毕业设计开题报告____________________ 2011 年毕业设计（论文）课题来源、类型本课题来源于工程实例，属于工民建的深基坑支护结构的设计和施工类型。

拟建的兰州翠庭大厦场地位于兰州市东郊，北临滨河路，西临东半引路，甘肃博物馆以北。

二、选题的目的及意义通过对本次课题（兰州翠屏大厦深基坑支护结构与施工设计）的深入了解，结合以前所学的知识、国家规范及其参考书的借鉴，对最后支护结构设计，施工方案的确定做决定。

通过本次毕业设计的完成，学习、掌握一般工民建深基坑的处理方法，建立一个比较有序的、整体性的，系统性的认识。

为以后的工作做好准备。

本课题在国内外的研究状况及发展趋势近20 年来，我国各大城市万幢大楼拔地而起，10 以上的建筑物已逾1 亿平方米，其高度超过100m 的建筑物已有约200 座，上海金茂大厦高约420.5m，深圳地王大厦高325m,广州中天大厦高322m,他们跻身于当今世界20 座超级巨厦之列，令人瞩目。

同时，这些已建和在建高楼超高大楼，其基坑深度已逐渐由6m、8m 发展至10m、20m 以上。

伴随着这些工程的实施,深基坑工程的设计施工技术已取得了很大的进步。

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。

深基坑工程问题在我国随着城市建设的迅猛发展而出现, 并且曾造成人们困惑的一个技术热点和难点。

深基坑必须进行支护设计。

根据不同的基坑深度,地质,环境与荷载情况采用不同的支护结构,常见的深基坑支护结构类型及其适用范围为：（1）深基坑搅拌桩支护。

它是利用水泥、石灰等材料作为固化剂通过深层搅拌机械,将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应, 使软土硬结成具有整体性, 水稳定性和一定强度的桩体（水泥土搅拌桩） ,利用搅拌桩作为基坑的支柱结构。

水泥搅拌桩适宜于各种成因的饱和粘性土,包括淤泥、淤泥质土、粘土和粉质粘土等, 加固深度可从数米至50~60 米。

由于其抗拉强度远小于抗压强度，故常适用于基坑深度不大（5~7 米），可采用重力式挡墙结构形式的基坑。

这种支护结构防水性能好，可不设支撑，基坑能在开敞的条件下开挖，具有较好的经济效益。

深层搅拌水泥桩除能止水外，对桩侧，桩背的软土加固，能增加桩的侧向承载力，基坑四周地下水封闭后，坑内降水不影响邻近建筑物，起到防止建筑沉降的作用。

（2）排桩支护。

排桩包括钢板桩，钢筋混凝土板桩及钻孔灌注桩，人工挖孔桩等，其支护形式包括：1）柱列式排桩支护：当边坡土质较好，地下水位较低时，可利用土拱作用，以稀疏的钻孔灌注桩或挖孔桩作为支护结构；2）连续排桩支护：在软土中常不能形成土拱，支护桩应连续密排，并在桩间做树根桩或注浆防水；也可以采用钢板桩、钢筋混凝土板桩密排。

3）组合式排桩支护：在地下水位较高的软土地区，可采用钻孔灌注桩排桩与水泥搅拌桩防渗墙组合的形式。

对于开挖深度小于6 米的基坑，在无法采用重力式深层搅拌桩的情况下，可采用600mm 密排钻孔桩，桩后用树根桩防护，也可采用打入预制混凝土板桩或钢板桩，板桩后注浆或加搅拌桩防渗，顶部设圈梁和支撑；对于开挖深度为6~10 米的基坑，常采用800~1000mm 大直径钻孔桩加深层搅拌桩防水，设置多道支撑。

特点:密排桩比地下连续墙施工简便，整体性不如地下连续墙，如做好防渗措施（水泥压力注浆等），其防水，挡土功能与地下连续墙相似。

较疏排桩受力性能好，密排桩不作防水抗渗措施，仍不能止水。

（3）地下连续墙支护。

工艺原理a）利用大型挖抓或钻孔机械开出单元槽段到预定深度，开挖时用配置好的泥浆护壁，单元槽段一般长5~8mb）开挖前必须先筑起基准作用，防表面泥土坍塌的导墙c）吊装钢筋笼进入单元槽段的墙内d）水下浇注混凝土e）拔出节点管，准备下一单元槽段施工地下连续墙具有整体刚度大的特点和良好的止水防渗效果，适用于地下水位以下的软粘土和砂土等多种地层条件和复杂的施工环境，尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深的情况，因此在国内外的地下工程中得到广泛的应用。

并且随着技术的发展和施工方法及机械的改进，地下连续墙发展到既是基坑施工时的挡土围护结构，又是拟建主体结构的侧墙，如支撑得当，且配合正确的施工方法和措施，可较好地控制软土地层的变形。

在基坑深(一般h>10m)、周围环境保护要求高的工程中，经技术经济比较后多采用此技术。

但是地下连续墙在坚硬土体中开挖成槽会有较大困难，尤其是遇到岩层需要特殊的成槽机具，施工费用较高。

在施工中泥浆污染施工现场，造成场地泥泞不堪。

目前采用的逆作法施工使得两墙合一，即施工时用作围护结构，同时又是地下结构的外墙。

逆作法施工一般用在城市建筑高层时，周围施工环境比较恶劣，场地四周邻近建筑物、道路和地下管线不能因任何施工原因而遭到破坏为此在基坑施工时，通过发挥地下结构本身对坑壁产生支护作用的能力 (即利用地下结构自身的桩、柱、梁、板作为支撑，同时可省去内部支撑体系)，减少支护结构变形，降低造价并缩短工期，是推广应用的新技术之一。

