基坑支护设计是土木工程的重要内容。基坑是修房子挖的大坑。挖坑是为了修地下室。挖坑是为了修地铁站。挖坑是为了安装管道。基坑很深。基坑的墙壁会倒塌。泥土会掉下来。水会流进来。这很危险。工地旁边有别的房子。旁边的房子会开裂。马路会下沉。我们需要保护基坑。我们需要保护旁边的建筑。这就是基坑支护设计。
支护设计有很多方法。钢板桩是一种方法。钢板桩是长长的钢板。钢板桩被打进土里。很多钢板桩连成一排。钢板桩挡住泥土。钢板桩挡住水。钢板桩适合浅的基坑。挖得深就不太够用。钻孔灌注桩是另一种方法。先在地上钻孔。孔很深。向孔里放钢筋笼。向孔里浇灌混凝土。混凝土干了就成为桩。一根一根桩排起来。桩后面还要做别的支撑。桩很结实。桩可以用在深的基坑。
地下连续墙也很常用。用机器挖一个长槽。槽很深。槽里放钢筋笼。槽里浇灌混凝土。墙就做好了。地下连续墙很厚。地下连续墙很坚固。地下连续墙自己就是挡墙。地下连续墙以后也是地下室的外墙。这个方法很好。但是花钱比较多。
土钉墙支护经常用。土钉是一根钢筋。在基坑的坡面上钻孔。孔不要很深。把钢筋放进去。孔里注入水泥浆。坡面挂上钢筋网。钢筋网喷上混凝土。土钉和混凝土面层连在一起。土钉拉住土体。土钉墙适合土质较好的地方。土钉墙很经济。施工速度比较快。
还有锚杆支护。锚杆和土钉有点像。锚杆更长。锚杆要穿过可能滑动的土体。锚杆一端固定在好土里。锚杆另一端连在支护桩或墙上。用很大的力拉紧锚杆。锚杆就把桩墙固定住了。锚杆提供很大的拉力。锚杆用在深的基坑。
内支撑系统也重要。基坑里立起柱子。在柱子之间架设钢梁。钢梁顶住基坑的墙壁。墙壁就不会往里倒。支撑可以是钢管。支撑可以是混凝土梁。支撑是水平的。支撑一层一层安装。挖一层土装一层支撑。内支撑很可靠。内支撑占着基坑里面的地方。挖土不太方便。
设计之前要勘察场地。勘察就是了解地下的情况。钻机在地下打孔。取出土样。看看是什么土。是粘土还是沙子。是软是硬。土样送到实验室。测试土的强度。测试土的重量。测试土的粘性。测试土的内摩擦角。还要看地下水。地下水位有多高。水会不会冒上来。勘察报告很重要。设计全靠这些数据。
设计要计算土压力。土会推墙壁。这个推力就是土压力。土压力分主动和被动。基坑挖开。墙后的土想往外挤。这是主动土压力。墙前的土被墙压着。这是被动土压力。设计要算清楚压力多大。用库伦公式算。用朗肯公式算。公式考虑土的性质。公式考虑墙的摩擦。公式考虑地面荷载。汽车开过就是荷载。旁边房子也是荷载。荷载加大土压力。
设计要保证稳定。整体稳定不能破坏。基坑底不能鼓起。坑底土被挤上来就坏了。要计算隆起安全系数。渗流稳定也要管。水在土里流动。水会把细沙带走。沙土流失地面就塌了。要设计降水井。抽走地下水。水位降低就安全了。支护结构自己也要稳定。桩不能断。锚杆不能拔出来。支撑不能压弯。每样都要算强度。
设计要控制变形。基坑外面会沉降。墙壁会水平移动。移动太大会出事。旁边的房子裂缝。煤气管道裂开。设计要预测变形量。用软件模拟计算。有限元软件很常用。把土和结构建到模型里。算出土怎么变形。变形太大就改设计。加粗桩。加多锚杆。预加应力。办法很多。
施工要配合设计。设计图纸给施工单位。施工单位要照做。打桩要到位。灌混凝土要密实。锚杆要打到长度。预应力要张拉够。挖土要分层。不能一次挖到底。监测必须做。墙上贴监测点。用仪器测位移。每天看数据。数据超过预警值。马上要停工。要想办法加固。监测是工程的眼睛。
基坑支护设计很复杂。要考虑很多因素。土不一样设计就不一样。深度不一样设计也不一样。旁边环境紧设计要严。设计要安全。安全是第一位的。设计也要省钱。找到最合适的方案。设计要合理。设计要能用。设计要经过审核。专家看了同意才能施工。
这门学问很深。学校老师教我们原理。我们学理论计算。我们学规范条文。规范是国家标准。规范规定怎么设计。我们要记住规范。毕业设计自己做一个基坑支护。假设一个场地。给出土层数据。给出基坑尺寸。给出周围房子距离。我们开始设计。选支护类型。画剖面图。计算土压力。算稳定安全系数。画施工图。写计算书。这就是我们的论文。
论文要写清楚。为什么选这个方案。计算过程一步步写。公式要列出来。数字要代进去。结果要算对。图纸要画清楚。尺寸要标好。材料要写明。论文要有依据。参考别人的研究。看期刊文章。看书。把学到的东西用上。论文不能抄。要自己理解自己写。
做毕业设计能学到东西。把几年学的知识串起来。土力学用上了。混凝土结构用上了。基础工程用上了。施工技术用上了。计算机绘图用上了。这是一个完整的训练。做完设计就更懂工程了。以后去工地就知道怎么做。就知道怎么处理问题。这对工作很有帮助。
基坑支护技术一直在发展。新的材料出现。新的工法出现。新的计算软件出现。我们要学习新东西。毕业设计是学习的总结。也是工作的开始。认真做设计。认真写论文。对得起大学四年的学习。这就是我的认识。