采用。同时由于钢板桩在地下室施工结束后需要拔出，因此考虑拔出时对周围地基土和地表土的影响4。1.2.4地下连续墙地下连续墙是利用特制的成槽机械在泥浆（又称稳定浆）护壁的情况下进行开挖，形成一定槽段长度的沟槽，再将地面上制好的钢筋笼放入槽段内，采用导管法进行水下混凝土浇筑，完成一个单元的墙段，各墙段之间的特定的接头方式互相搭接，形成一到连续的地下钢筋混凝土墙8。地下混凝土墙具有整体刚度大的特点和良好的止水防渗效果，适用于地下水位以下的软粘土和砂土等多种地层条件和复杂的施工环境，尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深的情况，因此在国内外地下工程中得到了广泛的应用。1.2.5水泥土搅拌桩 水泥土搅拌桩是以水泥作为固化剂的主剂，通过特制的搅拌机械边钻边往软土中喷射浆液或雾状粉体，在地基深处就地将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，使喷入软土中的固化剂与软土充分搅拌在一起，由固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学作用，形成的抗压强度比天然土体强度高得多，并具有整体性、水稳性的水泥加固土桩柱体，由若干这类加固土桩柱体和桩间土构成复合地基。一般用于开挖深度不超过7m的基坑，适合各种成因的饱和软粘土，包括淤泥、淤泥质土、粘土和粉质粘土等15。1.2.6复合土钉墙复合土钉墙是将土钉墙与一种或几种单项支护技术或截水技术有机组合成的复合支护体系它的主要构成有土钉、预应力锚杆、截水帷幕、微型桩、挂网喷射混凝土面层、原位土体等，早起被称为：“联合支护”4。土钉墙由原位土体、设置在土中的土钉和喷射混凝土面层组成。通过土钉、墙面与原状土体的共同作用，形成以主动制约机制为基础的复合体，具有明显提高边坡土体的 结构强度和抗变形能力，减小土体侧向变形，增强整体稳定性的特点。因此其支护效果由土钉的长度、设置密度、土钉的抗拉抗弯和抗剪强度、土钉与土体的粘结强度、面墙刚度、土钉与面墙结合程度、原状土体性状、坡顶荷载、开挖深度等因素综合决。复合土钉墙支护具有轻型，机动灵活，适用范围广、造价低、工期短、安全可靠等特点，支护能力强，可作超前支护，并兼备支护、截水等效果。在实际工程中，组成复合土钉墒的各项技术可根据工程需要进行灵活的有机结合，形式多样，复合土钉墙是一项技术先进、施工简便、经济合理、综合性能突出的基坑支护技术4。1.2.7重力式挡墙 重力式支护结构是通过加固基坑侧壁形成一定厚度的重力式挡墙，达到挡土的目的水泥土搅拌桩（或称深层搅拌桩），支护结构是近年来发展起来的一种重力式支护结构11。它是通过搅拌桩机将水泥与土进行搅拌，形成柱状水泥土墙，它既具有挡土作用又兼具有隔水作用。它适用于4至6m深的基坑。重力式支护结构的优点是结构简单，无拉锚或内撑系统，土方开挖方便，施工噪声小、振动小、速度快、止水效果好、造价低。缺点就是宽度大，需要占用基地红线内的一定面积，而且墙身位移大。土质条件差的时候，基坑开挖深度不宜过大，适用于，小型基坑工程。1.2.8 SMW工法SMW是以水泥土搅拌法为基础，在水泥土搅拌桩中插入型钢或其他芯材料形成的同时具有承力和防渗两种功能的支护形式。施工时噪音小，对周围环境影响小，结构强度可靠，凡是适合用水泥土搅拌桩的场合都可以使用，特别适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层；挡水防渗性能好，不必另设挡水帷幕，可以配合多到支撑应用于较深的基坑；在一定条件下可代替地下连续墙。如果能够采取一定施工措施回收H型钢等受拉材料，在费用上则大大低于地下连续墙，具有较大发展前景4。1.3基坑的主要支撑方法和类型深基坑的支护体系由两部分组成，一是围护壁，二是基坑内的支撑系统。为施工需要而构筑的深基坑各类支撑系统，既要轻巧又需有足够的强度、刚度和稳定性，以保证施工的安全、经济和方便，因此支撑结构的设计是目前施工方案设计的一项十分重要的内容。在深基坑的支护结构中，常用的支撑系统按其材料分可以有钢管支撑、型钢支撑，钢筋混凝土支撑，钢和钢筋混凝土组合支撑等种类：按其受力形式分可以有单跨压杆式支撑，多跨式支撑，双向多跨式支撑，水平桁架相结合支撑，斜支撑等类型。