1、南京大学金陵学院本 科 毕 业 论 文院 系 城市与资源学院 专 业 土木工程 题 目 新纬壹产业园基坑支护设计 年 级 2011 级 学号 2011040500079学生姓名 指导老师 职称 讲师 论文提交日期 南京大学金陵学院本科毕业论文南京大学金陵学院本科毕业论文中文摘要首页用纸毕业论文题目： 新纬壹产业园基坑支护设计 土木工程 专业 2011 级本科生姓名： 指导教师（姓名、职称）： 讲师 摘要随着城市的迅猛发展，有限的地皮难以满足工程项目日益增长的需求。基坑支护是基础工程施工中一个相对年轻的课题，同时也是尚未得到解决的岩土工程问题之一。基坑支护问题即涉及土力学中的土压力问题，又包含了
2、结构的刚度、变形与稳定性问题，同时还涉及土与支护结构的共同作用。对这些问题的认识及对策的研究，是随着土压力理论、计算分析技术、测试仪器以及施工机械、施工技术的进步而逐渐完善的。本次毕业设计以新纬壹产业园场地进行基坑支护设计。依据基坑支护设计规范，确定安全等级，再结合本工程具体情况和目前基坑支护结构类型的认识和了解，因地制宜，分析比选适合本基坑的支护形式。通过计算土压力、抗滑移稳定性系数、抗隆起稳定性系数了解稳定性分析的步骤，接着在通过理正基坑软件进行电算，检验支护方案的合理性，并及时作出相应的完善。关键词：基坑工程;支护设计；支护结构比选；稳定性验算南京大学金陵学院本科毕业论文ITHESIS:
3、 The Foundation Pit Supporting Plan of Xinweiyi industrial park SPECIALIZATION: Civil Engineering UNDERGRADUATE: Shengjie Xie MENTOR: Baotian Xu lecturer AbstractOur city is developing now. It is difficult to meet the growing construction object with the limited land resources. Deep foundation suppo
4、rt is a young subject of the foundation engineering. It is one of the remained problems for the Geotechnical engineering. The problems of the deep foundation support related to earth pressure;structural stiffness; deformation and stability . It is also related to interaction between support structur
5、e and soil . With the development of the earth pressure theory;analysis technics;tester and construction machinery,these problems have gradually added . This article is based on the Xinweiyi industrial park for foundation pit supporting design . I determine the level of security of the foundation pi
6、t according to the design specifications of the foundation pit supporting,combined with the specific situation of this project,the knowledge of different structures of the foundation pit supporting and the understanding of local conditions,analyze and select appropriate scheme of the foundation pit
7、supporting . We can know the step of the stability analysis by the calculation of earth pressure;anti-sliding stability checking;resistance to uplift stability checking Then,I examine the rationality by calculating the structure by the software of lizheng,I also make some improvement based on the re
