南大微结构国家实验室基坑支护设计开题报告

第一篇：南大微结构国家实验室基坑支护设计开题报告

《南大微结构国家实验室基坑支护设计》开题报告

学 生：李仁华 指导教师：李仁平三峡大学土木与建筑学院 课题来源

拟建南京大学微结构国家实验室，地面以上6层，地下2层，总建筑面积69533m2，其中地上建筑面积为54330 m2，地下建筑面积为15203m2，最大柱间距为8m×9m, 建筑±0.00相当于绝对标高17.25m，整平后地面标高为17.00m，其它标高均以此为准，地下室负二层底板顶标高为-7.75m，基坑开挖深度为8.50m,上部为框架结构。

本课题内容为上述基坑支护设计，课题来源于实际工程，相关设计资料由指导教师提供。本工程设计的目的和意义

本工程设计目的： 设计意义： 国内外相关工程设计与研究现状

3.1 基坑主要支挡方法、技术类型

基坑工程中采用的围护墙、支撑（或土层锚杆）、围檩、防渗帷幕等结构体系总称为支护结构[1]。支护结构的传统方法是钢板桩加支撑系统或钢板桩锚拉系统，其优点是材料可以回收，但拔出板桩时会引起土体的变形。目前经常采用的主要基坑支挡类型有：

（1）深层搅拌水泥土挡墙[2]（以下简称搅拌桩）：将土和水泥强制搅和成水泥土桩，结硬后成为具有一定强度的整体壁状挡墙，一般用于开挖深度不超过7m的基坑，适合于软土地区，环境保护要求不高，施工低噪声、低振动，结构止水性较好，造价经济，但围护较宽，一般取基坑开挖深度的0.7～0.8倍。

国内外试验研究和工程实践表明，搅拌桩适宜于加固淤泥、淤泥质土和含水量较高而地基承载力小于120kPa的粘土、粉质粘土、粉土等软土地基。当土中含高龄石、蒙脱石等矿物时，加固效果较好，土中含伊利石、氯化物等矿物时，加固效果较差，土的原始抗剪强度小于20～30kPa时，加固效果也较差。搅拌桩用于泥炭土或土中有机质含量较高，酸碱度较低（<7）及地下水有侵蚀性时，宜通过试验确定其适用性。当地表杂填土层为厚度大于100mm的石块时，一般不宜使用搅拌桩。

搅拌桩的平面布置可视地质条件和基坑围护要求，结合施工设备条件，分别选用桩式、块式、壁式、格栅式或拱式，它在深度方向可采取长短结合形式。

（2）钢板桩[3]：用槽钢正反扣搭接而组成，或用U型、H型和Z型截面的锁口钢板桩。用打入法打入土中，相互连接形成钢板桩墙，既用于挡土又用于挡水，用于开挖深度3～10m的基坑。钢板桩具有较高的可靠性和耐久性，在完成支挡任务后，可以回收重复利用；于多道钢支撑结合，可适合软土地区的较深基坑，施工方便，工期短。但钢板桩刚度比排桩和地下连续墙小，开挖后绕度变形较大，打拔桩振动噪声大，容易引起土体移动，导致周围地基较大沉陷。

钢板桩支护结构，有永久性结构和临时性结构两类。永久性结构在海港码头中应用较多，如：码头岸墙，护墙等；临时性结构多用于高层建筑的深基础。

（3）钻孔灌注桩挡墙[4]：直径φ600～φ1000mm，桩长15～30m，组成排桩式挡墙，顶部浇筑钢筋混凝土圈粱，用于开挖深度为6m～13m的基坑。具有噪声和振动小，刚度大，就地浇制施工，对周围环境影响小等优点。适合软弱地层使用，接头防水性差，要根据地质条件从注浆、搅拌桩等方法中选用适当方法解决防水问题，整体刚度较差，不适合兼作主体结构。桩身质量取决于施工工艺及施工技术水平，施工时需作排污处理。

（4）地下连续墙[5]：在地下成槽后，浇筑混凝土，建造具有较高强度的钢筋混凝土挡墙，用于开挖深度达10m以上的基坑或施工条件较困难的情况。具有施工噪声低，振动小，就地浇制、墙接头止水效果较好，整体刚度大，对周围环境影响小等优点。适合于软弱土层和建筑设施密集城市市区的深基坑，高质量的刚性接头的地下连续墙可作永久性结构，并可采用逆作法施工。

地下连续墙按成桩（成槽）形式的不同，划分为桩排式连续墙和壁式连续墙两大类，前一类主要用各种类型的桩，相互连接或搭接以及交错的单桩连锁组成的直线、圆弧、圆形等形式的排桩组合，具有一定的入土深度，墙顶用压顶粱连在一起，形成地下连续墙的墙体。壁式地下连续墙具有多种功能，有着广泛的应用前景。最主要用于深基坑工程的围护，特别适合于软土地区深基坑的开挖。

（5）SMW工法[6]（劲性水泥土搅拌桩）：劲性水泥土搅拌桩以及水泥土搅拌桩法为基础，凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可以使用劲性桩。特别是适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层，对于含砂卵石的地层要经过适当处理后方可采用。

劲性桩适宜的基坑深度与施工机械有关，国内目前一般以基坑开挖深度6～10m，国外尤其是日本由于施工钻孔机械先进，基坑深度达到20m以上时也采用SMW工法，劲性桩法可取得较好的环境和经济效果。

劲性桩是在水泥土搅拌桩中插入受拉材料构成的，常插入H型钢。（6）土锚[7]：用拉杆锚固支护基坑的开挖或用作抗拔桩抵抗浮托力等的应用已日益普遍。拉锚最大的优点是在基坑内部施工时，开挖土方与支撑互不干扰，尤其是在不规则的复杂施工场所，以锚杆代替挡土横撑，便于施工。这是人们乐于大量使用的主要原因。随着对锚固法的不断改进和使用可靠性的监测手段，使拉锚支护的范围更加广泛。

拉锚是将一种新型受拉杆件的一端（锚固段）固定在开挖基坑的稳定地层中，另一端与工程构筑物相联结（钢板桩、挖孔桩、灌注桩以及地下连续墙等），用以承受由于土压力等施加于构筑物的推力，从而利用地层的锚固力以维持构筑物（或土层）的稳定。

