某地铁项目基坑支护设计毕业论课件.ppt

1、答辩答辩PPT框架框架研究背景研究背景课题方向课题方向论文要点论文要点结论结论1234研究背景研究背景 近年来近年来,随着经济的发展随着经济的发展,社会的进社会的进步步,我国城市基本建设规模逐渐加大我国城市基本建设规模逐渐加大,高高层建筑、地下建筑、隧道等工程大幅度层建筑、地下建筑、隧道等工程大幅度增加。为了节约地上空间增加。为了节约地上空间,节省土地节省土地,充充分利用地下空间的深基坑工程随之增加分利用地下空间的深基坑工程随之增加,这使得深基坑工程施工问题在技术和经这使得深基坑工程施工问题在技术和经济上对整个建筑施工起着举足轻重的影济上对整个建筑施工起着举足轻重的影响响。研究背景研究背景城市

2、地铁基坑工程城市地铁基坑工程 1.1.综合性综合性2 2。支护方案的优劣支护方案的优劣工程造价工程造价施工进度施工进度周围环境的安全周围环境的安全3.3.多种支护多种支护备选备选方案方案课题方向课题方向 本文根据地铁基坑工程自身的特点，本文根据地铁基坑工程自身的特点，以苏州市地铁以苏州市地铁2 2号线尹中路站基坑支护工号线尹中路站基坑支护工程为例程为例，从一个工程管理应届毕业生的，从一个工程管理应届毕业生的视角，解决一个具体的地铁项目基坑的视角，解决一个具体的地铁项目基坑的支护设计工作。支护设计工作。论文要点论文要点1.工程背景工程背景2.方案初选方案初选3.方案优选方案优选-模糊一致矩阵模糊

3、一致矩阵4.地下连续墙介绍地下连续墙介绍5.力学计算力学计算6.支撑施工顺序支撑施工顺序1.工程背景工程背景1.1 工程位置工程位置1.2 工程地质及水文地质条件工程地质及水文地质条件2.方案初选方案初选从定性的角度从定性的角度比较六个初选方案的优缺点比较六个初选方案的优缺点地铁基坑支护优选应考虑的因素地铁基坑支护优选应考虑的因素（1）基坑毗邻建筑物及设施安全）基坑毗邻建筑物及设施安全（2）基坑支护结构本体的稳定安全）基坑支护结构本体的稳定安全 （3）基坑施工的成本（造价）基坑施工的成本（造价）（4）施工对于周围建筑以及环境的影响）施工对于周围建筑以及环境的影响（5）施人员的人身安全）施人员的

4、人身安全2.方案初选方案初选 2.3.1 土钉墙支护土钉墙支护其优点是其优点是:1)施工方法简单施工方法简单,方便操作。方便操作。2)造价最低。造价最低。其缺点是其缺点是:1）要求场地开阔且无任何周边建筑物影响的条件下方可实施要求场地开阔且无任何周边建筑物影响的条件下方可实施;2)要求场地地下水较少要求场地地下水较少,地质条件相对较好地质条件相对较好2.方案初选方案初选 2.3.2 2.3.2 柱列桩柱列桩+止水帷幕止水帷幕 其优点是其优点是:1 1)施工造价较低。施工造价较低。2)2)施工方法较为简单施工方法较为简单,施工机械也较多。施工机械也较多。3)3)易于分段进行施工。易于分段进行施工

5、。其缺点是其缺点是:1 1）施工用电量较大施工用电量较大,重复占用施工场地重复占用施工场地,相对工期长相对工期长;2 2）场地污染大场地污染大,泥浆多泥浆多,文明施工不易保持文明施工不易保持。2.方案初选方案初选 2.3.3 2.3.3 旋喷灌注桩旋喷灌注桩其优点是其优点是:1 1）桩间互相咬合桩间互相咬合,形成排桩整体受力形成排桩整体受力,抗荷载能力最强抗荷载能力最强,且具有且具有很好的防水效果。很好的防水效果。2 2）无泥浆、噪音低、文明施工、环保效果好。无泥浆、噪音低、文明施工、环保效果好。3 3）成桩垂直度好成桩垂直度好,整体性强整体性强,节约混凝土。节约混凝土。其缺点是其缺点是:1

