深基坑支护开题报告

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毕业设计开题报告

设计题目：新纪兀世纪广场基坑支护结构

设计

院系名称：土木与建筑工程学院

专业班级：十木工程（岩土）08-1班

学生姓名：吉立朋

导师姓名：杨晓丰曹继民

开题时间：2012年3月7日

1. 课题研究目的和意义

随着城市的建设基坑支护技术也不断发展，而对于不同的工程环境及条件，采用何种支护形式显得至关重要，同时把是否能保证基坑及周围环境的安全及工程造价作为判断一个支护设计方案是否合理的标准。如果支护结构型式选择合理，就可以做到整个基坑以及整个建筑物的安全可靠，还可以带来可观的经济与社会效益。基坑为房屋建筑、市政工程或地下建筑物在施工时需开挖的地坑。为保证基坑施工、主体地下结构的安全和周围环境不受损害而采取的支护结构、降水和土方开挖与回填，包括勘察、设计、施工和监测等，称为基坑工程。它是地下基础施工中内容丰富而富于变化的领域，是一项风险工程，是一门古老而具有划时代特点的综合性的新型学科，它涉及到工程地质、土力学、基础工程、结构力学、原位测试技术、施工技术、土与结构相互作用以及环境岩土工程等多学科问题。基坑工程采用的围护墙、支撑（或土层锚杆）、围檩、防渗帷幕等结构体系总称为支护结构。基坑支护工程包含挡土、支护、降水、挖土等许多紧密联系的环节，如其中某一环节失效，将会导致整个工程的失败。

本课题是一个实际工程支护问题，针对该工程可培养学生综合能力。设计中，不仅要认真学习现有规范和工程中常用及心形的各种施工工艺和施工技术，而且应结合当地工程经验和方法，将这些经验方法与自身所学的科学文化知识相结合。根据土木工程专业（岩土与地下工程方向）的培养目标要求及毕业生的主要服务去向，通过毕业设计，使每个学生把所学过的专业知识综合应用于实际工程设计中，使理论与生产实践相结合提高工程设计能力，能独立进行基坑支护结构设计。通过新纪元世纪广场基坑支护结构设计，使学生在应用现行规范、标准、技术指标与经济指标等方面得到基本训练，达到对所学专业知识进行巩固、综合掌握和灵活运用的目的，提高毕业生分析问题、解决问题的能力。

本项毕业设计选题为新纪元世纪广场基坑支护结构设计，为详细学习和了解与岩土工程相关的知识，巩固以前学习过的（深基坑支护、基础工程、地基处理、土力学、工程地质学等）知识，并按照现行规范，通过对实际情况的分析把它运用到生产实践中去，同时也培养了调查研究、查阅文献、收集资料和整理资料的能力。通过本次设计使自己能够理论联系实际，并为以后的工作和学习打下坚实的基础。

2. 课题研究现状及分析

2.1 我国基坑工程的发展现状

基坑工程在我国出现比较晚，我国70 年代国内开挖深度达到10m 以上的基坑工程比较少，而且是在较少或者没有相邻建筑物和地下结构物的地区，当时，上海的高层建筑的

地下室大多埋深在4m 左右。北京在七十年代初建成了深20m 的地下铁道区间车站。八十年代后，北京、上海、广东、天津以及其他城市施工的深基坑陆续增加，开挖深度一般在8m 左右，少数超过10m。进入九十年代，我国的高层建筑迅猛发展，同时各地还兴建了许多大型地下市政设施、地下商场、地铁车站等，导致多层地下室逐渐增多，基坑开挖深度超过10m 的比比皆是。为总结各地积累的深基坑设计和施工的经验，中国土木工程学会和中国建筑学会的土力学和基础工程学会，相继召开过多次全国和地方的深基坑学术会议，并出版有关论文集。为了总结我国深基坑支护设计和施工经验，九十年代后相继在武汉市、广东省及上海市等编制了深基坑支护设计与施工的有关法规，并已编制了国家行业标准的有关法规。但我国贯彻执行改革开放政策以来所形成的开放大市场和与国际接轨的外向型运作，使我国的基坑工程领域的发展形成了东西方模式并存的独特格局，而在技术进步和发展上，又存在着地域上的不平衡。

基坑支护技术在我国相对较年轻，无论是设计计算，还是施工监控等方面都处在不断进步和发展的过程中。随着改革开放和经济建设高潮的兴起，许多城市新建和进行改建、扩建，特别是近年在沿海开放城市中高层建筑的大量兴建或地下空间的逐渐开发和利用，基坑工程的设计和施工技术的开发和实践，形成了近年国内岩土工程建设项目的热点。多种形式的围护结构，如排桩挡土、排桩与水泥土复合围护、水泥土搅拌桩支挡、引进的SMW 工法以及地下连续墙等，已经逐步打破了以前单一的板桩(钢板桩、混凝土板桩等)围护的模式而形成了多样化格局，呈现出前所未有的技术发展与更新的势头。

