土木工程毕业-基坑支护开题报告.doc

土木工程毕业 基坑支护开题报告

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10

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本科毕业设计（论文）开题报告

题目：
教学大楼基坑工程支护设计

学生姓名
尤 懿
学　号
0808010616
教学院系
土木工程与建筑学院
专业年级
2008
指导教师
张伯虎
职　称
副教授　　
单　　位
西南石油大学

教学大楼基坑支护设计开题报告

一、研究目的和意义
目前，高层建筑发展迅速,深基坑工程也越来越多。由于深基坑工程本身是一种多学科多专业的系统工程，实施时存在着较多风险，稍有不慎就会酿成重大事故。因此，深基坑工程也越来越被重视。
随着城市建设的发展，高层建筑和市政工程大量涌现.1929年我国在上海建成14层的锦江饭店，1934年建成24层的国际饭店。但是我国高层建筑大规模发展还是从20世纪70年代末开始的。在北京、上海、广州等城市陆续建造了一大批的高层建筑。
国内外大量工程实践的经验表明，许多工程的最危险阶段不一定是在正常使用阶段，而是在建造阶段和老化阶段.对许多工程事故常常发生在施工阶段而言,其原因除了施工质量没有保证、施工方法发生了不合理的改变、人为错误等原因外，重要原因之一是由于对环境、地质、荷载等因素认识不足而导致设计和施工中的某种失误和疏忽所致。
深基坑支护设计与施工是一项系统工程，必须具有结构力学、土力学、地基基础、地基处理、原位测试等多种学科知识，同时要有丰富的施工经验,并结拟建场地的土质和周围环境情况，才能制定出因地制宜的支护结构方案和实施办法。
近几年来，高层建筑与市政建设处于大发展时期，由于设计与施工队伍对当地的深基施工特点不够熟悉，因而引发了一些事故.为避免这些事故的发生，应加强对深基坑工程的研究.基坑工程正确、科学的设计和施工，能带来巨大的经济效益和社会效益，对加快施工进度、保护环境发挥重要的作用。
通过这次毕业设计，使自己大学四年中所学的专业知识得到系统、全面的运用,并培养自己动手解决问题的能力,为以后走上工作岗位打下基础.
二、国内外研究现状及发展趋势
近年来我国随着经济和城市建设的迅速发展,地下工程愈来愈多,开发和利用地下空间的要求日显重要。地下铁道、地下车库、地下变电站、地下商场、地下仓库、地下人防工程以及高层建筑的多层地下室日益增多。
基坑工程是一涉及多学科的新兴学科，是随着土力学，计算技术、施工技术和测试技术的进步而不断完善的。基坑工程的实践性强，随着工程实践的不断扩大而逐步提高.
早在40年代Peck和Terzaghi等人就对土方开挖的稳定和支撑的内力等进行了研究并提出了计算方法。50年代Eide和Bjerrum等人又分析了基坑坑底的隆起。从此对基坑工程开始进行科学分析和计算方法的研究，此后随着世界各地深基坑工程的增多,引起科学家和工程技术人员的重视,逐步采用仪器进行监测并制定了有关指导基坑土方开挖的规定.
在我国80年代以前神基坑工程较少，除去北京在修建地下铁道时有些较深的开挖之外，多不属于深基坑。在上海当时修建的多层和高层建筑的地下室多为一层，深度一般不超过5m，采用常规的方法进行降水和开挖难度不大。至80年代末期我国开始出现一些较深的基坑,在北方地区由于土质较好、地下水位低，已有10m以上的基坑;而在上海一带的软土地区，亦开始出现少量的两层地下室，开挖深度—8m左右，开始多应用钢板桩支护。但此时的计算方法比较简单，多采用“等值梁法”、“弹性曲线法"等简易方法对支护结构进行计算,对基坑的稳定研究较少。
进入90年代,我国的高层和超高层建筑进入一个迅速发展阶段。以上海为例,1991年只有862幢高层建筑，1994年发展至1304幢,1996年为1953幢。其他大中城市同样也发展迅猛.随着高层建筑的发展为了充分利用地下空间，多层地下室逐渐增多，基坑的开挖深度也逐渐增大。工程实践的增多，促进了基坑工程科学的发展，此时支护结构的形式逐渐多样化,水泥土维护结构、钢板桩、钻孔灌注桩、挖孔桩、地下连续墙等同时加以采用。支撑形式亦得到发展，钢支撑和各种形式钢筋混凝土支撑都有应用。在计算理论和计算技术方面提高更快，有限元方法和计算机的应用日趋普及，大大提高了计算精度.
