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张自忠路下沉地道工程支护及施工组织设计开题报告

题目张自忠路下沉地道工程支护及施工组织设计

一、毕业设计(论文)课题来源、类型

本毕业设计课题来源为实际工程，类型为工程设计。

通过本次毕业设计，使自己对四年所学的专业理论知识得到一次系统的总结。主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能，理论联系实际，独立分析问题，解决实际问题的能力GB／T 50578-2018标准下载，使学生得到从事本专业工作和进行相关行业的基本训练。更重要是通过本次毕业设计要学会如何自己学习，自己独立完成任务。

通过毕业设计这一重要的教学环节，培养岩土工程专业本科毕业生的理论联系实际的自学能力，严谨认真的工作态度。 毕业设计要求我们在指导老师的指导下，独立系统的完成一项工程设计，解决与之有关的所有问题，熟悉相关设计规范、手册、图籍以及工程实践中常用的施工方法和施工机具，具有实践性、综合性强的显著特性。因此毕业设计对于培养学生初步的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。

本课题在国内外的研究状况及发展趋势

基坑：为进行建（构）筑物地下部分的施工由地面向下开挖的空间。

目前，我国基坑开挖与支护具有以下特点：

1建筑高层化，基坑想打深度方向发展。

2基坑开挖面积大，给支护体系带来困难。

3在较软弱的地基土、高水位及其他复杂场地条件下开挖基坑，很容易产生土体滑移、基坑失稳、桩体变位、基坑隆起、支档机构严重漏水、流土以致破坏，对周围建筑、地下结构、管线造成很大影响。

4地质状况千变万化，造成勘察困难，给基坑的为设计和施工增加难度。

5旧城改造，基坑施工条件差，相邻场地施工相互制约和影响，增加协调工作的难度。

6基坑施工周期长，常需要经历多次降雨等不同气候，场地狭窄、重物堆放、振动等于多因素的影响，使安全性大大减低，这些都会对基坑的稳定产生不利的影响。

基坑工程的设计包括勘察、支护结构设计、降水设计、土方开挖结构设计、监测和环境保护方案设计等内容。

1安全可靠：满足支护结构本身强度、稳定性以及变形的要求，确保周围环境的

2经济合理性：从工期、材料、设备、人工以及环境保护等方面综合确定有明显

3施工便利并保证工期：最大限度地满足方便施工的条件，以缩短工期。

4采用分项系数表示的极限状态设计方法：承载能力极限状态，对应于支护结构

达到最大承载能力或土体失稳、过大变形导致支护结构或基坑周边环境破坏。

1支护方体系方案的比较和选型；

2支护结构的强度和变形的验算：

3基坑内外土体的稳定验算；

5降水要求和降水方法；

6确定挖土的工况及挖土、运土的主要措施；

水泥土重力式维护墙是以水泥为固化剂，通过搅拌采用喷浆施工建行固化剂

和地基土强行搅拌，形成相互搭接的壁壮、格栅壮的形式的重力式围护结构。

（1）适用条件：(土质条件：适用于淤泥质土、含水量较高而地基承载力小

于120kpa的粘性土、粉土、沙土等软土地基。

当土中含有高岭石、蒙脱石等矿物时效果较

采用湿法施工时，开挖深度部超过7m,

干法施工开挖深度不超过5m。

降和变形较敏感的建筑物或地下管线时，应

（2）设计步骤：(根据条件选择水泥土搅拌桩的类型。

(逐步设计水泥土搅拌桩的长度和墙体厚度，并进行千古

深度、墙体厚度以及正面承载力的验算。

(根据基坑形状、场地条件以及地质条件不知水泥土墙。

（3）施工工艺：（一）定位。用起重机悬吊搅拌机到达指定桩位，对中。

（二）预搅下沉。待水泥搅拌机及相关设备运行正常后，

启动搅拌机，放松钢丝绳，使搅拌机沿导向杆旋转

下沉，钻进速度一般<1.0m/min。

（三）制备水泥浆按设定的配合比拌制水泥浆。采用普

通水泥，严谨使用快硬性水泥。

（四）提升喷浆搅拌。待水泥土搅拌机下沉设计深度后，

开启灰浆泵，将水泥压入地基。边喷浆边搅拌，同时

按设计的速度提升搅拌机。

（五）重复喷浆提升。当搅拌头提升至设计标高后，为使

土和水泥搅拌均匀，再次重复搅拌到桩底，第二次喷

浆搅拌并提升至地面停机。

（六）清洗。清洗管路中的泥浆。

（七）移至下一根桩，重复上述步骤，进行下一根桩施工

土钉墙支护是在基坑开挖过程中，将较密排列的细长杆件（土钉）至于原位土体中，注入水泥浆形成与周围土体紧密结合的加筋注浆体，并在坡面上钢筋混凝土层，通过土钉、土体和喷射混凝土层的共同工作，形成复合土体。

