特种结构结课论文

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当前特种结构的发展现状与趋势(论文)

当前特种结构的发展现状与趋势(论文)

当前特种结构的发展现状与趋势近20年来,我国的建筑取得了突飞猛进的发展。

各种新型建筑拔地而起,各种新兴的施工技术在各类建筑工程中得到迅速推广和应用,加上现阶段我国经济发展的需要和环境问题的突出,各类新型的特种结构越来越被需要。

下文列举了常见的5类特种结构来简单的阐述一下当前特种结构的发展现状与未来的趋势。

1、现状1.1支挡结构支挡结构包括挡土墙、抗滑桩、预应力锚索等支撑和锚固结构。

以刚性较大的墙体支承填土和物料并保证及其稳定的称为挡土墙。

早在60年代初,国外的土建工程就已开始应用并逐步发展轻型挡土墙了。

我国在这方面的研究虽起步稍晚,但随着新技术的革新和推广,近二三十年来,也取得了长足的发展,尤其是锚锭板挡土墙,自1974年在我国铁路工程上首创和试建以来,到现在已经完成了一套比较完善的理论系统。

1.2深基坑支护结构深基坑支护结构是建筑工程的一部分,其发展与建筑工程质量与安全密切相关。

由于我国住房资源紧张,适当发展多层和高层建筑,向空中和地下发展,是解决我国土地资源紧张地一条重要出路。

随着中高层及超高层建筑的大量涌现,深基坑工程越来愈多。

同时,密集的建筑物,大深度的基坑周围复杂的地下设施,使得放坡开挖基坑这一传统技术不再能满足现代化建设的需求。

因此,深基坑的支护引起了各方面的广泛重视。

深基坑支护结构类型可分为悬臂式支护结构、拉锚式支护结构、内支撑支护结构、重力式挡土支护结构、土钉支护、复合土钉支护、预应力锚杆柔性支护。

目前,深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡理论。

而极限平衡理论是一种静态设计,而实际上基坑开挖后的土体是一种动态平衡状态,也是一个松弛过程,随着时间的增长,土体强度逐渐下降,并产生一定的变形。

工程实践证明,有的支护结构按极限平衡理论计算的安全系数,从理论上讲是局对安全的,但却发生破坏;有的支护结构却恰恰相反,即安全系数虽然比较小,甚至达不到规范的要求,但在实际工程中却能获得成功。

1.3水塔水塔用于建筑物给水、调剂用水,维持必要水压,并起到沉淀和安全用水的作用。

结构试验与检验结课论文-FRP

结构试验与检验结课论文-FRP

大连理工大学FRP加固梁的抗弯试验研究计划姓名:郭磊学号:30906006院系:建设工程学部专业:建筑与土木工程指导教师:任慧韬仲伟秋宋世德FRP加固梁的抗弯试验研究计划1.课题的立论依据(研究意义、国内为研究现状及发展动态分析,需结合科学研究发展趋势来论述科学意义;或结合国民经济和社会发展中迫切需要解决的关键科技问题来论述其应用前景。

附主要参考文献目录)1.1 工程结构加固的现状及发展各种工程结构随着使用年限的增加,或因环境侵蚀,或因各类灾害影响,或因结构功能改变及设计施工失误(或不良)等多方面原因,结构性能已不能继续满足功能要求,需对其进行必要的结构加固,使其重新恢复使用功能、获得等于或大于原有的抗力,工程结构的加固需要由此产生。

经济和社会的发展使工程结构加固的需求逐年增长。

世界上经济发达国家的工程建设大体经历了三个阶段,即大规模新建、新建与维修加固改造并举和重点转向对旧建筑物的维修加固改造。

近十几年来,由于既有结构物的健康状况不断劣化、工程事故不断发生,所以经济发达的国家正逐渐把建设重点转移到对既有结构物的维修、改造和加固方面。

以美国为例,45%的桥梁和65%的高速公路由于诸如结构性能退化,交通车辆重量和密度持续增加,桥梁的承载比其最初设计时预计值超出40%左右,据联邦公路管理局估计,在美国如果修复全部的失效桥梁要花费900亿美元左右。

同样的问题在日本也比较突出。

我国建筑结构的现状更不容乐观,据有关资料记载,我国现有的百亿平方米的建(构)筑物中,有很多超期使用或未进行过抗震设计,严重地影响了其使用功能,危及到人民生命财产的安全。

