开题报告-地下智能停车库基坑维护及主体结构设计

华 侨 大 学本科毕业设计（论文）开题报告题 目 某地下智能停车库基坑维护及主体结构设计学 院 名 称 土木工程 专业班级 11级土木工程4班 学生姓名 学 号 指 导 教 师 填表时间： 2015 年 4 月 3 日填表说明1.开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。2.此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期完成，经指导教师签署意见、相关系主任审查后生效。3.学生应按照学校统一设计的电子文档标准格式，用A4纸打印。4.参考文献不少于8篇，其中应有适当的外文资料（一般不少于2篇）。5.开题报告作为毕业设计（论文）资料，与毕业设计（论文）一同存档。设计（论文）题目某地下智能停车库基坑维护及主体结构设计设计（论文）类型（划“”）工程实际科研项目实验室建设理论研究其它一、 本课题的研究目的和意义使学生在教师指导下，通过毕业设计独立完成工程项目设计。培养学生综合运用以往所学的基础知识和专业知识，进行分析和解决土建工程设计等实际问题的能力；培养学生建立理论联系实际，勤奋、严谨、求实、创新的科学态度以及土建工程技术人员必备的建筑、结构、施工和经济的全局观点；培养学生调查研究、查阅资料、综合分析的能力。1、掌握其基坑支护及结构方案的比选，熟悉地下结构设计原则和方法；2、掌握基坑支护及结构计算方法。综合以往所学的土力学、结构力学、钢筋混凝土结构、地下建筑结构、基坑工程、地基处理等基本知识，掌握基坑支护及结构方案计算、内力分析方法；3、掌握基坑工程施工组织、监控量测等知识；4、绘制部分基坑支护及结构方案施工图，训练用工程图表达设计意图的技能。二、 本课题的主要研究内容（提纲） 高林地下智能停车库位于厦门市高林。厦门市位于东经118o0404、北纬24o2646，地处我国东南沿海福建省东南部、九龙江入海处，背靠漳州、泉州平原，濒临台湾海峡，面对金门诸岛，与台湾宝岛和澎湖列岛隔海相望。 该项目位于已建成高林社区东北角，西侧为环岛干道。停车场长度约50m，宽度约25m。设有地下智能停车库、监控室、机房等，在北侧留有车辆进出口，地面设有楼梯口连接小区。基坑深约25m，基坑底位于全风化花岗岩、散体状强风化花岗岩。本基坑安全系数为一级。 主要研究内容为实现地下智能停车库的设计和运行。三、 文献综述（国内外研究情况及其发展）1 深基坑支护的意义 随着国民经济的高速发展，我国城市化水平正在快速提高，标志着城市工程建设的飞速发展。但是，我国城市建设基本上沿用“摊大饼”的粗放发展模式，给国民经济带来不应有的损失。主要是:城市范围无限制地外延扩展，耕地损失严重。土地问题是我国可持续发展的关键，城市人口急剧增长与地域规模的限制已成为城市发展的突出矛盾，城市发展非走节约土地的集约化发展模式不可。 随着我国经济的发展，社会的进步，大城市的高层建筑越来越多，而同时为了节省土地，充分利用地下空间，地下建筑，还有隧道等工程的大幅度增加，与之相应的基坑开挖越来越深，深基坑工程也随之不断增加。 众所周知，地下岩土工程是一个具有悠久历史的领域。可以说自有人类以来就有岩土工程，特别是进入工业社会以后岩土工程处处存在，但是城市岩土工程，除了传统的地面房屋工程外，地下岩土工程却是随着现代城市的兴起而发展的。经过最近几十年的实践，无论从设计、施工、设备和工艺，还是理论、技术和经验，都已达到相当高的水平，特别是深埋地下岩石工程，更是达到了较成熟的程度。 但是，城市地下岩土工程却具有与一般岩土工程不同的特点，主要是:多数埋深较浅。地面建筑、交通设施密集，地下管线多，开挖造成的影响大，地质条件复杂，多以土体为主，常有膨涨土、沙层、地下水，尤其是沿海沿江城市，淤土、软土的开挖难度更大。因此，城市地下岩土工程存在许多需要解决的特殊问题。主要是: a.浅埋、超浅埋暗挖施工技术。城市地下工程的埋深，不仅直接影响工程造价，而且关系到工程使用方便与否，因此，城市地下工程一般埋深较浅。在浅埋、特别是超浅埋的条件下，地下工程需要穿越建筑物和线路、街道，地面保护成为施工技术中的首要问题。 