土钉墙的特点及适用范围

排桩等支护体系虽然可以承受土体的侧向压力，并限制土体的位移，但他没有改

变土体的受力性质，属于被动制约性的支护体系；而土钉墙于土体形成复合体系，提

高了土体的强度和刚度，属于主动制约的支护体系。

土钉墙适用于地下水位以上或将水后的杂填土、粘性土、粉土及有一定交界能力

和密实度的沙土。土钉墙支护以下情况不使用：

（1）含水丰富的粉细砂，中细沙及还含水较丰富中粗砂、砂砾和卵石层。

（2）无粘聚力、过于干燥的砂层及相对密度较小、均匀度较好的砂层。

（3）淤泥质土、淤泥等软弱土层。

（5）强度过低的土，如新填土。

除地质条件外，土钉墙还不适用于以下条件：

（1）对变行要求较为严格的基坑，土钉墙不适用于一级基坑工程。

（2）较深的基坑，通常认为土钉墙适用于深度不大于12m的基坑支护工程。

（3）建筑物地基为灵敏度较高的土层。

（4）对用地红线有严格限制的场地。

基坑侧壁的平、剖面尺寸是根据基础尺寸、建筑红线等因素确定，同时土钉墙墙

面坡度不宜大于1:0.1。分段施工高度主要由设计的土钉竖向间距确定，但由于混凝

土面层内钢筋网的搭接长度要求，因此分段施工高度必须大于土钉竖向间距。

土钉布置方式、间距以及直径、长度、倾角设计

倍，与水平面夹角为
。

土钉墙整体稳定性验算：

(一）按设计要求开挖工作面，修正边坡，埋设喷射混凝土厚度控制标志。

（二）喷射第一层混凝土。

（三）钻孔安设土钉、注浆、安设连接件。

（四）绑扎钢筋网，喷射第二层混凝土。

（六）设置坡顶、坡面和坡脚的防水系统。

锚杆是一种受拉杆件，它的一段与工程结构物或挡土桩墙连接，另一端锚固于地基的土层或岩层中，以承受结构物的上托力、拉拔力、倾侧力或挡土墙的土压力，他利用地层的锚固力维持结构物的稳定。由锚固段、自由段和锚头三部分组成。

锚杆作为一种支护方式，主要有几种具体的形式：单体锚杆支护、锚喷支护、锚网支护、锚网喷支护、锚带支护、锚网带支护、锚桁支护、锚网桁支护和锚索支护。

土体的极限承载力确定锚杆的极限承载力

设计步骤：（1）确定基坑支护方案，更具基坑开挖深度和土的参数，确定锚杆的层数

（2）计算墙单位长度所受各层锚杆的水平力。

（3）根据锚杆的倾角、间距，计算锚杆轴力。

（4）计算锚杆的固段长度、自由端长度及断面尺寸。

（5）计算桩、墙与锚杆的整体稳定。

（6）计算锚杆腰梁断面尺寸。

（7）绘制锚杆施工图。

锚杆的施工工艺：（1）施工前的准备(与挖土方作业配合，使挖方作业面低于锚杆标高

业施工时要做好排水沟、沉淀池、集水坑，准备好潜水泵和钻孔

（2）钻孔。钻机就位，调整钻杆的倾斜角度。钻孔时尽量不要扰动土

（4）灌浆。灌浆的浆液为水泥砂浆或水泥浆，拌浆用水避免采用含有

高浓度的氯化物。灌浆的方法有一次灌浆和二次灌浆两种。

（5）预应力张拉。待锚固体强度达到80%设计强度以上，便可对锚杆

进行张拉和锚固。张拉前先在支护结构上安装围檩。

排桩支护体系是由桩排式围护结构组成的维护结构、支撑体系、防渗结构所构成的防水挡土体系。

支护墙体的主要形式有：钢板桩、钢筋混凝土板桩、H型钢木板桩挡板、钻孔灌注桩、SMW支护结构。不同的支护墙体形式具有不同的特点也有不同的适用范围，进行支护体系设计时，熟悉各种支护体系的特点，从而在选型和布置时更具工程的实际情况和特点选择合理的支护形式，取得更好的支护效果和经济效益。

槽钢钢板桩支护特点：具有良好的耐久度、多次重复利用、施工方便、工期短；不能当水和细小颗粒、抗弯能力弱及开挖后挠曲变形较大。

热轧锁口钢板桩支护特点：工厂化生产质量得以保证，耐久度高，重复利用，施工方便，工期短，可同多道钢支撑配合使用，使用较深基坑，具有一定当水能力。

钢筋混凝土板装支护特点：施工方便，工期短；比地下连续墙经济；强度高、刚度大、变形小；可做浇筑的外模板；打桩时噪声大；具有一定的防水能力，但在高水位地区仍有漏水现象，在硬土层中施工困难。