2.2 国外基坑工程的发展现状

深基坑工程在国外称为“深开挖工程” (Deep Excavation)，这比称之为“深基坑”更合适。因为为了设置建筑物的地下室需开挖深基坑，这只是深基坑开挖的一种类型。深开挖还包括为了埋设各种地下设施而必须进行的深层开挖。

基坑工程是一项古老的工程技术，又是一门新兴的应用学科。纵观古今，博览中外，作为基坑工程主要内容的工程地质以及岩土力学与基础工程，虽说作为—门单项学科是近六七十年间的事，但它作为一项工程技术早已不自今日始。20 世纪20 年代，K．Terzaghi 的《土力学》和《工程地质学》的先后问世，标志着本学科走向系统和成型，带动了各国学者和工程技术人员对本门学科和技术的各个方面的探索、深入与提高。20 世纪40 年代Terzaghi 和Peck 等人就提出了预估挖土方稳定程度和支撑荷载大小的总应力法。这一理论原理一直沿用至今，只不过有了许多改进和修正。50 年代Bjerrum 和Eide 给出了分析深基坑底板隆起的方法。60 年代开始在奥斯陆和墨西哥城软黏土深基坑中使用了仪器进行监测，此后的大量实测资料提高了预测的准确性，并从70 年代起产生了相应的指导开挖的法规。

随着城市建设的发展，愈益要求开发三维城市空间。目前各类用途的地下空间已在

世界各大城市中得到开发利用，诸如高层建筑多层地下室、地下铁道及地下车站、地下停车库、地下街道、地下商场、地下医院、地下仓库、地下民防工事以及多种地下民用和工业设施等。国外著名的地下工程有法国巴黎中央商场、美国明尼苏达大学土木工程系的办公大楼和实验室、日本东京八重洲地下街等。

目前，随着科技的发展，特别是电子计算机的广泛应用，极大地推动了岩土工程界

的发展（其中深基坑工程也不例外），各种新的设计计算理论和先进的测试技术不断地被用到建筑基坑工程中，室内外的调查和测试正在实现着半自动化和自动化，有效地减轻了

劳动，提高了效率；岩土工程中非线性计算和数值分析方法得以具体操作和实现，促进

了岩土工程关系和计算从线性向非线性这一质变的过渡；而岩土工程监测技术（包括测试手段、方法与工具）的进步，加速了基坑工程中信息化施工的推行，反过来又迅速提高了人们对基坑工程设计方法和理论的认识，建筑基坑工程的设计原则正从强度破坏极限状态向着变形极限状态控制发展。目前有一部分内容正试行向着概率极限状态（可靠性设计方法）控制的新的方向发展，以便尽早与已经按照可靠性原则进行设计的上部结构设计方法相匹配。近年来，大、重型机械制造技术，特别是美国、日本及欧洲发达国家的大功率、强动力施工机械和大型静动态测试仪器的问世，更加推动了基坑工程理论与技术的迅速发展；而在法国、意大利、日本等国家率先使用的新的基础施工法（如SMW 工法等）的相继问世，又极大地发展了软土开挖与围护的技术。

3. 基本内容、拟解决的主要问题

3.1 设计内容

本设计选题是广褒中心基坑支护结构设计。学生在对《工程地质》、《土力学》、《岩土工程勘察》、《基础工程》、《地下建筑工程规划与设计》等有关专业基础及专业课程

学习的基础上，在教师指导下完成设计任务。本选题的重点是基坑支护结构设计。具体应完成的设计内容如下：

1、设计方案比选：根据基坑周围环境、开挖深度、土质情况、地下水位、高低以及基坑侧壁安全等级进行。拟采用土钉墙，钢板桩，锚杆，地下连续墙等支护结构中的两种或多种。

2、土压力计算：对于碎石和砂土、粘土和粉土分别采用水土分算和水土合算并分别计算静止土压力，主动土压力，被动土压力。

3、支护结构计算：对于锚撑式围护结构采用静力平衡法立柱内力和锚杆水平分力时，自上而下逐层计算。先对第j 层锚杆锚固点取矩,求得入土深度Dj ，然后利用水平力的平衡条件，计算第j 层锚杆的水平力设计值。从而计算出锚杆水平拉力。对基坑开到底后最下面的一道锚杆位置取矩，可计算桩的最后入土深度Dmin 。

4、基坑稳定性验算：主要验算有基坑抗隆起稳定性验算，抗滑移定性验算，抗倾覆