基坑支護(hù)論文開(kāi)題報(bào)告

時(shí)間：2022-11-16 15:15:46 開(kāi)題報(bào)告我要投稿

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　　基坑支護(hù)是為保證地下結(jié)構(gòu)施工及基坑周邊環(huán)境的安全，對(duì)基坑側(cè)壁及周邊環(huán)境采用的支擋、加固與保護(hù)措施。是理論上尚待發(fā)展的綜合技術(shù)學(xué)科。

基坑支護(hù)論文開(kāi)題報(bào)告

　　基坑支護(hù)開(kāi)題報(bào)告

　　畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：鄭州市豫東大樓基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　學(xué) 院：建筑工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：

　　2015年3月31日

　　一、設(shè)計(jì)的目的和意義

　　1.目的

　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的重要環(huán)節(jié)，根據(jù)土木工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)要求及畢業(yè)生的主要服務(wù)去向，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，使每個(gè)學(xué)生把所學(xué)的專業(yè)知識(shí)綜合應(yīng)用于實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，使理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合以提高工程設(shè)計(jì)能力，能獨(dú)立進(jìn)行基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)該服務(wù)性辦公樓地基支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使學(xué)生在應(yīng)用現(xiàn)行規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面得到基本訓(xùn)練，達(dá)到對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行鞏固、綜合掌握和靈活運(yùn)用的目的，提高畢業(yè)生分析解決問(wèn)題的能力。 2.意義

　　本項(xiàng)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為鄭州市某綜合型服務(wù)性辦公樓基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為詳細(xì)學(xué)習(xí)和了解與基坑支護(hù)工程相關(guān)的知識(shí)，鞏固之前學(xué)習(xí)過(guò)的土力學(xué)與地基基礎(chǔ)、土木工程施工、結(jié)構(gòu)力學(xué)、工程地質(zhì)、水力學(xué)等專業(yè)課程，并按照現(xiàn)行規(guī)范，通過(guò)對(duì)實(shí)際情況的分析把它運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)踐中去，同時(shí)也培養(yǎng)了畢業(yè)生調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)、收集和整理資料的能力。通過(guò)本次設(shè)計(jì)使自己能夠理論聯(lián)系實(shí)際，并為以后的工作和學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　二、工程概況及設(shè)計(jì)條件

　　1.工程概況 (1)工程簡(jiǎn)介

　　本項(xiàng)目位于鄭州市東二環(huán)某繁華步行街，基地面積為3500平方米。本項(xiàng)目為服務(wù)性辦公樓，由主樓(地面三層)及二層地下室組成，總建筑面積為6458.3㎡。 (2)基坑面積及開(kāi)挖深度

　　該工程建筑±0.00相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高+4.25，室外自然地面平均標(biāo)高取+4.00;基坑開(kāi)挖面積約2123㎡，基坑圍護(hù)周長(zhǎng)約210m，根據(jù)結(jié)構(gòu)圖紙，底板面標(biāo)高為-7.55，底板厚為700mm，局部厚為1100mm，墊層厚為100mm。因此基坑開(kāi)挖深度為8.10米，局部電梯井、集水坑等落深尚未確定。 2.設(shè)計(jì)條件 (1)周邊條件

　　本工程位于鄭州市西二環(huán)某地塊，周邊環(huán)境情況較為復(fù)雜：東側(cè)：基坑開(kāi)挖面與紅線間距離為5.495～5.528米，紅線外為中原大廈。該建筑物地上33層、地下4層，采用樁基礎(chǔ)，與基坑開(kāi)挖面最小距離為19.125米。

　　南側(cè)：基坑開(kāi)挖面與紅線間距離為10.997～16.636米，紅線外為一棟居民樓。該建筑物主樓46層，裙房5層，地下3層，采用樁基礎(chǔ)，與基坑開(kāi)挖面最小距離為17.479米。

　　西側(cè)：基坑開(kāi)挖面與紅線間距離為4.259～4.357米，紅線外為中原路。

　　北側(cè)：基坑開(kāi)挖面與紅線間距離為8.696～12.053米，紅線外為鄭開(kāi)大道。

　　基坑平面詳細(xì)布置圖如圖1所示

　　中原路

　　圖1 基坑平面布置圖

　　(2)工程水文地質(zhì)條件

　　根據(jù)《鄭州市地塊項(xiàng)目巖土工程勘察報(bào)告》，本工程基坑開(kāi)挖影響范圍內(nèi)巖土工程地質(zhì)有以下特點(diǎn)：

　　擬建場(chǎng)地現(xiàn)為停車場(chǎng)，場(chǎng)地地形基本平坦，實(shí)測(cè)各勘探點(diǎn)的孔口

　　地面標(biāo)高在3.84～4.36米之間，一般地面標(biāo)高在4.00左右。

　　場(chǎng)地內(nèi)①層填土較厚，在1.80～3.10m之間，上部1.0米為碎石、磚塊、建筑垃圾等，下部為灰黃～灰色粘性土、粉性土，土質(zhì)不均。基坑開(kāi)挖深度范圍內(nèi)分布有第②層粉土，富水性好，透水性強(qiáng)，在水頭差的作用下易產(chǎn)生流砂等不良地質(zhì)現(xiàn)象。

