基坑支护毕业设计开题报告
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1 课题的研究目的和意义
随着经济的发展社会的进步,大城市的高层建筑,地下建筑,还有隧道等工程的大幅度增加,而同时为了节省土地,充分利用地下空间,深基坑工程也随之不断增加。深基坑工程是一个古老而具有划时代特点的综合性的岩土工程课题,因为它既涉及到土力学典型强度问题和变形问题,又涉及到土体与支护结构的相互作用问题。经过分析不难看出,基坑工程的发展是一种新的支护型式的出现带动新的分析方法的产生,并遵循实践,认识,再实践,再认识的规律而逐渐趋向成熟。20世纪30年代,太沙基和皮克等最先从事基坑工程的研究,60年代在奥斯陆等地的基坑开挖中开始实施施工监测,从70年代起,许多国家陆续制订了指导基坑开挖与支护设计和施工的法规。我国于20世纪80年代初才开始出现大量的基坑工程。80年代前,国内为数不多的高层建筑的地下室多为一层,基坑深不过4 m,常采用放坡开挖就可以解决问题。到80年代,随着高层建筑的大量兴建,开始出现两层地下室,开挖深度一般在8 m左右,少数超过10 m。进入90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10 m 的比比皆是。
基坑支护工程的设计与施工,既要保证整个支护结构在施工过程中的安全,又要控制结构和周围土体的变形,以保证周围环境(相邻建筑物和地下公共设施等) 的安全。因此,如何确保基坑工程的安全可靠、经济合理、实用可行是当前现代化城市建设中一个非常重要和迫切的问题。特别是在20世纪,随着大基坑工程的要求越来越高,随之出现的问题也越来越多。本设计力求在宫老师的指导下,因地制宜做出一个合理的设计。
泛海酒店基坑支护结构设计地处旅游区与住宅区交界处,地理位置十分重要,土地资源珍贵,该地区地下室较少,泛海酒店为两层地下室结构,将为以后的城市地下空间开发与利用奠定坚实的基础,同时该地下室也可作为本市的标志性地下建筑,具有一定的经济影响力。
选定该课题也是为了培养自己的综合能力。根据土木工程专业(岩土与地下工程方向)的培养目标要求及本人毕业后的主要服务去向,通过毕业设计,能够使我们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。通过泛海酒店基坑支护结构设计,使我们在应用现行规范、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,提高分析问题、解决问题的能力。
在毕业设计的过程中,使我们对基坑支护设计的全过程有了系统的了解和初步的掌握,在此过程中,我们对以前所学的知识进行了一次综合性的复习,并把零散的知识进行了一次有选择性的系统综合,从而把我们四年所学的各种知识进行了融会贯通。在做这次毕业设计的过程中我们依据实际情况并考虑各种外界因素进行理论与实际相结合的基坑支护设计,这次毕业设计课程,巩固了我们的专业知识,培养了我们的动手能力,对我们以后的学习和工作有深刻的指导意义和实际价值。
2 文献综述(课题研究现状及分析)
2.1基坑支护方向的研究现状
改革开放以来,我国在交通、水利水电、市政、地下工程开发和利用等基础设施领域取得了令人瞩目的成就,尤其是近十年来,更取得了突飞猛进的发展,其中铁路隧道、公路隧道、水利水电隧洞、市政共同沟以及城市地铁也取得了前所未有的发展,同时在设计和施工技术水平上也有了很大提高。我国改革开放和国民经济持续高速增长的形势下,全国工程建设亦突飞猛进,高层建筑迅猛发展,建筑高度越来越高,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,其埋置深度也就越来越深,对基坑工程的要求越来越高,随着人防、地铁、地下商场、仓库、影剧院等大量工程的建设,特别是近年来的工程实践,城市地下空间开挖技术得到了长足发展和提高。