xx深基坑课程设计开题报告

南 昌 工 程 学 院

2009 级毕业设计（论文）开题报告

土木与建筑工程 系（院） 土木工程 专业

题 目 汇金大厦基坑围护设计

学 生 姓 名 李 超

班 级 09级土木工程（城市地下空间 ）

学 号 2009102353

指 导 教 师 夏志凡

日 期 2013 年 3 月 8 日

南 昌 工 程 学 院 教 务 处 订 制

题目：汇金大厦基坑围护设计 一、毕业设计（论文）课题背景（含文献综述） 在城市高层建筑、城市地铁和桥梁工程建设中，常常要进行深基坑开挖。因此，深基坑工程往往是这些重大工程建设不可分割的组成部分。在国内，随着城市高层建筑高度的增高，基坑的规模也越来越大。如上海88层的金茂大厦，基坑深度达到19.5m，有地下5层，平面尺寸为170m X54m 。目前最大基坑平面尺寸达到274m X 187m ，最大深度达32m 。由此可见基坑的设计越来越受到重视，将会有越来越多的人参与基坑设计的课题研究。 基坑工程的设计涉及的内容包括围护结构、支撑系统、挖土方案、换撑系统、降水方案、地基加固等。从挡土功能考虑，基坑支护分为两大类，即支护型和加固型。 支护型 1 钢筋混凝土板桩 钢筋混凝土板桩具有施工简单、现场作业周期短等特点,曾在基坑中广泛应用,但由于钢筋混凝土板桩的施打一般采用锤击方法,振动与噪音大同时沉桩过程中挤土也较为严重,在城市工程中受到一定限制。此外,其制作一般在工厂预制,再运至工地,成本较灌注桩等略高。但由于其截面形状及配筋对板桩受力较为合理并且可根据需要设计,目前已可制作厚度较大(如厚度达500mm 以上) 的板桩,并有液压静力沉桩设备,故在基坑工程中仍是支护板墙的一种使用形式。 2地下连续墙 通常连续墙的厚度为600mm、800mm、1000mm，也有厚达1200mm的，但较少使用。地下连续墙刚度大，止水效果好，是支护结构中最强的支护型式，适用于地质条件差和复杂，基坑深度大，周边环境要求较高的基坑，但是造价较高，施工要求专用设备。 3排桩围护加内支撑 外侧加一排水泥土桩，形成抗渗帷幕，这种排桩支护适用于较深的基坑，但造价较高。 加固型 1 深层搅拌水泥土围护墙 深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。水泥土围护墙优点:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪音、污染少、挤土轻微,因此在闹市区内施工更显出优越性。水泥土围护墙的缺点:首先是位移相对较大,尤其在基坑长度大时,为此可采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;其次是厚度较大,只有在红线位置和周围环境允许时才能采用,而且在水泥土搅拌桩施工时要注意防止影响周围环境。 2 高压旋喷桩 高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水。高压旋喷桩的施工费用要高于深层搅拌水泥土桩,但其施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动很小,噪音也较低,不会对周围建筑物带来振动的影响和产生噪音等公害,它可用于空间较小处,但施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法。 3钻孔灌注桩 钻孔灌注桩围护墙是排桩式中应用最多的一种,在我国得到广泛的应用。其多用于坑深7～15m 的基坑工程,在我国北方土质较好地区已有8～9m 的臂桩围护墙。钻孔灌注桩支护墙体的特点有:施工时无振动、无噪音等环境公害,无挤土现象,对周围环境影响小;墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于组织、方便、工期短;桩间缝隙易造成水土流失,特别时在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题;适用于软粘土质和砂土地区,但是在砂砾层和卵石中施工困难应该慎用;桩与桩之间主要通过桩顶冠梁和围檩连成整体,因而相对整体性较差,当在重要地区,特殊工程及开挖深度很大的基坑中应用时需要特别慎重。 4土钉墙 土钉墙是一种边坡稳定式的支护,其作用与被动的具备挡土作用的上述围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。土钉墙主要用于土质较好地区,我国华北和华东北部一带应用较多,目前我国南方地区亦有应用,有的已用于坑深10m 以上的基坑,稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应积极推广。 5. SMW工法（劲性水泥土搅拌桩） SMW工法亦称劲性水泥土搅拌桩法,即在水泥土桩内插入H 型钢等(多数为H 型钢,亦有插入拉森式钢板桩、钢管等) ,将承受荷载与防渗挡水结合起来,使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。SMW 支护结构的支护特点主要为:施工时基本无噪音,对周围环境影响小;结构强度可靠,凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用,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;可以配合多道支撑应用于较深的基坑;此工法在一定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙,在费用上如果能够采取一定施工措施成功回收H 型钢等受拉材料;则大大低于地下连续墙,因而具有较大发展前景。 