深基坑支护技术的发展趋势:
(一）改变传统的静态设计观念
对于深基坑支护结构的设计,国内外至今尚没有一种精确的计算方法，我国也没有统一的支护结构设计规范.深基坑支护结构的设计仍采用传统的“结构荷载法”，计算结果与深基坑支护结构的实际受力有较大差距，既不安全也不经济。国内外岩土工作者对探讨和建立动态设计体系已形成共识，许多学者己开始从事这方面的研究。近十几年来，我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验，收集了施工过程中的一些技术数据，已初步摸索出岩土变化支护结构实际受力的规律,为建立深基坑支护结构设计的新理论打下了良好的基础。
（二）建立变形控制的新的工程设计方法
按变形控制设计中变形控制量应根据基坑周围环境条件因地制宜确定，不是要求基坑围护变形愈小愈好,也不宜简单地规定一个变形允许值，应以基坑变形对周围市政道路、地下管线、建（构）筑物不会产生不良影响，不会影响其正常使用为标准。鉴于此，应建立新的变形控制设计方法，着重研究以下问题：
（1）支护结构变形控制的标准.这是关系支护结构成败的决定性数据，但至今仍未有一个具体标准。
（2）空间应变简化为平面应变。这是如何将开挖过程中的空间效应转化为设计中的平面应变问题。
（3）地面超载的确定及其对支护结构变形的影响。
(三)探讨新型支护结构的计算方法
随着大量高层、超高层建筑以及地下工程的不断涌现，对基坑工程的要求越来越高，随之出现的问题也越来越多，导致许多新的支护结构型式相继问世，如：双排桩、土钉、组合拱帷幕、旋喷土锚、预应力钢筋混凝土多孔板等。但是,这些支护结构型式的计算模型如何建立、计算简图怎样选取、设计方法如何趋于正确，仍是当前新型支护结构设计中急需解决的问题。目前，深基坑支护结构正在向着综合性方向发展,即受力结构止水结构相结合、临时支护结构与永久支护结构相结合、基坑开挖方式与支护结构型式相结合。这些结合必然使支护结构受力复杂，因此，工程技术人员必须探讨新型支护结构的计算方法。
(四）开展支护结构的试验研究
理论来自于实践，我国至今在深基坑支护结构方面尚未进行系统的试验研究。在支护工程施工的过程中积累的技术资料很丰富，但缺少科学的测试数据，无法进行科学分析。一些支护结构工程成功了，也讲不出具体成功之处;一些支护结构工程失败了，也说不清失败的真实原因。因此，开展支护结构的试验研究是非常有必要的。通过实验室模拟试验和工程现场试验，发现问题、总结规律，寻找解决的问题的最佳途径，为其他工程提供经验和方法，减少工程事故的发生,为深基坑支护结构计算方法提供了可靠的第一手资料。
(五） 优化深基坑支护结构方案
深基坑支护结构的设计与施工不同于上部结构，除地基土类别的不同外,地下水位的高低、土的物理力学性质指标以及周围环境条件等，都直接与支护结构的选型有关。在深基坑工程中,支护结构方案的选择至关重要，支护结构型式选择的合理，就能做到安全可靠、施工顺利、缩短工期，带来可观的经济与社会效益.反之，一个不合理的方案即使造价很高，也不一定能保证安全。可见，支护结构形式的优化选择是深基坑支护技术发展的必然趋势.
（六）发展信息监测与信息化施工技术
基坑工程力学参数的不确定性及施工过程的不可预见性，使基坑工程设计和施工中难免出现与实际地层条件不符合的情况，需要在施工过程中通过监测信息的反馈来修正设计,指导施工。因此,基坑工程监测是基坑工程施工中的一个重要的环节，组织良好的监测能够将施工中各方面信息及时反馈给基坑开挖组织者，根据预测判定施工对周围环境造成影响的程度，对基坑工程围护体系变形及稳定状态加以评价，并预测进一步挖土施工后将导致的变形及稳定状态的发展，制定进一步施工策略，实现所谓信息化施工。
三、课题工程概况
拟建工程为成都市西南石油大学教学大楼。拟建建筑物为二层框架结构，地面以上6层,地下2层，总建筑面积69533m2，建筑±0。00相当于绝对标高17。25m，整平后地面标高为17.00m，其它标高均以此为准，地下室负二层底板顶标高为-7.75m，基坑开挖深度为8.50m，框架结构。基坑北面和东面均为公路路,最近距离为15 m，下设通讯电缆、煤气管线等设施。西侧为居民住宅楼，楼高五层，其最近距离为10。5 m，南侧为研究院大楼，最近距离为12。5 m.基坑重要性等级二级。