锚杆支护体系由挡土构筑物，腰粱及托架、锚杆三个部分所组成，以保证施工期间边坡的稳定与安全。

（7）土钉墙：土钉墙支护是通过沿土钉通长与周围土体接触形成复合体。在土体发生变形的条件下，通过土钉与土体的接触界面上的粘结力或摩擦力，使土钉被动受拉，通过受拉工作面给土体约束加固，提高整体稳定性和承载能力，增强土体变形的延性[8]。

土钉墙适用于地下水位以上或人工降水后的粘性土、粉土、杂填土及非松散砂土和卵石土等。对于淤泥质土、饱和软土，应采用复合型土钉墙支护[9]。

3.2 基坑主要支撑方法、技术类型

深基坑的支护体系由两部分组成，一是围护壁，二是基坑内的支撑系统。为施工需要而构筑的深基坑各类支撑系统，既要轻巧又需有足够的强度、刚度和稳定性，以保证施工的安全、经济和方便，因此支撑结构的设计是目前施工方案设计的一项十分重要的内容[10]。

在深基坑的支护结构中，常用的支撑系统按其材料分可以有钢管支撑、型钢支撑，钢筋混凝土支撑，钢和钢筋混凝土组合支撑等种类；按其受力形式分可以有单跨压杆式支撑，多跨压杆式支撑，双向多跨压杆支撑，水平桁架相结合的支撑，斜撑等类型[11]。

这些支撑系统在实践中有各自的特点和不足之处，以其材料种类分析，钢支撑便于安装和拆除，材料消耗量小，可以施加预紧力以合理控制基坑变形，钢支撑架设速度较快，有利于缩短工期。但是钢支撑系统的整体刚度较弱，由于要在两个方向上施加预紧力，所以纵横杆之间的联结始终处于铰接状态[11]。

钢筋混凝土支撑结构的整体刚度好，变形小，安全可靠，施工制作时间长于钢支撑，但拆除工作比较繁重，材料回收利用率低，钢筋混凝土支撑因其现场浇筑的可行性和高可靠度而在目前国内被广泛的使用[12]。

3.3 基坑主要止（降）水方法、技术类型

工程降水是基坑工程的一个难点。由于土质和地下水位的条件不同，基坑开挖的施工方法大不相同。在地下水位以下开挖基坑时，采用降水的作用[13]是：

（1）截住基坑边坡面及基底的渗水；

（2）增加边坡的稳定性，并防止基坑从边坡或基底的土粒流失；（3）减少板桩和支撑的压力，减少隧道内的空气压力；（4）改善基坑和填土的砂土特性；（5）防止基底的隆起和破坏。

一个场地的地质条件和土质条件，将决定降水或排水的形式。

在选择和设计基坑降水前，必须由甲方提供工程地质勘察资料，建筑物平面图和立面图，建筑物场地附近房屋平面图等，对于重大工程，设计人员除掌握相应资料外，必须在设计前到工程现场亲自了解，最好能目测各土层的土样，对将来降水工程的布置及其与邻近建筑物的影响[14]。

降低地下水位的常用方法可分为明沟降水和井点降水两类。明沟降水由于其制约条件较多，尚不能得到广泛的应用，而井点降水的适用条件较广，并经过二十多年来的应用、发展和改进，已形成了多种井点降水的方法。目前常用的井点降水方法有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井点，辐射井点等。这些有效的降水方法现已被广泛用于各种降水工程中，但由于降低地下水位以后，可能带来一些不良影响，如地面沉降，邻近已有建筑物或构筑物的安全稳定及残留滞水的处理等[15]。

明沟降水是在基坑内设置排水明沟或渗渠和集水井，使进入基坑内的地下水沿排水沟渠流入井中，然后用水泵将水抽出基坑外的降水方法。明沟降水一般适用于土层较密实，坑壁较稳定，基坑较浅，降水深度不大，坑底不会产生流砂和管涌等的降水工程[15]。

在地下水位以下施工基坑工程时，通常采用井点（垂直和水平井点）降水法来降低地下水位。垂直井点常沿基坑四周外围布设，水平井点则可穿越基坑四周和底部，井点深度大于要求的降水深度，通过井点抽水或引渗来降低地下水位，实现基坑外的暗降，保证基坑工程的施工。经井点降水后，能有效地截住地下渗流，降低地下水位，克服基坑的流砂和管涌现象，防止边坡和基坑底面的破坏；减少侧土压力，增加挖掘边坡的稳定性，有利于边坡的支护和施工；防止基底隆起和破坏，加速地基土的固结作用；有利于提高工程质量，加快施工进度及保证施工安全[16]。

在城市中由于深基坑降水，总会引起地面产生一定的沉降，影响邻近建筑物和管线。最好的办法是采用止水帷幕，将坑外地下水位保持原状，仅在坑内降水。目前，采用钻孔压浆成桩法、地下连续墙、板桩、深层搅拌桩墙等止水结构形式，效果均较好。其入土深度，取决于土层的透水性，要防止出现管涌、流砂等问题[15]。

参考文献

[1]《高层建筑地下结构与基坑支护》，黄熙龄主编，北京：宇航出版社，2002； [2]《高层建筑基础工程施工》，赵志缙，北京：中国建筑工业出版社，1994； [3]《基坑工程手册》，侯学渊，刘建航，北京：中国建筑工业出版社，1997； [4]《深基坑支护工程实例集》，黄强等主编，北京：中国建筑工业出版社，2001； [5]《建筑基坑支护技术规程》（JGJ20-99），1999；

[6]《深基坑工程》，陈忠汉，黄书秩，程丽萍编著，北京：机械工业出版社，2002； [7]《深基坑支护工程设计技术》，黄强编著，北京：中国建筑工业出版社，1995； [8]《土钉支护在深基坑工程中的应用》，陈肇元等编著，北京：中国建筑工业出版社，1997； [9]《软土地区工程地质勘察规范》（JGJ83-91），1991；

[10]《深基坑施工实例》，秦惠民，叶政青主编，北京：中国建筑工业出版社，1992； [11]《深基坑支护设计与施工》，余志成等编著，北京：中国建筑工业出版社，1992； [12]《地下结构工程》，龚维明等编著，南京：东南大学出版社，2004； [13]《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97），1997；

