本科畢業設計（**）開題報告
教學大樓基坑支護設計開題報告
一、研究目的和意義
目前,高層建築發展迅速,深基坑工程也越來越多。由於深基坑工程本身是一種多學科多專業的系統工程,實施時存在著較多風險,稍有不慎就會釀成重大事故。因此,深基坑工程也越來越被重視。
隨著城市建設的發展，高層建築和市政工程大量湧現。2023年我國在上海建成14層的錦江飯店，2023年建成24層的國際飯店。但是我國高層建築大規模發展還是從20世紀70年代末開始的。
在北京、上海、廣州等城市陸續建造了一大批的高層建築。
國內外大量工程實踐的經驗表明，許多任務程的最危險階段不一定是在正常使用階段，而是在建造階段和老化階段。對許多任務程事故常常發生在施工階段而言，其原因除了施工質量沒***、施工方法發生了不合理的改變、人為錯誤等原因外，重要原因之一是由於對環境、地質、荷載等因素認識不足而導致設計和施工中的某種失誤和疏忽所致。
深基坑支護設計與施工是一項系統工程，必須具有結構力學、土力學、地基基礎、地基處理、原位測試等多種學科知識，同時要有豐富的施工經驗，並結擬建場地的土質和周圍環境情況，才能制定出因地制宜的支護結構方案和實施辦法。
近幾年來，高層建築與市政建設處於大發展時期，由於設計與施工隊伍對當地的深基施工特點不夠熟悉，因而引發了一些事故。為避免這些事故的發生，應加強對深基坑工程的研究。基坑工程正確、科學的設計和施工，能帶來巨大的經濟效益和社會效益，對加快施工進度、保護環境發揮重要的作用。
通過這次畢業設計，使自己大學四年中所學的專業知識得到系統、全面的運用，並培養自己動手解決問題的能力，為以後走上工作崗位打下基礎。
二、國內外研究現狀及發展趨勢
近年來我國隨著經濟和城市建設的迅速發展,地下工程愈來愈多,開發和利用地下空間的要求日顯重要。地下鐵道、地下車庫、地下變電站、地下商場、地下倉庫、地下人防工程以及高層建築的多層地下室日益增多。
基坑工程是一涉及多學科的新興學科，是隨著土力學，計算技術、施工技術和測試技術的進步而不斷完善的。基坑工程的實踐性強，隨著工程實踐的不斷擴大而逐步提高。
。50年代eide和bjerrum等人又分析了基坑坑底的隆起。從此對基坑工程開始進行科學分析和計算方法的研究，此後隨著世界各地深基坑工程的增多,引起科學家和工程技術人員的重視,逐步採用儀器進行監測並制定了有關指導基坑土方開挖的規定。
在我國80年代以前神基坑工程較少，除去北京在修建地下鐵道時有些較深的開挖之外，多不屬於深基坑。在上海當時修建的多層和高層建築的地下室多為一層，深度一般不超過5m，採用常規的方法進行降水和開挖難度不大。至80年代末期我國開始出現一些較深的基坑，在北方地區由於土質較好、地下水位低，已有10m以上的基坑；而在上海一帶的軟土地區，亦開始出現少量的兩層地下室，開挖深度-8m左右，開始多應用鋼板樁支護。
但此時的計算方法比較簡單，多採用「等值樑法」、「彈性曲線法」等簡易方法對支護結構進行計算，對基坑的穩定研究較少。
進入90年代，我國的高層和超高層建築進入乙個迅速發展階段。以上海為例，2023年只有862幢高層建築，2023年發展至1304幢，2023年為1953幢。其他大中城市同樣也發展迅猛。
隨著高層建築的發展為了充分利用地下空間，多層地下室逐漸增多，基坑的開挖深度也逐漸增大。工程實踐的增多，促進了基坑工程科學的發展，此時支護結構的形式逐漸多樣化，水泥土維護結構、鋼板樁、鑽孔灌注樁、挖孔樁、地下連續牆等同時加以採用。支撐形式亦得到發展，鋼支撐和各種形式鋼筋混凝土支撐都有應用。
在計算理論和計算技術方面提高更快，有限元方法和計算機的應用日趨普及，大大提高了計算精度。
深基坑支護技術的發展趨勢：
（一）改變傳統的靜態設計觀念
