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新型挤密桩技术地基处理方法研究
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毕业论文范文题目:
新型挤密桩技术地基处理方法研究
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新型挤密桩技术地基处理方法研究
新型挤密桩技术地基处理方法研究毕业论文范文介绍开始:
工程硕士论文选题应直接来源于生产实际或具有明确的工程背景与应用价值,并具有一定的技术难度和工作量。论文必须从下列选题中选择:
一个较为完整的工程技术项目、工程管理项目的规划或研究
工程设计或实施
技术攻关、技术改造、技术推广与应用
新工艺、新材料、新产品、新设备的研制与开发
引进、消化、吸收和应用国外先进技术项目
应用基础性研究、应用研究、预先研究
开题计划书主要内容应包括:
拟选课题的国内外动态、水平
拟选课题的目的、意义及该领域内存在的问题
预期达到的水平
选该课题所具备的条件
开题报告
1.背景及任务来源
挤密桩技术处理地基以其诸多优点—工程投资省、施工速度快、场地环境好、承载能力高、检测结果可靠等而被广泛采用。尤其是在湿陷性黄土地区和堆填土区域。
在以往的方法中,被称为挤密法处理地基均是先采用沉管、振冲或爆破等把挤密点局部范围内的土体沿孔周侧向挤出,使其周围一定范围内的土体得到挤密并达到所要求的密实度,从而在挤密点形成一定直径的圆孔,再以素土、灰土、砂土或其它材料回填夯实,使原来比较松散的天然地基被挤密成能满足工程需要的较为密实的人工地基。
就目前来说,我们所了解到的众多国内外挤密桩加固地基的的方法,均属大型机械在较大空间对地基土的一次性挤密,即成孔挤密(沉管、振冲、爆破等)或成桩挤密(钻孔、淘孔等),后者对桩间土挤密影响范围很小、效果也很差,可不应算作挤密桩,应归属于置换桩范畴。
新型挤密桩技术,是借助机械吊起相当重量的冲锤,靠自由落体运动在拟加固的地基中冲击挤密成孔,然后向孔内分层、定量填入素土、灰土、水泥土或“渣土”等的同时,分层冲击挤密成桩、通过成孔、成桩两次挤密过程形成真正的桩、土复合地基。
随着科学技术的飞速发展,近年来,除土桩、灰土桩、砂土桩、碎石桩等挤密法外,人们又研制了“孔内深层强夯法”也称渣土桩法「DDC法」和水泥粉煤灰碎石挤密桩「CFG桩」等,这些新方法的出现,进一步说明了我国地基处理方法的不断出新,水平也得到了空前的提高。“新型挤密桩”技术就是在这种形势下,结合现场工程的需要提出来的,并经反复试验和不断总结改进,已从施工工艺、机械配套和质量检测等方面形成了一套完整的地基加固技术。
该新型挤密桩技术既能够适用于地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等大面积地基的加固处理工程;也是一种适用于既有建筑物室内(含厨房、卫生间)、在建公路、铁路以及城市道路中的涵洞、隧道等狭窄场地条件下地基加固工程的专用方法。
评价一种地基处理方法,取决于它的技术经济指标,而技术经济指标又是由一系列参数及其相互间的关系决定的,对于挤密桩处理地基来讲,桩位的布置形式、桩间距、桩身及桩间土的挤密效果,也就是干密度的大小等都是影响它的技术经济效果的主要参数。