深基坑技术的发展趋势: 1)基坑向着大深度、大面积方向发展，周边环境更加复杂，深基坑开挖与支护的难度愈来愈大。因此，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。 2)土钉支护方案的大量实施，使得喷射混凝土技术得以充分运用和发展。为减少喷射混凝土的回弹量以及保护环境的需要，湿式喷射混凝土将逐步取代干式喷射混凝土。 3)目前，在有支护的深基坑工程中，基坑开挖大多以人工挖土为主，效率不高，今后必须大力研究开发小型、灵活、专用的地下挖土机械，以提高工效，加快施工进度，减少时间效应的影响。 4)为了减少基坑变形，通过施加预应力的方法控制变形将逐步被推广，另外采用深层搅拌或注浆技术对基坑底部或被动区土体进行加固，也将成为控制变形的有效手段被推广。 5)为减小基坑工程带来的环境效应(如因降水引起的地面附加沉降)，或出于保护地下水资源的需要，有时基坑采用帷幕型式进行支护。除地下连续墙外，一般采用旋喷桩或深层搅拌桩等工法构筑成止水帷幕。目前，有将水利工程中防渗墙的工法引入到基坑工程中的趋势。 6)在软土地区，为避免基坑底部隆起，造成支护结构水平位移加大和邻近建(构)筑物下沉，可采用深层搅拌桩或注浆技术对基坑底部土体进行加固，即提高支护结构被动区土体的强度的方法。 二、毕业设计（论文）方案介绍（主要内容） 本次的毕业设计就选择了汇金大厦的基坑设计围护为课题。设计本课题目的在于提早熟悉基坑设计的程序，便于以后工作的进行和提高自己的学习能力。在进入公司之前，自己独立完成整个基坑设计的围护。 汇金大厦位于昆山市花桥地区，京沪高速公路南侧。工程场地北临纬二路，西侧为经六路，南侧为茅港滩，东侧为徐公桥路。本工程规划建设两栋商业办公楼及裙房。总建筑面积为82238.98m2，其中地下室建筑面积约22851.16 m2。该项目主体结构是由两幢20~25层的高层和2~3层商业裙房组成，两层地下室。主体结构采用框架筒体结构，基础形式为桩筏基础。 拟建场地属长江三角洲冲、湖积平原地貌，地貌单一，地势平坦。场地各勘探孔的自然地面标高为2.50~3.07（黄海高程），场地一般标高在2.78m左右。场地浅部土层中的地下水属于潜水类型，其水位动态变化受控于大气降水和地面蒸发等，地下水位丰水期较高，枯水期较低，稳定水位埋深一般为0.6m～1.10m。基坑开挖深度为11m。 深层搅拌桩最适合于各种成因的饱和软粘土，加固深度已达到50到60米，国内最大深度可达18m 。水泥搅拌桩挡土结构具有良好的抗渗能力，在基坑开挖时，可以不用抽排地下水而减低地下水位，避免了对地下管线和建筑物造成危害的可能性。同时这种施工方法无污染，基本上无振动和噪声，造价低廉，因此近年来发展成为基坑支护的主要结构形式。 深层搅拌桩是利用水泥、石灰等材料作为固化剂，通过深层搅拌机械，将软土和固化剂强制搅拌，通过固化剂和软土之间所产生的物理化学作用，使软土硬结成具有整体性的桩体，从而达到加固地基的目的。 深层搅拌桩的施工工艺 1.桩架定位：将地面平整后将深层搅拌机装架移动到指定桩位，对中，并校正垂直度。2.预搅下沉：接通搅拌机冷却水循环系统，启动搅拌机电动机，放松起重机刚缆绳，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉。3.制备水泥浆4.喷浆并搅拌：深层搅拌机下沉到设计高度后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基土层边喷浆变搅拌。5.重复搅拌或重复喷浆 6.移位：机架移至下一桩位。 三、毕业设计（论文）工作进度 针对这次毕业设计以及自己所选的工程情况，课题的安排进度如下： 2.19～3.13 查阅相关资料，根据设计内容，填写毕业设计开题报告 3.16～3.20 对毕业实习收集的资料进行归纳，使其条理化,并完成工程概况部分的写作 3.23～3.27 通过支护方案对比，进行基坑支护选型设计 3.30～4.03 进行支护体系具体支护参数确定 4.06～4.17 进行支护参数验算,在笔算结束后，采用理正软件进行复核 5.04～5.08 施工组织设计，包括基坑支护体系设计和基坑止（降）水设计 5.11～5.15 基坑监测方案设计 拟采用监测方案：①沿基坑周边设置水平位移监测点；②在基坑周边道路、建筑物上设置沉降监测点；③在基坑周边设置测斜管监测深层水平位移；④支撑轴力监测；⑤桩身应力监测。 5.18～5.22 施工安全与对策 6.01～6.10 毕业设计打印、绘图、检查、装订。

四、主要参考文献（按作者、文章名、刊物名、刊期及页码列出） 1. 关宝树,地下工程,高等教育出版社 2. 陈希哲,土力学地基基础,清华大学出版社 3. 刘国彬,王卫东,基坑工程手册,中国建筑工业出版社 4. 《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)； 5. 《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)； 6. 《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)； 7. 《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)； 8. 《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）； 9. 其他相关规范和建设方所提要求。 五、指导教师审核意见：（针对选题的价值及可行性作出具体评价） 指导教师签名 年 月 日 六、专业审核意见: 负责人签名 年 月 日