基坑支護(hù)開題報(bào)告改1

1、開題報(bào)告（該表格由學(xué)生 獨(dú)立完成）勺可建議填寫以下內(nèi)容簡述課題的作用、意義，在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，尚待研究介問題成任務(wù)白 能思路和方案;需要的主要儀器和設(shè)備等;要參考文獻(xiàn)。1、設(shè)計(jì)課題的意義：1.1題目背景近些年來，隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高層建筑大批興建，發(fā)展趨勢是層數(shù)增多，高度增大， 基礎(chǔ)埋深加大，平面布置更加復(fù)雜，與周圍建筑物聯(lián)系更加緊密。城市地下空間的開發(fā)利用，使 得基坑面積和開挖深度越來越大，因此，傳統(tǒng)基坑支護(hù)方式面臨深度與廣度的挑戰(zhàn)。深基坑支護(hù) 正是在人們的不斷實(shí)踐探索中發(fā)展起來，具有一定的地區(qū)經(jīng)驗(yàn)性，方法靈活多變，視工程實(shí)際而 定。本設(shè)計(jì)正是這一背景下的深基坑。本項(xiàng)目是集

2、金融辦公、酒店、商業(yè)、商務(wù)公寓、拆遷賠償 住宅于一體的大型綜合項(xiàng)目，建筑物為高度439m超高層建筑物，基坑深度約為20.8m，地下室4 層?；又苓叚h(huán)境條件很復(fù)雜，破壞后果很嚴(yán)重；場地工程地質(zhì)條件復(fù)雜，本工程基坑工程安全 等級為一級。為確?；娱_挖、地下室結(jié)構(gòu)施工的順利進(jìn)行和施工安全，減少或避免對周邊環(huán)境 的不利影響，基坑工程施工時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的防護(hù)措施。1.2研究意義各種建筑物與地下管線都要開挖基坑，一些基坑可直接開挖或放坡開挖，但當(dāng)基坑深度較深， 放坡不便時(shí)，可以采用基坑支護(hù)。過去支護(hù)比較簡單，也就是鋼板樁加井點(diǎn)降水，一般能滿足基 坑安全施工，而對于深基坑已不能滿足要求，近幾年來隨著我國綜合

3、國力的提升，超高層建筑規(guī) 模逐年攀升，基坑深度和體量的增大，對支護(hù)技術(shù)的發(fā)展提出挑戰(zhàn)。1.3國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀由于深基坑的增多，支護(hù)技術(shù)發(fā)展很快，多采用鉆孔灌注樁，地下連續(xù)墻，深層攪拌水泥土 墻、加筋水泥土墻和土釘墻等，計(jì)算理論相比較于從前都有很大的改進(jìn)。支撐方式有傳統(tǒng)的鋼柱 （或者型鋼）和混凝土支撐，亦有在坑外采用土錨拉固。內(nèi)部支撐形式也有多種，有對撐，角撐， 桁架式邊撐等。在地下連續(xù)墻用于深基坑支護(hù)的方面，還推廣了 “兩墻合一”和逆作法施工技術(shù)， 能有效的降低支護(hù)結(jié)構(gòu)的費(fèi)用和縮短工期。軟土基坑主要支擋方法、技術(shù)類型：基坑工程中采用的圍護(hù)墻、支撐（或土層錨桿）、圍檁、 防滲帷幕等結(jié)構(gòu)體系總稱

4、為支護(hù)結(jié)構(gòu)。支護(hù)結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)方法是鋼板樁加支撐系統(tǒng)或鋼板樁錨拉系 統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是材料可以回收，但拔出板樁時(shí)會引起土體的變形。目前軟土地區(qū)經(jīng)常采用的主要基 坑支擋類型有：1）深層攪拌水泥土擋墻（以下簡稱攪拌樁）：將土和水泥強(qiáng)制攪和成水泥土樁，結(jié)硬后成為具 有一定強(qiáng)度的整體壁狀擋墻，一般用于開挖深度不超過7m的基坑，適合于軟土地區(qū)，環(huán)境保護(hù) 要求不高，施工低噪聲、低振動，結(jié)構(gòu)止水性較好，造價(jià)經(jīng)濟(jì)，但圍護(hù)較寬，一般取基坑開挖深 度的0.70.8倍。 國內(nèi)外試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐表明，攪拌樁適宜于加固淤泥、淤泥質(zhì)土和含 水量較高而地基承載力小于120kPa的粘土、粉質(zhì)粘土、粉土等軟土地基。攪拌樁用于泥炭土或