以房屋建筑结构为例。

根据建设部的统计资料,我国现有的约70亿平方米的城镇建筑物中,有50%已经进入老化阶段,其中约有10~12亿平方米的建筑物需经加固改造后才能安全使用:2000年即有近23.4亿平方米的城镇建筑物已进入老年期,处于提前退役的状态。

至2002年全国工业厂房和仓库约有10.3亿平方米,其中服役30年以上的超过25%,服役20年以上的超过45%,参照工业建筑的使用寿命,它们也均已进入老年期。

特种先进连接方法论文[全文5篇]

特种先进连接方法论文[全文5篇]

特种先进连接方法论文[全文5篇]第一篇:特种先进连接方法论文焊接是一种将材料永久连接,并成为具有给定功能结构的制造技术。

几乎所有的产品,从几十万吨巨轮到不足1克微电子元件,在生产制造中都不同程度地应用了焊接技术。

焊接已经渗透到制造业的各个领域,直接影响到产品的质量、可靠性和寿命以及生产的成本、效率。

现如今,没有哪一种连接技术像焊接那样被如此广泛的应用。

当今时代,随着科学技术的飞速发展,焊接技术已经完成了自身的蜕变。

焊接已经不只是那个街头又苦又累的工作了,它从一种传统的热加工工艺发展成了集材料、冶金、结构、力学、电子等多门类科学为一体的工程工艺学科。

由于焊接技术是基于多学科交叉融合的产物,随着新材料的不断产生、新能源的不断开发和新结构的不断涌现,焊接技术的滞后发展面临着新的巨大的挑战,传统的焊接技术已经满足不了现代工程的应用,特种先进连接方法逐渐发展成现代连接技术的重要组成部分,并且广泛的应用于先进制造技术领域。

先进的连接技术在国民经济以及国防建设中起到了举足轻重的作用。

中国2013年钢产量达到7.82亿吨,成为世界最大的钢材生产与消费国,而焊接结构的用钢量也突破3.3亿吨,相当于美国一年的钢产量,成为世界上空前最大的焊接钢结构制造国。

从近些年中国完成的一些标志性工程来看,特种先进技术发挥了重要作用。

例如三峡水利枢纽的水电装备就是一套庞大的焊接系统,包括导水管、转轮、发电机机座等。

神舟6号飞船的成功发射与回收,标志着中国航天事业的巨大进步,其中两名航天员活动的返回舱和轨道舱都是铝合金的焊接结构,而焊接接头的气密性和变形控制是焊接制造的关键。

这学期恰好有幸跟着张老师学习了《特种先进连接方法》,接触认识了很多先进的焊接技术。

其中包括:激光焊、电子束焊、超塑性焊接和超塑成行/扩散连接、摩擦焊、爆炸焊、微连接技术等。

它们各自有其各自的特点。

激光被认为是21世纪的新能源,激光技术反映一个国家的工业水平。

激光焊接(laser beam welding,简称LBW)是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高度精密的焊接方法。

特种结构第二版课程设计

特种结构第二版课程设计

特种结构第二版课程设计1. 引言特种结构是钢结构工程中的一种特殊的结构形式,在工程应用中具有广泛的应用。

特种结构由于其特殊的构造形式,具有结构稳定性好、刚性高、耐久性好等优点,广泛应用于桥梁、高层建筑、矿山、航空、航天等领域。

本课程设计是基于《特种结构第二版》一书进行的,旨在通过本课程设计让学生掌握特种结构的基本设计方法和应用,为学生的实践应用打下坚实基础。

2. 课程设计目标本课程设计目标为让学生掌握以下知识:1.理解特种结构的定义和特点;2.掌握特种结构的基本设计方法;3.了解特种结构的材料选用和连接形式;4.学会应用特种结构设计桥梁、高层建筑等工程;5.培养学生的思维能力和解决问题的能力。

3. 课程设计内容3.1 理论知识讲解本课程设计首先将通过讲解特种结构的定义和特点,让学生了解特种结构在工程中的应用;其次,讲解特种结构的基本设计方法,如静力计算和动力计算;同时,课程中将讲解特种结构的材料选用和连接形式,让学生了解特种结构在工程中所用的材料和连接方式。

3.2 建模与分析本课程设计将通过计算机模拟的方式,让学生自主设计一个特种结构工程,并进行建模与分析。

建模与分析部分主要包括如下内容:1.根据课程内容自行设计一个特种结构工程;2.使用市面上火热的建模软件进行建模;3.利用建模软件的分析功能对设计方案进行分析;4.提出分析结果并进行讨论。