[14]《基础工程的降水》，司徒广等编著，北京：中国建筑工业出版社，1993； [15]《工程水文地质学》，白玉兰主编，北京：中国水利水电出版社，2002；

[16]《高层建筑深基坑围护工程实践与分析》，赵锡宏等，上海：同济大学出版社，1996 设计的主要内容及成果形式

4.1设计内容

鉴于基坑深8.5m，由于地下连续墙价格昂贵，十分不经济，故舍弃；由于水位高，周围紧邻道路、建筑物，则不用土钉墙支护；周边环境较复杂，故不用土锚；综观本工程的工程水文地质条件、周边环境条件，采用钻孔灌注桩结合钢筋混凝土支撑，坳沟处采用双轴深搅桩止水结构的基坑支护方案。

4.2 成果形式

设计说明书、计算书及设计图（基坑支护平面布置图，支护结构剖面图，地质剖面图，支撑结构大样图，配筋大样图，以及开挖施工图表等。）设计的方法及手段

拟垂直开挖、钻孔灌注桩支护、一道钢筋混凝土支撑、局部坳沟处采用双轴深搅桩止水结构防渗。

双轴深搅桩止水结构，抗渗验算计算插入深度，采用公式… 单支点支撑，其支撑点的具体位置，需经计算后确定；

用平衡法、图解分析法（弹性线法）计算钢筋混凝土单支点支撑； 在笔算后，用理正软件复核。设计进度与步骤

（1）1-3周进行基坑支护体系设计计算：基坑ABCDEF,分为BCD,DEF,FAB三个区段进行计算。本基坑安全等级为二级，土压力采用矩形分布模式进行计算，所有土层水土合算。各断面计算：①土压力分布强度计算，②土压力合力及其作用点，③支撑轴力及桩长计算，④桩身最大弯距计算，⑤验算桩身强度，⑥桩身配筋计算，⑦整体稳定性验算，⑧抗隆起验算。（2）4-6周进行基坑止（降）水设计：由于基坑深8.5m，场区内西侧坳沟处渗透性稍好，其他区域渗透性均较差。鉴于工程地质情况，本基坑可在场区内采用集水坑排水，局部采用双轴深搅桩止水结构止水，降水深度至-8.5m。止水帷幕设计分：①方案布置，②桩型选择，③桩长设计，④抗渗流稳定验算几个步骤。

（3）7-8周进行基坑支护体系结构计算：①支护结构设计（钻孔灌注桩），②支撑围檩设计计算，③支撑截面计算，④立柱桩设计。

（4）9周：在笔算结束后，采用理正软件进行电算复核。（5）10周：在设计最后，还要进行支护结构体系监测布置。

拟采用监测方案：①沿基坑周边设置水平位移监测点；②在基坑周边道路、建筑物上设置沉降监测点；③在基坑周边设置测斜管监测深层水平位移；④支撑轴力监测；⑤桩身应力监测。

（6）11-13周：绘图。

第二篇：开题报告(基坑支护)

黑龙江工程学院本科生毕业设计开题报告 课题的研究目的和意义

随着我国城市人口密度的不断增加和城市建设的发展，合理地开发与利用地下空间是城市可持续发展的要求。我国各大城市都在兴建或准备兴建地下工程，这就可能涉及深基坑工程。深基坑工程的突出特点是，其设计与施工除需保证深基坑工程自身的技术合理与安全外，还需控制其施工对环境的影响。由于我国深基坑工程发展的历史不长，在理论研究落后与工程实践，而工程经验人员技术水平的限制，我国近年来出现了一些基坑工程的事故，也出现了许多深基坑工程施工对环境造成有害影响的工程实例。因此，从根本上加强深基坑工程相关理论的研究，不断改进与完善设计方法，整体提高深基坑工程的技术是关键所在。

港澳大厦基坑工程位于山东省临沂市，地处商业区与住宅区交界处，地理位置十分重要，土地资源珍贵，该地区地下室较少，港澳大厦为两层地下室结构，将为以后临沂市的城市地下空间开发与利用奠定坚实的基础，同时该地下室也可作为本市的标志性地下建筑，具有一定的经济影响力。

选定该课题也是为了培养自己的综合能力。根据土木工程专业（岩土与地下工程方向）的培养目标要求及本人毕业后的主要服务去向，通过毕业设计，能够使我们把所学过的专业知识综合应用于实际工程设计中，使理论与生产实践相结合提高工程设计能力，能独立进行基坑支护结构设计。通过港澳大厦基坑支护结构设计，使我们在应用现行规范、标准、技术指标与经济指标等方面得到基本训练，达到对所学专业知识进行巩固、综合掌握和灵活运用的目的，提高分析问题、解决问题的能力。

本项毕业设计选题为港澳大厦基坑支护结构设计,为详细学习和了解与岩土工程相关的知识，巩固以前学习过的（深基坑支护、基础工程、地基处理、土力学、工程地质学等）知识，并按照现行规范，通过对实际情况的分析把它运用到生产实践中去，为以后的基坑处理工作打下一定的基础，同时也培养了调查研究、查阅文献、收集资料和整理资料的能力。通过本次设计使自己能够理论联系实际，并为以后的工作和学习打下坚实的基础。文献综述（课题研究现状及分析）

2.1课题研究现状

我国城市地下工程建设起步较晚，20 世纪 80 年代前，国内为数不多的高层建筑的地下室多为一层，基坑深不过 4m，常采用放坡开挖就可以解决问题。20 世纪 80 年代初才开始出现大量的基坑工程。到20世纪80年代，随着高层

黑龙江工程学院本科生毕业设计开题报告

建筑的大量兴建，开始出现两层地下室，开挖深度一般在8m左右，少数超过10m。进入20世纪90年代后，在我国改革开放和国民经济持续高速增长的形势下，全国工程建设亦突飞猛进，高层建筑迅猛发展，建筑高度越来越高，同时各地还兴建了许多大型地下市政设施、地下商场、地铁车站等，导致多层地下室逐渐增多，基坑开挖深度超过10m 的比比皆是，其埋置深度也就越来越深，对基坑工程的要求越来越高，随着人防、地铁、地下商场、仓库、影剧院等大量工程的建设，特别是近年来的工程实践，城市地下空间开挖技术得到了长足发展和提高。我国城市地下工程、隧道及井孔工程等先后采用了明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法、沉管法、冻结法及注浆法等，这些技术有的已达到国际先进水平。促进了建筑科学技术的进步和施工技术、施工机械和建筑材料的更新与发展。为了保证建筑物的稳定性，建筑基础都必须满足地下埋深嵌固的要求。随之出现的问题也越来越多，这给建筑施工、特别是城市中心区的建筑施工带来了很大的困难。