5、土中有機(jī)質(zhì)含量較高，酸堿度較低（PH值7）及地下水有侵蝕性時(shí)，宜通過試驗(yàn)確定其適用性。 當(dāng)?shù)乇黼s填土層為厚度大于100mm的石塊時(shí)，一般不宜使用攪拌樁。攪拌樁的平面布置可視地質(zhì) 條件和基坑圍護(hù)要求，結(jié)合施工設(shè)備條件，分別選用樁式、塊式、壁式、格柵式或拱式，它在深 度方向可采取長短結(jié)合形式。2）鉆孔灌注樁擋墻：直御600中1000mm，樁長1530m，組成排樁式擋墻，頂部澆筑鋼筋混 凝土圈粱，用于開挖深度為6m13m的基坑。具有噪聲和振動小，剛度大，就地澆制施工，對周 圍環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)。適合軟弱地層使用，接頭防水性差，要根據(jù)地質(zhì)條件從注漿、攪拌樁等方 法中選用適當(dāng)方法解決防水問題，整體剛度較差

6、，不適合兼作主體結(jié)構(gòu)。樁身質(zhì)量取決于施工工 藝及施工技術(shù)水平，施工時(shí)需作排污處理。3）地下連續(xù)墻：在地下成槽后，澆筑混凝土，建造具有較高強(qiáng)度的鋼筋混凝土擋墻，用于開挖 深度達(dá)10m以上的基坑或施工條件較困難的情況。具有施工噪聲低，振動小，就地澆制、墻接頭 止水效果較好，整體剛度大，對周圍環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)。適合于軟弱土層和建筑設(shè)施密集城市市 區(qū)的深基坑，高質(zhì)量的剛性接頭的地下連續(xù)墻可作永久性結(jié)構(gòu)，并可采用逆作法施工。地下連續(xù) 墻按成樁（成槽）形式的不同，劃分為樁排式連續(xù)墻和壁式連續(xù)墻兩大類，前一類主要用各種類 型的樁，相互連接或搭接以及交錯(cuò)的單樁連鎖組成的直線、圓弧、圓形等形式的排樁組合，具有

7、一定的入土深度，墻頂用壓頂粱連在一起，形成地下連續(xù)墻的墻體。壁式地下連續(xù)墻具有多種功 能，有著廣泛的應(yīng)用前景。最主要用于深基坑工程的圍護(hù)，特別適合于軟土地區(qū)深基坑的開挖。4）SMW工法（勁性水泥土攪拌樁）：勁性水泥土攪拌樁以及水泥土攪拌樁法為基礎(chǔ)，凡是適合應(yīng) 用水泥土攪拌樁的場合都可以使用勁性樁。特別是適合于以粘土和粉細(xì)砂為主的松軟地層，對于 含砂卵石的地層要經(jīng)過適當(dāng)處理后方可采用。勁性樁是在水泥土攪拌樁中插入受拉材料構(gòu)成的， 常插入H型鋼。勁性樁適宜的基坑深度與施工機(jī)械有關(guān)，國內(nèi)目前一般以基坑開挖深度610m， 國外尤其是日本由于施工鉆孔機(jī)械先進(jìn)，基坑深度達(dá)到20m以上時(shí)也采用SMW工法，勁

8、性樁法可 取得較好的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效果。5）土錨：用拉桿錨固支護(hù)基坑的開挖或用作抗拔樁抵抗浮托力等的應(yīng)用已日益普遍。拉錨最大 的優(yōu)點(diǎn)是在基坑內(nèi)部施工時(shí)，開挖土方與支撐互不干擾，尤其是在不規(guī)則的復(fù)雜施工場所，以錨 桿代替擋土橫撐，便于施工。這是人們樂于大量使用的主要原因。隨著對錨固法的不斷改進(jìn)和使 用可靠性的監(jiān)測手段，使拉錨支護(hù)的范圍更加廣泛。拉錨是將一種新型受拉桿件的一端（錨固段） 固定在開挖基坑的穩(wěn)定地層中，另一端與工程構(gòu)筑物相聯(lián)結(jié)（鋼板樁、挖孔樁、灌注樁以及地下 連續(xù)墻等），用以承受由于土壓力等施加于構(gòu)筑物的推力，從而利用地層的錨固力以維持構(gòu)筑物（或土層）的穩(wěn)定。錨桿支護(hù)體系由擋土構(gòu)筑物，腰粱

