国际商务大酒店配套办公楼项目支护设计模板.doc
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1、题目 江苏国际商务大酒店二期配套办公楼项目支护设计交通学院 院(系) 城市地下空间工程专业学 号_学生姓名_ _指导老师_ _起止日期_摘要多年来,伴随城市地下空间开发利用,全国各地出现了多种多样基坑工程,怎样安全、经济、快捷地完成这些基坑工程已经成为深基坑工程一个关键研究方向。现在,基坑工程中采取关键支护结构有地下连续墙、排桩+止水帷幕、重力式挡墙、土钉等,这些技术基础全部是原位成孔。它们不仅工程造价大、污染环境、浪费材料、造成不良地责问题,而且受地质情况、区域等限制。本文在现有双排桩和钢桩基坑支护技术基础上,提出了新型装配式双排钢桩支护体系,它计算理论采取是传统双排桩计算理论。采取钢板桩和
2、H型钢桩两两组合或二者交叉组合,能够形成双排钢桩基坑支护结构。处理了传统双排桩仅在桩顶连接,下部无法连接成整体、前后排桩变形不协调等问题。含有可循环利用性、经济环境保护、施工便捷等优点在现代快速发展城市地下空间中有着很好使用前景。江苏国际商务大酒店二期配套办公楼项目基坑开挖总面积约10412m2、开挖深度6.3m左右,场地土质多为淤泥质土,考虑到钢板桩止水性能强且能够反复使用,经济性很好,含有轻型、施工快捷等特点。所以,该基坑工程采取组合钢板桩门式桁架加挡土结构支护体系,并进行方案计算设计和提出具体施工要求。关键词:深基坑;支护结构;钢板桩;H型钢;AbstractIn recent year
3、s, with the development and utilization of urban underground space, the country appeared a variety of excavation works, how safe, economical, efficient completion of these projects have become the deep foundation pit engineering is an important research direction.Currently, the foundation pit engine
4、ering used in the main supporting structure of underground continuous wall, pile waterproof curtain, gravity retaining wall, soil nailing, etc. These techniques are basically in situ into the hole. Not only are they great project cost, environmental pollution, waste material, adverse geological prob
5、lems, but also by the geological conditions, regional and other restrictions.In this paper, the existing double piles and steel pile excavation technique is proposed based on a new type of fabricated double steel piles supporting system, which is used in the calculation of theoretical calculation of
6、 the traditional theory of double-row piles. Use of steel piles and piles H-beam combination of two or both cross combinations can form double steel pile foundation pit supporting structure. Solution to the traditional double-row piles only on top of the pile connection cannot connect to the lower o
7、verall, front row piles deformation uncoordinated and other issues. With recyclability, the economic environment, convenient construction, etc. In the modern fast-growing urban underground space has a good application prospect.Jiangsu International Business Hotel two office projects supporting excav
8、ation total area of about 10412m2, excavation depth of about 6.3m, site soil for many salty soil, taking into account the steel sheet pile sealing performance is strong and can be reused, economic better, with a light, quick construction and so on. Therefore, the use of combinations of steel sheet p
9、ile foundation pit gantry truss plus retaining structures supporting system, computational design and conduct programs and to propose specific construction requirements.Keywords: Deep foundation; Supporting structure; Steel sheet pile; H-beam;目录摘要1AbstractII第一章绪论11.1引言11.2工程背景和意义11.3关键内容5第二章装配式双排钢桩基
10、坑支护技术72.1双排桩概述72.2双排桩计算模式72.3装配式双排钢桩基坑支护技术112.3.1介绍112.3.2适用范围122.3.3计算132.3.4工法案例132.3.5工法造价和工期162.4 本章小结16第三章江苏国际商务酒店二期配套办公楼基坑支护设计173.1工程概况173.1.1结构和基坑概况173.1.2周围环境概况173.1.3基坑环境保护等级193.1.4工程地质、水文地质条件193.1.5本基坑支护工程特点233.1.6设计依据及规范233.2基坑开挖方案比选243.2.1围护体选型243.2.2地下水处理方案263.2.3综合以上分析,本工程能够采取以下方案:263.
