首页 > 报告总结 > 开题报告 > 详情页

土木工程毕业论文开题报告

2022-03-12 22:15:44

千文网小编为你整理了多篇相关的《土木工程毕业论文开题报告》,但愿对你工作学习有帮助,当然你在千文网还可以找到更多《土木工程毕业论文开题报告》。

第一篇:土木工程毕业论文开题报告

一、毕业设计(论文)课题来源、类型

本课题来源于工程实践,设计为高层商业住宅楼,用途为居住。课题类型是工程设计类。

二、选题的目的及意义

目的:进入21世纪以来,随着经济的快速发展,越来越多的人来到城市里工作、生活,甚至长期居住,造成城市人口集中,住房用地面积受农业发展需要受限制,以及商业竞争的激烈化,使人们对住宅楼的需求越来越大,要求也越来越高,小高层,甚至是高层已然成为现代开发商与消费者选择的主流。设计这栋住宅楼的目的是解决普通老百姓的住房问题,从根本上解决普通老百姓的住房问题,为老百姓创造更好的居住条件,同时也能加快城市建设的脚步。

意义:通过本工程的设计,培养我们综合应用所学基础课、技术基础课及专业课知识和相关技能,解决具体问题的土木工程设计问题所需的综合能力和创新能力,这对我们以后走向工作岗位是一个极宝贵的经验。我们在老师的指导下,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、标准图以及工程实践中常用的方法,具有实践性、综合性强的显著特点。

通过这次毕业设计

1)获取施工组织设计、预算等具体的专业应用能力

2)培养自己综合应用能力

3)培养分析解决工程实际问题能力和创新精神

三、本课题在国内外的研究状况及发展趋势

研究状况:在高层建筑中,结构除了承受竖向荷载,还要承受水平荷载。因此常用的结构类型有框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构。其中框架结构不利于结构抗震,而高层建筑中剪力墙结构也有明显的缺点,一是剪力墙间距不能太大,平面布置不灵活,不能满足公共建筑的使用要求;二是结构自重往往较大,造成建材用量增加,地震力增大,使上部结构和基础设计困难。由框架和剪力墙共同承受竖向和水平荷载的结构体系称为框架-剪力墙结构体系。框剪结构是在框架结构中布置一定数量的剪力墙,将框架与剪力墙结合起来共同工作,竖向荷载由框架和剪力墙共同承担,水平荷载由框架承受20%--30%,剪力墙承受70%--80%。剪力墙负担决大部分的水平荷载,框架以负担竖向荷载为主,分工合理,物尽其用,从而构成灵活自由的使用空间,以满足建筑功能的要求。

框剪结构的变形是剪弯型。众所周知,框架结构的变形是剪切型,上部层间相对变形小,下部层间相对变形大。剪力墙结构的变形为弯曲型,上部层间相对变形大,下部层间相对变形小。对于框剪结构,由于两种结构协同工作变形协调,形成了弯剪变形,从而减小了结构的层间相对位移比和顶点位移比,使结构的侧向刚度得到了提高。剪力墙克服了框架抗侧刚度低的缺点,框架弥补了剪力墙结构布置不灵活的不足。

发展趋势:随着人们生活水平的提高,小区这一城市居民的主要居住场所也在发生不短的变化。从七八十年代的筒子楼到现今的高层小区住宅。人们对小区的要求在不断提高。综合分析高层住宅的优劣势,可以看出高层住宅的发展优势明显,与我国现阶段基本符合,并与国家提倡节约资源、实现集约化发展的政策相一致。通过发展高层住宅解决现有城市存在的问题,已经成为我国现阶段城市发展的必然趋势,在建设实践中,发展高层住宅也越来越多地被各地认同,建设发展势头迅猛。随着高层住宅的普及,城市管理者和居民对高层住宅的建设要求日益提高,建筑设计者和开发商也在改变观念、更新设计手法,以配合城市的发展要求和住宅的市场需求,将一些新的设计理念和发展思路融入到高层住宅的设计之中,高层住宅的发展趋势主要有以下几个方面:

1.增强高层住宅功能的弹性和复合性高层住宅的开发往往位于城市中心区或者重要的城市功能节点周边,随着城市的发展、城市产业结构的调整,对市中心区的高层住宅有多元化、复合化的功能需求。因此,高层住宅的设计中应考虑居住、商业、办公等功能的适度复合使用,并预留日后功能置换的可能性。

2.增加公共活动空间

住宅设计应以人为本。高层住宅中普遍缺乏交往的条件和必要的空间,造成邻里关系疏远。目前新开发的高层住宅,都努力尝试采用多种方法增加高层公共活动空间,提供人性化的社区环境……目前流行在高层住宅建筑内部通过挖洞,设置半公共空间的手法,将绿色引入建筑内部,营造空中庭院。