20世纪80年代后期,我们结合工程实际的需要,提出了新型挤密素土、灰土、二灰土以及渣土桩的加固机理;并研制了配套设备及相应的施工工艺,应用到房屋的地基加固工程;取得了良好的社会效益和经济效益。一开始仅将这种方法用做注浆帷幕,后来逐渐被推广应用到新建或既有建构筑物的整片地基加固处理工程中;该法不但可消除黄土的湿陷性,同时可大大提高被加固地基土的承载能力;适用范围也不仅只局限于黄土地区的既有和新建建筑地基,同时还适应于新建公路、铁路以及城市道路中的软土或其它类型地基土的加固处理。
新型挤密水泥土桩技术是结合郑西铁路客运专线几座隧道内的黄土地基加固处理工程提出来的,在完成了大量现场和室内试验研究工作后,成功地将新型挤密桩技术应用于上述铁路客运专线的几座隧道内黄土地基加固工程中,同样取得了非常理想的效果。
2.研究的目的和必要性
本课题研究的目的是以课题组承担的“新建或既有隧道、涵洞、建筑场地以及住宅室内的地基加固工程”为依托,达到:(1)在现有机具设备的基础上,进行改造和加工;以适用于窄小场地条件下地基加固工程的施工;(2)在不影响或少影响既有和新建建构筑物、涵洞、隧道等正常施工或使用条件下,采用新型挤密桩技术,实现对其地基进行加固的目的;(3)对桩身填料所用原材料(如黄土、石灰、粉煤灰、渣土、水泥等)的物理力学性能和不同配比进行现场和室内试验,以便掌握不同配比材料的胶结情况和相关性能;(4)结合工程实际,进行现场造桩试验,总结施工工艺,测定桩身和桩间土的挤密效果(含湿陷性、压缩摸量、承载力等)以及有效挤密范围;为以后同类施工场地的地基加固工程设计和施工提供可靠的参考依据。
随着我国大规模工程建设的不断拓展,简单、易行、环保、快速、高效的地基处理,尤其是在窄小场地条件下的地基处理技术是土木工程界现场人员急切盼望解决的一项重要问题,该项研究就是为此而开展的。
3.课题所具备的条件
从二十世纪八十年代末以来,我们陆续承担并完成了百余幢既有或新建建构筑物的地基加固处理工程,均取得了满意的效果。为下一步开展课题的实验研究奠定了良好的基础。结合郑西铁路客运专线凤凰岭隧道黄土地基的加固任务,再加上以往对既有和新建建筑物地基的加固经验,新型挤密桩技术加固既有和新建建构筑物、涵洞、隧道等窄小场地条件下地基的课题研究条件已经具备,相继开始了课题的各项研究工作。
4.研究工作指导思想
研究项目结合工程实际,力求解决既有或新建建构筑物包括房建、涵洞、隧道等窄小场地条件下地基的加固处理,弥补土木工程界在这方面无配套施工机械的空白,计划用两年的时间完成该项课题的全部研究内容。
5.预期达到的水平
课题以现场试验为主,结合室内对桩身填充材料的配比实验、机具改造、配套的施工工艺为支撑,以承担的实际地基加固工程为依托,成果直接为依托工程的设计和施工服务。对设计和施工中的技术难题和可能出现的问题提供了合理有效地解决途径,达到了对设计和施工的指导和监控作用。通过具体工程项目的实施,提高新型挤密桩技术的社会影响,为现场解决窄小场地条件下地基加固工程无法使用机械施工的难题。新型挤密桩技术在加固新建和既有建构筑物黄土地基中的机具配套、施工工艺、检测方法,尤其是用于狭窄场地的地基加固可达到国际领先水平。
注:可添加附页
开题计划
论文工作主要内容、进度安排(起止时间)、课题经费及到位情况等(请列表示意):
主要内容 进度安排
1.选择课题 2007.11.