　　擬建場(chǎng)地淺部地下水屬潛水類型，其水位動(dòng)態(tài)變化主要受控于大氣降水和地面蒸發(fā)，勘察期間實(shí)測(cè)取土孔內(nèi)地下水位靜止水位埋深在0.90～1.20m，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)地下水位取0.5m。

　　場(chǎng)區(qū)內(nèi)第⑦層為承壓含水層，承壓水頭在3～11m，其中⑦1層頂最淺埋深約為32米。經(jīng)計(jì)算，按承壓水頭為自然地面以下3米考慮，當(dāng)基坑開(kāi)挖深度小于15.0米時(shí)，可不考慮承壓水對(duì)基坑突涌的影響。由于本工程底板處開(kāi)挖深度為8.1米，預(yù)計(jì)局部電梯井、集水坑處開(kāi)挖深度不會(huì)大于15米，因此可不考慮承壓水對(duì)基坑的影響。場(chǎng)地內(nèi)土層分布情況及基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)如下表(一)所示：

　　表1 土層分布情況及基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)

　　土層名 ①雜填土 ②粉土 ③淤泥質(zhì)土 ④粘土① ⑤粘土②

　　厚度(m) 2.2～2.5 2.6～3.0 5.5～6.1 6.1～7.2 7.8～8.0

　　γ(kN/m3) 17.6～18.0 18.1～18.6 17.2～18.4 17.6～17.9 18.0～18.2

　　φ(度) 20～26 26～30 21～25 13～17 9.5～12

　　C(kPa) 7.9～8.4 8.5～10 15～17 16～19 18～20

　　滲透系數(shù)(cm/s)

　　1.1E-03 1.1E-03 4.0E-06 8.0E-06

　　注：C、φ均為勘察報(bào)告所提供的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)(直剪固結(jié)峰值); (3)基坑側(cè)壁安全等級(jí)及重要性系數(shù)

　　根據(jù)本工程的開(kāi)挖深度、地質(zhì)情況及周邊環(huán)境情況，基坑安全等級(jí)為二級(jí)，基坑重要性系數(shù)γ0 = 1.0。

　　三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)及要求

　　1.任務(wù)

　　該工程是對(duì)基坑圍護(hù)做排樁結(jié)合錨桿的設(shè)計(jì)。運(yùn)用了所學(xué)的土力學(xué)及基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)等專業(yè)知識(shí)，結(jié)合畢業(yè)實(shí)習(xí)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)勘察資料的分析，結(jié)合場(chǎng)地環(huán)境及工程實(shí)際并運(yùn)用計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。其主要內(nèi)容包括：圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的確定、基坑降排水方案的選擇、止水帷幕的設(shè)計(jì)計(jì)算、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算、主被動(dòng)土壓力計(jì)算、圍護(hù)樁的配筋計(jì)算、施工方案的選擇、基坑整體穩(wěn)定驗(yàn)算、坑底抗隆起驗(yàn)算、抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算、抗管涌穩(wěn)定性驗(yàn)算、施工圖紙的繪制等。 2.要求

　　目的：根據(jù)勘探報(bào)告資料和相關(guān)規(guī)范并結(jié)合專業(yè)知識(shí)設(shè)計(jì)合理的設(shè)計(jì)方案以達(dá)到實(shí)際工程設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)。主要指標(biāo)：

　　(1)保證開(kāi)挖面積達(dá)2459㎡; (2)保證基坑深度達(dá)8.1m;

　　(3)抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算Ks≥1.200; (4)抗隆起驗(yàn)算Ks≥1.1; (5)抗管涌驗(yàn)算K≥1.5。

　　四、支護(hù)方案比選

　　方案一：樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)

　　特點(diǎn)：排樁包括單排裝和雙排樁，雙排樁相當(dāng)于一個(gè)插入土體的剛架，能夠靠基坑一下樁前土的被動(dòng)土壓力和剛架插入土中部分的前樁抗壓、后樁抗拔所形成的力偶來(lái)共同抵抗傾覆力矩。雙排樁支護(hù)具有較大的側(cè)向剛度，可有效地限制基坑的變形。雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)作為空間超靜定結(jié)構(gòu)，整體性能優(yōu)越，使圍護(hù)結(jié)構(gòu)縱向和橫向的整體性都大大提高，從而使基坑的側(cè)向變形和位明顯減小。但雙排樁支護(hù)對(duì)樁間土的要求比較高，所以在軟土地區(qū)必須考慮加固問(wèn)題。