国外许多国家陆续制订了指导基坑开挖与支护设计和施工的法规。除了明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法、沉管法、冻结法及注浆法等开挖技术外新进展有:（1）全过程机械化。从护坡、土方开挖、结构施工，包括暗挖法施工的拱架安装、喷射混凝土、泥浆配制和处理等工序的机械化，同时采用计算机技术进行监控，从而保证了施工安全、快速施工和优良的工程质量。

（2）盾构法得到较大发展。近30 年内英、美、法、日等国大量采用盾构施工技术，日本已生产盾构近万台，用于地铁、铁路、公路，水工及管网施工，已出现双联、三联、四联盾构，能完成三跨地铁车站，开挖宽度达17m。日本正设想设计直径 80m 的盾构，在地下建造人造太阳和住宅区。

（3）微型盾构和非开挖技术已广泛应用。主要用于建造各种直径的雨、污水、自来水管道和电缆管道。微型盾构就是直径 2m以下的盾构。刀盘掘进，遥控和卫星定位控制方向和坡度，然后安装管片。非开挖技术就是采用微型钻机，通过切割轮成孔，退回钻杆后安装管线或电缆。

（4）预砌块法施工技术。拱圈是在土方开挖后采用拼装机安装，管片上留有注浆孔，衬砌拼装完成后，由注浆孔向壁后注浆，堵塞空隙，增强围岩与衬砌的共同作用。法国用此法施工的最大单拱跨度达 24.48m。

（5）预切槽法施工技术。意、法等国制造了一种地层预切槽机，采用链条沿拱圈将地层切割出一条宽 15cm，长 4~5m 的槽缝，然后向槽缝内喷射混凝土，并在其保护下开挖土方，做防水层及二次衬砌，形成隧道。

（6）顶管大管棚法。修建地铁车站时，在顶管内灌混凝土，形成大管棚，再在其保护下进行暗挖施工。

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应资料外，必须在设计前到工程现场亲自了解，最好能目测各土层的土样，对将来降水工程的布置及其与邻近建筑物的影响。

降低地下水位的常用方法可分为明沟降水和井点降水两类。明沟降水由于其制约条件较多，尚不能得到广泛的应用，而井点降水的适用条件较广，并经过二十多年来的应用、发展和改进，已形成了多种井点降水的方法。目前常用的井点降水方法有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井点，辐射井点等。这些有效的降水方法现已被广泛用于各种降水工程中，但由于降低地下水位以后，可能带来一些不良影响，如地面沉降，邻近已有建筑物或构筑物的安全稳定及残留滞水的处理等。

明沟降水是在基坑内设置排水明沟或渗渠和集水井，使进入基坑内的地下水沿排水沟渠流入井中，然后用水泵将水抽出基坑外的降水方法。明沟降水一般适用于土层较密实，坑壁较稳定，基坑较浅，降水深度不大，坑底不会产生流砂和管涌等的降水工程。

在地下水位以下施工基坑工程时，通常采用井点降水法来降低地下水位。垂直井点常沿基坑四周外围布设，水平井点则可穿越基坑四周和底部，井点深度大于要求的降水深度，通过井点抽水或引渗来降低地下水位，实现基坑外的暗降，保证基坑工程的施工。经井点降水后，能有效地截住地下渗流，降低地下水位，克服基坑的流砂和管涌现象，防止边坡和基坑底面的破坏；减少侧土压力，增加挖掘边坡的稳定性，有利于边坡的支护和施工；防止基底隆起和破坏，加速地基土的固结作用；有利于提高工程质量，加快施工进度及保证施工安全。

——深基坑工程实用技术[J].基坑工程，1996，17(5)传统的基坑计算均以稳定性为主，而未研究解决在失稳之前的变形过程。但在当前的基坑工程中，由于对周边环境的要求，基坑变形控制已成为重要的设计内容。

变形控制设计包括变形预测分析、动态设计及变形控制技术三项基本内容： 变形预测分析。变形预测分析是变形控制设计的基础，关键在于选择合理的计算方法和计算模型；动态设计。动态设计是变形控制的核心，即将设计置于动态过程中，允许并提倡支护设计在施工、运营过程中进行补充和完善，尤其随监测信息的采集和反馈对原设计作出及时必要的修正，以实现对目标的有效控制；变形控制技术。变形控制必须通过具体的技术措施予以实现。

——软土深基坑工程的稳定与隆起研究[J].侯学渊.地基理论与实践，1992 3 基本内容、拟解决的主要问题

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[10] 唐梦雄,陈如桂.深基坑工程变形控制[M].北京:中国建筑工业出版社, 2006 [11] 刘建航, 侯学渊.基坑工程手册[M].北京: 中国建筑工业出版社, 1997 [12] 黄强.深基坑支护工程设计技术[M].北京: 中国建材工业出版社, 1995 [13] 尉希成.支护结构设计手册[M].北京: 中国建筑工业出版社, 1995 [14] 唐业清.基坑工程事故分析与处理[M].北京: 中国建筑工业出版社, 1999 [15] 龚晓南, 高有潮.深基坑工程设计施工手册[M].北京: 中国建筑工业出