3.新材料、新技术的运用

高层住宅是现代技术的产物,电梯和现代建筑材料等是其发展的重要动因。目前高层住宅仍然是住宅建造中新技术、新材料运用最多的领域。建筑采用框架结构、框剪结构、可极大地提高高层住宅的得房率;运用中空玻璃、断桥塑钢窗等新型建筑材料及空中花园、智能家居系统等先进技术,可在生态、隔音防噪、家居管理等方面为高层居民塑造良好的生活空间。随着国家对节能和环保要求的不断提高,许多的生态技术也广泛应用于高层住宅,如太阳能技术、废物回收处理等技术在许多绿色高层住宅区得到推广。在建筑建造的过程中也多采用绿色环保型建筑材料,以减少对环境的污染和破坏。

4.增强与城市发展的协调性

高层住宅目前发展趋势强劲,开发强度和开发规模日益提高,对城市整体环境和未来发展影响较大,因而需要注重与城市总体规划和发展政策的协调,诸如在交通、市政基础设施、原有城市格局、城市文化特性、城市自然环境等方面进行细致考虑。此外,高层住宅的寿命周期长于多层住宅,拆除重建的难度较大,因此高层住宅在设计应当注重其使用的长周期特征,与城市不同时期的发展特征一致,为未来高层住宅的功能置换、更新改造,提供应变的可能性和对未来的适应性。

5.增加住宅设计的地域特色

一个具有生命力的高层住宅应当是具有地域特色的建筑,照搬南方的住宅设计到北方,很难满足北方居民对日照采光的要求;照搬欧式风格的住宅坐落于民族风情浓郁的西南城市,也会显的不伦不类。因此,高层住宅的设计应当与城市地理环境、气候特征、人文风俗结合起来,创造具有地域特色的建筑作品。

四、本课题主要研究内容

(一)查阅文献资料和调研:参观同类型的典型建筑;认真阅读与毕业设计相关的专业文献资料,包括3篇以上的外文原文,并翻译一篇外文文献,理清毕业设计的思路;调查研究住宅楼的功能要求;写出开题报告。

(二)建筑设计部分:在调研的基础上进行功能分析和建筑设计,主要内容包括

1.初步设计:根据使用功能及条件,确定建筑方案,进行初步设计,绘出平、立、剖面草图,要求达到初步设计的深度。

2.建筑施工图设计:在初步设计基础上,绘制建筑施工图。内容包括:总平面图、平面图、剖面图、立面图、屋顶平面图、变形缝设计、建筑构造详图、门窗明细表、建筑用料说明表和总说明。设计深度应满足施工、安装及预算要求,图面应详尽表现建筑物的各有关部分。

3.写建筑设计说明书:包括建筑设计提纲;总平面设计、平面设计、交通部分设计、立面设计、剖面设计和构造设计等的设计意图及方案说明;建筑规模及经济技术指标等。

(三)结构设计部分:在建筑设计的基础上,进行结构设计,主要内容包括

1.具体确定结构设计方案,根据建筑平面布置图,进行结构构件的布置,确定主要结构构件的截面尺寸和材料强度等级。

2.结构设计:内容包括确定结构的计算简图,确定设计参数,计算竖向荷载和一个方向的水平地震作用,手算一榀横向或纵向框架和一片横向或纵向剪力墙的内力,进行内力组合及配筋计算;运用专业软件对建筑结构进行分析,计算内力及配筋。

3.楼梯设计:选取一部楼梯,确定承重形式、计算内力并配筋。

4.绘制结构施工图:包括机绘图和手绘图;内容为结构设计总说明,结构平面布置图、按手算结果绘制的一榀框架模板配筋图、一片剪力墙配筋图、一部楼梯配筋图。设计深度应满足施工、安装及预算要求。

5.设计说明书和计算书:结构设计提纲,内容包括工程概况、设计依据、结构计算任务、荷载取值、上部结构、地基基础及其它;选用结构方案的理由和设计依据;全部结构计算书。

五、完成论文的条件和拟采用的研究手段(途径)

本设计分为两个阶段:建筑设计和结构设计。在不同的设计阶段研究方法也不同。

建筑设计过程中,主要运用房屋建筑学、人性化的理念以及规划方面的有关知识及研究方法主要进行平面设计、剖面设计、立面设计,及绘制平面、剖面图。其中在平面设计中,要根据设计要求确定建筑物的位置、朝向和房间的形状面积及位置;根据防火要求、通风要求等确立门厅、走廊、楼梯、电梯等的位置和数量及门窗大小和位置。在剖面图设计中,根据建筑功能确定各层层;根据采光通风的工艺要求确定部分剖面高度及尺寸(如楼梯)。在立面设计中,根据平面、剖面设计、体型组合,进行立面处理,使建筑物各部分完整均衡,具有一定美感,同时选择装修材料进行色彩配置。