3.3 实践应用本课程设计将以设计桥梁和高层建筑为例进行实践应用。

实践应用部分主要包括如下内容:1.根据实际工程需求和材料特性进行材料选用和连接形式设计;2.根据课程理论知识和建模分析结果进行特种结构的设计;3.将设计方案进行实际应用,并根据实际情况进行调整和优化;4.提出设计过程中的问题和解决方案,让学生学会解决问题的能力。

4. 课程设计流程本课程设计的流程特种结构设计课程设计流程1. 理论知识讲解2. 自主设计一个特种结构工程进行建模与分析3. 实践应用:设计桥梁和高层建筑5. 课程设计总结本课程设计旨在让学生掌握特种结构的基本设计方法和应用,提高学生的解决问题能力。

特种加工技术论文(2)

特种加工技术论文(2)

特种加工技术论文(2)特种加工技术论文篇二特种加工技术的研究与应用摘要:本文论述了特种加工技术的产生和发展,并就快速成型加工、超声加工、电子束和离子束加工以及激光加工进行展开阐述,讨论了各个加工方法的工艺原理和在生产实践中的具体应用。

最后,对特种加工技术的发展方向进行了展望。

关键词:特种加工;快速成型技术;超声加工;电子束和离子束加工;激光加工1.特种加工技术的产生和发展机械加工作为一种有着悠久历史的加工方法,对人类的物质文明和生产活动起到了极大的推动作用。

对于工业部门而言,设计出来的零件或者机器必须依赖于加工方法来实现,如果没有行之有效的加工方法,再好的设计思路也无法转化为产品。

例如18世纪70年代就有人发明了蒸汽机,但是由于当时的生产设备制造不出有着较高精度和配合要求的蒸汽机气缸,所以一直无法生产出可以正常工作的蒸汽机[1]。

直到气缸镗床的出现,才解决了这一生产上的难题,使得蒸汽机获得了广泛的应用,引起了第一次工业革命。

因此,我们可以发现,加工方法对于设计思想的实现和社会经济的发展起着多么重大的作用。

随着生产的发展和科学实验的需要,对于产品的要求越来越高,未来的技术产品向着高精度、高速度、重载、高温高压、小型化和高可靠性等方向发展,为了实现这些新的要求,就需要使用新材料和新结构,因此,对机械制造部门也提出了很多新的要求。

特种加工正是在这种强烈的社会需求下产生和发展起来的,而它所具有的优于传统机械加工的特点又进一步促使人们对它进行研究和应用,因此,到目前为止,特种加工技术已经有了很多种类,所能达到的加工精度和生产效率也越来越高。

可以说,特种加工技术已经成为现代机械制造行业必不可少的一种加工方法。

传统的机械加工利用机械能和切削力对金属进行加工,而特种加工主要利用电能、化学能、光能、声能和热能等能量来去除金属,因此特种加工技术可以用来加工各种高硬度、高强度、高脆性和高韧性的金属或者非金属材料。

由于特种加工采用广义上的刀具,例如激光、超声波、电子束和离子束等,所以易于实现加工过程的全自动化,这对于现代化生产的组织和管理有着很重要的意义。

《特殊的金属》结课论文

《特殊的金属》结课论文

《特殊的金属》结课作业考虑到金属材料方面的知识对我所学的专业有帮助,2012年春季学期,我选修了课程《特殊的金属》。

我系************学院########学生,对金属材料有着浓厚的兴趣。

能源、信息、材料是社会发展的三大支柱,而材料又主要分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料,这其中金属材料是人类历史上系统的应用研究时间最长,在目前应用也较为广泛的一种重要材料。

金属材料在人类历史上一直扮演着重要的角色,这是由其自身性质决定的,金属材料具有高弹性模量、高韧性和强度硬度较高等优点,同时金属材料来源广泛,种类繁多和加工技术相对成熟等优异的特性,这些优点都决定了金属材料在材料领域中占有极其重要的地位。

随着现代金属材料科学的不断发展,一些特殊的金属材料在机械制造业、国防领域、航空航天、建筑业、农业、矿业资源、电子信息等领域,有明显的性价比优势和广阔的市场。

金属材料对社会、经济及科学技术活动的影响面大和带动力强,人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。