版社, 1998 [16] 杨予.深基坑支护优化设计[D].南宁: 广西大学, 1999.[17] 张引平.浅谈深基坑支护结构设计计算[J].科技情报开发与经济, 2004, 14(4): 182-182 [18] Clough G.W, Dunean J.M.Finite Element Analyses of Retaining wa11 Behavior[J].ASCE, 1971, 165-167 [19] Andrew J.W, Youssef M.A.Analysis of Deep Excavation in Boston[J].Journal of Geotechnical Engineering, 1993, 69-89 [20] Sunil S.Kishnani, Ronaldo I.Seepage and Soi1-structure Interface Effects in Braced Excavations[J].Journal of Geotechnical Engineering, 1993, 912-929 [21] Andrew J.W,Youssef M.A.Analysis of Deep Excavation in Boston[J].Journal of Geotechnanical Engineering, 1993,69-89 [22] Sunil S.Kishnani,Ronaldo I.Seepage and Soil-structure Interface Effects in Braced Excavations[J].Journal

of

Geotechnical Engineering,1993,912-929

第三篇：基坑支护毕业设计开题报告

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课题的研究目的和意义

随着经济的发展社会的进步，大城市的高层建筑,地下建筑,还有隧道等工程的大幅度增加，而同时为了节省土地，充分利用地下空间，深基坑工程也随之不断增加。深基坑工程是一个古老而具有划时代特点的综合性的岩土工程课题，因为它既涉及到土力学典型强度问题和变形问题，又涉及到土体与支护结构的相互作用问题。经过分析不难看出，基坑工程的发展是一种新的支护型式的出现带动新的分析方法的产生，并遵循实践，认识，再实践,再认识的规律而逐渐趋向成熟。20世纪30年代，太沙基和皮克等最先从事基坑工程的研究，60年代在奥斯陆等地的基坑开挖中开始实施施工监测，从70年代起，许多国家陆续制订了指导基坑开挖与支护设计和施工的法规。我国于20世纪80年代初才开始出现大量的基坑工程。80年代前，国内为数不多的高层建筑的地下室多为一层，基坑深不过4 m，常采用放坡开挖就可以解决问题。到80年代，随着高层建筑的大量兴建，开始出现两层地下室，开挖深度一般在8 m左右，少数超过10 m。进入90年代，我国的高层建筑迅猛发展，同时各地还兴建了许多大型地下市政设施、地下商场、地铁车站等,导致多层地下室逐渐增多，基坑开挖深度超过10 m 的比比皆是。

基坑支护工程的设计与施工,既要保证整个支护结构在施工过程中的安全,又要控制结构和周围土体的变形,以保证周围环境(相邻建筑物和地下公共设施等)的安全。因此,如何确保基坑工程的安全可靠、经济合理、实用可行是当前现代化城市建设中一个非常重要和迫切的问题。特别是在20世纪,随着大基坑工程的要求越来越高,随之出现的问题也越来越多。本设计力求在宫老师的指导下，因地制宜做出一个合理的设计。

泛海酒店基坑支护结构设计地处旅游区与住宅区交界处，地理位置十分重要，土地资源珍贵，该地区地下室较少，泛海酒店为两层地下室结构，将为以后的城市地下空间开发与利用奠定坚实的基础，同时该地下室也可作为本市的标志性地下建筑，具有一定的经济影响力。

选定该课题也是为了培养自己的综合能力。根据土木工程专业（岩土与地下工程方向）的培养目标要求及本人毕业后的主要服务去向，通过毕业设计，能够使我们把所学过的专业知识综合应用于实际工程设计中，使理论与生产实践相结合提高工程设计能力，能独立进行基坑支护结构设计。通过泛海酒店基坑支护结构设计，使我们在应用现行规范、标准、技术指标与经济指标等方面得到基本训

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练，达到对所学专业知识进行巩固、综合掌握和灵活运用的目的，提高分析问题、解决问题的能力。

在毕业设计的过程中，使我们对基坑支护设计的全过程有了系统的了解和初步的掌握，在此过程中，我们对以前所学的知识进行了一次综合性的复习，并把零散的知识进行了一次有选择性的系统综合，从而把我们四年所学的各种知识进行了融会贯通。在做这次毕业设计的过程中我们依据实际情况并考虑各种外界因素进行理论与实际相结合的基坑支护设计，这次毕业设计课程，巩固了我们的专业知识，培养了我们的动手能力，对我们以后的学习和工作有深刻的指导意义和实际价值。文献综述（课题研究现状及分析）

2.1基坑支护方向的研究现状

改革开放以来,我国在交通、水利水电、市政、地下工程开发和利用等基础设施领域取得了令人瞩目的成就 ,尤其是近十年来 ,更取得了突飞猛进的发展 ,其中铁路隧道、公路隧道、水利水电隧洞、市政共同沟以及城市地铁也取得了前所未有的发展，同时在设计和施工技术水平上也有了很大提高。我国改革开放和国民经济持续高速增长的形势下，全国工程建设亦突飞猛进，高层建筑迅猛发展，建筑高度越来越高，同时各地还兴建了许多大型地下市政设施、地下商场、地铁车站等，导致多层地下室逐渐增多，基坑开挖深度超过10m的比比皆是，其埋置深度也就越来越深，对基坑工程的要求越来越高，随着人防、地铁、地下商场、仓库、影剧院等大量工程的建设，特别是近年来的工程实践，城市地下空间开挖技术得到了长足发展和提高。我国城市地下工程、隧道及井孔工程等先后采用了明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法、沉管法、冻结法及注浆法等，这些技术有的已达到国际先进水平。促进了建筑科学技术的进步和施工技术、施工机械和建筑材料的更新与发展。为了保证建筑物的稳定性，建筑基础都必须满足地下埋深嵌固的要求。随之出现的问题也越来越多，这给建筑施工、特别是城市中心区的建筑施工带来了很大的困难。

地下工程包括市政管线工程 ,地下仓储工程 ,地下商场，地下车库，城市地下空间综合开发利用等地下建筑物以及大中型平战结合工程。随着现代化城市高密度化 ,生活水准的高标准化 ,各种供给设施(如电信、电气、煤气、上下水等)的需求量将会急剧增加 ,需要改造和增设的供管线愈来愈多 ,解决这一问题的最好对策乃是进行统一规划与管理的城市地下共同沟(城市地下公用事业综合隧道),1994年上海浦东建成了我国第一条规模较大的张扬路共同沟。城市地下空

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在18世纪末就开发利用了几个世纪之前的废弃矿井，于1890年成功用于巴黎世博会中国馆和印度馆的设计，取得成功。二是大力建设地下车库。三是用于保护历史文化景观，比如卢浮宫改造，地上已经没有空间利用，就在地下扩建，成功对古典建筑进行了现代化改造。

2.2文献摘要

支护结构挡墙的选型，涉及技术因素和经济因素，要从满足施工要求、减少对周围的不利影响、施工方便、工期短、经济效益好等几方面，经过技术经济比较后加以确定。而且支护结构挡墙选型要与支撑选型、地下水位降低、挖土方案等配套研究确定。