结构设计的基本任务,是在结构的可靠与经济之间选择一种合理的平衡,力求以最低的代价,使所建造的结构在规定的条件下和规定的使用期限内,能满足预定的安全性、适用性和耐久性等功能要求。在框架剪力墙结构的设计过程中,应避免采用平面、竖向或者空间不规则的结构形式,遵照“建筑设计应符合抗震概念设计,不应采用严重不规则的设计方案”的原则;通过对结构的合理布置和精确计算,能够使我们的建筑更加经济合理,有效地抵抗外部力量的破坏,以达到我们所要求的设计功能。为达到这个目的,人主要采用概率设计法。

结构计算主要包括结构内力计算和变形计算,其方法有很多,大都采用连梁连续化假定。由剪力墙与框架水平位移或转角相等的位移协调条件,可以建立位移与外荷载之间关系的微分方程来求解。由于采用的未知量和考虑因素的不同,各种方法解答的具体形式亦不相同。框架-剪力墙的机算方法,通常是将结构转化为等效壁式框架,采用杆系结构矩阵位移法求解。一般较常用的计算软件有PKPM、SAP2000等。同时要注意“强柱弱梁”思想和抗震概念设计,进行竖向荷载、风荷载、地震作用、结构内力组合、结构配筋的计算。

参考文献:

[1]中华人民共和国国家标准。房屋建筑制图统一标准(GB/T 50001―2001)。北京:中国建筑工业出版社,2002

[2]中华人民共和国国家标准。建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)。北京:中国建筑工业出版社,2002

[3]中华人民共和国国家标准。高层民用建筑防火规范(GB50045-95)(2005年版).北京:中国建筑工业出版社,2002

[4]中华人民共和国国家标准。建筑结构抗震设防分类标准(GB 50223-2004)。北京:中国建筑工业出版社,2002

[5]中华人民共和国国家标准。建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)(2006年版)。北京:中国建筑工业出版社,2002

[6]中华人民共和国国家标准,建筑抗震设计规范(GB50011-2001)(2008年版)

[7]中华人民共和国国家标准。建筑结构制图标准(GB/T 50105-2001)。北京:中国建筑工业出版社,2002

[8]中华人民共和国国家标准。民用建筑设计通则(GB50352-2005)。北京:中国建筑工业出版社,1988

[9]中华人民共和国国家标准。混凝土结构设计规范(GB 50010-2002)。北京:中国建筑工业出版社,2002

[10]中华人民共和国国家标准。建筑制图标准(GB/T 50104-2001)。北京:中国建筑工业出版社,2002

[11]中华人民共和国行业标准。高层建筑混凝土结构技术规范(JGJ 3-2002)。北京:中国建筑工业出版社,2001

[12]刘晓晖、杨振宇。商业建筑。武汉:武汉工业大学出版社,1999

[13]方鄂华、钱稼茹、叶列平。高层建筑结构设计。北京:中国建筑工业出版社,2003

[14]史庆轩、梁兴文。高层建筑结构设计。北京:科学出版社,2006

[15]赵西平。房屋建筑学。北京:中国建筑工业出版社,2006

[16]王社良。抗震结构设计。武汉:武汉理工大学出版社,2003

[17]龚思礼。建筑抗震设计手册。北京:中国建筑工业出版社,2002

[18]梁兴文、王社良。混凝土结构设计原理。北京:科学出版社,2003

[19]梁兴文、史庆轩。混凝土结构设计。北京:科学出版社,2004

[20]霍达。高层建筑结构设计。北京:高等教育出版社,2004

[21]丰定国、王社良。抗震结构设计。武汉:武汉工业大学出版社,2001

[22]包世华。新编高层建筑结构(第二版)。北京:中国水利水电出版社,知识产权版社,2005

[23]梁兴文。混凝土结构设计原理(上、下册)。北京:科学出版社,2003

[24]李廉锟。结构力学。北京:高等教育出版社,2004

[25]梁启智。高层建筑框架-剪力墙结构设计实例。广州:华南理工大学出版社,1992

[26] Charles R. Farrar、 John W. Reed 、Michael W. Salmon.Failure Modes of Low-Rise Shear Walls,1993

[27] Xu Nan、Zheng Bin.Love and pain:High-rises in Shanghai.China Week,2006

[28] S. C. Chakrabarti、G. C. Nayak、D. K. Paul.Structural Behavior of Prefabricated Shear Walls,1988

[29] Keun-Hyeok Yang、Hee-Chang Eun、Heon-Soo Chung.The influence of web openings on the structural behavior of reinforced high-stength contrete deep beams.Engeering Structures,2006

六、本课题进度安排、各阶段预期达到的目标:

第一阶段:熟悉研究课题,查阅相关资料,外文资料的翻译,开题报告的书写

第二阶段:建筑设计方案及结构设计方案的确定

第三阶段:建模及数据采集,使用软件进行数据的计算

第四阶段:根据计算结果对基础、楼梯等进行设计

第五阶段:结构施工图、建筑施工图的绘制,整理、装订计算书

第六阶段:施工组织设计

第七阶段:完成设计最终审核,并准备答辩

七、指导教师意见

对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计(论文)结果的预测:

指导教师:

八、所在专业审查意见

负责人:

第二篇:土木工程毕业论文开题报告

题目:某综合楼建筑结构与施工组织设计

一.毕业设计综述

(一)毕业设计题目及背景

我的毕业设计是对某综合楼建筑结构与施工组织设计,本工程项目位于武昌某新建院校教工住宅区南侧临城市主要干道珞瑜路。建筑层数6层,底层设商店,经营百货什会综合服务,居住对象为城市机关职工。建筑面积为3800m2。

1.气象、水文、地质资料:

平均气温16.8℃

平均最高21.3℃平均最低13.2℃

最高气温41.3℃最低-14.9℃

风向常年北、东北,夏季南、东南

降雨量全年1203.1mm,小时最大降雨量93.6mm

基本风压0.35kN/m2

基本雪压0.40kN/m2

地耐力250kPa

地下水地下平均水位低于室内地面以下2.5m,无侵蚀性

地震烈度:6度按不设防考虑。

2.综合楼设计要求任务

按城市规划要求建筑层数6层,底层设商店,经营百货什会综合服务,居住对象为城市机关职工。建筑面积为3800m2。

1.住宅部分

建筑面积3100m2

居住户数40户

户型二室一厅及二室半一厅各占50%

2.商店部分

建筑面积约700m2

营业厅面积550~600m2

仓库及办公面积100~150m2

(二)毕业设计研究意义

本次设计的课题来源于工程实际,对我来说有很大的现实意义:

(1)通过该项目设计,可以对我大学四年以来所学的专业知识进行综合应用,不但使我各方面的知识系统化,而且使所学知识实践化。

(2)使我了解并且掌握建筑设计的全过程,培养我独立分析解决实际问题的能力及创新能力,并锻炼我调查研究、收集资料、查阅资料及阅读中外文文献的能力。

(3)在设计中还涉及到很多计算机软件,如绘图软件AutoCAD和天正,结构计算的PKPM及等软件,通过对这些软件的应用,更能提高我对计算机的应用能力。

所有的这些,都为我今后从事土木工程设计与施工奠定基础。

(三)国内外相关研究情况

随着人们经济水平的发展,商业活动的急剧增加,商务公寓近些年来在国内外应用而生。它避免了商与住之间的横向互扰,其户型格局和商务配置都能够全面适应公司化办公的需求。商务公寓一产生便是一种热销状态冲击着市场,令人刮目相看。

在商务公寓的建筑过程中,一些大跨度、预应力结构形式被广泛采用,随着建筑科学的不断发展,将会有更多的结构形式被应用于商务公寓的建筑当中

目前,在抗震设防地区,钢筋混凝土框架结构是一种应用比较多的建筑结构形式。混凝土结构具有强度高、抗震性能好的优点。框架结构体系具有整体性好、建筑平面布置灵活、使用空间大、延性较好、施工方便、经济性好等优点。常用于体型较规则、刚度较为均匀的建筑。但其整体侧向刚度较小,水平力作用下侧向变形较大,所以建筑高度受到限制,非结构构件破坏比较严重。当高度大、层数相当多时,结构底部各层不但柱的轴力很大,而且梁和柱由水平荷载所产生的弯矩和整体的侧移亦显著增加,从而导致截面尺寸和配筋增大,对建筑平面布置和空间处理,就可能带来困难,影响建筑空间的合理使用,在材料消耗和造价方面,也趋于不合理,故一般适用于建造不超过15层的房屋。

二、本设计的主要内容和拟采用的设计方案、设计方法或措施

(一)研究的主要内容

1.建筑设计部分

建筑设计就是根据设计任务书要求并结合相应的建筑设计规范以及实际情况确定预设建筑物的平面形状,立面外观,侧面外观,单层平面尺寸,以及建筑物的层数,完成建筑平面、剖面及立面设计;由功能分区的相关原则确定建筑物各部分的功能,最终初步确定出建筑设计部分。

2.结构设计部分

结构设计就是根据建筑设计方案及设计原始资料,选择结构体系,布置结构构件(柱网、框架梁、次梁、缝的设置,铺板方向等),进行结构计算,确定构件配筋,整理计算书并绘制结构施工图。

施工组织设计部分,首先是确定建筑各部分施工方案和施工方法以及机械选择,然后是施工进度安排,主要是工程量和相应劳动量的计算,同时确定施工平面布置、安全和质量的保障措施等

(二)研究的方案、方法

1.建筑设计:通过毕业实习、参观实体建筑、查阅相关规范图集确定建筑方案。

2.结构计算:

结构计算采用框架结构近似计算法,求竖向荷载作用下的内力用弯矩分配法;求水平荷载作用下的内力时用D值法进行计算。

结构部分计算的大概步骤:

(1)恒荷载、活荷载、风荷载荷载计算

(1)确定梁柱截面尺寸

(2)竖向荷载作用下框架的内力计算

(3)风荷载作用下框架的内力计算

(4)框架梁柱配筋

(5)板的配筋计算

(6)楼梯配筋

(7)基础的设计及配筋计算

三、本课题研究的重点及难点,前期已开展工作

研究重点:选择结构体系、布置结构构件(柱网、框架梁、次梁、缝的设置,铺板方向等)、建筑功能分区、水平及竖向荷载作用下内力验算、内力组合、截面设计(截面尺寸、配筋计算)及施工图绘制。

难点:框架结构设计计算、水平荷载作用下的内力计算、竖向荷载作用下内力验算、内力组合、截面设计(截面尺寸、配筋计算)。

前期已开展工作:认真熟悉设计任务书,参观本设计实体建筑,参加了毕业实习,查阅并收集相关规范资料,仔细参考、阅读设计实例,还查找并翻译了相关外文资料。

四、完成本课题的工作方案及进度计划(按周次填写)

毕业实习、熟悉任务书、确定建筑方案绘制方案草图第1~3周

结构方案设计及结构布置第4周

结构计算第5~12周

绘制施工图第13~15周

整理建筑说明书及结构计算书第16~17周

整理图纸、答辩第18周

第三篇:土木工程毕业论文开题报告

一、选题依据

软粘土是软弱性粘土的简称,又称软土,其特点是天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高、渗透性差。在荷载作用下,软粘土的承载能力低,地基沉降变形大,且存在较严重的沉降差异问题。为保证工程质量,在实际工程中软粘土地基应采取合理有效的方法处理。我国的软土主要分布在东南沿海及各大江大河的入海三角洲冲积平原地区,从北至南有天津塘沽、连云港、上海、宁波、温州、福州、珠海、深圳等地。内陆主要是湖沼或者山谷冲积而成,分布范围较小,不成片分布。因此,软基处理一直是人们十分关注的课题。

明达工业(太仓)有限公司软基处理工程为江苏省重点项目。明达工业(太仓)有限公司新建厂区位于太仓市浮桥镇,为通港路以北,滨江路以西的地块,拟建的一期工程,占地面积为447亩,平面为长方形。本工程为工业工厂,设施包括厂房、仓库、办公楼、宿舍楼、辅助建筑物等。

该拟建场地位于长江三角洲前缘,其地貌属于冲击平原类型。场地地势平坦,场地内分布有河网密布;场区地面标高在1.52~2.93m之间。地表浅层为软弱的淤泥质土,含水量大,孔隙比大,承载力低,变形量大。如果不对其进行处理,地基承载力达不到设计要求,而且会产生较大的不均匀沉降,影响将来场区的正常运营,必须采取合理有效的地基处理方法对其进行处理。

对于本工程,采用预处理动力固结法进行加固处理,预处理工艺采用真空降水,强夯法又称为动力固结法,故本次预处理动力固结法即为真空降水联合低能级强夯,可简称为降水强夯法。场区软土在真空降水下,一方面使地下水位下降,造成对土体的预压加固,使软土中的部分空隙水排出,空隙减小;另一方面又降低了软土的含水量,为后续的低能量强夯创造不发生橡皮土的条件。强夯法是一种经济高效的地基处理方法,利用夯锤自由落下的动能在土体中转化成很大的冲击波和高应力,从而提高地基承载力,降低压缩性,提高均匀性,改善起抵抗震动液化的能力等。

本项目为国家建设部科研攻关基金资助项目高能级强夯地基加固机理工法研究与专用机械研制(编号:04-2-016);现代建筑设计集团基金项目高能级强夯与预处理动力固结法研究(编号:2004-结-地-03)的一部分。

二、文献综述

国内外研究现状分析

1、强夯法

强力夯实法(简称强夯法)亦名动力固结法,是一种快速加固地基的方法。这种方法是60年代末法国梅那技术公司(Louis Menard Technique)首先开创的。它是将很重的锤一般为100~400kN)提起从高处自由落下(落距一般为6~40m),以冲击荷载夯实软弱土层,使地基受冲击力和振动,土层被强制压密,从而提高地基土强度,降低土层的压缩性,改善土的振动液化条件,以达到地基加固的目的。

强夯法自70年代开始工程应用以来,以其机械设备简单、施工组织管理方便、加固效果显著、工程投资少等优点,很快引起世界各国工程界的注意。如今强夯法加固地基的应用范围已由最初的砂性土和碎石土发展到处理各种杂填土、湿陷性黄土、一般粘性土、软土以及工业生活垃圾等各种地基,成为常用的经济简便的地基加固方法之一。