對於深基坑支護結構的設計，國內外至今尚沒有一種精確的計算方法，我國也沒有統一的支護結構設計規範。深基坑支護結構的設計仍採用傳統的「結構荷載法」，計算結果與深基坑支護結構的實際受力有較大差距，既不安全也不經濟。國內外岩土工作者對**和建立動態設計體系已形成共識，許多學者己開始從事這方面的研究。
近十幾年來，我國在深基坑支護技術上已經積累很多實踐經驗，收集了施工過程中的一些技術資料，已初步摸索出岩土變化支護結構實際受力的規律，為建立深基坑支護結構設計的新理論打下了良好的基礎。
（二）建立變形控制的新的工程設計方法
按變形控制設計中變形控制量應根據基坑周圍環境條件因地制宜確定，不是要求基坑圍護變形愈小愈好，也不宜簡單地規定乙個變形允許值，應以基坑變形對周圍市政道路、地下管線、建（構）築物不會產生不良影響，不會影響其正常使用為標準。鑑於此，應建立新的變形控制設計方法，著重研究以下問題:
（1）支護結構變形控制的標準。這是關係支護結構成敗的決定性資料，但至今仍未有乙個具體標準。
（2）空間應變簡化為平面應變。這是如何將開挖過程中的空間效應轉化為設計中的平面應變問題。
（3）地面超載的確定及其對支護結構變形的影響。
（三）**新型支護結構的計算方法
隨著大量高層、超高層建築以及地下工程的不斷湧現，對基坑工程的要求越來越高，隨之出現的問題也越來越多，導致許多新的支護結構型式相繼問世，如：雙排樁、土釘、組合拱帷幕、旋噴土錨、預應力鋼筋混凝土多孔板等。但是，這些支護結構型式的計算模型如何建立、計算簡圖怎樣選取、設計方法如何趨於正確，仍是當前新型支護結構設計中急需解決的問題。
目前，深基坑支護結構正在向著綜合性方向發展，即受力結構止水結構相結合、臨時支護結構與永久支護結構相結合、基坑開挖方式與支護結構型式相結合。這些結合必然使支護結構受力複雜，因此，工程技術人員必須**新型支護結構的計算方法。
（四）開展支護結構的試驗研究
理論來自於實踐，我國至今在深基坑支護結構方面尚未進行系統的試驗研究。在支護工程施工的過程中積累的技術資料很豐富，但缺少科學的測試資料，無法進行科學分析。一些支護結構工程成功了，也講不出具體成功之處；一些支護結構工程失敗了，也說不清失敗的真實原因。
因此，開展支護結構的試驗研究是非常有必要的。通過實驗室模擬試驗和工程現場試驗，發現問題、總結規律，尋找解決的問題的最佳途徑，為其他工程提供經驗和方法，減少工程事故的發生,為深基坑支護結構計算方法提供了可靠的第一手資料。
（五） 優化深基坑支護結構方案
深基坑支護結構的設計與施工不同於上部結構，除地基土類別的不同外，地下水位的高低、土的物理力學性質指標以及周圍環境條件等，都直接與支護結構的選型有關。在深基坑工程中，支護結構方案的選擇至關重要，支護結構型式選擇的合理，就能做到安全可靠、施工順利、縮短工期，帶來可觀的經濟與社會效益。反之，乙個不合理的方案即使造價很高，也不一定能保證安全。
可見，支護結構形式的優化選擇是深基坑支護技術發展的必然趨勢。
（六）發展資訊監測與資訊化施工技術
基坑工程力學引數的不確定性及施工過程的不可預見性，使基坑工程設計和施工中難免出現與實際地層條件不符合的情況，需要在施工過程中通過監測資訊的反饋來修正設計，指導施工。因此，基坑工程監測是基坑工程施工中的乙個重要的環節，組織良好的監測能夠將施工中各方面資訊及時反饋給基坑開挖組織者，根據**判定施工對周圍環境造成影響的程度，對基坑工程圍護體系變形及穩定狀態加以評價，並**進一步挖土施工後將導致的變形及穩定狀態的發展，制定進一步施工策略，實現所謂資訊化施工。
三、課題工程概況
擬建工程為成都市西南石油大學教學大樓。擬建建築物為二層框架結構，地面以上6層，地下2層，總建築面積69533m2，建築±0.00相當於絕對標高17.