b.复杂、恶劣环境下的开挖技术。诸如流砂层、膨胀土、高压缩性软土淤土、风化破碎岩石、高浓度瓦斯地层、大涌水、硫化氢、岩溶、高应力、地下管线、地面大车流量、大型载重车多、建筑物密集等等，都是地下岩土工程施工中的难题。 c.大断面隧道开挖、支护技术。主要是地铁车站及商场、仓库、厅、室等，其跨度尺寸达 10m以上。 d.开挖影响控制技术。随着工程埋深的减小，开挖对地面的影响越来越大，在超浅埋条件下，开挖影响的控制与开挖方式、施工工艺、支护方法等众多因素有关，是地下工程施工中最为复杂的问题。 2 国内外深基坑支护技术的研究现状 国外 20 世纪 30 年代，太沙基和皮克等最先从事基坑工程的研究，20 世纪 60 年代在奥斯陆等地的基坑开挖中开始实施施工监测，从 20 世纪 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。除了明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法、沉管法、冻结法及注浆法等开挖技术外又有了新进展。 我国城市地下工程建设起步较晚，20 世纪 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 4m，常采用放坡开挖就可以解决问题。20 世纪 80 年代初才开始出现大量的基坑工程。到20世纪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8m左右，少数超过10m。进入20世纪90年代后，在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。 3 国外深基坑支护技术的新进展 国外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。除了明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法、沉管法、冻结法及注浆法等开挖技术外新进展有: 3.1 全过程机械化。从护坡、土方开挖、结构施工，包括暗挖法施工的拱架安装、喷射混凝土、泥浆配制和处理等工序的机械化，同时采用计算机技术进行监控，从而保证了施工安全、快速施工和优良的工程质量。 3.2 盾构法得到较大发展。近 30 年内英、美、法、日等国大量采用盾构施工技术，日本已生产盾构近万台，用于地铁、铁路、公路，水工及管网施工，已出现双联、三联、四联盾构，能完成三跨地铁车站，开挖宽度达17m。日本正设想设计直径 80m 的盾构，在地下建造人造太阳和住宅区。 3.3 微型盾构和非开挖技术已广泛应用。主要用于建造各种直径的雨、污水、自来水管道和电缆管道。微型盾构就是直径 2m以下的盾构。刀盘掘进，遥控和卫星定位控制方向和坡度，然后安装管片。非开挖技术就是采用微型钻机，通过切割轮成孔，退回钻杆后安装管线或电缆。 3.4 预砌块法施工技术。拱圈是在土方开挖后采用拼装机安装，管片上留有注浆孔，衬砌拼装完成后，由注浆孔向壁后注浆，堵塞空隙，增强围岩与衬砌的共同作用。法国用此法施工的最大单拱跨度达 24.48m。 3.5 预切槽法施工技术。意、法等国制造了一种地层预切槽机，采用链条沿拱圈将地层切割出一条宽 15cm，长 45m 的槽缝，然后向槽缝内喷射混凝土，并在其保护下开挖土方，做防水层及二次衬砌，形成隧道。 3.6 顶管大管棚法。修建地铁车站时，在顶管内灌混凝土，形成大管棚，再在其保护下进行暗挖施工。 3.7 微气压暗挖法。就是在具有 1 个大气压以下的压缩空气环境下，按照“新奥法”原理进行施工。优点是可以排出地下水，保证工作面干燥;由于气压存在，可减少地面沉降;还可降低衬砌成本。 3.8 数字化掘进，又称计算机化掘进，应用于硬岩工程的开挖。在数字化掘进时，钻杆的推进是程序化的，从一个洞到另一个洞也是自动的。掘进机手可以同时管理 3 套钻杆，其作用是监督钻杆的运动，必要时予以调整。孔位、孔深和掘进序列预先已在掘进机的计算机软件中安排，掘进方向由激光束控制，实现了孔的严格定位，从而可以实现掘进工艺的最优化以及曲线隧道的掘进。