6、1）造价较高造价较高;2 2）须对接头桩进行旋喷桩堵漏处理须对接头桩进行旋喷桩堵漏处理,特别是在粉细砂层效果不特别是在粉细砂层效果不大理。大理。2.方案初选方案初选2.3.4 SMW2.3.4 SMW工法桩工法桩其优点是其优点是:1 1）造价较低造价较低,用过的型钢能够回收用过的型钢能够回收2 2）成桩止水效果好成桩止水效果好,若水泥掺量达到若水泥掺量达到25%25%效果会更好些效果会更好些3 3）分段施工容易处理分段施工容易处理,不会形成施工缝不会形成施工缝4 4）施工进度快施工进度快其缺点是其缺点是:1 1）机械施工用电量较大机械施工用电量较大2 2）在粉细砂层易产生抱钻现象在粉细砂层易产

7、生抱钻现象3 3）其基坑围护结构属柔性支护其基坑围护结构属柔性支护,不适合太深基坑不适合太深基坑2.方案初选方案初选2.3.5 2.3.5 地下连续墙地下连续墙其优点是其优点是:1 1）整体受力整体受力,抗荷载能力强抗荷载能力强,特别适合深基坑。特别适合深基坑。2 2）通过锁口管通过锁口管,容易进行分段施工。容易进行分段施工。3 3）具有最佳的防、止水效果。具有最佳的防、止水效果。4 4）基坑开挖后基坑开挖后,坑壁表面平整坑壁表面平整,易于防水层施工。易于防水层施工。5)5)施工进度快。施工进度快。其缺点是其缺点是:1 1）施工造价最高施工造价最高,2 2）主要机械设备为进口设备且配套设备多为

8、大主要机械设备为进口设备且配套设备多为大型设备。型设备。2.方案初选方案初选2.3.6 2.3.6 人工挖孔桩人工挖孔桩其优点是其优点是:1 1）施工造价低。施工造价低。2)2)其设备简单其设备简单,易于大批量上场同时施工易于大批量上场同时施工,施工灵活度高。施工灵活度高。3 3）无泥浆、噪音低、文明施工、环保效果好。无泥浆、噪音低、文明施工、环保效果好。4)4)成桩垂直度好成桩垂直度好,整体性强。整体性强。其缺点是其缺点是:1)1)人员施工风险大人员施工风险大;2)2)地质条件要好地质条件要好,不适合进行淤泥层和流砂层施工。不适合进行淤泥层和流砂层施工。2.方案初选方案初选除去前述的除去前述

9、的土钉墙支护土钉墙支护和和柱列桩柱列桩+止水帷幕止水帷幕，留下来四个方案，留下来四个方案，旋喷灌注桩、旋喷灌注桩、SMWSMW工法桩、人工挖孔桩、地下连续墙，工法桩、人工挖孔桩、地下连续墙，进行下一轮的优选。进行下一轮的优选。3.方案优选方案优选本工程选取以下本工程选取以下6个代表指标最为决定性作用的因素：个代表指标最为决定性作用的因素：U=U1，U2，U3，U4，U5，U6 =适用范围、质量可靠性、安全性、总造价、施工进度适用范围、质量可靠性、安全性、总造价、施工进度对周围环境的影响对周围环境的影响。方案一方案一(p1)：人工挖孔桩：人工挖孔桩方案二方案二(p2)：旋喷灌注桩：旋喷灌注桩方案

10、三方案三(p3)：SMW 工法工法方案四方案四(p4)：地下连续墙：地下连续墙3.方案优选方案优选支护方案影响因支护方案影响因素素适用本适用本工程工程u1u1质量可质量可靠性靠性u2u2人员安人员安全性全性u3u3 总造价总造价u4u4 进度进度 u5u5对周边对周边影响影响u6u6 人工挖孔桩人工挖孔桩(p1)(p1)好好很好很好差差一般一般好好好好旋喷灌注桩旋喷灌注桩(p2)(p2)较好较好很好很好一般一般较差较差一般一般较差较差SMWSMW(p3)(p3)较好较好很好很好较好较好差差一般一般较好较好地下连续墙地下连续墙(p4)(p4)好好好好较好较好好好很好很好较好较好表3.1 定性评价

11、结果 3.方案优选方案优选步骤一步骤一 建立模糊优先关系矩阵建立模糊优先关系矩阵 通过两两比较得出在目标条件通过两两比较得出在目标条件Ui下下的四种初选方案相互比较的的四种初选方案相互比较的优劣关系，建立一个例如在条件适用本工程下优劣关系，建立一个例如在条件适用本工程下比较方法：很好比较方法：很好好好较好较好一般一般差，差，前者大于后者记为前者大于后者记为1，相等记为相等记为0.5,不如记为不如记为0。即：人工挖孔桩（即：人工挖孔桩（p1）对于自己相比是相等的，故用）对于自己相比是相等的，故用0.5来表示，来表示，相对旋喷灌注桩（相对旋喷灌注桩（p2），好大于较好，用数字），好大于较好，用数字

