开题报告-基坑设计

1．目的及意义（含国内外的研究现状分析）随着城市现代化建设的不断发展，城市建设用地日益减少，并且越来越多的人涌入城市，有限的城市地面空间己不能满足人们日益增长的生活和工作需要，使得我们更多地向高度上寻找发展空间。目前，各类地下工程诸如越江隧道、地铁车站和区间隧道、地下车库、地下商场、地下街道、地下医院、地下仓库、地下民防工事及包括地下车道的高架、立交交通网已到处可见。国外著名的地下工程有法国巴黎的中央商场，美国明尼苏达大学土木与采矿工程系的办公大楼和实验室，日本东京八重洲的地下街等。这些工程的共同特点之一是都需进行大规模地下开挖，其中主要手段之一是基坑工程施工。20世纪是地上工程发展的世纪，而21世纪则是地下工程的世纪。随着生产力的发展和技术理论的日趋建立与成熟，地下工程的发展也日新月异。无论是在国内还是国外，特别是在近10年中，基坑工程工程发展步伐更是加快。例如天津和黄地铁广场工程建筑物总高度240.6m，建筑面积32.52万平方米，是天津市南京路沿线上的地标建筑。基坑开挖长度为180m，宽90m，深度20m。该工程基坑支护形式采用地下连续墙，与结构楼板内连接。连续墙施工厚度为1000mm，施工深度为34.4m，施工长度567.987m，共98槽。轨道交通亦庄线肖村桥车站基坑开挖深度16.7m，基坑长192.4，宽19.7，总建筑面积10200平方米。国外深基坑工程多采用地下连续墙，其技术成熟可靠，能挡土阻水，并可作为永久性承重结构，其厚度1.0m-1.5m，深40m-50m。意大利成功研制出一种碾磨机，叫Romill依靠传感器的数据采集系统对施工过程实时反馈并指导施工。同时利用废土处理技术实现文明施工。国外注重对施工过程实时监测，利用电脑数据采集系统跟踪反馈相关技术参数变化，不断完善设计或施工方案。近年来，复合锚喷支护、SMW工法、双（多）排桩、围筒支护、高压喷射注浆法等都有了弥足发展。基坑工程是为保证基坑施工、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、降水和上方开挖与回填，包括勘察，设计、施工、监测和检测等。基坑工程是一个综合性的岩土工程，既涉及土力学中典型的强度、稳定与变形问题，又涉及土与支护结构的相互作用问题。基坑的支护是基坑开挖的一大挑战，深基坑支护设计与施工应综合考虑工程地质与水文地质条件、基础类型、基坑开挖深度、降排水条件、周边环境对基坑侧壁位移的要求、基坑周边荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素，做到因地制宜、因时制宜、合理设计、精心施工、严格监控。降水是基坑开挖的又一挑战，建筑基坑工程土方开挖一般要求无水的工作面，要求将基坑区地下水位降至基坑底以下0.5一1.0m。交通和水利工程中有时基坑工程土方开挖采用水下开挖，通过水下浇注混凝土底板封底，然后抽排水，创造地下结构作业条件。为了在基坑开挖和地下室施工过程中，保证基坑相邻建筑物、构筑物和地下管线的安全及正常使用，要求基坑围护体系能限制周围土体的变形，使其不会对相邻建筑物、构筑物和地下管线，以及主体结构基础产生损害。基坑工程是一项古老又有时代特点的岩土工程课题。而且随着人们探索研究的不断深入，基坑工程发挥的效益也越来越凸显，但我们在看到它进步的同时也要关注那些惨痛基坑垮塌的例子。这也就要求人们在保证安全的前提下优化设计，精心施工，严格把关，如何进行基坑支护降水的设计，使其在施工期间不发生安全事故且最经济实惠是基坑开挖的一个重要问题，是一个降低造价减少施工成本的重要解决途径。因此,如何安全且合理地根据基坑工程的特点和土质特点进行科学的设计是基坑工程要解决的主要内容。这既能取得良好的经济效益和社会效益，更是基坑工程健康良性发展的基础与动力。本毕业设计就是要对武汉某办公综合楼基坑进行设计，通过对比当前及基坑设计施工技术方法，不断优化，在安全与经济上或得最优解。2．研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施武汉市江岸区兴建x项目，拟建1栋24层的办公楼，楼高为99.95m，拟采用框架筒体结构，设有3层满铺地下室，拟采用框架结构。该项目用地面积5400.7m2，总建筑面积（含地下室）44436m2。拟建建筑物性质及主要结构参数见下表：表1建筑物名称抗震设防分类层数结构类型室外地面设计标高0.00（m）基础埋置深度（m）荷重（标准值）（KN）中柱边柱x设计大厦项目丙类24层框架筒体结构26.35-15.93500019000地下室丙类3层框架结构26.35-15.265003200该项目由x.x.有限公司设计，根据所提供的《勘察委托书及岩土工程勘察技术要求》，本工程建筑结构安全等级为二级，抗震设防烈度为6度。依据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001，2009年版）第3.1.1-3.1.4条，本项目建筑物工程重要性等级为二级，场地复杂等级为二级，地基复杂程度等级为二级，综合确定岩土工程勘察等级为乙级。具体的工程地质情况和水文地质情况另见详细资料。设计者应根据该工程的概况、地质条件等原始资料，利用天汉、理正软件得出该基坑的土压力、支护内力、力矩等计算分析结果，在规定的期限内完成以下主要毕业设计内容：武汉某办公综合楼的基坑支护设计及监测。设计主要内容：1、基坑工程的基本概念，研究目的意义，研究现状以及主要研究的内容。2、基坑支护选型的比较及各自的优缺点和适用性进行优化设计，相关的国家规范和地方标准等。3、基坑设计计算和验算基本公式及解题框架，包含理论公式推导，计算思路，计算步骤和与设计有关的参数选取方法等。