土木工程基坑支护开题报告

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**********

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