我国于1978年首次由交通部一航局科研所进行了强夯法试验研究;1979年8月又在秦皇岛码头堆煤场细砂地基进行了试验和强夯加固施工,效果显著;同年,中国建筑科学院在河北廊坊机械化研究所宿舍工程中也进行强夯法处理可液化砂土和轻亚粘土地基的野外试验研究,也取得了较好的加固效果。通过上述试验研究及实际工程应用,初步总结出一套适合我国情况的强夯工艺,在我国地基加固领域里填补了一项空白,促使了强夯法在我国的广泛应用。

强夯法的基本特征表现为:①强夯法处理后的地基可使土的压缩性明显降低,不同程度地提高了地基土承载力;②强夯处理能使地基强度趋向均匀,有效消除不均匀沉降;③与其他夯击法相比,强夯法夯击能量大,可根据地基处理要求来确定夯点间距、夯击能量及夯击方法,特别使地基深处土体性能得到改善;④施工中必要的夯击能量可以分几遍完成强夯法施工设备简单,无需加固材料,费用低,周期短,具有广阔的应用前景。值得注意的是强夯法的适用范围与其土质及地质构造均有关,条件适当时可以有效加固软基。由于对强夯加固软基的机理、效果、设计计算方法与工艺措施的研究仍不全面和透彻,故强夯工程实验与观测分析是必要的。

2、真空降水

真空堆载预压法是一种新型的地基处理方法,最早是瑞典皇家地质学院Kjellmen于1952年提出的。国内1958年天津大学就开始进行真空排水固结的室内试验研究。在早期,由于工艺上存在问题,导致真空预压未能在工程中应用。直到80年代,交通部一航局、天津大学和南京水利科学院等单位对这项技术进行室内和现场试验研究,取得了成功经验,膜下真空度可以达到85~92kPa,并成功地将这项技术应用于天津新港软基加固工程中。此后,真空预压法在工程中得到了推广应用。

目前,我国在抽真空设备的研制、真空预压施工工艺的改进、真空度和预压时间的控制、设计计算理论的发展等方面均取得了进步,解决了很多技术难题。真空预压已作为较成熟的技术在港口、公路、铁路、能源、房屋建筑工程中得到了成功应用。

3、真空降水联合低能级强夯法

真空降水联合低能级强夯法是采用由真空降水和低能级强夯两道工序组成的施工工艺,其中:真空降水是由改进后的真空井点对加固范围内的地基进行强排水,这种设备功率比常用轻型井点大得多,可产生较大排气量和较高的真空度,即使在渗透系数较低的粘土中,也能通过形成的新水头梯度来加快地下水的渗流;低能级强夯主要采用锤击,即通常的强夯法。通过对上述两道工序的多遍循环,可达到加固地基的目的。真空降水联合低能级强夯法的特点:一是夯击前采用真空降水,可降低地下水位、减小被处理土体的含水量和饱和度等,使地基受击后,地下水位以上土体可产生较大的压缩变形,地下水位以下土体可减小土体中的超孔隙水压力;二是夯击后采用真空排水,以加快超孔隙水压力消散,此外,结合每遍夯击的间隔时间,可尽量避免弹簧土的形成;三是通过调整夯击力等参数,使浅层地基达到较高的密实度;四是大面积加固,对地基有一定的降水预压作用。

真空降水联合低能级强夯法的加固机理是以不完全破坏土体结构强度为前提,根据土体强度提高情况,逐步增加能量的动力固结。通过设置竖向排水和表面水层排水等主动排水法,使之在土体中形成微裂缝排水。因此,强夯能量的控制应掌握以下原则:激发土体孔压,并使土体产生微裂缝,但又不完全破坏土体结构强度,不形成橡皮土先轻后重,少击多遍,从上至下,逐步增大加固深度与范围。

4、强夯处理地基的检测

4.1静力触探试验

静力触探(cone penetration test)自1917年雅典正式以来,至今已有80年的历史。静力触探是通过一定的机械装备,将一定规格的金属探头用静力压入土层中,同时用传感器或直接量测仪表测试土层对触探头的贯入阻力,以此来判断、分析、确定地基土的物理力学性质。

静力触探的主要优点是连续、快速、精确;可以在现场直接测得各土层的贯入阻力指标;掌握各土层原始状态(相对于土层被扰动和应力状态改变而言)下有关物理力学的性质,这对于地基在竖向变化比较复杂,而用其他常规勘探手段不可能,能大密度取土或测试来查明土的变化;对于饱和砂土、砂质粉土以及高灵敏度软粘土层中钻探取样往往不易达到技术要求,或者无法取样的情况;用静力触探连续压入测试,则显出其独特的优越性。但是,静力触探也有不足之处:不能对土层进行直接的观测、鉴别;由于稳固的反力问题没有解决,测试深度不能超过80m;对于含碎石、砾石的土层和很密实的沙层一般不适合应用等。