数字化掘进的优点是:控制隧道掘进的超挖;实现掘进方案的优化;消除了工作面上的人工测量。四、 拟解决的关键问题 主要为解决地下智能停车库基坑和主体结构设计的基坑支护。基坑位于位于位于已建成高林社区东北角，基坑深约25m，基坑底位于全风化花岗岩、散体状强风化花岗岩。本基坑安全系数为一级。设计中待解决的关键问题是1） 支护结构的选择方案是否合理可行；2） 维护结构的设计以及稳定性验算； 3） 节点设计是否合理以及验算是否符合要求；4） 基坑施工组织及监控量测设计；5） 主体结构承载能力验算。五、 研究思路和方法 首先通过对于地下智能停车库的具体地理位置进行研究，分析其工程地质情况以及水文条件。之后观察需要开挖基坑的区域，以及对基坑开挖的具体要求，与此同时对地下停车库的主体基坑和主体结构设计进行研究和学习。 然后初步拟定支护方案，对支护方案的可行性进行初步的验算，之后查阅规范，对具体的支护结构诸如：节点设计，支撑设计，地下连续墙及灌注桩设计等进行设计以及验算，一边设计，一边按照规范经行对支护方案的调整。 最后对整个设计方案经行验算，符合要求后对其仔细检查。六、 本课题的进度安排序 号设计（论文）各阶段名称时间安排（教学周）1进行结构选型并初步确定方案；收集规范等参考资料第12周2了解规范等参考资料、所用计算软件，进行初步计算第34周3熟悉计算软件，掌握计算方法、计算路线第56周4进行深入计算，并完善初步方案第78周5根据任务书要求完成手算项目，并开始施工图绘制第910周5基本完成施工图绘制，并按任务书要求整理计算书第1112周6完善施工图，提交设计成果初稿，待指导老师批改后，及时改正成果存在问题，并进行答辩准备第1314周七、 参考文献（一）、参考书籍1）张庆贺、朱合华主编. 地铁与轻轨M.北京：人民交通出版社.2006；2）夏才初、潘国荣主编. 土木工程监测技术M.北京：中国建筑工业出版社.2001；3）刘国彬、王卫东等主编. 基坑工程手册M. 北京：中国建筑工业出版社.2009。（二）、规范1）地铁设计规范（GB50157-2003）；2）地下铁道工程施工及验收规范（GB50299-1999 2003年版）；3）建筑结构荷载规范（GB50009-2001，2012年版）；4）建筑抗震设计规范（GB50011-2010）；5）混凝土结构设计规范（GB50010-2010）；6）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）；7）钢结构设计规范（GBJ50017-2003）；8）铁路隧道设计规范（TB10003-2005）；9）铁路工程抗震设计规范（GB50111-2006，2009年版）；10）铁路桥涵设计基本规范（TB10002.1-2005）；11）铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范（TB10002.3-2005）；12）建筑抗震设防分类标准（GB50223-2008）；13）轨道交通工程人民防空设计规范（RFJ02-2009）；14）人民防空工程设计规范（GB50225-2005）；15）混凝土结构耐久性设计规范（GB50108-2008）； 16）建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）；17）建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）；18）建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）；19）建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）。20）建筑与市政降水工程技术规范（JBJ/T111-98）21）锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB50086-2001）指导教师意见指导教师（签名）： 年 月 日所在系（所）意见负责人（签章）：年 月 日