基坑平面图

四、本课题的主要研究内容及途径
1、内容：该课题主要分为两个部分设计，基坑支护方案设计和基坑降水方案设计。各部分的设计步骤分别为:
(一）基坑支护方案设计
（1）基坑支护方案的选择
（2）支护结构设计与计算
①采用计算设计理论，选取计算模型。
②确定施工材料要求(包括：混凝土强度,钢筋型号等）。
（3）绘制基坑支护平面图和剖面图和节点图
（4）监测方案和监测设计。
(二）基坑施工方案设计
（1）土方开挖施工方案的选择
(2)支护工程施工方法及作业流程
（3）工程的安全技术措施
(4）雨期施工技术措施
（三）基坑降水方案设计
(1）基坑降水方案的技术要求
（2）降水设计计算以及基坑涌水量的计算
（3）降水对周围建筑物的影响分析
(4）基坑降水方案的选择
（5）降水工程监测与维护要求
(6）降水井施工工艺
2、途径：主要使通过阅读大量的文献资料和自身所学的专业知识,提出设计方案，对各个方案进行技术经济比较选取最优方案经老师批准合格后，然后进行施工方案设计，使之满足各种规范的要求，然后将方案以图纸的形式表达出来。
五、基坑支护的设计要求与设计思路
　　基坑支护设计方案的重点在于可行性方案的筛选与优化,对支护结构方案的选择和优化可按以下步骤进行：
　1、先对要施工的基坑支护工程进行考察,如果深度较大,应首先考虑悬臂式支护结构,该结构主要利用基坑地面以下土体提供的土压力来维持支护体系平衡,主要结构形式为桩排支护结构和地下连续墙两类,若边坡土质较好,地下水位较低，一般采用桩排支护结构。一般情况下,如果基坑较浅或被动区土层性质较好时，悬臂式支护方案较为经济合理;而当基坑较深或被动区土层性质较差时，该方案就相对不经济。
　2、如果悬臂式支护结构不合理,我们还可以考虑其他形式的可行方案,比如钢板桩支护、土钉支护、网状树根桩加固、逆作法等.工程设计人员应根据工程的具体情况,具体问题具体分析，通过综合评定、比较分析的方法来确定支护结构的种类以及不同基坑支护方案所需的支护材料。
　　3、在设计支护方案的时候，还要充分考虑地下水的影响,因为它直接关系到设计方案的成败。但同时需要注意的是施工现场的土质是否适合井点降水,有时候还要考虑采用井点降水会不会影响周围环境,通常的情况下,为了减少井点降水对环境造成的负面影响（比如引起的地面附加沉降等），我们还可采用井点回灌技术,尽量将这种负面影响减少到最低程度。个人收集整理，勿做商业用途个人收集整理，勿做商业用途
六、工作的主要阶段，进度和技术指标
1、主要阶段
见表一