8、sults .Keywords:Foundation pit;Supporting design;Supporting Selection;Stability calculation南京大学金陵学院本科毕业论文II目录摘要 .IAbstract.II目录 .III第一章 绪论 .11.1 研究背景及意义 .11.2 国内外研究现状 .21.3 技术路线 .4第二章 支护结构方案综合说明书 .52.1 工程概况及基坑规模 .52.2 工程水文地质条件 .52.2.1 工程地质条件 .62.2.2 水文条件 .72.3 支护结构设计概述 .82.3.1 设计依据与规范 .82.3.2 基坑设计安全
9、等级 .9第三章 支护结构设计方案比选及确定 .83.1 基坑支护概述 .83.2 基坑支护的方案及选择 .9第四章 稳定性验算 .134.1 设计计算参数确定 .134.1.1 地质计算参数 .134.1.2 计算区段的划分 .13南京大学金陵学院本科毕业论文III4.2 计算公式 .144.2.1 土压力计算 .144.2.2 抗滑移稳定性验算 .144.2.3 抗倾覆稳定性验算 .154.2.4 抗隆起稳定性验算 .154.2.5 截面稳定性验算 .154.3 计算 .174.3.1 土压力计算 .174.3.2 稳定性验算 .20第五章 理正软件计算 .235.1 ABC 段 .235
10、.2 CDE 段 .275.3 EF 段 .315.4 FGA 段 .35第六章 总结与展望 .39参考文献 .40致谢 .41南京大学金陵学院本科毕业论文0第一章 绪论1.1 研究背景及意义在改革开放以前，基础埋深较浅，基坑开挖深度一般在 5 米以内，一般建筑基坑均可采用放坡开挖或用钢板桩支护。随着我国城市建设的快速发展，特别是改革开放以后, 随着城市现代化建设的不断发展 ,有限的城市地面空间已不能满足人们日益增长的生活和工作需要, 于是人们开始向高空和地下寻求发展空间。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
11、下车道的高架、立交交通网已到处可见，与之相伴的事基坑开挖面积越来越大、开挖深度越来越深。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。总之,我国高层建筑数量将会越来越多,建筑面积将会越来越大,深基坑向大深度、大面积方向发展已成为必然趋势。目前,基坑工程已逐渐发展为一们新型的学科基坑工程学。基坑工程既是一个古老的传统课题,同时又是一个集岩土工程和结构工程等于一体的系统工程。其间涉及到土层性质、挡土结构内力和变形的计算理论、基坑的开挖与稳定性变形机理以及参数的反馈分析确定等诸多方
12、面。许多高层建筑物在密集的建筑群中建造施工,由于施工场地狭窄,深基坑开挖不可能放坡,并且邻近常有必须保护的永久性建筑和市政公用设施,对基坑稳定和位移控制的要求很高。深基坑失事主要涉及两方面的问题:一是深基坑支护体系本身失稳;二是深基坑开挖引起周围环境条件的显著变化,使周围邻近建筑设施产生开裂,甚至破坏。这两方面在深基坑工程失事中常常是相互联系的,深基坑支护结构的破坏、边坡的失稳常常会引起基坑周围建筑物的破坏,这一点在拥挤的旧城区改造中尤为突出。旧城区施工场地狭窄,紧临基坑边上就有建筑物,在这种情况下进行深基坑开挖,保护环境显得尤为重要。支护结构的任何破坏,都会严重影响周围建筑物的安全,过大的变
13、形也可能引起周围建筑设施的破坏。从某种意义上讲,保护周围建筑物、管线的安全比维护深基坑的稳定更重要。如 1994 年 11 月 22 日汉口煤气大泄漏就是因为威格大厦深基坑失事引起的。威格大厦基坑与路边的煤气主管道距离仅 6m 多。在基坑开挖中,基坑降水措施不当,导致涌砂,引起地面下沉,马路、房屋开裂,并导致煤气主管道被折断引起煤气水泄漏,造成严重的南京大学金陵学院本科毕业论文1后果。因此保护深基坑周边的环境与稳定意义重大。基坑工程是当前大家十分关注的岩土工程热点,也是技术复杂、综合性很强的难点,又是提高工程质量减少事故的重点。深基坑工程是与众多因素相关的综合技术,是一个系统工程问题,它与场地
14、工程地质勘察、支护结构设计、施工开挖、基坑稳定、降水、施工管理、现场监测、相邻场地施工相互影响、密切相关。基坑设计与施工涉及地质条件、岩土性质、场地环境、工程要求、气候变化、地下水动态、施工程序和方法等许多复杂问题,是理论上不很完善、不很成熟尚待发展的综合技术学科。如何根据场地工程地质条件、水文地质条件、环境条件制订合理的设计方案;如何在保证稳定性前提下,设计最经济的方案,即基坑优化设计方案;如何吸取失败的教训、总结成功的经验,指导今后的设计与施工,都是值得深入研究的问题。1.2 国内外研究现状当前,中国的深基坑工程在数量、开挖深度、平面尺寸以及使用领域等方面都得到告诉的发展，深、大基坑已经非
