深基坑开挖模拟与支护设计(基于FLAC3D)本科毕业论文答辩

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1、本科生毕业论文（设计）题目：基于FLAC3D的深基坑开挖模拟与支护设计姓名：XXX学号：XXXXXXXXX院系：工程学院专业：工程地质指导教师：XXX职务：教授评阅教师：XXX职务：教授2010年6月目录第一章本文选题思路第二章工程概况与场地工程地质条件第三章A-OPQRSA段基坑支护结构设计第四章基于FLAC3D基坑开挖模拟分析第五章结论与问题图1设计流程图第二章工程概况与场地工程地质条件第一节：工程概况武汉市万达广场深基坑工程位于武汉市江汉区，地块范围东临新华下路，西邻新华西路，南侧为规划道路、武汉新闻出版局，北侧为马

2、场公寓。本场地基坑分为A、B基坑两块，A、B基坑呈“吕”字型分布，总占地面积约57000m2。A基坑为大商业部分，其地下二层主楼的承台底标高-12.6m（电梯井-15.0m），商业部分底标高-12.4m(电梯井-13.5m)；B基坑为住宅部分，其主楼承台底标高-11.25m，分布于基坑四周。本次设计选取A基坑OPQRSA段进行支护结构设计与FLAC3D数值模拟。表2-1A-OPQRSA设计开挖深度表段号地面标高坑底标高开挖深度A-OPQRSA20.7m9.9m10.8m图2-1万达广场基坑平面布置图第二节场地工程地质条件2

3、.1基坑周边环境2.2场地地形地貌2.3设计涉及地层概况2.4场地水文地质条件2.5场地地震效应2.6场地岩土工程评价图2-1涉及土层剖面图第三章A-OPQRSA段基坑支护结构设计第一节设计依据（1）武汉市新华西路万达广场平面图（2）武汉市新华西路万达广场地下一层、二层平面图（3）《基坑工程技术规范（湖北）》（4）《建筑基坑技术支护规范》（5）《基础工程学》（6）《土力学》（7）《混凝土结构》第二节设计参数土层名称γKN/M3CkpaΨ（。）层厚（m）杂填土18.08181.6粘土18.01880.9淤泥质粉质粘土17.0

4、1059.3粉质粘土17.316112.7粉砂19.20277.6粉细砂19.70338.3表3-1土层基本参数取值表第三节A-OPQRSA段基坑支护方案选择分段号开挖深度本段特点选择围护方案A-OPQRSA10.8m坑外为现场施工道路；分布较厚的淤泥质土；有较开阔的放坡空间；开挖深度较深；A、上部放坡卸载；B、支护桩+混凝土内支撑；C、坑壁采用粉喷桩止水；D、坑底采用降水井降水；图3-1A-OPQRSA段支护体系布置剖面图第五节A-OPQRSA段基坑支护桩设计3.5.1土压力计算计算方法：朗肯土压力理论主动土压力计算：其

5、中：被动土压力计算：其中：图3-2土压力计算分布图3.5.2计算支护桩桩长、内支撑力和最大弯矩图3-3计算简化图计算思路：设支护桩深入粉砂层的深度将主动土压力对A点求矩：将被动土压力对A点求矩：由解关于x的三次方程，则，桩长：设内支撑力为则主动土压力为被动土压力则：设最大弯矩，设桩顶以下深度为处剪力为零则对处求水平力的平衡，求得内支撑力再对处求力矩，得到：因为桩间距为1.2m，在根据《建筑基坑支护技术方案》，一级基坑乘以重要性系数1.10则最大弯矩取值为：根据《基坑工程技术规范（湖北）》规定一级基坑应该乘以分项系数1.35

6、，则最后弯矩取值为：3.5.3配筋计算支护桩所承受的最大弯矩荷载确定以后，可按照偏心受压构件计算桩身配筋。具体计算步骤：当桩轴向力设计值为零时，设受压区混凝土截面面积的圆心角与的比值为а，则：设设桩截面的弯矩设计值，则验算需满足：通过excel表格计算解三次方程组，得到：设配Ф28的钢筋为n根，则：验算最小最小配筋率均满足要求，则配筋方案为：主筋采用26Ф28HRB335，均匀圆周布置，保护层厚度50mm，配Ф8@200的螺旋箍筋，Ф16@200的定位筋。第四章基于FLAC3D基坑开挖模拟土层名称ρcψukG层厚杂填土18

7、34.98180.337.804.001.6粘土1834.91880.335.082.190.9淤泥质粘土1732.91050.354.082.689.3粉质粘土1763.516110.35.403.302.7粉砂1957.20270.36.604.807.6第一节模拟参数取值表4-1FLAC3D模拟计算参数取值表图4-1模拟土层分布图第二节初始应力计算图4-2初始平衡计算的z方向应力图图4-3初始平衡计算孔隙水压力图图4-4初始平衡计算中最大部平衡力监测图图4-5建模完成后基坑剖面图第三节计算结果分析图4-6基坑开挖后水

8、平方向位移云图4.3.1位移云图分析：图中可以看出x方向的最大位移发生在开挖坡脚深部地基中，在桩顶的x方向的位移也很大，其中左壁桩单元没有进行预应力锚索加固，在x方向产生较大位移，最大达到7.5cm。而相比之下，右壁进行了预应力锚索加固，x方向的最大位移量控制在2.5cm左右，已经符合《湖北省基坑设计规