　　當(dāng)場(chǎng)地條件允許時(shí)，為節(jié)約成本，也可使用單排樁支護(hù)，單排樁剛度較大，也可以有效的抵抗傾覆力矩，從而控制變形。預(yù)應(yīng)力錨桿的主要特點(diǎn)是通過(guò)施加預(yù)應(yīng)力來(lái)約束基坑壁的變形，采用排樁與錨桿組合式支護(hù)技術(shù)，可以有效地控制基坑變形，大大提高基坑邊坡的穩(wěn)定性，特別是在基坑比較深，地質(zhì)條件及周圍環(huán)境比較復(fù)雜，而對(duì)基坑變形又有嚴(yán)格要求時(shí)這種聯(lián)合支護(hù)型式更顯示出它的優(yōu)點(diǎn)。預(yù)應(yīng)力錨桿增加了邊坡的穩(wěn)定性，減小了基坑的邊線，在布置上也比較靈活。

　　當(dāng)對(duì)坡頂?shù)奈灰埔髧?yán)格時(shí)，在上部布置預(yù)應(yīng)力錨桿，當(dāng)深度較深時(shí)，預(yù)應(yīng)力錨桿均勻布置，因錨桿造價(jià)較高，為節(jié)約成本，錨桿與土釘可間隔布置，效果更好。這種復(fù)合的支護(hù)形式在邊坡支護(hù)工程中應(yīng)用廣泛。

　　樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)平縱剖面圖如下所示：

　　圖2 樁錨支護(hù)橫向剖面圖

　　圖3 樁錨支護(hù)縱向剖面圖

　　方案二：樁撐支護(hù)結(jié)構(gòu)

　　特點(diǎn)：排樁的特點(diǎn)是側(cè)向剛度大，能很好地控制變形。由于排樁部分嵌固于基坑底土層中，所以具有強(qiáng)大的抗拔力，有效抵擋基坑土層的傾覆力矩，從而保證基坑的`穩(wěn)定性。在土質(zhì)較好的情況下可以獨(dú)立使用并能產(chǎn)生較好的效果。內(nèi)支撐的加入使拍樁支護(hù)的應(yīng)用范圍大大擴(kuò)展，同時(shí)也減少了圍護(hù)樁的長(zhǎng)度，節(jié)約成本。特別是在一些土質(zhì)不好的地區(qū)，樁撐支護(hù)的使用也取得了良好的效果。在深基坑工程中，可以設(shè)置多道內(nèi)支撐，但是這樣就會(huì)限制工作空間，特別是機(jī)械的使用，對(duì)工程的效率具有一定的影響。

　　復(fù)合土釘墻支護(hù)型式平縱剖面圖如下：

　　圖4 樁撐支護(hù)橫向剖面圖

　　圖5 樁撐支護(hù)縱剖面圖

　　方案三:排樁+土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)

　　特點(diǎn)：排樁的特點(diǎn)在前面方案中已做過(guò)詳細(xì)介紹，這里主要針對(duì)土釘墻支護(hù)特點(diǎn)進(jìn)行敘述。土釘墻用于基坑開(kāi)挖支護(hù)能夠顯著提高邊坡整體穩(wěn)定性和承受邊坡超載的能力，而且土釘支護(hù)施工設(shè)備簡(jiǎn)單，占用空間小，施工效率高，占用著周期短，對(duì)相鄰建筑影響不大。此外，土釘墻施工沒(méi)有噪音，振動(dòng)小，不影響周圍環(huán)境。土釘支護(hù)一般適用于地下水位以上或經(jīng)過(guò)降排水措施后的雜填土、普通粘性土、非松散沙土邊坡，即使有局部的軟塑粘性土層，在采取一定措施后有可能采用土釘支護(hù)。土釘支護(hù)施工采用邊開(kāi)挖邊支護(hù)，安全程度較高。由于土釘數(shù)量眾多并作為群體起作用，即使個(gè)別土釘出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題或失效對(duì)整體影響不大。但是土釘支護(hù)也有一定的缺點(diǎn)和局限性，主要是基坑變形大，由于土釘支護(hù)是一種被動(dòng)受力支護(hù)形式，只有土體發(fā)生變形時(shí)土釘才會(huì)受力，因此基坑變形位移相對(duì)較大。所以土釘支護(hù)的應(yīng)用受到基坑變性條件的限制，對(duì)于對(duì)基坑變形有嚴(yán)格要求的工程不宜采用土釘支護(hù)。

　　排樁、土釘支護(hù)平縱面剖面圖如下：

　　圖7 雙排樁支護(hù)縱剖面圖

　　圖8 土釘支護(hù)縱剖面圖

　　針對(duì)以上三種方案從技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、施工難易程度、施工周期、對(duì)

　　結(jié)合本工程實(shí)際環(huán)境和地質(zhì)情況等因素，根據(jù)以上方案從多方面進(jìn)行綜合比較后決定，選取方案一作為本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案。

　　六、主要參考資料

　　[1] 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50007-2002)及基礎(chǔ)工程教材

　　[2] 巖土工程勘察規(guī)范(GB50021-94)及勘察測(cè)試教材

　　[3] 建筑地基處理技術(shù)規(guī)范(JGJ79-2002)及教材

　　[4] 高層建筑箱形與筏形基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范(JGJ6-99)及高層建筑基礎(chǔ)

　　教材

　　[5] 建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范(YB9258-97)及深基坑工程教材。