这些支撑系统在实践中有各自的特点和不足之处，以其材料种类分析，钢支撑便于安装和拆除，材料消耗小，可以施加预紧力以合理控制基坑的变形，钢支撑架设速度较快，有利于缩短工期，但是钢支撑系统的整体刚度较弱，由于要在两个方向上施加预紧力，所以纵横杆之间的联结始终处于铰接状态7。钢筋混凝土支撑结构的整体刚度好，变形小，安全可靠，施工制作时间长于钢支撑，但拆除工作比较繁重，材料回收利用率低，钢筋混凝土支撑因其现场浇筑的可行性和高可靠度而在目前的国内市场被广泛使用5。1.4基坑主要止（降）水方法、技术类型地下水控制设计和施工应满足支护结构设汁要求虚根据场地及周边工程地质条环境条件并结合基坑支护和基础施工方案综合分析确定地下水控制方法可分为明排、降水、截水、和回灌等型式，单独或组合使用。1.4.1降水 工程降水是基坑工程的一个难点。由于土质和地下水位的条件不同，基坑开挖的施生地下水位以下开挖基坑时，采用降水的作用是15： （1）截住基坑边坡面及基底的渗水： （2)增加边坡的稳定性，并防止基坑从边坡或基底的土粒流失： (3)减少板桩和支撑的压力，减少隧道内的空气压为： （4）改善基坑和填土的砂土特性： （5）防止基底的隆起和破坏。 一个场地的地质条件和土质条件，将决定降水或排水的形式。 在选择和设计基坑降水前，必须由甲方提供工程地质勘察资料，建筑物平面图和立面图，场地附近房屋平面图等，对于重大工程，设计人员除掌握相应资料外，必须在设计前到工程现场亲自了解，最好能目测各土层的土样，对将来降水工程的布置及建筑物的影响。降低地下水位的常用方法可分为明沟降水和井点降水两类。明沟降水由于其制约条件较多，尚不能得到广泛的应用，而井点降水的适用条件较广，并经过二十多年来的应用、发展和改进，已形成了多种井点降水的方法。目前常用的井点降水的方法有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井点，辐射井点等。这些有效的降水方法现已被广泛用于各种降水工程中，但由于降低地下水位后，可能带来一些不良影响，如地面沉降，临近已有建筑物或构筑物的安企稳定及线留滞水的处理等。 明沟降水是在基坑内没置排水明沟或渗渠和集水井，使进入基坑内的地下水沿排水 沟渠流入井中，然后用水泵将水抽出基坑外的降水方法。明沟降水一般适用于土层较密实，坑壁较稳定，基坑较浅，降水深度不大，坑底不会产生流砂和管涌等的降水工程。在地下水位以下施工基坑工程时，通常采用井点（垂直和水平井点）降水法来降低地下水位。垂直井点常沿基坑四周外围布设，水平井点则可穿越基坑四周和底部，井点深度大于要求的降水深度，通过井点抽水或引渗来降低地下水位，实现基坑外的暗降， 保证基坑工程的施工。经井点降水后，能有效地截住地下渗流，降低地下水位，克服基坑的流砂和管涌现象，防止边坡和基坑底面的破坏：减少侧土压力，增加挖掘边坡的稳定性，有利于边坡的支护和施工；防止基底隆起和破坏，加速地基土的固结作用：有利于提高工程质量，加快施工进度及保证施工安全15。 在城市中由于深基坑降水，总会引超地面产生一定的沉降，影响邻近建筑物和管线，最好的办法是采用止水帷幕，将坑外地下水位保持原状，仅在坑内降水。目前，采用钻孔压浆成桩法、地下连续墙、板桩、深层搅拌桩墙等止水结构形式，效果均较好。其入土深度，取决于土层的透水性，要防止出现管涌、流砂等问题。1.4.2止水帷幕 采用止水帷幕，用来阻止或限制地下水渗流到基坑中去。采用止水帷幕后，有时还需要在帷幕内或外面降水。常用的防渗帷幕有以下三种10：(1)水泥土搅拌桩止水帷幕挡土墙 水泥土搅拌桩止水帷幕挡土墙是由一定比例的水泥浆液和地基土用特制的机械在地基深处就地强制搅拌而成，从而改善基坑边坡的稳定性、抗渗性能，达到止水、挡土的效果。水泥土搅拌桩适用于处理松散砂砾、粗砂、淤泥或地下水不大于80m/d的土层边坡。水泥土搅拌桩具有施工时无震动、噪音小、无污染、造价低、施工操作安全等优点。水泥土搅拌桩止水帷幕挡土墙是一种最常用的防渗止水结构。水泥土挡墙可以同时起到挡土和止水作用。在钻孔桩排桩挡土时，可以用水泥土搅拌桩止水。