现代社会种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础,金属材料以及特殊的金属材料的发展,不仅对相关行业有着重大影响,甚至对整个社会有着密切的关系。

特殊的金属材料的性能及在工业领域的应用情况对我的做了简要的叙述。

(一)超高强度钢超高强度钢一般是指屈服强度大于1380MPa的高强度结构钢。

20世纪40年代中期,美国用AISI4340结构钢通过降低回火温度,使钢的抗拉强度达到1600~1900MPa。

50年代以后,相继研制成功多种低合金和中合金超高强度钢,如300M、D6AC和H一11钢等。

60年代研制成功马氏体时效钢,逐步形成18Ni 马氏体时效钢系列,70年代中期,美国研制成功高纯度HP310钢,抗拉强度达到2200MPa。

法国研制的35NCDl6钢,抗拉强度大于1850MPa,而断裂韧度和抗应力腐蚀性能都有明显的改进。

80年代初,美国研制成功AFl410二次硬化型超高强度钢,在抗拉强度为1860MPa时,钢的断裂韧度达到160 MPa·m以上,AFl410钢是目前航空和航天工业部门正在推广应用的一种新材料。

钢结构工程检测与加固结课论文

钢结构工程检测与加固结课论文

钢结构工程检测与加固结课论文钢结构工程事故的分析与处理摘要:本文从疲劳、失稳、锈蚀在钢结构工程设计、加工制作、安装施工、正常使用、老化阶段中会导致结构的损伤与破坏,从而造成事故。

并对事故的类型、原因进行了解剖,以及对事故的处理。

关键词:钢结构;疲劳、失稳、锈蚀、事故、分析、处理1.事故的一般原因分析设计阶段存在的问题:结构选型及设计方案不合理;计算简图不当,计算结果错误;荷载取值与受力情况不符;材料选用不妥,不能满足工程要求;结点构造不合理,造成致命缺陷;对施工阶段的特点和使用阶段的特殊要求欠考虑。

制作阶段存在的问题:不按图纸要求制作,任意修改施工图;制作尺寸偏差过大;制作工艺不良,设备落后;缺少熟练的技术工人和高素质的管理人员不能严格遵守施工及验收规范;不按照有关标准规范检查验收;存在偷工减料行为。

安装阶段存在的问题:安装顺序及工艺不当;吊装、定位、校正的方法不正确;临时支撑刚度不足,安装中的稳定性差;现场焊接及螺栓施工质量达不到设计要求防火及防腐做法不达标;存在偷工减料行为。

正常使用阶段的事故原因:使用不当引发过大地基下沉;超载使用;任意开洞、局部改造削弱了构件截面和结构整体性;生产条件改变,但未进行必要的鉴定与加固;生产操作不当,造成构件或结构损坏但未及时修复;使用条件恶劣,又不认真执行结构定期检查维修规定;不可抗力.如战争、火灾、水灾、地震等。

[1]。

2。

钢结构的疲劳破坏事故在反复交变荷载的作用下,在应力水平远低于钢材的极限抗拉强度甚至屈服点的情况下发生的钢结构或构件的破坏现象,称为疲劳破坏。

疲劳破坏与钢材的静力强度和最大静力荷载并无明显关系,而主要与应力幅、应力循环次数和构造细节有关。

因此,必须从构造细节出发,尽可能地减小应力集中,从而改善结构构件的疲劳性能。

在设计过程中,应选用优质钢材,减少材质缺陷;采取合理的构造做法,避免焊缝集中,减少截面突变;在制作、安装过程中,应使缺陷、残余应力的影响减小到最低程度,尽量避免产生附加应力集中;对焊缝进行修补,以缓解因缺陷产生的应力集中。

371特种发动机气缸体的强度分析及其结构设计毕业设计论文

371特种发动机气缸体的强度分析及其结构设计毕业设计论文

371特种发动机气缸体的强度分析及其结构设计毕业设计论文1特种发动机简介1.1特种发动机(TCR)的结构组成本文所指的371特种发动机气缸体部分主要由气缸体、活塞、主连杆、摆杆、驱动杆、曲柄等部件组成。