25m，整平後地面標高為17.00m，其它標高均以此為準，地下室負二層底板頂標高為-7.75m，基坑開挖深度為8.
50m,框架結構。基坑北面和東面均為公路路，最近距離為15 m,下設通訊電纜、煤氣管線等設施。西側為居民住宅樓，樓高五層，其最近距離為10.
5 m，南側為研究院大樓，最近距離為12.5 m。基坑重要性等級二級。
基坑平面圖
四、本課題的主要研究內容及途徑
1、內容：該課題主要分為兩個部分設計，基坑支護方案設計和基坑降水方案設計。各部分的設計步驟分別為：
（一）基坑支護方案設計
（1）基坑支護方案的選擇
（2）支護結構設計與計算
①採用計算設計理論，選取計算模型。
②確定施工材料要求（包括：混凝土強度，鋼筋型號等）。
（3）繪製基坑支護平面圖和剖面圖和節點圖
（4）監測方案和監測設計。
（二）基坑施工方案設計
（1）土方開挖施工方案的選擇
（2）支護工程施工方法及作業流程
（3）工程的安全技術措施
（4）雨期施工技術措施
（三）基坑降水方案設計
（1）基坑降水方案的技術要求
（2）降水設計計算以及基坑湧水量的計算
（3）降水對周圍建築物的影響分析
（4）基坑降水方案的選擇
（5）降水工程監測與維護要求
（6）降水井施工工藝
2、途徑：主要使通過閱讀大量的文獻資料和自身所學的專業知識，提出設計方案，對各個方案進行技術經濟比較選取最優方案經老師批准合格後，然後進行施工方案設計，使之滿足各種規範的要求，然後將方案以圖紙的形式表達出來。
五、基坑支護的設計要求與設計思路
基坑支護設計方案的重點在於可行性方案的篩選與優化,對支護結構方案的選擇和優化可按以下步驟進行:
1、先對要施工的基坑支護工程進行考察,如果深度較大,應首先考慮懸臂式支護結構,該結構主要利用基坑地面以下土體提供的土壓力來維持支護體系平衡,主要結構形式為樁排支護結構和地下連續牆兩類,若邊坡土質較好,地下水位較低,一般採用樁排支護結構。一般情況下,如果基坑較淺或被動區土層性質較好時,懸臂式支護方案較為經濟合理;而當基坑較深或被動區土層性質較差時,該方案就相對不經濟。
2、如果懸臂式支護結構不合理,我們還可以考慮其他形式的可行方案,比如鋼板樁支護、土釘支護、網狀樹根樁加固、逆作法等。工程設計人員應根據工程的具體情況,具體問題具體分析,通過綜合評定、比較分析的方法來確定支護結構的種類以及不同基坑支護方案所需的支護材料。
3、在設計支護方案的時候,還要充分考慮地下水的影響,因為它直接關係到設計方案的成敗。但同時需要注意的是施工現場的土質是否適合井點降水,有時候還要考慮採用井點降水會不會影響周圍環境,通常的情況下,為了減少井點降水對環境造成的負面影響(比如引起的地面附加沉降等),我們還可採用井點回灌技術,盡量將這種負面影響減少到最低程度。
土木工程畢業設計開題報告
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