毕业设计-株洲乐活城基坑支护工程设计.doc

毕业设计(论文)开题报告全套设计加153893706题目： 株洲乐活城基坑支护设计 课 题 类 别： 设计 论文学 生 姓 名： 学 号： 班 级： 岩土09-01班专业（全称）： 土木（岩土）工程指 导 教 师： 2013年6月一、毕业设计（论文）目的1.随着我国人口的增多，人民生活水平的提高，娱乐项目越来越受到人们的青睐。这时候许多开发商致力于建设独立娱乐城，以满足人们的娱乐需求。在房屋建设的设计中，基坑支护的设计是十分重要的一环。合理的设计方案才能保证施工的安全和经济合理。2.四年来我们对岩土工程专业有了一些理论上的认识，并通过一些实习将这些认识与工程实际结合，但是都还只是皮毛。希望通过毕业设计对岩土工程的知识进行系统的运用，初步掌握设计方法和步骤，提高分析问题和解决问题的能力。以此为将来的在施工单位的工作打下良好的基础。3.通过这次毕业设计，能够掌握办公软件和熟悉绘图软件的使用。二、综述与本课题相关领域的研究现状与发展分析基坑为房屋建筑、市政工程或地下建筑物在施工时需开挖的地坑，分作放坡和支护开挖两大类。目前在城市建设中，由于受周边环境条件所限，支护开挖为主要形式。支护开挖包括围护结构、支撑系统、土体开挖、基坑加固、工程监测和环境保护等主要组成部分，一般将开挖深度超过6m 的基坑称深基坑。为保证基坑施工、主体地下结构的安全和周围环境不受损害而采取的支护结构、降水和土方开挖与回填，包括勘察、设计、施工和监测等，称为基坑工程，它是地下基础施工中内容丰富而富于变化的领域，是一项风险工程，是一门综合性很强的新型学科，它涉及到工程地质、土力学、基础工程、结构力学、原位测试技术、施工技术、土与结构相互作用以及环境岩土工程等多学科问题。基坑工程采用的围护墙、支撑（或土层锚杆）、围檩、防渗帷幕等结构体系总称为支护结构。基坑支护工程包含挡土、支护、降水、挖土等许多紧密联系的环节，如其中某一环节失效，将会导致整个工程的失败。放眼世界，西方发达国家建造建造百米以上的高楼已经有数十至百余年历史，美国芝加哥被称为“高层建筑的故乡”，国外对深基坑支护多采用地下连续墙，主要因其技术成熟可靠，能挡土又能止水，并可作永久性承重结构，地下连续墙的成槽机目前在软粘土、一般砂土、砾石层中最大深度可达150m，成墙厚度可至3m。我台湾地区仿照某国成槽机进行改进获得成功，近年已以自产成槽机取代进口设备，其深度可达50m，成墙厚度自600mm至1500mm，足以满足一般工程需要，且其垂直精度和工作效率均高于进口成槽机为在极密实的粉土、砂土和砾石层中筑造100m深的地下墙，意大利研制成功一种碾磨机，叫Eromill。其机身内配有电子传感器，通过数据采集系统实时采集、记录各种施工参数，包括掘进速度、深度、磨轮转速与扭矩、泥浆泵液压系统的流量与压力、作用于地基的竖向推力等。数据采集系统每分钟完成30次测读循环。该机并有一系列自控操纵装置，以保证墙体几何形状的精密度符合设计要求。将意大利的Ronill与法国的Hydromill相联系，看来碾磨掘进技术已在欧洲成为桩和地下墙施工技术的一个新方向。国外的深基础、深基坑施工现场基本上看不见泥浆废土遍地淤积的现象，主要因每一台钻孔桩机或地下墙成槽机的配备了一套泥浆废土自动化处理系统。尽管已实现了泥浆废土 自动化处理，为了进一免除处理和土方运输之繁，日本正在研制一种置换型(即不取上的)大直径桩。它采用表面带肋的钢管插入于大直径水泥土搅拌桩，其直径已达l m，深度已达15m，正在作加大、加深的研究。