支护结构中常用的挡墙结构及其适用范围如下：（1）钢板桩

钢板桩常用的有简易的槽钢钢板桩和热轧锁口钢板桩。其中热轧锁口钢板桩的形式有U型、z型、一字型、H型和组合型。我国一般常用者为U型，即互相咬接形成板桩墙，只有在基坑深度很大时才用组合型。（2）钢筋混凝土板桩

这是一种传统的支护结构，截面带企口有一定挡水作用，顶部设圈梁，用后不再拔除，永久保留在地基土中，过去多用于钢板桩难以拔除的地段。（3）钻孔灌注桩排桩挡墙

常用直径为600～1000mm，做成排桩挡墙，顶部浇筑钢筋混凝土圈梁，设内支撑体系。我国各地都有应用，是支护结构中应用较多的一种。

灌注桩挡墙的刚度较大，抗弯能力强，变形相对较小，在土质较好的地区已有7～8m悬臂桩，在软土地区坑深不超过14m皆可用之，经济效益较好。但其永久保留在地基土中，可能为日后的地下工程施工造成障碍。由于目前施工时难以做到相切，桩之间留有100～150mm的间隙，挡水效果差，有时与深层搅拌水泥土桩挡墙组合应用，前者抗弯，后者做成防水帷幕起挡水作用。（4）H型钢支柱、木挡板支护挡墙

这种支护结构适用于土质较好、地下水位较低的地区，国外应用较多，国内也有应用。如北京京城大厦深23.5m的深基坑即用这种支护结构，它将长27m的488mm×300mm的H型钢按1.1m间距打入土中，用三层土锚拉固。H型钢支柱按一定间距打入，支柱间设木挡板或其他挡土设施，用后可拔出回收重复使用，较为经济，但一次性投资较大。（5）地下连续墙

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地下连续墙已成为深基坑的主要支护结构挡墙之一，国内大城市深基坑工程利用此支护结构为多，常用厚度为600～1000mm，目前也可施工厚度450mm的，上海至今已完成100多万平方米地下连续墙。尤其是地下水位高的软土地区，当基坑深度大且邻近的建(构)筑物、道路和地下管线相距甚近时，往往是首先考虑的支护方案。上海地铁的多个车站施工中都采用地下连续墙。（6）土钉墙

土钉墙是一种利用土钉加固后的原位土体来维护基坑边坡土体稳定的支护方法。它由土钉、钢丝网喷射混凝土面板和加固后的原位土体三部分组成。该种支护结构简单、经济、施工方便，是一种较有前途的基坑边坡支护技术，适用于地下水位以上或经降水后的粘性土或密实性较好的砂土地层，基坑深度一般不大于15m。

除上述者外，还有用人工挖孔桩(我国南方地区应用不少)、打入预制钢筋混凝土桩等支护结构挡墙。近年来SMW法(水泥土搅拌连续墙)在我国已成功应用，有一定发展前途。北京还采用了桩墙合一的方案，即将支护桩移至地下结构墙体位置，轴线桩既承受侧向土压力又承受垂直荷载，轴线桩间增加一些挡土桩承受土压力，桩间砌墙作为地下结构外墙，收到较好的效果，目前亦得到推广。---------------浅谈深基坑支护结构设计.建筑科学论文，侯学渊2012.09 基坑工程设计多在主体工程设计结束施工图完成之后，基坑工程施工之前进行。但为了使基坑工程设计与主体工程之间协调，使基坑工程的实施能更加经济，对大型深基坑工程，应在主体结构设计阶段就着手进行，以便协调基坑工程与主体工程结构之间的关系，如地下结构用逆作法施工，则围护墙和中间支承柱（中柱桩）的布置就需与主体工程地下结构设计密切结合；如大型深基坑工程支护结构的设计，其立柱的布置、多层支撑的布置和换撑等，皆与主体结构工程桩的布置、地下结构底板和楼盖标高等密切有关。

进行基坑工程设计之前，应对下述地下结构设计资料进行了解：

（1）主体工程地下室的平面布置和形状，以及与建筑红线的相对位置。这是选择支护结构形式、进行支撑布置等必须参考的资料。如基坑边线贴近建筑红线，便需选择厚度较小的支护结构的围护墙；如平面尺寸大、形状复杂，则在布置支撑时需加以特殊处理。

（2）主体工程基础的桩位布置图。在进行围护墙布置和确定立柱位置时，必须了解桩位布置。尽量利用工程桩作为立柱桩，以降低支护结构费用，实在无法

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利用工程桩时才另设立柱桩。

（3）主体结构地下室的层数、各层楼板和底板的布置与标高，以及地面标高。根据天然地面标高和地下室底板底标高，便可确定基坑开挖深度，这是选择支护结构形式、确定降水和挖土方案的重要依据。

了解各层楼盖和底板的布置，则便于支撑的竖向布置和确定支撑的换撑方案，如楼盖局部缺少时，还需考虑水平支撑换撑时如何传力等。

——施工工程的地下结构设计资料调查.基坑工程，刘建航1996，17(5)在规划和设计建筑物时，常常用安全系数来考虑许多未知或不确因素的影响 新的建筑结构规范的 制定，使安全系数的概念及含义有了质的飞跃 ．以前 的安全系数的大小并不能定量地表示安全性 的大小 利用 以概率统计为手段分析建筑物破坏或失效概率 的可靠度理论的引进成为一种必然 ．新的建筑 结构规 范中用可靠度理论定义的评价指标，是在大量工程实践基础上以概率统计为手段制定 的具有小于某破坏 概率的指标 ．

建筑物的上部结构的设计已全部采用基于可靠度理论的新规范，但在基础工程中，仅桩基工程率先采用可靠度设计，其他方面则刚刚起步。在基坑工程 中开展这方面的工作较少，主要是基坑工程中影响因素众多，积累的资料较少，较难进行。目前上部结构采用可靠度设计，而基础(包括基坑)则采用定值设计存在各种不协调的问题。因此进行基坑可靠度研究而与上部结构设计相衔接，成为亟待懈决的问题，国家地基基础设计规范正采用可靠度理论进行修改，本文拟在基坑工程的可靠度研究方面作一些探讨。基坑支撑开挖的确定性分析本身就相当复杂，不是一二个公式所能解决的，因此国内外基坑支护结构基于不确定性 分析 的可靠度研究成果很少。只有 Matsuo等人在这方面作过较细致的工作，但该 文采用 的是简支梁近似法，用其进行可靠度研究，其本身的误差极有可能掩盖可靠度分析的作用。所 以本文采 用有 限元方法来 将可靠度理论引入基坑支护结构的受力及变形分析，考虑 了模型不确定性和计算参数变异性对结构的影 响，提出了深基坑支护结构受力及变形的近似概率预测方法。