4.2瑞雷波检测技术

瑞雷波(面波)检测是一种新型的无损检测方法,通过在地表进行地层波速测试,瑞雷波在地面表层传播,频率不同,影响的地层深度也不同。因此,在同一地段测出一系列不同频率的波,就可得到一条频散曲线,通过频散曲线的分析、反演优化,可对地下构造进行解释。利用瑞雷波检测是基于瑞雷波的两个特性:一是在分层介质中传播时的频散特性;二是传播速度与介质物理性质的密切关联性。

4.3平板载荷试验

载荷试验是一种最古老的地基土原位测试技术,它实际上是模拟建筑物基础受荷条件的现场模拟试验。该方法是在刚性承压板上加荷,测定天然埋藏条件下地基土的变形,可测定地基土的变形模量、评定地基土的承载力及预估实体基础的沉降。对于不能用小试样试验的各种填土、含碎石的土等,最适宜于用载荷试验确定压力与沉降的关系。但载荷试验一般受荷面积较小,加荷影响深度不超过承压板边长(或直径)的2倍。试验点的数量≮3点,当其极差不超过平均值的30%时,可取平均值作为地基承载力标准值。平板载荷试验(PLT)只反映承压板下1.5~2.0倍承压板直径或宽度范围内地基土强度、变形的综合性状,但它是最直接、最可靠的试验方法,其他试验手段的结果均以载荷试验的结果为参考依据。

参考文献

[1]王铁宏.全国重大工程项目地基处理工程实录.北京:中国建筑工业出版社.2005

[2]梅国雄,徐锴,宰金珉,殷宗泽.真空预压加固软土地基变形机理的探讨.岩土工程学报.2006,28(9):1168~1172

[3]胡瑞林.软粘土动力排水固结机理研究综述.工程地质学报.2005,14(1):45~49

[4]张新天,罗晓辉,高金岐,刘增田.强夯法加固软基的理论与工程应用分析.北京建筑工程学院学报.2003,19(1):55~59

[5]施建勇,雷国辉,艾英钵,卫丹,宋雄伟.关于真空预压沉降计算的研究.岩土力学.2006,27(3):365~368

[6]薛翊国,王清,涂齐亮.软弱地基处理方法选择与展望.山西建筑.2006,32(7):94~95

[7]王芝定,万建华.浅谈强夯法进行沉降量控制.西部探矿工程.2006,(10):65~66

[8]石蹈波.强夯法加固地基机理分析.中国农村水利水电.2006,(9):98~102

[9]孟庆山,王吉利,汪稔.采用不同加固方案处理软土地基的对比研究.岩土力学.2002,23(3):375~381

[10]孔位学,陆新.强夯法加固软土地基有效加固深度研究.四川建筑科学研究.2001,27(4):45~48

[11]陆新,朱松林.强夯处理地基的检测技术研究.施工技术.2005,34(5):43~45

[12]徐培红.强夯地基处理检测方法浅析.建材技术与应用.2006,(5):40~42

[13]耿光旭,赵刚.强夯地基检测的有效方法瑞雷波法.勘察科学技术.2001,(5):57~60

[14]ROLLINS K M,JORGENSEN S J,ROSS T E.Optimum moisture content for dynamic compaction of collapsible soils[J].Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering,1998,124(8):699~708

[15]Buddhima Indraratna,Chamari Bamunawita,Hadi Khabbaz.Numerical modeling of vacuum preloading and field applications.Can.Geotech.,2004,(41):1198~1110

三、设计(论文)内容

1、软基处理技术的比选

软弱地基的加固处理,按其原理和作法的不同,可分为以下九类:换(填)垫层法、预压法、强夯法、振冲法、挤密桩法、砂石桩法、深层搅拌法、高压喷射注浆法、托换法。适合本工程地基处理的方法有预压法、强夯法、碎(砂)石桩法、深层搅拌法等。

在同样满足地基设计要求的情况下,真空降水联合低能级强夯在造价上比其它常规软基处理方法要来的经济的多。并且真空降水联合低能级强夯具有工期短、加固效果好、工艺简单等优点。

2、方案设计

拟通过本次地基加固处理达到的目标是:

(1)地基承载力不小于120KPa,6m以内软弱层地基承载力提高30%以上,有效加固深度6m,影响深度8m。

(2)在50KPa均布荷载作用下,长期总沉降量小于30cm,不均匀沉降控制在1以内。

(3)处理过程消除沉降量不小于70cm。

在以上加固要求下,根据规范规定进行强夯工艺参数的设计。

3、施工过程的监测数据分析

3.1地面沉降观测

布置15m15m的地面沉降测点方格网,测量强夯前、第一遍强夯后、第二遍强夯后和满夯后的地面平均沉降情况。以动态了解土体加固效果,及时调整施工工艺和参数。

3.2孔隙水压力监测

强夯时地基土体受到冲击荷载发生瞬时的压缩和挤密,孔隙减少,孔压升高,随着孔压消散,土的有效应力增加。若土体的渗透性较差时,冲击产生的超孔隙水压力不易消散,就会在饱和细粒土中产生较大的超孔隙水压力,对地基构成潜在的不稳定因素,也降低了夯击的效率。通过孔隙水压力观测,以便及时了解强夯加固效果,调整确定最大夯击能,两个夯击点之间的间距以及前后两夯击遍数之间的间隔时间,确定最佳夯击击数等施工参数。

