精编完整版地质大学综合地下商城毕业论文.docx

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精编完整版地质大学综合地下商城毕业论文

目录

1序言-3-

1.1目的-3-

1.2工程概况-3-

1.3工程地质水文条件-4-

1.4任务-4-

1.5设计依据-4-

1.6工作方法及完成工作量-4-

2地下空间规划设计-6-

2.1现有建筑情况-6-

2.2地下空间利用现状-6-

3管片设计-7-

3.1设计方法的选取-7-

3.2管片荷载计算-7-

3.2.1初始计算参数的选取-7-

3.3.2设计方法-8-

3.3.3荷载计算-8-

3.4内力计算-11-

3.5配筋计算-11-

3.6验算衬砌管片的安全性-14-

3.6.1截面A承受正弯矩和轴力-14-

3.6.2截面B承受负弯矩和轴向力-16-

3.6.3连接缝的验算-17-

4降水设计报告-21-

4.1降水设计的任务依据-21-

4.2降水地质条件和工程环境-21-

4.2.1地质条件-21-

4.2.2工程环境-21-

4.3降水水位和水量计算-23-

4.3.1基坑性质-23-

4.3.2各参数的确定-23-

4.3.3各参数计算-23-

4.3.4计算基坑涌水量-24-

4.3.5井点布置-24-

4.3.6井管的长度l0的计算-25-

4.3.7验算-25-

4.4工程环境问题-26-

5基坑支护工程设计报告-28-

5.1工程概况-28-

5.2编制依据-28-

5.3工程地质及水文地质资料-28-

5.4基坑支护结构设计-28-

5.4.1支护方式选择-28-

5.4.2地下连续墙的设计计算-29-

5.4.3计算最大弯矩-35-

5.4.4连续墙的配筋计算-36-

总结-39-

致谢-40-

参考文献-41-

附图一：

负一层平面规划图

附图二：

负二层平面规划图

附图三：

总立体规划图

1序言

1.1目的

拟建工程为中国地质大学（北京）地下商城，分为两层：

地下一层——书店、小卖部、二手货交易市场；

地下二层——自行车停车场和汽车停车场。

1.2工程概况

该工程为中国地质大学（北京）综合地下商城，其地上已建的建筑有综合教学楼、探工楼、学生19号楼，另外还有一些与此相关的配套建筑（具体见中国地质大学区域平面布置图）。

拟建的地下商城为两层：

地下一层——书店、小卖部、二手货交易市场；地下二层——自行车停车场和汽车停车场。

工程设计的规模较大，又由于是在地面以下较大的空间下开挖，故对施工技术要求较高。

工程用地使用权属中国地质大学（北京），按相关法规得到上级审批后可以建相关建筑物。

由于工程在北京，所以施工对环境要求较高，本工程采取了有效的措施进行对环境的保护。

各地上建筑物位置如图1-1所示

图1－1拟建区域已建建筑平面图

1.3工程地质水文条件

勘察深度范围内共分布2层地下水，各层地下水的类型及埋深情况见表1-1。

表1-2地下水类型及埋深情况表

地下水层

地下水类型

静止（水头）水位埋深（m）

1

2

台地潜水

微承压水

1.8

12.8

根据勘察期间钻孔采取水样结果分析，得出地下水对混凝土结构和钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性，其防护措施应符合国家现行标准《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046）之规定。

1.4任务

1）规划地调楼、综合教学楼、科研综合楼、探工楼、学生宿舍19号楼地下空间,画出规划图（CAD平面和立体图）。

2）地下空间为地下二层。

地下一层——书店、小卖部、二手货交易市场；地下二层——自行车停车场和汽车停车场。

层高度均为4。

3）要求施工方法为盾构法。

设计盾构管片衬砌。

4）地下街出入口须采用明挖施工，支护采用地下连续墙。

相关地下街出入口，地下街宽度、高度，出入口形式及尺寸参考相关规范确定。

5）采用一种降水方法。

6）建立地下街三维空间模型。

7）编写设计报告。

1.5设计依据

本次规划和设计工作的依据和执行的规范、技术标准:

（3）《地下建筑设计规范》（GBJ38--99）

（5）《工程测量规范》（GB50026）

1.6工作方法及完成工作量

本组成员对收集的信息和学校提供的底地层的资料进行了整理，并在此基础上依据相关规范和规程，对开发区用地进行合理规划设计。

完成的主要工作量见表1-2。

表1-2工作量统计表

工作项目

单位

完成工作量

工程图表绘制

1：

100地下一层平面图

张

1

1：

100地下二层平面图

张

1

1：

100三维立体图

张

1

管片衬砌

管片衬砌报告

篇

1

基坑支护

地下支护报告

篇

1

降水

降水设计报告

篇

1

2地下空间规划设计

2.1现有建筑情况

1）综合教学楼

地上9层；地下1层；地下室：

高度——5m；利用情况：

闲置

2）科研综合楼

地上13层；地下3层；地下室：

总高度——13m；停车库高度5m；利用情况：

1，2层为普通地下室、3层为停车库，；

3）探工楼

地上8层；无地下室；

4）学生宿舍19号楼

地上13层；地下2层；地下室：

总高度：

10m；地下1层高度：

5m；利用情况：

自行车停车场，商店等；地下2层高度：

5m；利用情况：

停车库；

5）地调楼

地上7层；无地下室；

各地上建筑物位置如图1-1所示

2.2拟建建筑的具体规划

2.2.1地下一层

上覆土层厚度为3.5m，设计高度为5m,建筑面积约为3825.8m2。

出入口位于探工楼南侧的草坪，宽度为5m，长度为4m，另一个出入口位于科研楼西侧，宽度为4m，长度为3m，这两处行人较多，位置容易确定，宜作为出入口。

地下室一层与19号楼地下室二层用一条通道相连，与科研综合楼二层用一条通道相连，通道长为7m宽为3m，与综合楼用楼梯相连，连接一二层的楼梯间布置在科研楼西侧和自行车出入口处，尺寸均为8×3m两个梯段，踏步高度为1.5m，踏步宽度为3m，扶手高度为1m，平台宽度为2m,梯井高度为0.1m；墙厚度为0.24m，窗的宽度为2.1m，门的宽度为底下是一层分两部分，位于步行街两侧。

步行街北侧内有仓库面积为144m2，二手交易市场165m2，ATM为36.8m2，自习室104.6㎡长为12.5宽为7.2m，室洗手间36.6m2，自行车停车场107.6m2，警务执勤室66.2m2。

地调楼与探工楼之间区域布置为娱乐休闲中心，总尺寸为55×49m，网吧尺寸为11×19m，乔丹体育尺寸为11×12.5m，服饰广场尺寸为11×13m。

探工楼与综合教学楼之间区域下布置名品折扣一条街，尺寸为12×35m。

拟建地下一层布置见附图1-2。

图1-2拟建地下一层布置图

2.2.2地下二层：

图1-3拟建商场二层平体图

地下二层建为大型车库，设计高度为5m，建筑面积为3312m2，汽车停车库区为1618m2。

汽车停车库区出入口位于科研综合楼北，与19号楼地下车库相连，也与科研综合楼相连，出入口宽为6m，长为12m，坡道坡度为9°，距马路较近，方便汽车通行，且行人不多。

车库内设有：

车位：

每个车位尺寸为5×6m，一共有45个车位。

车道：

车道宽度分别为6m、7m、10m，可容纳两辆车同时进出。

地下商场二层平面规划图见附图1-3。

2.2地下空间规划

图2-1地下空间规划图

3管片设计

3.1设计方法

管片结构设计的内力计算模型主要有层状结构模型法、有限元法（FEM）、和弹性方程法。

层状模型法是利用计算机矩阵计算内力的方法，属于多静态模糊模型，不适于手算；有限元法是以连续体理论为基础，通过计算机的高速精确计算的一种设计方法，与层状结构模型法相同，也不适于手算；在弹性方程法中，水压力被认为是垂直均载和水平均载的组合，在水平方向上的地基反力被简化为三角形分布的可变荷载，（如图3-1）