除现场浇筑的地下连续墙外，我国还进行了预制装配式地下连续墙和预应力地下连续墙的研究和试用。

预制装配式地下连续墙墙面光滑，由于配筋合理可使墙厚减薄并加快施工速度。

而预应力地下连续墙则可提高围护墙的刚度达30%以上，可减薄墙厚，减少内支撑数量，由于曲线布筋张拉后产生反拱作用，可减少围护结构变形，消除裂缝，从而提高抗渗性。

这两种方法已经在工程中试用，并取得较好的社会效益和经济效益。

(4) 土钉墙支护。

土钉墙支护是在基坑开挖过程中将较密的细长杆件钉置于原位土体中，并在坡面上喷射钢筋网混凝土面层。

通过土钉、土体和喷射混凝土面层的共同工作，形成复合土体，利用复合土体的自稳达到支护目的。

土钉墙支护必须自始至终做到施工及现场监测相结合，根据施工中出现的情况和监测数据，及时反馈修改设计，并指导下一步施工。

常用于开挖深度不大，周围相邻建筑或地下管线对沉降与位移要求不高的基坑支护，具有施工快捷简便，经济可靠的特点，得到广泛的应用。

施工方法a) 先锚后喷挖土到土钉位置，打入土钉后，挖第二步土，再打第二层土钉，如此循环到最后一层土钉施工完毕。

喷射第一次混凝土厚50mm，随即进行锚网，然后进行第二次喷混凝土b) 先喷后锚挖土到土钉位置下一定距离，铺钢筋网，并预留搭接长度，喷射混凝土，达一定强度，打入土钉。

挖第二层土方到第二层土钉下一定，铺钢筋网，与上层钢筋网上下搭接好，同样预留钢筋网搭接长度，喷射混凝土，打第二层土钉，如此循环，知道基坑全部的深度。

施工设备较简单，比用挡土桩锚杆施工简便，施工比较快速，节省工期，造价经济。

适用于水位低的地区，或能保证降水到基坑面以下，砂土、粘土和粉土。

基坑深度一般在15m 左右。

（5）深基坑围护新技术——“冻结排桩法” 深大基坑工程施工关键技术是解决封水和挡土问题。

南锚碇冻结排桩围护体系是以含水地层冻结形成的冻结帷幕为基坑的封水结构，以排桩及内支撑系统为抵抗水土压力的承力结构，将二者的优势有机结合起来，形成一种新的围护技术，较好地解决了基坑围护结构的嵌岩及封水问题。

有断总结实践经验，针对深基坑工程，萌发了信息化设计和动态设计的新思想，结合施工监测、信息反馈、临界报警、应变（或应急）措施设计等一系列理论和技术，制定相应的设计标准、安全等级、计算图式、计算方法等今后深基坑工程发展的一个必然趋势就是如何使支护结构选型更加合理。

四、本课题主要研究内容通过对比深层搅拌桩、排桩、土钉墙、地下连续墙等支护方案，土钉支护技术由于经济和应用上的明显优势，在边坡、基坑工程中得到了广泛的应用，但其对地层条件的依赖性很大。

自20 世纪90年代发展起来的复合土钉支护技术将传统土钉墙与深层搅拌桩、旋喷桩、微型桩及预应力锚杆等结合起来，根据具体工程条件形成多种组合，弥补了一般土钉墙的许多缺陷和使用限制，大大扩展了土钉技术的应用范围。

以前被视为土钉应用禁区的高水位、软土地层中现在广泛采用复合土钉作为基坑支护手段。

对于复合土钉支护的施工方法，大量的工程应用已积累了丰富经验。

通过对比，初步确定深基坑开挖方式采用土钉墙支护方式，随即而来的要确定以下几项：1. 土钉墙支护结构的设计确定土钉的平面和剖面尺寸及分段施工高度；确定土钉布置的方式和间距；确定土钉的直径，长度，倾角及空间的方向；确定钢筋类型，直径及构造；注浆配方设计，注浆方式，浆体强度指标；喷射混凝土面层设计及坡顶防护措施；土钉抗拔力的验算；进行整体稳定性分析；变形预测和可靠性分析；施工图设计及说明书；现场监测和质量控制设计。

2. 降水方案的确定3. 土钉内部稳定性分析：内部整体稳定性分析；土钉抗拔力安全系数4. 土钉墙的外部稳定安全抗滑动稳定计算；抗倾覆稳定性验算；墙底部土极限承载力5. 土钉支护的施工施工工艺流程；喷射混凝土施工；土钉的施工；施工监测6. 环境保护措施7. 文明施工措施8. 保证质量、安全措施五、完成论文的条件和拟采用的研究手段（途径）进行土钉墙稳定性分析时，采用结构力学中的方法考虑到了土钉墙内部稳定性分析和外部整体稳定性分析两部分。

内部稳定性是假定圆弧形破裂面，只考虑土钉的抗拉作用，进行力矩极限平衡各阶段的稳定性分析，土钉抗拔力安全系数，它可以计算出施工阶段不同位置和使用阶段各排土钉处及墙底部处稳定性分析结果。

而外部整体稳定性是将土钉墙简化成为一个类重力式墙，进行简化后墙的抗滑，抗倾覆和墙底部土极限承载力三项稳定性计算。