15、常常见，放坡开挖或用少量钢板桩已经难于保证地下结构施工及周边环境的安全。为此，实践中已发展多种支护方式，如排桩（piles in row）：即以某种桩型按队列式布置组成的基坑支护结构；地下连续墙（diaphragm）：即用机械施工的方法成槽浇灌钢筋混凝土形成的地下墙体；水泥土墙（cement-soil wall）：即由水泥土桩相互搭接形成的格栅状、壁状等形式的重力式结构；土钉墙（soil nailing wall）：即采用土钉加固的基坑侧壁土体与护面等组成的支护结构，以及上述方式的各类组合支护方式。在复杂、众多的基坑工程实践中,我国深基坑工程技术已得到长足发展,其标志是:1.基坑工程技术标准与
16、规范的编制为经济安全的进行基坑工程的施工,减少工程事故发生,各地都组织技术力量进行基坑工程技术标准的编制工作,目前已经编制或正在进行编制的基坑工程技术标准规范有 6 个。这足以说明基坑工程由“乱”到“治”,正逐渐走上有章可循的新时期。2.基坑支护工程新结构与新技术的提出各地在基坑工程实践中,结合地区的具体情况,相继发展了一些行之有效的新技术,如加筋水泥土地下连续墙、土钉墙、水泥土重力墙、圆拱形支护结构、逆作法、被动区土质加固、内支撑支护体系、组合式支护、双排桩支护等。在南京大学金陵学院本科毕业论文2施工机械与技术上也有新的突破。如可拆除式锚杆技术,潜孔锤气动土钉打入机等。3.支护结构设计新理论
17、与方法的提出针对各地的具体问题,不少单位和学者相继提出了不少设计新理论与新方法。如秦四清提出的支护结构优化设计理论,杨光华等提出的多锚撑设计增量计算法,刘建航院士提出的软土深基坑开挖的时空效应理论,其它学者建议的设计方法还有多锚撑设计分段等值梁法,“m”法。最近有限元分析理论,如弹性抗力有限元法、二维、三维弹塑性有限法、大变形有限元理论等已相继应用于基坑工程,取得了满意的效果。此外,深基坑支护设计软件也受到重视,目前已有几个商品化软件在各地得到推广应用。4.其它方面深基坑工程已受到各级有关领导的高度重视,不少地方成立了基坑工程专家委员会、审查设计方案,每年与深基坑工程有关的会议相继召开,不少杂
18、志以大量篇幅报道新理论、新方法及基坑工程实录。有些地方还建立了专业化施工队伍,积极推行信息化施工,所有这些都标志着深基坑工程进入了蓬勃发展的新时期。在深基坑工程中,设计是核心,监测是手段,施工是保证。一个支护设计方案是否合理,决定了基坑工程的成败。怎样判断设计方案是否合理呢?作者认为有二条标准:第一是能保证基坑及周围环境的安全;第二是工程造低最低。这两条标准表面看来是相互矛盾的,实际并不冲突。举例来说,对一个基坑工程,不同的设计人员完全可以拿出不同的设计方案,但这些方案中,有的工程安全性得不到保证,应予否定;有的工程安全性可以得到保证,但造价太高,不是最优方案。这时应进行方案比较、方案论证,从
19、中择取最佳方案或重新设计。如北京芳城园工区地下停车库基坑坑深 13. 5m,当时有 5 家单位投标,其中有 4 家做的是桩+锚杆或双排桩方案,造价约 600 万元;而另外一位设计者做的是土钉墙方案,造价约300 万元,造价较其它方案减少一半,使不仅在投标中获胜,而且缩短了工期,保证了施工的按期完成,大大提高了该设计者单位的知名度。由此可见,进行方案论证、方案优选是设计中很重要的环节,应引起设计人员的高度重视。预言,优化设计将是以后基坑支护设计发展的必由之路,是设计的发展方向。南京大学金陵学院本科毕业论文31.3 技术路线资料整理、图件汇总结论支护结构计算土压力计算（电算法）基坑大样图基坑平面图
20、 基坑坡面图基坑支护结构形式收集地勘资料新加坡南京生态科技岛 NO.2011G68 地块二期项目论文题目的确定（基坑支护设计）工程实例计算 设计画图支护结构比选与确定南京大学金陵学院本科毕业论文4第二章 支护结构方案综合说明书2.1 工程概况及基坑规模南 京 洲 岛 置 业 有 限 公 司 拟 在 南 京 建 邺 区 江 心 洲 建 新 加 坡 南 京 生态 科 技 岛 新 纬 壹 科 技 园 江 岛 新 天 地 项 目 。基坑挖深基坑开挖深度的确定：本场地较为平坦，地面绝对标高-6.25m6.75mm，底板顶标高 2.20m，底板垫层底标高 1.25m。表 2-1区段 地面标高 坑底标高 挖深AB、CD 6.75 1.25 5.50BC、DA 6.25 1.25 5.00基坑规模开挖面积约 23500 平方米，支护周长约 800 米。基坑周边环境基坑东侧：地下室外墙线距用地红线 5.7m，红线外为夹江大堤。基坑南侧：地下室外墙线距用地红线6.35m。基坑西侧：地下室外墙线距用地红线5.7m，红线外为规划环岛路。基坑北侧：地下室外墙线距用地红线5.7m。本基坑平面简图如图2-1所示：