我国城市地下工程、隧道及井孔工程等先后采用了明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法、沉管法、冻结法及注浆法等,这些技术有的已达到国际先进水平。促进了建筑科学技术的进步和施工技术、施工机械和建筑材料的更新与发展。为了保证建筑物的稳定性,建筑基础都必须满足地下埋深嵌固的要求。随之出现的问题也越来越多,这给建筑施工、特别是城市中心区的建筑施工带来了很大的困难。
地下工程包括市政管线工程,地下仓储工程,地下商场,地下车库,城市地下空间综合开发利用等地下建筑物以及大中型平战结合工程。随着现代化城市高密度化,生活水准的高标准化,各种供给设施(如电信、电气、煤气、上下水等)的需求量将会急剧增加,需要改造和增设的供管线愈来愈多,解决这一问题的最好对策乃是进行统一规划与管理的城市地下共同沟(城市地下公用事业综合隧道) ,1994年上海浦东建成了我国第一条规模较大的张扬路共同沟。城市地下空
间开发利用,目前较广泛的有高层建筑物地下室,平战结合的人防工程,如上海人民广场地下商场,哈尔滨、长春地下商业街等。利用地下工程恒温恒湿,受地面干扰小,防灾抗灾能力强等的特点,我国修建了许多地下储库,如地下粮库、油库、金库等。随着我国经济和科技的发展,地下工程的应用领域和应用深度将不断拓展。
国外城市地下空间开发利用起步早,大规模的开发大约经历了150多年的发展历程,经验比较成熟。国外地下空间的开发开始于建设地铁,比如说英国伦敦1863年就建成了世界上第一条地铁,开创了城市地下铁道建设的先河,美国纽约1865年建设是第一条地铁,法国的巴黎1900年建设了第一条地铁,德国的柏林1902年建设了第一条地铁,西班牙的马德里1919年建设了第一条地铁,日本的东京1927年建设了第一条地铁,目前世界上已经修建地铁投资运营的国家和地区有40多个,城市有一百多个。
国外地下空间的开发开始于第二次世界大战,第二次世界大战战前加强地下工势建设,牵引了地下空间的开发。第二次世界大战中战略轰炸已经成为战争的主要样式,巨大的平民伤亡和财产损失,使各交战国充分认识加强民防工程建设,修建地下防护设施的重要地位和作用,在遭受敌空袭时,民防和地下防护设施建设相对较好的英国平均每受弹一吨伤亡1人,在过去的战争中,军队的伤亡人数和平民的伤亡人数是20:1,而现代战争军人的伤亡人数和平民的伤亡人数是1:20,所以在战后欧洲各国在十分重视在民用建筑下面修建防空地下室,并以法律形势加以规定,瑞士作为一个中立国家,接近300年没有战争,但是瑞士所有的建筑物都修建了地下防护工程,它的地下空间的开发主要是战时的防护和防灾。注重立体开发,充分利用地下空间的多功能性,建设四通五达的地下城,从地铁交通工程、大型建筑物向地下自然的延伸发展,到复合型地下综合体,再到地下城,形成了地下交通、地下商业、地下疏散干道、地下共同管沟建设的有机融合。同时,公共建筑也向地下发展,如公共图书馆、会议中心、展览中心、体育馆、音乐厅、大型的科研实验室等文化体育设施。国外的地下建筑的内部空间环境质量、应急系统和运营管理都达到了较高的水平。例如:美国基本上是实行道路交通的地下化,比如波士顿中央大道就是经历了城市由高架道路转入地下的过程,验证了城市道路及高架道路走进地下化的发展趋势,美国的地铁建设在世界上运营最长,纽约有443公里,车站达504个,每天有510多万人在地铁里面运行,每年将近20亿人次,真正的市中心曼哈顿地区常住人口只有10万,但白天进入该地区是300万,多数是乘坐地铁的人员。法国也是城市地下空间开发较早国家,一是对废弃的矿井进行再开发利用,改变为城市的下水道和防空设施,巴黎市早