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随着城市建设和科学技术的不断发展,地下空间的利用越来越受到人们的重视,高层建筑以及多层地下室设置工程不断兴起,产生了大量的深基坑开挖与支护工程。我国的深基坑工程中,大小工程事故时有发生,造成了重大的经济损失和不良的社会影响,主要是因为对基坑开挖过程中的变形控制程度研究不足,造成对险情不能及时预报和采取相应的处理措施。
在拥挤的城市进行深基坑工程施工,既要保证基坑工程的安全,又要尽量减小对周围环境和建筑的影响,经过多年的研究,我国一些地区已具备较完整的理论,但各地区土层物理条件相差很大,目前深圳城市中心开挖深基坑还缺少相关研究,本文以深圳天河发展中心深基坑为背景,考虑施工过程对基坑变形及围护结构工作性状做了研究。以基坑支护变形控制为主线,分析了基坑支护结构的变形及其影响因素,对基坑水平位移、垂直沉降与支撑及围护结构的内力有机联系,详细研究了影响围护结构性状和基坑变形的影响因素。得出在其他条件都不变的情况下,单独变化一种因素情况下,对基坑性状的影响程度和规律。分别考虑了:支护桩刚度变化、支护桩入土深度变化、支撑刚度变化、竖向立柱抗弯刚度变化、土层弹性模量变化、土层粘聚力变化、土层内摩擦角变化对基坑性状的影响做了定量分析,得出相关数据和曲线,为基坑工程的设计提供依据。本文还对国内外与深基坑工程支护设计计算相关的问题进行了分析和总结,利用平面有限元模型对深基坑工程的开挖性状进行了分析,研究了开挖过程中国护结构的水平位移、弯矩值变化、支撑力等分步开挖效应。得出的基坑工程变形和内力的变化规律,可以作为今后基坑工程变形控制警戒值提供参考。
分别用有限元软件计算、利用基坑基本计算理论查相关系数手算与实测数据做了比较分析,根据实测数据和有限元计算结果对有关系数做了修正,得出一种适合深圳深基坑开挖变形计算的较合理的方法。对传统的地表沉降估算法应运于深圳深基坑的沉降计算,并根据实测值对估算法进行了修正,使之能较准确的计算地表一定范围内任意点的地表沉降量,通过与实测值比较计算结果吻合较好。