同时，日本和东南亚各国以及我台湾地区本世纪初已采用一种非置换SMW工法地下墙，亦即水泥土搅拌墙。其深度已达65m，成墙厚度可在550-1300m m之间变化，每机械台班可成 墙7080m。国外重视地下空间开发利用，城市下已有数十米或十余层深的地下空间。最近据闻英美等国也开发了类似的工法，我国冶金部建筑研究总院及同济大学地下工程系亦已分别报道了各自研究成功和在工程中应用该工法的信息。看来就地搅拌地基原土，使能成桩成墙至较大深度且能承受较大荷载，应是深基础发展的一个重要方向。在我国，深基坑是近几十年来，随着国民经济持续高速增长，随着高层建筑的不断增多，以及对开发利用地下空间的需求日益增长而凸显的一大技术难题。由于应有的技术准备不足，它曾给人们造成了极度的困惑，特别是在前几十年间，不同程度的基坑坍塌事故和险情在各地频频发生，且有的危及周围环境，导致邻房倒塌、道路和地下管线遭破坏，造成了巨大经济损失和不良的社会影响，个别工程还有人员伤亡。随着建筑高度的增加，根据构造及使用要求，基础埋深也随之不断增加。尤其是进入 20世纪90年代以后，我国的高层建筑迅猛发展的同时，各地还兴建了许多大型地下市政设施、地下商场、地铁车站等这一时期多层地下室逐渐增多，基坑开挖深度超过10 m的比比皆是。目前，我国基坑工程呈现出深、大、差、密、多、低的特点基坑深度和宽度不断增大，且大多分布在沿海工程地质条件较差、建(构)筑物密集的大中城市；基坑工程施工工艺和设计计算方法多种多样；由于问题的复杂性，总体上看基坑工程成功率仍偏低。我国目前深基坑中围护结构分为桩式和墙式两种。桩式围护结构分为连续的板桩结构和分离的排桩结构。在无地下水或允许坑外降水或设置止水帷幕时均可采用分离的排桩结构。板桩结构目前使用较少，排桩多用钻（冲）孔灌注桩和人工挖孔桩。墙式围护结构一般采用现浇钢筋混凝土地下连续墙，此外带有型钢的水泥土挡墙（SMW工法）也开始使用。目前采用的深基坑中内支撑形式有钢结构和钢筋混凝土结构。钢结构支撑自重轻、安装和拆除方便、施工速度快且可重复使用，安装后立即发挥作用，对减少由于时空效应而引起的基坑位移十分有效。在我国，大面积采用钢筋混凝土支撑是当前显著的特点之一。钢筋混凝土支撑结构刚度大，整体性好，布置方式灵活，可适应不同形状的基坑，且可避免因节点松动而引起的基坑位移，但施工周期较长，由于时空效应积累的基坑变形较大，通常还需采用爆破方法拆除。支撑体系还有“中心岛”的方案，类似竖向斜撑方案，先在基坑中部放坡挖土，然后利用完成的中部主体结构安装水平或斜撑，再挖除四周台下的土坡。在特定条件下，有时在同一基坑内布置两种支撑形式。我国许多城市使用土层或岩石锚杆替代内部支撑。这种支撑形式可提供更多的施工空间，但其使用条件是必须具有可提供足够锚固力的土层。例如，土层锚杆锚固段不宜置于软土和松散砂性土的土层中。除上述围护和支撑形式外，在地下水位较低或坑外有降水条件时，一些工程成功地采用了土钉支护和喷锚支护结构。这种形式中的锚杆和前述土层锚杆的区别在于土层锚杆为挡土桩、地下墙围护提供锚固力，由挡土桩和地下墙支挡土压力；而喷锚及密集的土钉则是与土体形成复合体结构，并通过面层喷射混凝土或预制混凝土表层加强复合作用。基坑工程逆作法是一种特殊的支护形式，是指借助于地下结构自身的能力对基坑产生支护作用，来保护基坑土方的开挖。施工时一般先做楼盖，再挖楼盖下面的土方，利用地下各层楼盖的水平刚度和抗压强度，使楼盖成为基坑围护桩（墙）的水平支点，利用基坑外不同方向土压力的自相平衡抵消其对坑壁围护桩（墙）的不利影响。