（2）地下连续墙地下连续墙一般能达到自防渗，不会产生渗漏情况。地下连续墙的防渗薄弱点是墙段间的接头部位，在防渗要求较高时，可在墙段接头处的坑外增设注浆防渗。（3)钢板桩止水 钢板桩通过锁口连接形成一个封闭的钢板结构，水流只能通过锁口进入缝隙进入围护结构内部，由于大多数热轧钢板桩采用著名拉森形式的锁口，通过锁口的渗流量一般不大，对于一般的基坑工程钢板桩就能满足止水的要求2。1.5基坑开挖 为了确保工程的顺利进行和周围建筑物的安全，基坑开挖时的注意事项9： （1） 基坑开挖应根据支护结构设计降排水要求确定开挖方案： （2）基坑边界周围地面应设排水沟且应避免漏水渗水进入： （3）坑内放坡开挖时应对坡顶坡面坡脚采取降排水措施： （4）基坑周边严禁超堆荷载： （5）软土基坑必须分层均衡开挖层高不宜超过1m： （6）基坑开挖过程中应采取措施防止碰撞支护结构工程桩或扰动基底原： （7）发生异常情况时应立即停止挖土并应立即查清原因和采取措施方土： （8）开挖至坑底标高后坑底应及时满封闭并进行基础工程施工： （9）地下结构工程施工过程中应及时进行夯实回填土施工。1.6基坑工程监测 为正确指导施工，确保工程的顺利进行和周围建筑物的安全，应加强施工期间的监测工作，实施信息化施工，随时预报，及时处理，并根据监测数据及时调整施工进度和施工方法。基坑监测的内容大致有14： （1)围护结构的竖向位移与水平位移： (2)坑周土体位移：(3) 支撑结构轴力； (4)邻近建(构)筑物、道路及地下管网等的变形 （5）地下水位及孔隙水压力(6)坑底隆起。1.7深基坑工程设计存在的问题随着大基坑工程的要求越来越高，随之出现的问题也越来越多基坑工程结构选型不合理 分析纵多深基坑支护工程事故发生的原因，其中最主要的还是基坑工程结构选型不合理，考虑的因素不够全面。基坑支护及撑锚方法较多，为达到同一目的的，可以有多种方法，而每一种方法都有其独特的优点，有的速度快，有的投资少，有的噪音小等，总体来说，深基坑工程的支护结构大致可以分为桩式和墙式两种。而桩式的支护结构又可以分为连续的板桩结构和分离的排桩结构。板桩结构因为它的特点目前使用较少，而分离的排桩目前大量地运用在无地下水或者允许坑外降水或者设置止水帷幕的工程，墙式支护结构一般采用钢筋混凝土地下连续墙15。参考文献1基础工程学陈国兴，樊良本，等，北京：中国水利水电出版社，2002；2高层建筑基础工程施工，赵忐缙，北京：中国建筑工业出版社，l994；3基坑工程手册，候学渊，刘建航，北京：中国建筑工业山版社，1997；4基坑工程，刘宗仁，刘雪雁，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2008.4；5建筑基坑支护技术规程（JGJ20-99），1999；6深基坑工程，陈忠汉，黄书秩，程丽萍，北京：机械工业出版社，2002；7深基坑支护工程实例集，黄强，惠永宁，北京：中同建筑工业出版社，1997；8基坑工程施工技术，李良纲，陈惟明，北京：中国地质大学出版社，19999建筑基坑支护，熊智彪，陈振福，段仲沅，北京：中国建筑工业出版社，200810深基坑施工实例，秦忠民，叶政青，北京：中国建筑工业出版社，1992；11深基坑支护设计与施工，余志成等编著，北京：中同建筑工业出版社，1992；12JGJ94-2008 建筑桩基技术规程，北京：中国建筑工业出版社，2008；13GB50007-2009建筑地基基础设计规范，北京：中国建筑工业出版社，2001；14GB50497-2009建筑基坑工程监测技术规范，北京：建筑工业出版社，2009；15工程水文地质学，白玉兰主编，北京：中国水利水电出版社，2002； 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：2.1工程概况南京恒大迈皋桥翡翠华庭项目B地块，场地位于地位于南京市玄武区华飞路以北，北苑东路以西，网板路以南。总用地面积26958.1 平方米，地下总建筑面积70458平方米，地下三层，围 护周长约630m，开挖面积约为24500 平方米。场地周围自然地面标高为+20.600+21.600，地下室底板面标高为+6.80；底板垫层厚度0.8米,基坑开挖面标高为+6.00，实际开挖深度为14.615.6米。