9、及托架、錨桿三個(gè)部分所組成，以保證施 工期間邊坡的穩(wěn)定與安全。6）土釘墻：土釘墻支護(hù)是通過沿土釘通長與周圍土體接觸形成復(fù)合體。在土體發(fā)生變形的條件 下，通過土釘與土體的接觸界面上的粘結(jié)力或摩擦力，使土釘被動受拉，通過受拉工作面給土體 約束加固，提高整體穩(wěn)定性和承載能力，增強(qiáng)土體變形的延性。土釘墻適用于地下水位以上或人 工降水后的粘性土、粉土、雜填土及非松散砂土和卵石土等。對于淤泥質(zhì)土、飽和軟土，應(yīng)采用 復(fù)合型土釘墻支護(hù)。1.4基坑支護(hù)研究、發(fā)展趨勢1）基坑向著大深度、大面積方向發(fā)展，周邊環(huán)境更加復(fù)雜，深基坑開挖與支護(hù)的難度愈來愈大。 因此，從工期和造價(jià)的角度看兩墻合一的逆作法將是今后發(fā)展的主要

10、方向。但逆作法施工受樁承 載力的限制很大，采用逆作法時(shí)不能采用一柱一樁，而是一柱多樁，增加了成本和施工難度。如 何提高單樁承載力，降低沉降，減少中柱樁（中間支承柱），達(dá)到一柱一樁，使上部結(jié)構(gòu)施工速 度可以放開限制，從而加快進(jìn)度，縮短總工期，這將成為今后的研究方向。2）土釘支護(hù)方案的大量實(shí)施，使得噴射混凝土技術(shù)得以充分運(yùn)用和發(fā)展。為減少噴射混凝土的 回彈量以及保護(hù)環(huán)境的需要，濕式噴射混凝土將逐步取代干式噴射混凝土。3）目前，在有支護(hù)的深基坑工程中，基坑開挖大多以人工挖土為主，效率不高，今后必須大力 研究開發(fā)小型、靈活、專用的地下挖土機(jī)械，以提高工效，加快施工進(jìn)度，減少時(shí)間效應(yīng)的影響。4）為了減少

11、基坑變形，通過施加預(yù)應(yīng)力的方法控制變形將逐步被推廣，另外采用深層攪拌或注 漿技術(shù)對基坑底部或被動區(qū)土體進(jìn)行加固，也將成為控制變形的有效手段被推廣。5）為減小基坑工程帶來的環(huán)境效應(yīng)（如因降水引起的地面附加沉降），或出于保護(hù)地下水資源 的需要，有時(shí)基坑采用帷幕型式進(jìn)行支護(hù)。除地下連續(xù)墻外，一般采用旋噴樁或深層攪拌樁等工 法構(gòu)筑成止水帷幕。目前，有將水利工程中防滲墻的工法引入到基坑工程中的趨勢。6）在軟土地區(qū)，為避免基坑底部隆起，造成支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移加大和鄰近建（構(gòu)）筑物下沉， 可采用深層攪拌樁或注漿技術(shù)對基坑底部土體進(jìn)行加固，即提高支護(hù)結(jié)構(gòu)被動區(qū)土體的強(qiáng)度的方 法。2、完成任務(wù)的可能思路和方案2.

12、1研究的主要內(nèi)容1）根據(jù)設(shè)計(jì)基坑的圖紙情況及其使用任務(wù)和性質(zhì)，確定支護(hù)方案。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合周圍環(huán)境 條件與主要技術(shù)指標(biāo)的應(yīng)用，進(jìn)行基坑支護(hù)方案的設(shè)計(jì)與比較，確定最優(yōu)支護(hù)方案，考慮一個(gè)合 理可行并且在經(jīng)濟(jì)、施工難易、安全穩(wěn)定性上都相對最優(yōu)的支護(hù)方案。2）設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則；選擇設(shè)計(jì)方案的依據(jù)（基坑幾何尺寸、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu) 將要承受的荷載及基坑場地的工程勘測地質(zhì)和水文情況）；基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案的選擇以及相關(guān)的 內(nèi)力計(jì)算、穩(wěn)定性驗(yàn)算并且由上述計(jì)算為依據(jù)所設(shè)計(jì)出的支護(hù)結(jié)構(gòu)的尺寸、配筋情況并驗(yàn)算合格。 最后完成施工圖設(shè)計(jì)階段應(yīng)完成的各種圖、表及設(shè)計(jì)說明書。2.2擬采用的研究方案（方案一）排樁