根据设计要求盾构隧道内径为6m，不属于大直径盾构断面，因而不采用箱型管片。

平板型管片的抗弯刚度和强度相对较大，且管片混凝土截面削弱小，对盾构推进装置的顶力具有较大的抵抗能力。

故决定采用C50钢筋混凝土平板型管片。

管片厚度与管环外径比的选择，取决于土质条件，覆盖土层的厚度，施工荷载状况，隧道的使用目的及管片施工条件等多种条件。

本工程的隧道管片外径为6000mm，所以本工程的管片厚度选择为300mm，管片形心半径为2850mm，管片宽度取1000mm。

图3-1弹性方程法计算模型

3.2管片荷载计算

3.2.1初始计算参数的选取

3.2.1.1管片条件

管片类型：

平面型；

管片外直径：

mm；

管片的形心半径：

mm；

管片的厚度：

mm；

管片截面面积：

cm2；

管片的单位重度：

kNm2；

管片的弹性模量：

kNm2；

管片截面的惯性矩：

m4；

混凝土标准强度：

MNm2；

混凝土允许抗压强度：

MNm2；

混凝土弹性模量比：

；

混凝土弯矩增大率：

；

钢筋允许强度：

MNm2；

螺栓允许强度：

MNm2；

3.3.1.2场地条件

根据中国地质大学区域岩土工程勘察报告，各土层自上而下为：

1）填土①层：

主要由建筑垃圾组成，黄褐色，中下密，稍湿，含砖屑、灰渣以及大量碎石，土质不均，厚度为6.3m。

2）粉土②层：

褐黄色，密实，湿、饱和，含云母、氧化铁，厚度为5.0m。

3）淤泥质土③层：

含水量较高，空隙比大，压缩性大，粘聚力小，固结系数小，厚度为4.5m。

4）粘土④-1层：

浅灰色，密实，稍湿，含云母、氧化铁，厚度为3.5m。

5）粉质粘土④-2层：

浅灰色，稍湿，可塑，含云母、氧化铁，厚度为5.0m。

6）粉质粘土④-3层：

褐黄色，饱和，硬塑，含云母、氧化铁，厚度为3.8m。

该层未被钻穿。

通过现场原位测试以及室内实验，得到的场地土的只要力学指标如表2-1所示。

表1-1　场地主要土层组成及指标

土层名称

厚度m

重度kN·m-3

粘聚力ckPa

内摩擦角φ（°）

渗透系数

Kv（m·d-1）

透水性

①层填土粉砂

②层粉土

③层淤泥质土

④-1层粘土

④-2层粉质粘土

④-3层粉质粘土

6.2

5.0

4.5

3.8

5.0

4

18.2

18.9

17.9

19.6

20.1

19.6

10

18

14

48

52.2

26.4

20

24

18.2

10

12

14

10.33

10.26

透水

弱透

潜水含水层

隔水层

3.3.2设计方法

盾构隧道设计主要根据设计规范，校核内部采用弹性方程法（表3-1），校核衬砌安全性采用允许应力法。

3.3.3荷载计算

静荷载：

kNm2;

底部静载反作用kNm2

因为，不能获得土的成拱效果，故采用总覆土压力。

（1）隧道拱部的垂直压力：

土压：

水压：

kNm2

kNm2

图3-2荷载条件

（2）隧道底部的垂直压力：

水压：

kNm2

土压：

kNm2

（3）隧道拱部的测压：

土压：

kNm2

水压：

kNm2

（1）隧道底部的侧压：

土压：

水压：

kNm2