2.国内外挤密桩现状研究 2007.12
3.理论分析及创新研究 2008.01—03
4.灰土和水泥土室内配比及现场加固试验 2008.04—05
5.黄土地基加固现场实验 2008.06—07
6.改进机具配套、材料配比和工艺参数 2008.08
7.实验结果分析及撰写论文 2008.09—10
导师意见:
目录
摘要……………………………………………………………………ⅰ
ABSTRACT……………………………………………………………ⅱ
绪论……………………………………………………………1
1.1 课题的来源、意义、目的……………………………………………………1
1.1.1 课题的来源………………………………………………………………1
1.1.2 课题的意义………………………………………………………………1
1.1.3 课题的目的………………………………………………………………1
1.2 深基坑支护的研究现状………………………………………………………1
1.2.1 概述………………………………………………………………………1
1.2.2 基坑环境调查的重要性及调查对象……………………………………2
1.2.3 现有基坑设计方法的缺陷和影响因素…………………………………2
1.3 支护结构………………………………………………………………………3
1.3.1 支护技术的发展…………………………………………………………3
1.3.2 支护安全等级……………………………………………………………3
1.3.3 支护结构选型……………………………………………………………3
1.3.4 支护的计算理论…………………………………………………………4
1.3.5 支护结构的稳定性………………………………………………………6
1.3.6 支护结构的极限状态……………………………………………………7
1.3.7 支护结构的破坏形式……………………………………………………8
1.3.8 支护结构的作用效应、几何参数和设计状态……………………9
第二章 作用于支护结构上的荷载………………………………………‥11
2.1 概述…………………………………………………………………………11
2.2 作用在支挡结构上的土压力的形成过程…………………………………11
2.3 作用于支护结构上的水压力的计算………………………………………13
2.3.1 水压力的计算图式……………………………………………………13
2.3.2 水土合算与水土分算…………………………………………………14
2.4 作用于支护结构上的土压力的计算………………………………………15
2.4.1 支护结构土压力计算的七种理论概述………………………………15
2.4.2 土压力的几种计算方法………………………………………………16
2.5 选用土压力理论计算支挡结构的土压力应注意的问题…………………19
2.6 支挡结构上的土压力取值…………………………………………………20
第三章 土钉墙支护结构的设计方法……………………………………22
3.1 土钉墙结构设计…………………………………………………………22
3.1.1 概述……………………………………………………………………22
3.1.2 土钉支护在国外的发展状况…………………………………………22
3.1.3 土钉支护我国的发展概况……………………………………………22
3.1.4 土钉支护的适用范围…………………………………………………23
3.1.5 土钉的优点与局限性…………………………………………………23
3.1.6 土钉支护的构造………………………………………………………24
3.1.7 土钉墙支护结构组成及作用机理……………………………………27
3.1.8 土钉支护结构设计过程………………………………………………27
3.1.9 作用于土钉墙背后的土压力…………………………………………27
3.1.10 土钉支护结构内部稳定性验算……………………………………29
3.1.11 土钉支护结构外部稳定性验算……………………………………32
3.1.12 喷混凝土面层设计…………………………………………………34
3.1.13 土钉墙设计的构造措施……………………………………………34
3.1.14 土钉墙支护设计应注意的几个问题………………………………35
3.2 排桩式支护结构概述………………………………………………………36
3.2.1 悬臂板桩支护结构设计………………………………………………36
3.2.2 悬臂式排桩支护结构工作原理………………………………………37
3.2.3 悬臂式支护结构特点和适用范围……………………………………37
3.2.4 悬臂式排桩支护结构支护计算公式…………………………………38
3.3 单支点支护结构设计计算方法……………………………………………39
3.3.1 锚杆锚固技术作用机理与设计原理…………………………………39
3.3.2 锚杆设计步骤…………………………………………………………42
3.3.3 锚杆单支点桩板支护结构的计算……………………………………42
3.3.4 单支撑(锚)挡土桩计算要点………………………………………45
第四章 三种支护结构程序及计算结果分析……………………………46
4.1 程序编制及说明……………………………………………………………46
4.1.1 MATLAB语言简介………………………………………………………46
4.2 土钉墙程序设计思想………………………………………………………47
4.2.1 程序使用说明…………………………………………………………47
4.2.2 程序计算结果…………………………………………………………49
4.3 悬臂式板桩程序使用说明…………………………………………………52
4.3.1 程序结构………………………………………………………………52
4.3.2 变量输入方式及主要输出变量说明…………………………………52
4.3.3 程序计算结果…………………………………………………………53
4.4 单支点桩板支护程序使用说明……………………………………………55
4.4.1 程序结构………………………………………………………………55
4.4.2 变量输入方式及主要输出变量说明…………………………………55
4.4.3 程序计算结果…………………………………………………………56
第五章 三种支护结构选型的经济对比分析……………………………59
5.1 单支点桩板支护结构计算结果……………………………………………59
5.2 悬臂桩支护结构计算结果…………………………………………………59
5.3 土钉墙支护结构计算结果…………………………………………………60
5.4 对比分析……………………………………………………………………61
第六章 工程实例………………………………………………………………62
第七章 结论与展望……………………………………………………………63
7.1 结论…………………………………………………………………………63
7.2 有待进一步研究的问题……………………………………………………63
附录一 土钉墙支护结构计算程序…………………………………………65
附录二 悬臂桩结构计算程序………………………………………………73
附录三 单支点桩板支护结构计算程序……………………………………76
参考文献…………………………………………………………………………81
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