——深基坑结构支护的可靠度分析 刘国斌 1998.6 3 基本内容、拟解决的主要问题

3.1设计内容

泛海酒店的基本设计内容有以下几方面：

黑龙江工程学院本科生毕业设计开题报告 进度安排

时间安排 工作内容 有效工作天数 2月25日—3月08日 方案比选 10天

3月11日—3月15日 土压力计算 5天 3月18日—4月19日 基坑支护结构计算 25天 4月22日—5月03日 基坑稳定性验算 10天 5月06日—5月17日 基坑降水设计 10天 5月20日—5月24日 基坑监测方案设计 5天 5月27日—6月07日 撰写毕业设计说明书 10天 6月10日—6月14日 毕业设计资料上交及评阅 5天 参考文献

[1]《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-2012).北京：中国建筑工业出版社，2012.[2]《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012).北京：中国建筑工业出版社，2012.[3]《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001).北京：中国建筑工业出版社，2001.[4]《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008).北京：中国建筑工业出版社，2008.[5]《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010).北京：中国建筑工业出版社，2010.[6]《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001 2009版).北京：中国建筑工业出版

社，2001.[7]《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002).北京：中国建筑工业出版社，2002.[8]《深基坑工程》，高大钊主编.机械工业出版社，2003.[9]《基坑工程手册（第二版）》，刘建航、侯学渊主编.中国建筑工业出版社，2009.[10] 唐梦雄,陈如桂.深基坑工程变形控制[M].北京:中国建筑工业出版社, 2006 [11] 刘建航, 侯学渊.基坑工程手册[M].北京: 中国建筑工业出版社, 1997 [12] 黄强.深基坑支护工程设计技术[M].北京: 中国建材工业出版社, 1995 [13] 尉希成.支护结构设计手册[M].北京: 中国建筑工业出版社, 1995

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[14] 唐业清.基坑工程事故分析与处理[M].北京: 中国建筑工业出版社, 1999 [15] 龚晓南, 高有潮.深基坑工程设计施工手册[M].北京: 中国建筑工业出

版社, 1998 [16] 杨予.深基坑支护优化设计[D].南宁: 广西大学, 1999.[17] 张引平.浅谈深基坑支护结构设计计算[J].科技情报开发与经济, 2004,14(4): 182-182 [18] Clough G.W, Dunean J.M.Finite Element Analyses of Retaining wa11 Behavior[J].ASCE, 1971, 165-167 [19]Andrew J.W, Youssef M.A.Analysis of Deep Excavation in Boston[J].Journal of Geotechnical Engineering, 1993, 69-89 [20]Sunil S.Kishnani, Ronaldo I.Seepage and Soi1-structure Interface Effects in Braced Excavations[J].Journal of Geotechnical Engineering, 1993, 912-929 [21]Andrew J.W,Youssef M.A.Analysis of Deep Excavation in Boston[J].Journalof Geotechnanical Engineering, 1993,69-89 [22]Sunil S.Kishnani,Ronaldo I.Seepage and Soil-structure Interface EffectsinBracedExcavations[J].JournalofGeotechnicalEngineering,1993,912-929

第四篇：实验室设备管理系统的设计与实现开题报告

辽宁工程技术大学

本科毕业设计(论文)开题报告

题目大学生实验室设备管理系统设计与实现 指导教师孙宁

院(系、部)

软件学院 专业班级计HR 07-6

学号

0720010602

姓名韩冰

日期

教务处印制

2011年3月28日

一、选题的目的、意义和研究现状

（一）选题的目的和意义

在学校实验室的设备管理工作中，设备的编排是一项十分复杂、棘手的工作。在编排过程中，由于数量多容易出错。利用计算机辅助进行设备编排工作，既提高了编排的科学性，又可大大减轻管理人员的工作强度，提高工作效率，从而教学设备管理现代化迈上了一个新台阶。又因为现在各个高校内教学设备众多但自动管理水平相比过低，很多高校管理设备都采用在设备购进以后将设备的基本情况和相关信息登记存档。存档以后档案基本就没人记录与维护，至于以后设备的变迁或损坏都不会记录在设备档案中，即不能体现设备的即时状态。而有些即使有设备管理系统的单位，就算是能把设备的即时信息体现在设备档案上，但设备的缺陷处理及设备缺陷等功能没有实施，设备检修的备品备件情况和检修成本核算没有实现，整个学校教学设备管理信息化仍处于较低水平。将管理任务分成小块，落实到个人并能随时查询设备当前情况和历史情况，对设备的可靠性分析有直接作用，使管理人员从手工计算、统计工作中解脱出来。

（二）选题的研究现状

实验室设备管理系统是一个学校教学系统中不可缺少的部分，它的内容对于实验室的管理者来说都至关重要，所以设备管理系统应该能够为师生提供充足的信息和快捷的查询手段。该系统还可以帮助学校实验室系统进行有效的设备管理，对设备的维护，教学质量的估计有很大的帮助，提高学生对的可持续发展能力与市场竞争力。目前国内学校教学设备自动化管理水平不是很高。大多数学校设备管理办法是设备采购进来以后，将设备的基本情况和相关信息登记存档，然后将档案存档。以后档案基本就没人维护，如设备位置出库、检修情况、设备当前运行状态等信息根本不会体现在设备台帐上，即设备跟踪信息不能及时体现在设备档案上。某些使用设备管理系统学校，对设备的跟踪信息即使能体现在设备档案上，但设备的缺陷处理及设备缺陷等功能没有实施，设备检修的备品备件情况和检修成本核算没有实现，整个学校设备管理信息化仍处于较低水平。本信息管理系统合理的借鉴国际领先的设备管理思想并结合国内学校设备管理现状，可以完全能满足国内学校设备管理的需要。并通过对各行业设备管理情况的长期研究探索，以灵活、通用为主要设计思想，可提高学校的办公效率和设备可靠性，减少工作人员的劳动强度，减少办公耗材，提高学校的现代化管理水平。