13、支護(hù)與止水方案：排樁支護(hù)技術(shù)條件成熟、簡單，采用鉆孔灌注樁加內(nèi)支撐支護(hù) 結(jié)構(gòu)，配合旋噴樁做止水圍幕，也可考慮咬合樁加內(nèi)支撐施工工藝，其止水效果較為優(yōu)越。（方案二）地下連續(xù)墻方案：地下連續(xù)墻加內(nèi)支撐，既可作為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，又可作為地下室外 墻，止水效果好，安全性高，但施工工藝較為復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)和技術(shù)含量較高。上述二種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、工期及對周邊地鐵、建筑物、道路的影響程度等進(jìn)行 綜合考慮，擬選用“地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐”方案。2.3研究方法和措施根據(jù)土力學(xué)所學(xué)，確定荷載，包括土壓力、水壓力等；采用考慮樁土共同作用的彈性地基上 的桿系或框架模型，根據(jù)施工過程中發(fā)生的實(shí)際工況分步進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)

14、考慮施工工況引起結(jié)構(gòu) 的先期位移以及支撐變形的影響或采用荷載增量方法進(jìn)行計(jì)算，即所謂“先變形，后支撐”的原 則。還有極限平衡法：常用的極限平衡法有自由端法（簡支端法）和固定端法（等值梁法）。自由端 法把基坑以下的樁段看作一簡支端，整個(gè)樁繞樁底轉(zhuǎn)動。錨固力作用的點(diǎn)看作是另一支點(diǎn)，整個(gè)樁 相當(dāng)于一個(gè)簡支梁。由橫向力的平衡方程和對支護(hù)點(diǎn)或支護(hù)結(jié)構(gòu)底端的力矩平衡，可求出錨固力和 樁的嵌固深度。這實(shí)際上是把支護(hù)結(jié)構(gòu)當(dāng)作為分離體處理整個(gè)分離體處于平衡狀態(tài)。所謂固定端 法也叫等值梁法，實(shí)際上這種方法是把樁當(dāng)作三鉸支梁。錨固點(diǎn)為一處鉸支，土壓力強(qiáng)度為零的點(diǎn) 為一處鉸支，底端彎矩為零的點(diǎn)為另一處鉸支。由于對土壓

15、力為零的點(diǎn)列力矩平衡方程求出錨力 因而該點(diǎn)的彎矩為零。又由于該點(diǎn)為反彎矩點(diǎn)，該點(diǎn)上下彎矩變號。適當(dāng)調(diào)整錨固力的位置，可使 正負(fù)彎矩值大致相等。建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)5建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程6（JGJ120-99）基本屬于固定端法，只是 在基坑下主動土壓力簡化為矩形分布。彈性地基梁法：彈性地基梁法認(rèn)為，水平方向的地基反力與墻體位移的關(guān)系可用下式來表示：P Kxmyn中：p水平方向地基反力強(qiáng)度;K由土的性質(zhì)決定的地基反力系數(shù);x開挖面以下的深度;Y墻體的水平位移。當(dāng)指數(shù)為1時(shí)為線彈性地基反力分布，即地基反力與墻體位移y成比,當(dāng)指數(shù) 不為1時(shí)，為非線彈性地基反力分布。非線彈性地基反力分布，計(jì)算復(fù)雜，工程上用的較少

16、。在使用 彈性地基梁法時(shí)，需要先確定設(shè)計(jì)樁長,也需要先確定地基反力系數(shù)。有人認(rèn)為，地基反力系數(shù)難以 準(zhǔn)確地確定，因而對這種算法的精確性持懷疑態(tài)度。也有人認(rèn)為這種方法能計(jì)算出樁墻的變形并 且比有限元法簡單，是一種值推廣的方法。需要的主要儀器和設(shè)備等AutoCAD、word、excel、有限元軟件、理正軟件主要參考文獻(xiàn)4.1設(shè)計(jì)規(guī)范1）建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（JGJ120-2012）2）巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）3）建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002）4）錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范（GB50086-2001）5）巖土錨桿（索）技術(shù)規(guī)程CECS22-20056）建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范（GB50330-2002）4.2參考書1）路基路面工程（第二版）鄧學(xué)鈞主編，北京，人民交通出版社2）土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析、原理與程序陳祖煜，中國水利水電出版社3）土力學(xué)