3.3地下水位监测

对降水及强夯过程中的地下水位变化进行动态观测,了解降水效果,根据实际情况确定最优降水方案。

4、夯后地基的检测

强夯处理的地基,其强度是随着时间增长而逐步恢复和提高的,因此在强夯施工结束后,应间隔一定时间方能对地基质量进行检测。其间隔时间可根据土的性质而定,时间越长,强度增长越高,对于碎石土和砂土地基,其间隔时间可取1~2周;对低饱和度的粉土和粘性土地基,可取2~4周。

在对强夯法加固后地基的检测,要求一般性工程场地采用两种或两种以上手段检测,对大型工程应进行大压板载荷试验。在检测数量方面,对于简单场地上的一般建筑物,每个建筑物地基的检测点不少于3处;对于复杂场地或重要建筑物,应增加检测点数。检测深度应不小于设计处理深度。

4.1钻孔取样及室内土工试验

4.1.1试验目的

取得土的含水量、孔隙比、压缩系数、压缩模量、渗透系数等指标。

4.2静力触探试验

4.2.1试验目的

通过贯入阻力的变化,达到了解土层工程性质的目的。

4.2.2试验方法

试验时,用静力将探头以一定的速率压入土中,利用探头的传感器,通过仪器将探头的贯入阻力记录下来。

4.3瑞雷波(Rayleigh)测试

4.3.1试验目的

通过夯前、夯后瑞雷波测试,对比前后频散曲线变化,判定强夯有效加固深度和影响深度。

4.3.2试验方法

根据检测方案和测试内容布置激震器,在震源同一侧以一定间距布置检波器以接收波,在整个场区布置多条测线,根据DZ/T01701997《浅层地震勘查技术规范》的规定进行检测。瑞雷波现场测试工作于夯前、夯后分别进场1次,采集数据进行前后对比,比较夯前、夯后的不同。

4.4平板载荷板试验

4.4.1试验目的

通过试验确定地基承载力、压缩模量是否满足设计要求。

4.4.2试验方法

试验时,用一定面积的承载板向地基施加竖向荷载,观察地基变形和破坏现象。本次夯后共进行3组平板载荷试验,分夯间、夯点进行,试点编号分别为(夯间)、(一遍夯点)、(二遍夯点),测点布置见附录。载荷板面积为0.7m0.7m,最大加载量按设计要求地基承载力特征值的2倍加载,即为240kN。

载荷试验要求如下:

a.试验在夯后地面以下20~30cm处进行,保持试验土层的原状结构和天然湿度,在拟试压表面用超过10mm厚的中粗砂找平。

b.加荷等级为10级,最大加荷量为2倍设计荷载。每级加荷后按间隔5min、5min、10min、10min、15min、15min,以后为每隔半小时读一次沉降,连续两小时内,每小时的沉降量小于0.1mm时,可加下一级荷载。

c.在试验时出现承压板周围的土明显的侧向挤出或出现裂缝和隆起,沉降急剧增大,荷载~沉降曲线出现陡降段;或在某一荷载下,24h内沉降速率不能达到稳定标准;或s/b大于等于0.06(b为承压板宽度或直径),可以终止加载。满足其中一条时,其对应的前一级荷载定为极限荷载。卸载时按三倍加载分级进行,并测读残余沉降量。

d.承载力确定可按p~s曲线上有明确的比例界线所对应的荷载值,或取s=0.01b、0.02b、0.03b所对应的荷载值。

4.5检测结果分析

根据上述检测得出强夯后的各项指标,在加固深度、地基承载力等方面验算本次地基加固处理是否达到预期效果。

5、施工工艺与技术参数的优化

根据夯后的检测数据以及施工期间的检测数据,进行施工工艺以及技术参数的优化。

四、工作计划

20xx.4.16至20xx.4.22参考资料清单

20xx.4.23至20xx.4.29文献综述,英文参考文献翻译

20xx.4.30至20xx.5.7开题报告

20xx.5.8至20xx.6.10数据图表及结果分析

20xx.6.11至20xx.6.17论文初稿

20xx.6.18至20xx.7.1论文修改稿

20xx.7.2至20xx.7.6论文答辩

推荐专题: 土木工程实习报告 土木实习报告 土木开题报告文献综述 论文开题报告 毕业论文开题报告 土木工程毕业论文开题报告

相关推荐
本站文档由会员上传,版权归作者所有,如有侵权请发送邮件至89702570@qq.com联系本站删除。
Copyright © 2010 - 千文网移动版
冀ICP备2020027182号