序 号
设计（论文）各阶段内容
起止日期
1
开题调研、编写开题报告，在教师指导下对开题报告进行修改和完善。专业英语翻译、开题答辩；
2012.04.02 →2012.04。15[2.0周]
2
方案比选，确定基坑支护方案;
2012.04。16 →2012.04.22［1。0周]
3
支护结构设计；
2012。04.23 →2012。05。13［3.0周］
4
基坑降水设计、施工技术要求；
2012.05。14 →2012.05.27[1。0周］
5
编写、汇总毕业设计报告，撰写设计中英文摘要，打印、装订文件（含图纸），提交毕业设计论文，准备毕业设计答辩；
2012.05.28 →2012。06。10［2。0周］
注：交毕业资料时间为6月10日
6
审阅、评阅及答辩资格认定、毕业设计答辩、争优答辩。
2012.06.11→2012。06。24[2。0周]

2、技术指标：拟建工程为成都市西南石油大学教学大楼.拟建建筑物为二层框架结构，地面以上6层，地下2层，总建筑面积69533m2，建筑±0。00相当于绝对标高17。25m,整平后地面标高为17。00m,其它标高均以此为准，地下室负二层底板顶标高为-7。75m，基坑开挖深度为8.50m,框架结构.基坑北面和东面均为公路路，最近距离为15 m,下设通讯电缆、煤气管线等设施。西侧为居民住宅楼，楼高五层，其最近距离为10.5 m，南侧为研究院大楼，最近距离为12。5 m。基坑重要性等级二级.

六、最终目标及完成时间
最终目标：通过这次毕业设计锻炼自己的独立解决问题的能力，从理论和实践两方面提高自己的专业知识。
完成时间:六月10日
七、现有条件及必须采取的措施
背景条件：经济的的快速发展,人民生活水平的不断提高,对生活质量也提出了更高的要求。
软件:地质勘测部门提供的拟建场地的工程地质条件，包括地貌、地质分布、地下水、不良地质以及场地稳定性和适宜性等等。现有的各种专业资料,文献等。
基础条件：通过大学四年的努力学习，在专业知识方面打下的坚实基础。
采取措施：分析现有的资料，结合所学的专业知识，尽快设计出最优支护方案。
八、阅读的主要文献资料
1.《建设工程项目管理规范》（GB/T50326-2001)，中国建筑工业出版社，2002.
2. 赵志缙等，《简明深基坑工程设计施工手册》，中国建筑工业出版社，2000.
3。 彭圣洁，《建筑施工组织设计实例》，中国建筑工业出版社.
4. 陈忠汉等《深基坑工程》机械工业出版社,1999。
5. 赵挺生等编著，《混凝土建筑结构施工设计》，中国建筑工业出版社，2004。
6. 梁炯鋆主编,《锚固与注浆技术手册》,中国电力出版社，1999
7。 曾宪明，《土钉支护设计与施工手册》中国建筑工业出版社，2000
8.《建筑地基处理技术规范》 （JGJ79-2002)
9.《湖北省基坑工程技术规定》 （DB42/159—2004）
10。《锚杆喷射混凝土支护技术规范》 (GB50086-2001）
11.《混凝土结构设计规范》 （GB50010—2002）
12。《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002)
13.毕业设计任务书
14.徐稀萍 杨永卿，《深基坑支护技术的现状与发展趋势》,福建建筑,2008年第二期
我们提供了大量的文献资料，而且对设计的指导方面也提供了很多有利的帮助。

指导老师意见：