11、3本章小结27第四章江苏国际商务酒店二期配套办公楼基坑支护方案设计计算284.1组合钢板桩方案支护具体信息284.1.1支护体系284.1.2材料要求284.2组合钢板桩方案设计计算284.2.1基坑支护单元计算284.3施工及检测要求464.4.1支护结构施工次序464.4.2钢板桩施工及检测要求474.4.3 H型钢施工要求504.4.4钢板加强构件和挡土构件514.4.5双轴深搅桩施工要求514.46降水系统施工要求524.4.8土方开挖524.4.9基坑监测要求534.5 本章小结53第五章结论555.1关键结论555.2研究展望55参考文件58致谢60附件图纸61第一章 绪论1.1引
12、言基坑工程是一个古老而具时代特点岩土工程课题,针对不一样地质条件进行合理围护方案设计是现在教授和学者正在研究课题。伴随城市发展,愈益要求开发城市三维空间。现在各类用途地下空间已在世界各中大城市中得到开发利用。诸如高层建筑多层地下室、地下铁道及地下车站、地下停车库、地下街道、地下商场、地下医院、地下仓库、地下民防工事和多个地下民用和工业设施等。国外著名地下工程有法国巴黎中央商场、美国明尼苏达大学土木工程系办公大楼和试验室、东京八重洲地下街等。中国多年来也兴建了大量高层建筑,由此而产生了大量深基坑工程,且规模和深度不停加大。量多面广基坑工程已经成为城市地下空间关键内容之一。另外,其它如工业、采矿、
13、军事、航天等全部会出现部分大中型基坑工程,基坑工程学应用而生是肯定趋势。基坑工程在中国出现较晚,2O世纪70年代,中国只在少数大工程项目中有开挖深度达10 m以上基坑工程,而且是在较少或没有相邻建筑物和地下结构物地域。8O年代以来,中国首先在北京、上海、广州、深圳等大型城市大量兴建高层建筑,而高层建筑多数带有地下室,基坑支护工程随之剧增,基坑支护设计、施工和监测成为基础工程中新热点。90年代以后,大多数城市全部进入了大规模旧城改造阶段,在繁荣市区内进行深基坑开挖给这一古老课题提出了新内容,那就是怎样提升深基坑开挖环境效应问题,从而深入促进了深基坑开挖技术研究和发展,产生了很多优异设计计算方法,
14、众多新施工工艺也不停付诸实施,出现了很多技术优异成功工程实例。但因为基坑工程复杂性和设计、施工不妥,工程事故概率仍然很高。1.2工程背景和意义二十一世纪人类面临着人口增加、土地砂化、能源担心、水资源降低、环境变坏、气候变暖六大挑战。“可连续发展”作为国策提出来了,摆在每个学科、每个产业面前,谁违反了六大难题挑战,谁就会被调整掉。伴随经济发展,城市化步伐加紧,为满足日益增加市民出行、轨道交通换乘、商业、停车等功效需要,在用地愈发担心密集城市中心,结合城市建设和改造开发大型地下空间已成为一个肯定,诸如高层建筑多层地下室、地下铁道及地下车站、地下道路、地下停车库、地下街道、地下商场、地下医院、地下变
15、电站、地下仓库、地下民防工事和多个地下民用和工业设施等。钱七虎院士指出19世纪是桥世纪,20世纪时高层建筑世纪,二十一世纪是“地下空间”世纪。现在地下空间开发规模越来越大,如上海市地下空间开发面积达1030万平方米地下综合体项目多年来多达几十个;基坑开挖面积通常可达26万平方米,如南京河西金鹰天地广场基坑开挖面积为53000m2,周长约为940米;南京河西金融城基坑开挖面积为79629.8平方米;南京河西紫金创业尤其小区152263 m2,支护周长约2399m;上海仲盛广场基坑开挖面积为5万平方米;天津市117大厦基坑面积为9.6万平方米,上海虹桥综合交通枢纽工程开挖面积达35万平方米等;基坑
16、深度也越来越深,通常基坑深度为1625米以上,如金鹰天地广场挖深21.7-24m;天津津塔挖深23.5米,苏州东方之门最大挖深22米,而上海世博500kV地下变电站挖深34米,上海地铁四号线董家渡修复基坑则深达41米。这些深大基坑通常全部在密集城市中心,基坑工程周围密布着多种地下管线、各类建筑物、交通干道、地铁隧道等多种地下构筑物,施工场地担心、工期紧、地质条件复杂、施工条件复杂、周围设施环境保护要求高。全部这些造成基坑工程设计和施工难度越来越大,重大恶性基坑事故不停发生,工程建设安全生产形势越来越严峻。高层、超高层建筑物和城市地下空间开发利用发展促进了基坑工程设计和施工进步。基坑在早期一直是