H型钢木挡板支护特点：适用于土质良好地下水较低的地区；抗弯能力强；施工方便，工期短；一次性投资较大，可重复利用；施工噪音大；防水能力差。

钻孔灌注桩支护特点：施工无振动、无噪音、无挤土现象；墙身刚度大、强度高、变形小；当工程桩为灌注桩时可同步施工，缩短工期；撞见裂缝防水能力差；适用于软粘土地区和沙土地区；砂砾层和卵石层施工困难；桩间由冠梁和围檩连接，整体性较差，在特殊地区、特殊工程以及深基坑谨慎应用。

SMW支护结构是在水泥搅拌桩中插入H型钢或其他受拉材料，形成支护和防水的复合结构。开挖深度达20m。其支护特点：施工噪音小；强度高、刚度大、变形小；适用范围广；防水性能好，不必另设防水帷幕；配合多道支撑用于深基坑；具有较大的发展前景。

主要计算主动土压力和被动土压力、确定计算简图，其中的嵌固深度见至关重要。通过内力计算得出桩的最大弯矩进行支护桩的截面设计及配筋，以及压顶梁的设计。由于涉及土压力、水压力的计算简图，土性、支护类型、材料特性的影响，计算较为复杂。在实际工程中，要结合当地经验，选择适合本地区的计算方法。

压力，主要使用的方法有极限平衡法、布鲁姆计算方法。

（1）浅埋单层支点板桩的设计计算

当板桩的入土深度不太深时，在土体内未形成嵌固作用，板桩受到土体的自由支

撑同时上端受拉锚或支撑作用，其计算步骤：

(求支撑（拉锚）反力

(计算作用在墙体上土压力强度，并绘制图压力分布图。

支护桩的稳定验算包括整体抗滑移稳定性计算（条分发）、抗倾覆稳定性计算、基地抗隆起稳定性计算、基坑抗渗稳定性计算

（2）结构设计：将单排桩视为连续墙，通过对墙的内力分析得到每米桩所承受的弯矩，随后配筋。

（3）桩体材料：钻孔灌注桩采用水下浇筑混凝土，混凝土的强度标号不得低于C20（通常C30），水泥为425或525普通硅酸盐水泥，骨料粒径不得大于40mm，且不得大于主筋间距的1/3.钢筋采用HPB235和HPB335。

施工机具：锤击式打桩机、振动式打桩机

钢板桩施工前的准备工作：

（1）钢板桩检验：材质检验和外观检验

（2）钢板桩的吊运及堆放，吊运宜采用两点吊装，堆放的场地要平整。

（3）钢板桩的矫正。由于多次吊装会发生变形、损伤，在工程使用前要矫正。

钢板桩的施工工序：（一）板桩定位

（三）挖土，安装支撑及围檩

（四）基础施工，地下室施工

钢筋混凝土板桩的施工工序：

施工机具：钢筋混凝土桩的施工方法可采用锤击打入法、静力压桩法和射水钻

准备工作：（1）检验混凝土板桩的强度达100%并达龄期28天。

（2）打桩导向架的设置。设置打桩围檁作为导向架。

（3）在转角处和最后封闭位置采取异型钢板。

打桩施工：打桩施工可以采用单打法或围檩插桩法及分段复打法施工，采用屏风

施工机具：螺旋钻孔机，潜水泵，低压防水照明灯等

施工工艺：（一）放线定位

（二)桩机就位，调整垂直度

（三）成孔。取土成孔，检查桩位及孔的垂直度，清孔。

（四）成孔质量检验及验收

（五）吊放钢筋笼，吊挂串桶

(湿作业施工（泥浆护壁施工）

泥浆护壁是指高塑性粘土或膨润土和水拌合的混合物。

泥浆循环方法：正循环施工和反循环施工。

施工工艺：（一）定位放线DB11／T 1772-2020 地源热泵系统评价技术规范.pdf，埋设护筒。

（二）钻孔，测孔。若不合格，重新钻孔

（三）第一次清孔。测孔深，沉渣你，若不合格，重新清孔。

（四）沉放钢筋笼，下导管，第二次清孔。

（五）测沉渣，按放个水栓。

（六）灌注混凝土，钻机移位。

地下连续墙是在地面上用特殊的成槽设备，沿着深基坑周边施工组织设计（方案）编审与管理程序(试行)，在泥浆护壁的情况下，开挖出一条狭长的深槽，在槽内放置钢筋笼并浇筑混凝土，筑成钢筋混凝土墙，然后将若干段连接起来，形成一条连续的地下连续墙体。