其中主连杆、摆杆、驱动杆、曲柄称为摆杆机构。

图1-1所示:图 1-1OR————曲柄 RL————驱动杆DLQ————摆杆PD————主连杆O————曲轴中心点 P————活塞销中心Q————摆杆支点 D————主连杆与摆杆的节点1.2特种发动机的主要参数及其含义如图1-1所示,ED为气缸中心偏移量,单位为mm;QX、QY分别为Q点的X和Y坐标;β为主连杆对垂直坐标的右偏角;γ为驱动杆对垂直坐标的右偏角;θ为摆杆相对水平坐标的下摆角;Φ为曲柄相对垂直坐标的右转角;λ为摆杆结构角;L点为摆杆与驱动杆之间的节点。

2.特种发动机的运动学分析为了求得活塞中心点P的运动规律,这里采用从下到上的分析方法,即:先求得R点的运动规律,再求得驱动杆与摆杆的节点L的运动规律,再求得主连杆与摆杆的节点D的运动规律,最后求得活塞中心点P的运动规律。

2.1曲柄销R点的运动学分析2.1.1 R点的运动规律以O点为原点中心点建立直角坐标系,则R点的X坐标Rx和Y坐标Ry可以表示为:Rx=OR•sinΦ (2-1) Ry=OR•cosΦ (2-2) 点R的运动速度的两个分量Rvx和Rvy分别可以表示为:Rvx=OR•cosΦ•ω (2-3) Rvy=-OR•sinΦ•ω (2-4) 点R的加速度的两个分量Rax和Ray分别可以表示为:Rax=-OR•sinΦ•ω2(2-5) Ray=- OR•cosΦ•ω2 (2-6)2.2L点的运动规律及γ角的表示2.2.1 L点的位移及γ角的表示如图1-1所示,点L的X和Y坐标有两种表示方法,可以分别表示为:Lx=Rx-LR•sinγ (2-7)Ly=Ry+LR•cosγ (2-8) 和:Lx=QX-LQ•cosθ (2-9) Ly=QY+LQsinθ (2-10) 由(2-7)和(2-9)两式可得:LQ•cosθ=(QX-RX)+LR•sinγ (2-11) 由(2-8)和(2-10)两式可得:LQsin θ=(Ry-Qy )+LR •cos γ (2-12)将两式平方后相加、并经整理有:2•LR •(QX-Rx )•sin γ- 2•LR •(Qy-Ry )•cos γ=(LQ 2-LR 2)-(QX-Rx)2-(QY-Ry )2(2-13)由于(2-13)式有点复杂,为使其形式简单,这里引进中间变量,故令: SX=2•LR •(QX-Rx )SY=2•LR •(Qy-Ry ) RQ= 22(QX Rx)(Qy Ry -+-)SS=LQ 2-LR 2-RQ 2 SR=222SX SY SS +-则(2-13)式 可以改写为:SX •sin γ-SY •cos γ-SS =0 (2-14)由(2-14)可得出γ角的表达式,但由此方程很难得到γ角的表出式,因此,根据倍角公式做如下的变换:sin γ=22tan(/2)1tan (/2)γγ∙+ (2-15) cos γ=221tan (/2)1tan (/2)γγ-+ (2-16) 对于以上两式,再令tan(γ/2)=μ,在将其带入(2-14)式,经整理得: (SY-SS )•μ2+2•SX •μ-(SY+SS)=0 (2-17)解一元一次方程(2-17)得μ1,2 =SX SR SY SS-±- (2-18) 将μ还原成tan(γ/2),且对本结构而言,只能用其正号解,故得:γ=2•arctan SR SX SY SS-- (2-19) 公式(2-19)为γ角与点R 的轨迹之间、也即与Φ角之间的关系式。

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浅述基坑支护结构的类型及设计原则摘要:本文主要对基坑支护结构的类型及设计原则进行了深入浅出的说明,同时得出了基坑支护是一种特殊的结构方式,具有很多的功能。

不同的支护结构适应于不同的水文地质条件,因此,要根据具体问题,具体分析,从而选择经济适用的支护结构。

关键字:基坑支护,特点,设计原则一、前言无论是高层建筑还是地铁的深基坑工程,由于都是在城市中进行开挖,基坑周围通常存在交通要道、已建建筑或管线等各种构筑物,这就涉及到基坑开挖的一个很重要内容,要保护其周边构筑物的安全使用。

