深基坑樁錨與土釘聯(lián)合支護優(yōu)化設計與數(shù)值模擬.pdf

1、深基坑工程涉及土力學中穩(wěn)定、變形和滲流三個基本課題，三者需同時考慮，綜合處理。一個成功的基坑優(yōu)化設計，需要工程勘察、支護設計、施工管理、現(xiàn)場監(jiān)測、動態(tài)分析等各項工作緊密結(jié)合才能實現(xiàn)。這使得本來就起步較晚的基坑工程，設計理論落后于工程實踐，或造成不必要的經(jīng)濟浪費或釀成工程事故。樁錨與土釘聯(lián)合支護又是深基坑支護的最常用的方案，因此，對樁錨與土釘聯(lián)合支護方案的優(yōu)化設計研究具有較強迫切性和必要性。 本文在總結(jié)有關(guān)文獻的基礎上，以深基坑樁

2、錨與土釘聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計為主線，對深基坑支護結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計從計算理論到優(yōu)化過程進行全面分析和對比優(yōu)選，總結(jié)出一條切實可行的優(yōu)化途徑。主要成果如下： (1)結(jié)合現(xiàn)行國家及行業(yè)規(guī)范，對土壓力模型進行分析，確定出鄭州中東部地區(qū)適宜采用的土壓力模型---彈性法中矩形分布的土壓力模型；針對基坑坡頂經(jīng)常出現(xiàn)的附加荷載的類型，分別給出相應的計算模式與方法；擬定出支護方案的優(yōu)選依據(jù)及變形控制標準。 (2)根據(jù)文獻資料及施工經(jīng)驗，對

3、樁錨與土釘聯(lián)合支護的變形進行力學分析：在樁錨與土釘聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計中，樁錨是主要受力結(jié)構(gòu)，上部土釘墻的參數(shù)選取滿足上部土體穩(wěn)定性要求即可；確定維護樁的剛度及嵌固深度對支護結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)強度影響顯著；預應力錨桿的位置直接影響支護結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，增大錨桿的預應力值是控制變形的最有效方法。因此，優(yōu)化樁錨結(jié)構(gòu)參數(shù)是優(yōu)化樁錨與土釘聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，從而指導和簡化樁錨與土釘聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計過程與方法。 (3)以理正深基坑支

4、護結(jié)構(gòu)設計軟件為手段對支護結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化計算，簡化了結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程，簡化了以工程造價為目標函數(shù)優(yōu)化模型；針對優(yōu)化后的模型用VisualBasic 6.0編制方案優(yōu)選程序，使優(yōu)選過程簡便可行。 (4)闡述了現(xiàn)場監(jiān)測與動態(tài)反演分析的方法和依據(jù)；討論了深基坑支護結(jié)構(gòu)設計與地下水控制方案的優(yōu)選配合；并結(jié)合具體工程實例運用優(yōu)化理論和方法對深基坑支護結(jié)構(gòu)設計方案進行優(yōu)選和優(yōu)化設計；應用FLAC3D對優(yōu)化后的方案進行數(shù)值模擬，全面顯示支護區(qū)域的位