基坑开挖是基础和地下工程施工中的一个古老的传统课题，同时又是一个综合性的岩土工程难题，涉及土力学中典型的强度与稳定问题，又包含了变形问题，同时还涉及到土与支护结构的共同作用。目前深基坑支护工程投入的建设资金尤为可观，但在这方面所进行的系统科学研究工作却甚少。为了在这方面获得较大的技术进步，在认真总结经验、教训的同时，除具有信息施工中所得到的一些常规数据外，还必须对支护结构工程的变形与内力包括作用于不同支护结构上的荷载（主动土压力、被动土压力和水压力）进行系统的实测，对这些问题的认识及其对策的研究，是随着土力学理论、分析技术、测试仪器以及施工机械、施工技术的进步而逐步完善的。简单的回顾一下便不难看出，无论是从理论还是从实践的角度看，基坑开挖技术都有了很大的进步。基坑向着大深度、大面积方向发展 ,周边环境将更加复杂，深基坑开挖与支护的难度将愈来愈大。从工期和造价的角度看两墙合一的逆作法将是今后发展的主要方向。但逆作法施工受桩承载力的限制很大 ,采用逆作法时不能采用一柱一桩 ,而是一柱多桩 ,增加了成本和施工难度。如何提高单桩承载力 ,降低沉降 ,减少中柱桩(中间支承柱),达到一柱一桩,使上部结构施工速度可以放开限制,从而加快进度,缩短总工期,这将成为今后的研究方向。三、设计的重点与难点，拟采用的途径：深基坑开挖施工过程的正常进行在保证基坑满足稳定性要求的同时，还必须保证基坑周围环境不被破坏。因此，还须全面考虑各项因素对基坑开挖支护工程方案的影响，其中包括较大的止、降、排水工作和支护结构、周边建（构）筑物等的位移监测工作，整个过程包括基坑支护的勘察、设计、施工、监测和检测。只有准备地把握勘察文件资料，采取针对性的较强的施工工艺、方法，才能有效地保障施工的质量和安全，满足设计及有关规范的要求。如何结合好场地岩土工程勘察报告，全面考虑地铁车站周边复杂的建筑环境与地质环境，提出经济可行、适用性强的基坑开挖支护方案，并进行方案对比选择，达到经济适用安全的目的，既是设计的重点，也是设计的难点。目前我国已有37个城市已建成150余条地铁线路，各类地下工程以及高层建筑深基坑支护技术已经有了长足的进步，该设计拟采用类比法，通过类比其他具有典型代表的高层建筑及城市地下商业街深基坑，初步选定两种及两种以上支护方案并进行设计，严格注意周围地区变形量，并进行安全性验算，最终通过方案对比，得出最佳方案。四、外文翻译文件：J.H.Wang, Z.H.Xu, et al. (2010). Wall and Ground Movements due to Deep Excavations in ShangHai Soft Soils. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE 136(7): 985-994. (第4页-第6页)； Is Matric Suction a Stress Variable ?（第一页）五、毕业设计（论文）工作进度计划表序号毕 业 设 计（论 文）工 作 任 务工 作 进 度 日 程 安 排周次12345678910111213141516171819201毕业实习调研2外文翻译、熟悉任务书3资料收集、开题报告编写4结构选型与计算5计算书编写6施工图绘制78910六、主要参考文献： 1、土质学及土力学，建筑工业出版社2、基础工程，高等教育出版社3、基础工程分析与设计（第5版），建筑工业出版社4、建筑基坑支护工程技术规程，DBJ/T15-20-975、建筑基