12、1表示此关系，相表示此关系，相对对SMW施工法（施工法（p3），好大于较好，用数字），好大于较好，用数字1表示此关系，相表示此关系，相对于地下连续墙对于地下连续墙(p4），好于好相等，用），好于好相等，用0.5表示此关系。表示此关系。因此得到矩阵因此得到矩阵B1的第一行的第一行（0.5,1,1,0.5）6,2,1 i3.方案优选方案优选以此类推，得到第二行（以此类推，得到第二行（0,0.5,0.5，0），第三行），第三行（0,0.5,0.5，0），第四行（），第四行（0.5,1,1,0.5）。）。则在条件适用本工程下的模糊优先矩阵则在条件适用本工程下的模糊优先矩阵B1：5.0115.005.0

13、5.0005.05.005.0115.01B支护方案影响支护方案影响因素因素适用本工程适用本工程 人工挖孔桩人工挖孔桩好好旋喷灌注桩旋喷灌注桩较好较好SMWSMW较好较好地下连续墙地下连续墙好好3.方案优选方案优选5.015.05.005.0005.015.05.05.015.05.02 B5.05.0115.05.011005.010005.03B5.011105.000015.000115.04 B5.011105.05.0005.05.000115.05 B5.05.0105.05.010005.001115.06 B3.方案优选方案优选步骤二步骤二 将模糊优先关系矩阵改造成模糊一致矩阵

14、将模糊优先关系矩阵改造成模糊一致矩阵将模糊优先关系矩阵改造成模糊一致矩阵将模糊优先关系矩阵改造成模糊一致矩阵Fk，（1）第一步，先对模糊优先关系矩阵）第一步，先对模糊优先关系矩阵B按行求和按行求和第二步，确定中的元素，第二步，确定中的元素，反映了在目标下，方案反映了在目标下，方案 与方案与方案 的相对优越性程度，并且的相对优越性程度，并且定义用数字表征出来，定义用数字表征出来，=0.5表示与同等优度，当表示不如，表示与同等优度，当表示不如，当表示优于，且数字越大，优度越大。当表示优于，且数字越大，优度越大。),2,1(,1mibrmjkiji 5.0*2mrrfjiij3.方案优选方案优选重复

15、步骤得出重复步骤得出F2-F65.0625.0625.00.5375.05.05.00.375375.05.05.00.3755.0625.0625.00.51F3.方案优选方案优选 步骤三步骤三 单目标排序单目标排序),2,1(,)(,111mjfSSSSmmikijimiiiki3.方案优选方案优选步骤四步骤四 各因素权重的确定及多目标总排序各因素权重的确定及多目标总排序 Tw)06.0,24.0,3.0,12.0,14.0,14.0(3.方案优选方案优选然后利用公式然后利用公式计算出总体优度值计算出总体优度值 。kinkiSwkT1227.01T209.02T187.03T328.04T

16、由此可知：T4T1T2T3，即方案四地下连续墙最优，该方案即为实际选用的方案。4.地下连续墙介绍地下连续墙介绍导墙导墙墙体钢筋笼墙体钢筋笼泥浆护壁泥浆护壁槽段开挖槽段开挖5.力学计算力学计算5.力学计算力学计算 第一步，将近墙面的均布荷载折算成虚拟土层第一步，将近墙面的均布荷载折算成虚拟土层，5.力学计算力学计算模型示意图5.力学计算力学计算考虑地下水因素考虑地下水因素5.力学计算力学计算结合规范和基坑深度，采用五道支撑，还要考虑预应力，结合规范和基坑深度，采用五道支撑，还要考虑预应力，第一道砼支撑第一道砼支撑:轴力设计值：轴力设计值：120（KN/m），预加轴力：），预加轴力：0（KN/m）

17、第二道钢支撑第二道钢支撑:轴力设计值：轴力设计值：220（KN/m），预加轴力：），预加轴力：143（KN/m）第三道钢支撑第三道钢支撑:轴力设计值：轴力设计值：620（KN/m），预加轴力：），预加轴力：403（KN/m）第四道钢支撑第四道钢支撑:轴力设计值：轴力设计值：940（KN/m），预加轴力：），预加轴力：611（KN/m）第五道钢支撑第五道钢支撑:轴力设计值：轴力设计值：728（KN/m），预加轴力：），预加轴力：473（KN/m）第四道换撑第四道换撑:轴力设计值：轴力设计值：591（KN/m），预加轴力：），预加轴力：0（KN/m）5.力学计算力学计算1.将地下连续墙的受力简化成