17、作为一个地下工程施工方法而存在,它是施工单位为了便于地下工程敞开开挖施工而采取临时性施工方法,正如要浇捣钢筋混凝土构件必需要立模板一样。但伴随基坑开挖越来越深,面积越来越大,基坑围护结构设计和施工越来越复杂,所需要理论和技术越来越高,远远超越了作为施工辅助方法范围,施工单位没有足够技术力量来处理复杂基坑稳定、变形和环境保护问题,研究和设计单位介入处理了基坑工程理论计算和设计问题,由此逐步形成了一门独立学科分支,基坑工程。现在,基坑工程中采取关键支护结构有地下连续墙、排桩+止水帷幕、重力式挡墙、土钉墙等,这些技术基础全部是原位成孔,然后灌入钢筋混凝土,或原位搅拌形成水泥土。基坑支护结构需要大量水
18、泥、砂、石子、钢材等;工程实施过程中会产生渣土、泥浆、噪音等污染;混凝土支撑拆除后将形成大量建筑垃圾;基坑降水会消耗地下水资源并造成地面沉降等不良后果;基坑支护结构、加固体留在土体内部,未来可能形成难以清除地下障碍物,污染环境。因为原位形成桩体,受地质情况影响显著,所以基坑支护技术含有显著区域性,在含泥炭土等有机质含量高土层、深厚砂层中,搅拌桩止水帷幕轻易失效,造成流土、管涌等基坑事故发生。图1-1 地下连续墙图1-2 排桩+止水帷幕图1-3 SMW工法桩图1-4 PCMW工法桩图1-5 水泥土重力式围护墙图1-6 土钉墙图1-7 钢筋混凝土圆环撑图1-8 钢筋混凝土对撑图1-9 H型钢对撑图
19、1-10 钢管十字对撑基坑工程属于能耗高、污染较大行业。所以,在基坑工程方案设计中,应考虑到基坑工程可连续发展,尽可能采取方法节省社会资源,降低能耗。可采取技术方法包含围护结构不得出红线、减小支护结构工程量、尽可能采取可反复利用材料、废泥浆利用、在可能情况下采取支护结构和主体结构相结合方案等,以降低工程开发对社会不利影响和对环境破坏。预制桩,是在工厂或施工现场制成多种材料、多种形式桩(如木桩、混凝土方桩、预应力混凝土管桩、钢桩等),用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中。中国建筑施工领域采取较多预制桩关键是混凝土预制桩和钢桩两大类。混凝土预制桩能承受较大荷载、坚固耐久、施工速度快,是广泛应用桩型之
20、一,关键应用于桩基础中。钢桩关键是钢板桩、钢管桩和H型钢桩等。预制桩含有工厂化生产,生产速度快,造价低,桩身质量可靠,施工方便,能够回收等优点,但侧向刚度不高,在基坑支护中应用不多。东南大学岩土所李仁民博士及其团体提出采取钢板桩和H型钢组成组合钢板桩基坑支护结构,关键技术有钢板桩H型钢组合基坑支护(HSW工法)、装配式双排钢桩基坑、H型钢钢板基坑支护(HPW工法)、地下空间钢桁架基坑支护、装配式基坑支护体系等。组合钢板桩结构充足发挥钢板桩挡土止水、H型钢抗弯能力强,组合结构能够兼具二者优点,极大拓展钢结构在地下工程应用领域,使用完成后,均能够拔除,循环使用,绿色环境保护。本项目能处理长久困扰基
21、坑工程难题,将复杂基坑支护施工变简单、快捷,质量易控,大大降低地下空间开发成本,推进地下空间开发速度。江苏国际商务酒店二期配套办公楼基坑支护设计,关键对酒店二期工程基坑支护,本项目总建筑面积57218平方米,用地面积11231平方米。本工程基坑周长约为423m,开挖面积约为10412平方米。基坑普遍开挖深度在6.30米左右,塔楼处开挖深度约为6.80米。该设计创新使用组合钢板桩门式桁架加挡土结构组成基坑周围多有段支护结构形式。即利用钢板桩止水能力和型钢挡土能力,组成既能够止水有能有效地挡土支护形式,钢板桩因为施工简单而应用较广。钢板桩本身柔性较大,如支撑或锚拉系统设置不妥,其变形会很大,所以当
22、基坑支护深度大于7m时,不宜采取。经过一般钢板桩和H型钢组合,能够大幅提升组合体抗弯模量及截面模数,能够负担较大荷载,从而有效控制变形。组合钢板桩门式桁架体系,其结构模型相当于双排桩支护,门式桁架含有较大侧向刚度,能够有效地限制基坑变形进而能够降低水平支撑。能够发挥钢板桩挡土止水作用同时,还可经过型钢来提升强度而降低使用止水帷幕。其施工便捷,材料能够回收,不存在材料强度时间问题,工期较短,造价经济。1.3关键内容本文以传统双排桩支护技术为基础,结合现有部分研究结果,经过理论分析和具体设计,完成以下工作:(1)经过和传统支护技术比较,结合钢板桩支护技术,首先从理论上对双排桩支护形式计算模型经行分
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