据岩土工程勘察规范（GB50021-2001，2009年版）3.1，判定本工程岩土工程勘察等级为甲级，地基基础设计等级为甲级和乙级，基坑工程的安全等级为一级，抗震设防类别属丙类（幼儿园按乙类）。2.2基坑周边环境概况 北侧：A地块，基础边线距离用地红线最近处约22.8米。 东侧：北苑东路，基础边线距离用地红线最近处约5.5米，距离道路路牙最近处为12.0米。 西侧：C地块，场地施工道路基础边线距离用地红线最近处约5.5米。 南侧：华飞路，基础边线距离用地红线最近处约5.5米，距离道路路牙最近处约9.7米。 周边管网分布方位管线类型与基础边线距离基坑东侧300400光缆8.7m300200光缆9.3m600钢燃气管13.1m800铸铁污水管23.2m600砼雨水管26.8m500铸铁给水管38.9m基坑南侧600200铜光缆 110kV6.4m300300光缆10kV7.6m500铸铁给水管11.5m800塑料污水管13.3m1500砼雨水管17.8m600铸铁燃气管23.0m 2.3工程、水文地质条件2.3.1工程地质条件（1） 地形地貌场地位于地位于南京市玄武区华飞路以南，北苑东路以西，网板路以南，场地原厂房拆迁场地。该地貌隶属于阶地地貌单元。（2） 岩土层分布拟建场地岗地岗间洼地地貌单元,基坑开挖影响范围内土层分部如下：1杂填土：灰黄杂色，稍湿，松散稍密；以混凝土碎石为主，下部含粉质粘土、植物根茎；堆积时间10年。其中A区、B区地块混凝土，碎石厚度较大。厚度0.57.1米，层底埋深0.57.1米，层底标高19.0822.39米。2-1粉质粘土：褐黄灰黄色，可塑，含铁锰质结核，及条带状灰兰色高岭土，切面稍有光滑，干强度中等，韧性中等，中压缩性。普遍分布，厚度0.514.0米，层底埋深2.7018.5米，层底标高3.8419.69米。2A粉质粘土：灰色灰黄色，软塑，切面稍有光滑，干强度中等，韧性中等，中等偏高压缩性，主要分布在B区和C区，厚度1.213.2米，层底埋深1.213.2米，层底标高-0.2213.75米。2-2粉质黏土：褐黄色，可硬塑，含铁锰质结核，及条带状灰兰色高岭土，切面稍有光滑，干强度中等，韧性中等，中偏低压缩性。局部有缺失。厚度1.0016.5米，层底埋深7.322.5米，层底标高-2.0714.99米。3-1全风化闪长岩：灰黄色，风化强烈，砂土状。厚度0.708.0米，层底埋深11.227.0米，层底标高-6.5111.89米。3-2强风化闪长岩：灰绿色，原岩风化呈碎石状态，裂隙发育。岩体完整程度分裂为破碎。该层全场分布，厚度0.614.9米，层底埋深15.233.6米，层底标高-22.26.91米。3-3中风化闪长岩：灰绿色，岩芯呈短柱状柱状，块状构造，含云母、石英等矿物，岩石坚硬程度分类为较硬岩，岩体完整程度分类为较完整，岩体基本质量等级为级。2.3.2水文地质条件 拟建场地地下水类型主要为孔隙潜水。主要赋存于1填土、2层上部的土层中，稳定水位埋深1.502.20m（标高19.8020.21m）水位主要受大气降水补给影响，雨季较丰，以径流和蒸发形式排泄。2.4基坑设计参数 根据设计研究院提供的岩土工程勘察报告，各土层基坑开挖和支护的有关设计参数如下表所示：基坑支护设计参数一览表层号岩土名称重度固结快剪渗透系数CkkKvKhkN/m3kPa10-6cm/s1杂填土（19.0）（10）（15）380420-1粉质粘土19.435.014.80.3880.423A粉质粘土18.818.011.70.5600.460-2粉质粘土19.544.015.40.3530.353-1全风化闪长岩（19.8）（15）（30）300400-2强风化闪长岩（20.0）（10）（38）-3中风化闪长岩（22.0）（65）（25）2.5本基坑的支护类型 B区主要为32层住宅楼、25层商业裙楼及3层地下车库，浅层地基土难以满足作为拟建物天然地基基础持力层的设计要求，均建议采用桩基础，桩型可选择钻孔灌注桩，以3-3层中风化闪长岩作为桩端持力层。综合基坑周边环境、场地的工程地质、水文地质条件及基坑开挖深度，以安全可靠、经济合理、技术可行、方便施工的原则，对不同