而一般的基坑支护大多又是临时结构、投资太大也易造成浪费,但支护结构不安全又势必会造成工程事故。

因此,如何安全、合理地选择合适的支护结构并根据基坑工程的特点进行科学的设计是基坑工程要解决的主要内容。

以下简单介绍当前基坑工程中常见的支护结构类型及不同地基土条件下的基坑工程支护结构选型原则。

二、正文我国大量的深基坑工程始于20世纪80年代,由于城市高层建筑的迅速发展,地下停车场、高层建筑埋深、人防等各种需要,高层建筑需要建设一定的地下室。

近几年,由于城市地铁工程的迅速发展地铁车站、局部区间明挖等也涉及大量的基坑工程,在双线交叉的地铁车站,基坑深达20-30m。

水利、电力也存在着地下厂房、地下泵房的基坑开挖问题。

无论是高层建筑还是地铁的深基坑工程,由于都是在城市中进行开挖,基坑周围通常存在交通要道、已建建筑或管线等各种构筑物,这就涉及到基坑开挖的一个很重要内容,要保护其周边构筑物的安全使用。

而一般的基坑支护大多又是临时结构、投资太大也易造成浪费,但支护结构不安全又势必会造成工程事故。

因此,如何安全、合理地选择合适的支护结构并根据基坑工程的特点进行科学的设计是基坑工程要解决的主要内容。

以下简单介绍当前基坑工程中常见的支护结构类型及不同地基土条件下的基坑工程支护结构选型原则。

1 基坑支护的类型及其特点和适用范围1.1 放坡开挖适用于周围场地开阔,周围无重要建筑物,只要求稳定,位移控制五严格要求,价钱最便宜,回填土方较大。

1.2 深层搅拌水泥土围护墙深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。

水泥土围护墙优点:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪音、污染少、挤土轻微,因此在闹市区内施工更显出优越性。

水泥土围护墙的缺点:首先是位移相对较大,尤其在基坑长度大时,为此可采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;其次是厚度较大,只有在红线位置和周围环境允许时才能采用,而且在水泥土搅拌桩施工时要注意防止影响周围环境。

1.3 高压旋喷桩高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水。

高压旋喷桩的施工费用要高于深层搅拌水泥土桩,但其施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动很小,噪音也较低,不会对周围建筑物带来振动的影响和产生噪音等公害,它可用于空间较小处,但施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。

对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法。

1.4 槽钢钢板桩这是一种简易的钢板桩围护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成。

槽钢长6~8m ,型号由计算确定。

其特点为:槽钢具有良好的耐久性,基坑施工完毕回填土后可将槽钢拔出回收再次使用;施工方便,工期短;不能挡水和土中的细小颗粒,在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施;抗弯能力较弱,多用于深度≤4m的较浅基坑或沟槽,顶部宜设置一道支撑或拉锚;支护刚度小,开挖后变形较大。

1.5 钢筋混凝土板桩钢筋混凝土板桩具有施工简单、现场作业周期短等特点,曾在基坑中广泛应用,但由于钢筋混凝土板桩的施打一般采用锤击方法,振动与噪音大,同时沉桩过程中挤土也较为严重,在城市工程中受到一定限制。

此外,其制作一般在工厂预制,再运至工地,成本较灌注桩等略高。

但由于其截面形状及配筋对板桩受力较为合理并且可根据需要设计,目前已可制作厚度较大(如厚度达500mm 以上) 的板桩,并有液压静力沉桩设备,故在基坑工程中仍是支护板墙的一种使用形式。

1.6 钻孔灌注桩钻孔灌注桩围护墙是排桩式中应用最多的一种,在我国得到广泛的应用。

其多用于坑深7~15m 的基坑工程,在我国北方土质较好地区已有8~9m 的臂桩围护墙。

钻孔灌注桩支护墙体的特点有:施工时无振动、无噪音等环境公害,无挤土现象,对周围环境影响小;墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于组织、方便、工期短;桩间缝隙易造成水土流失,特别时在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题;适用于软粘土质和砂土地区,但是在砂砾层和卵石中施工困难应该慎用;桩与桩之间主要通过桩顶冠梁和围檩连成整体,因而相对整体性较差,当在重要地区,特殊工程及开挖深度很大的基坑中应用时需要特别慎重。

1.7 地下连续墙通常连续墙的厚度为600mm、800mm、1000mm,也有厚达1200mm的,但较少使用。

地下连续墙刚度大,止水效果好,是支护结构中最强的支护型式,适用于地质条件差和复杂,基坑深度大,周边环境要求较高的基坑,但是造价较高,施工要求专用设备。

1.8 土钉墙土钉墙是一种边坡稳定式的支护,其作用与被动的具备挡土作用的上述围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。