18、等值梁进行计算。将地下连续墙的受力简化成等值梁进行计算。(1)受力简图（2）弯矩图5.力学计算力学计算（3）详细弯矩图）详细弯矩图（4）剪力图5.力学计算力学计算（5）计算结果）计算结果6.支撑施工顺序支撑施工顺序第一步，破除路面，设置施工围栏，施工北侧地下连续墙第一步，破除路面，设置施工围栏，施工北侧地下连续墙侧面水泥土搅拌桩，施工导墙，围护结构、布置降水井及侧面水泥土搅拌桩，施工导墙，围护结构、布置降水井及临时立柱桩。根据设计要求进行降水，待基坑降水达到设临时立柱桩。根据设计要求进行降水，待基坑降水达到设计要求之后即开挖基坑至第一道钢筋砼支撑下，施工冠梁，计要求之后即开挖基坑至第一道钢筋砼

19、支撑下，施工冠梁，第一道混凝土支撑，砼联系段及路面系统。第一道混凝土支撑，砼联系段及路面系统。6.支撑施工顺序支撑施工顺序第二步，待第一道支撑的连续段和冠梁达到设计强度之后，第二步，待第一道支撑的连续段和冠梁达到设计强度之后，继续向下开挖至第二道支撑下继续向下开挖至第二道支撑下0.5m，架设第二道支撑。，架设第二道支撑。6.支撑施工顺序支撑施工顺序第三步，由上至下分层开挖基坑，开挖至支撑梁以下第三步，由上至下分层开挖基坑，开挖至支撑梁以下0.5米后架设各道支撑（步骤同二）；开挖至基坑底面标高以米后架设各道支撑（步骤同二）；开挖至基坑底面标高以上上0.20.3米处时，采用人工开挖至基坑底，进行基

20、坑底部米处时，采用人工开挖至基坑底，进行基坑底部处理，施工制作接地网，敷设垫层。处理，施工制作接地网，敷设垫层。6.支撑施工顺序支撑施工顺序第四步，施工基底垫、地板防水层及地板，待地板和侧墙第四步，施工基底垫、地板防水层及地板，待地板和侧墙混凝土强度达到设计强度之后，设置泄水孔，拆除井管点。混凝土强度达到设计强度之后，设置泄水孔，拆除井管点。拆除第五道支撑，继续向上施工侧墙防水层及中柱至第四拆除第五道支撑，继续向上施工侧墙防水层及中柱至第四道支撑处。道支撑处。6.支撑施工顺序支撑施工顺序第五步，待侧墙混凝土强度达到设计强度之后，在第四道第五步，待侧墙混凝土强度达到设计强度之后，在第四道支撑下支

21、撑下1.5米处加设换撑，拆除第四道支撑。施工制作余米处加设换撑，拆除第四道支撑。施工制作余下边墙防水层，浇筑边墙，中柱和中板（梁）下边墙防水层，浇筑边墙，中柱和中板（梁）6.支撑施工顺序支撑施工顺序第六步，待中板混凝土强度达到设计强度之后，拆除第二、第六步，待中板混凝土强度达到设计强度之后，拆除第二、第三道支撑，铺设边墙防水层，浇筑边墙、柱、顶纵梁和第三道支撑，铺设边墙防水层，浇筑边墙、柱、顶纵梁和顶板混凝土，并施工顶板防水层。顶板混凝土，并施工顶板防水层。6.支撑施工顺序支撑施工顺序第七步，待地板混凝土强度达到设计强度后，浇筑压顶梁，第七步，待地板混凝土强度达到设计强度后，浇筑压顶梁，拆除剩

22、余临时路面、联系梁、砼支撑、降水井、凿除临时拆除剩余临时路面、联系梁、砼支撑、降水井、凿除临时立柱。管线回迁及基坑回填，回复路面交通及原状路面，立柱。管线回迁及基坑回填，回复路面交通及原状路面，封闭泄水孔。封闭泄水孔。致谢致谢历时将近两个月的时间终于将这篇论文写完，在论文的写历时将近两个月的时间终于将这篇论文写完，在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的论文指导老师，陈士海助下度过了。尤其要强烈感谢我的论文指导老师，陈士海教授、张泳教授。他们对我进行了无私的指导和帮助，不教授、张泳教授。他们对我

23、进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。在此向帮助和指导厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最由衷的感谢！过我的各位老师表示最由衷的感谢！感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。发，我将很难完成本篇论文的写作。感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多你问素材，还在论文的撰写和排版灯过程中提供热情的多你问素材，还在论文的撰写和排版灯过程中提供热情的帮助。帮助。由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正！请各位老师和学友批评和指正！结论结论