二、研究方案及预期结果

（一）研究内容

作为计算机应用的一部分,使用计算机对实验室设备信息进行管理,有着人工管理所无法比拟的优点.例如:检索迅速、查找方便、可靠性高、维护性能强、寿命长、学生使用便捷等。这些优点能够极大地提高教学质量与教学效率,也是学校规模化管理、正规化管理,提高学生实验效率的重要条件。

实验室设备管理系统主要任务是对设备进行综合管理，做到全面规划、合理选购、正确维护、科学检修、适时更新，使设备达到最佳状态，充分发挥设备的效能和利用效率。提高教育质量，加大管理人员对实验室设备的管理力度。（1）设备出/入库管理

功能描述：有操作员核对出/入库设备的基本信息，包括配件的基本属性。核对无误后，将要出/入库单信息提交信息库。（2）计划管理 注意有设备配置计划和设备需求计划表。功能描述：有各部门提交的计划表汇总后得出物资需用计划表，并将计划表发往相关部门。（3）设备信息管理

功能描述：通过对设备各个属性的填写，了解设备的使用年限，使用状态，何时修理等相关信息。

（4）报表统计

功能描述：对设备的使用、维修等各种信息管理，是管理人员对设备使用情况有所了解，并根据数据制定计划。

（二）解决问题

针对于某些院系设备管理系统，对设备的跟踪信息即使能体现在设备档案上，但设备的缺陷处理及设备缺陷等功能没有实施，设备检修的备品备件情况和检修成本核算没有实现，整个学校设备管理信息化仍处于较低水平。

本系统为大学实验室设备的管理提供系统的，安全的方便的解决方案。为设备管理人员减轻工作压力。提高工作效率。同时能为同学们提供更便捷的服务。为同学们动手能力的提高起到很大的作用。

（三）基本理论

本系统开发是面向过程的采用软件工程理论的概念、原理、技术和方法来开发与维护软件，把经过时间考验而证明正确的管理技术和当前能够得到的最好的技术方法结合起来。软件工程采用的生存周期方法学就是从时间角度对软件开发和维护的复杂问题进行分解，把软件生存的漫长周期依次划分为若干个阶段，如出库/入库，计划管理信息管理，报表信息统计，每个阶段有相对独立的任务，然后逐步完成每个阶段的任务。

数据库系统是一个实际可运行的存储、维护和应用系统提供数据的软件系统，是存储介质、处理对象和管理系统的集合体。它通常由软件、数据库和数据管理员组成。其软件主要包括操作系统、各种宿主语言、实用程序以及数据库管理系统。数据库由数据库管理系统统一管理，数据的插入、修改和检索均要通过数据库管理系统进行。

（四）方法及技术路线

本系统开发将基于JSP的B/S动态网站开发及数据库连接，运用JAVA编程语言。采用面向对象的设计方法进行方案设计，选择myeclipse+ jsp作为开发工具。采用关系型数据库技术。采用Mysql作为数据库平台，并采用JAVA-sql serve数据库驱动sal server.jar，使服务器与数据库完美连接。采用jsp服务器：tomcat 5.0，小巧实用的jsp服务器，以上技术都具有成熟的开发条件，具有技术可行性。

利用前台应用程序：JSP+ Servlet技术 后台数据库：SQL Server小型数据库

（五）论文框架

（1）系统概述：论述实验室设备系统管理流程以及目前存在的问题。

（2）需求分析：包括总体目标、具体目标、系统功能建模，系统业务流程图、数据流程图、系统数据模型简单说来就是分析实验室设备的使用需求。学生的需求具体体现在各种信息的提供、保存、更新和查询。

（3）概要设计：包括体系结构设计，接口设计，代码设计，运行设计等。通过收集资料、数据以及查阅相关的一些文献资料，在系统可行性分析和需要分析的基础上，针对实际情况，最终提出了整个设备管理系统的功能结构和设计方案。

（4）详细设计：包括模块定义，输入输出项目，算法，逻辑，接口，限制条件，测试要点等。系统管理模块主要包括用户管理、日志管理、重新登录、退出系统。（5）编码设计：包括概述开发工具及编程脚本、脚本习惯说明、脚本。（6）系统测试：包括测试原则及方法的概述，测试用例以及结论等。软件的测试与调试：目的是在软件投入生产运行之前，尽可能多地发现软件中的错误，以便及时纠正，避免在软件运行时才暴露出错误而造成无法弥补的损失。软件测试是保证软件质量的重要环节之一。（7）结束语、致谢、参考书目、附录、参考文献。

三、研究进度

2011年3月14日—3月29日查阅相关资料完成开题报告并完成系统可行性分析及需求分析。并在老师的指导下撰写“开题报告”。

2011年4月01日—4月09日完成系统的概念设计，整合所需功能。2011年4月10日—4月15日完善各模块具体功能，初步设计前台界面。

2011年4月15日—4月19日完成前台基本界面并完成出入库管理模块的分析编码与 2011年4月20日—4月24日完成计划管理，设备信息管理，报表统计模块的分析编码。2011年4月25日—4月30日系统整合及测试用例分析。2011年5月01日—5月13日撰写论文，完成毕业论文初稿。2011年5月14日—6月06日修改并完成论文。

四、主要参考文献

[1] 王珊、萨师煊.《数据库系统概论（第四版）》,北京：高等教育出版社，2006 [2] 张海藩.《软件工程导论》，清华大学出版社，2009 [3] 沈应逵.《java Web数据库系统应用开发与实例》，人民邮电出版社，2004 [4] [美]Bruce Eckel.Thinking In Java.英文第4版.北京：机械工业出版社，2009 [5] [美](Liang, Y.D.).Java语言程序设计.机械工业出版社,2008 [6] 苏继英.JSP在电子政务中的两个应用[J]电脑知识与技术, 2009,(23)[7] 林天.用Tom+JSP+MySQL开发邮件帐号注册管理系统[J]计算机应用, 2009,(12)[8] 闪四清.数据库系统原理与应用.北京：清华大学出版社，2008年

[9] 袁健美.基于JSP的B/S动态网站开发及数据库连接[J].计算机技术与发展, 2007,(06).五、指导教师意见 指导教师签字：