土钉墙主要用于土质较好地区,我国华北和华东北部一带应用较多,目前我国南方地区亦有应用,有的已用于坑深10m 以上的基坑,稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应积极推广。

1.9 SMW工法SMW工法亦称劲性水泥土搅拌桩法,即在水泥土桩内插入H 型钢等(多数为H 型钢,亦有插入拉森式钢板桩、钢管等) ,将承受荷载与防渗挡水结合起来,使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。

SMW 支护结构的支护特点主要为:施工时基本无噪音,对周围环境影响小;结构强度可靠,凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用,特别适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层;挡水防渗性能好,不必另设挡水帷幕;可以配合多道支撑应用于较深的基坑;此工法在一定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙,在费用上如果能够采取一定施工措施成功回收H 型钢等受拉材料;则大大低于地下连续墙,因而具有较大发展前景。

1.10 基坑支护选型小结基坑支护型式的合理选择,是基坑支护设计的的首要工作,应根据地质条件,周边环境的要求及不同支护型式的特点、造价等综合确定。

一般当地质条件较好,周边环境要求较宽松时,可以采用柔性支护,如土钉墙等;当周边环境要求高时,应采用较刚性的支护型式,以控制水平位移,如排桩或地下连续墙等。

同样,对于支撑的型式,当周边环境要求较高地质条件较差时,采用锚杆容易造成周边土体的扰动并影响周边环境的安全,应采用内支撑型式较好;当地质条件特别差,基坑深度较深,周边环境要求较高时,可采用地下连续墙加逆作法这种最强的支护型式。

基坑支护最重要的是要保证周边环境的安全。

2.基坑支护的设计要求基坑支护作为一个结构体系,应要满足稳定和变形的要求,即通常规范所说的两种极限状态的要求,即承载能力极限状态和正常使用极限状态。

所谓承载能力极限状态,对基坑支护来说就是支护结构破坏、倾倒、滑动或周边环境的破坏,出现较大范围的失稳。

一般的设计要求是不允许支护结构出现这种极限状态的。

而正常使用极限状态则是指支护结构的变形或是由于开挖引起周边土体产生的变形过大,影响正常使用,但未造成结构的失稳。

因此,基坑支护设计相对于承载力极限状态要有足够的安全系数,不致使支护产生失稳,而在保证不出现失稳的条件下,还要控制位移量,不致影响周边建筑物的安全使用。

因而,作为设计的计算理论,不但要能计算支护结构的稳定问题,还应计算其变形,并根据周边环境条件,控制变形在一定的范围内。

一般的支护结构位移控制以水平位移为主,主要是水平位移较直观,易于监测。

水平位移控制与周边环境的要求有关,这就是通常规范中所谓的基坑安全等级的划分,对于基坑周边有较重要的构筑物需要保护的,则应控制小变形,此即为通常的一级基坑的位移要求;对于周边空旷,无构筑物需保护的,则位移量可大一些,理论上只要保证稳定即可,此即为通常所说的三级基坑的位移要求;介于一级和三级之间的,则为二级基坑的位移要求。

对于一级基坑的最大水平位移,一般宜不大于30mm,对于较深的基坑,应小于0.3%H,H为基坑开挖深度。

对于一般的基坑,其最大水平位移也宜不大于50mm。

一般最大水平位移在30mm内地面不致有明显的裂缝,当最大水平位移在40-50mm内会有可见的地面裂缝,因此,一般的基坑最大水平位移应控制不大于50mm为宜,否则会产生较明显的地面裂缝和沉降,感观上会产生不安全的感觉。

一般较刚性的支护结构,如挡土桩、连续墙加内支撑体系,其位移较小,可控制在30mm之内,对于土钉支护,地质条件较好,且采用超前支护、预应力锚杆等加强措施后可控制较小位移外,一般会大于30mm。

三、结论基坑支护是一种特殊的结构方式,具有很多的功能。

不同的支护结构适应于不同的水文地质条件,因此,要根据具体问题,具体分析,从而选择经济适用的支护结构。

参考文献【1】朱彦鹏,特种结构,武汉:武汉理工大学版社,2007年5月【2】张长友,土木工程施工,北京:中国电力出版社,2010年12月【3】林天建,深基坑开挖支护体系理论及其应用评述,力学与实践,1996.18 【4】尉希成,支护结构设计手册,北京:中国建筑工业出版社,1995。

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