4、工程实例计算设计：（1）武汉某办公综合楼基坑设计的工程概况，明确设计的主要任务(包括基坑土压力、基坑支护等计算分析与设计；基坑的降水设计选型及分析；基坑的监测等）：（2）场地岩土工程条件，包括地形地貌，工程地质条件，水文地质条件，基坑周边土层展开图及各土层设计参数选取，基坑周边环境条件。（3）基坑支护设计依据，包括甲方提供的设计依据资料，设计依据的规范和标准和设计采用的计算软件。基坑支护初步设计方案比选与分析。（4）不同部位支护桩及斜撑的计算与设计。(尽可能给出计算步骤、计算过程、计算结果分析和相关图表)（5）毕业设计小结与展望。（6）附图。绘制相应施工图于A3号图纸，如有必要对主要部分图纸还应手工绘制。本次武汉某办公综合楼基坑设计，参照基坑承载能力设计依据，包括甲方提供的设计资料，武汉市编制的地方标准等，应用基坑设计方面的天汉软件、理正软件等进行计算与设计。3．进度安排时间内容第1－2周毕业实习1-2周。收集该工程相关地质资料，基坑支护设计技术的设计规范和国内外研究成果，学习基坑支护设计相关的设计软件。第3－4周完成毕业设计的开题报告，熟悉基坑支护设计软件。第4－7周完成毕业设计书前三部分，包括基坑支护结构设计技术进行设计的目的意义，基本理论和解题框架等，用基坑支护结构设计软件进行试算。第8－14周完成毕业设计的第四部分，工程实例计算，绘图等。第14－15周完成并修订毕业设计。第16周准备毕业设计答辩。答辩截止时间为6月初。4．阅读的参考文献不少于15篇（其中近五年外文文献不少于3篇）[1]建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012).中华人民共和国住房和城乡建设部,2012；[2]建筑基坑工程监测技术规范(GB50497-2009).中华人民共和国住房和城乡建设部,2009；[3]岩土工程勘察报告（详细勘察阶段）.武汉市勘察设计有限公司，2014；[4]业主提供的招标文件、总平图、基础图等，2014.11；[5]基坑工程技术规程（DB42/T159-2012）；[6]建筑桩基技术规范(JGJ94-2008).中华人民共和国住房和城乡建设部,2008；[7]建筑地基基础设计规范(GB50007-2011).中华人民共和国建设部及国家质量监督检验检疫总局,2012；[8]建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2012）.中华人民共和国住房和城乡建设部,2012；[9]混凝土结构设计规范（GB50007-2010）.北京：中国建筑工业出版社，2010；[10]混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）.中华人民共和国建设部及国家质量监督检验检疫总局,2011；[12]地下工程防水技术规范（GB50108-2008）.中华人民共和国住房和城乡建设部,2009；[13]钢结构设计规范(GB50017-2003).北京：中国计划出版社,2003；[14]钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）；[15]建筑钢结构焊接技术规程（JGJ81-2002）；[16]钢筋焊接及验收规程(JGJ018-2012)；[17]JianxiuWang,YuanbinWu,XiaotianLiu,TianliangYang,HanmeiWang,YanfeiZhu.Arealsubsidenceunderpumpingwell–curtaininteractioninsubwayfoundationpitdewatering:conceptualmodelandnumericalsimulations.EnvironmentalEarthSciences,2016；[18]Yu-youYang,Jian-guoLü,Xue-gangHuang,Xiao-mingTu.Sensormonitoringofanewlydesignedfoundationpitsupportingstructure.JournalofCentralSouthUniversity,2013；[19]QingpingJin,XiaoqingLi.ApplicationofsoilnailingwallinfoundationpitsupportinginWuhanarea.2010InternationalConferenceonMechanicAutomationandControlEngineering,2010；[20]JuanjuanWen,YanzhiGao.TheApplicationofGreySystemTheoryintheOptimizingMethodofSupportingModeofDeepFoundationPit.2014FifthInternationalConferenceonIntelligentSystemsDesignandEngineeringApplications,2014；[21]Sheng-LiZhao,YanLiu.Displacementbackanalysisonsupportingstructureofdeepfoundationpitbasedonevolutionaryneuralnrtwork.2009InternationalConferenceonWaveletAnalysisandPatternRecognition,2009；[22]屈伟，陈秋鑫，周峰，李俊才.不同开挖深度基坑支护设计与监测分析.建筑科学，2015；[23]乔景顺，齐平.深大基坑支护分析.河南大学学报.2013,1003-4978（2013）02-0212-04；[24]吴金伟，李佐良，裴相臣.天津一汽丰田基坑支护设计与施工.施工技，2015,1002-8498（2015）21-0064-04。