基坑支护的优化设计与应用研究

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我国深基坑开挖与支护工程始于上世纪80年代。随着城市高层建筑的不断发展,基坑开挖的深度不断增加,最深达20-30米。基坑开挖与支护涉及到岩土工程、结构工程和排水工程等等,是一门综合性学科。在基坑开挖过程中要考虑众多因素影响:基坑支护方案的选择、基坑支护结构力与位移的变化、基坑排水、基坑周边环境建筑物沉降发展等等,解决以上问题是确保工程建设安全、经济、科学的根本保证。本文结合苏州交通银行大厦基坑开挖与支护工程,开展了基坑支护方案选择、基坑支护结构力与位移变化、基坑地下水控制等方面问题的研究,得到以下结论:1.针对基坑岩土体参数条件、开挖深度和周边建筑物分布情况,提出了基坑支护的三种可行性方案。2.通过分析基坑支护方案优选的影响因素,提出各评价参数的转化计算方法,建立了基坑支护方案选择的多属性决策模型。通过计算得出了排水+止水帷幕方案是苏州交通银行大厦基坑支护的首选方案的结论。3.在弹性地基梁计算理论的基础上,考虑桩-土相对位移影响,根据支护桩水平支撑的设置情况将基坑的开挖分解为不同阶段,结合初参数法推导得出了开挖过程中支护桩水平位移、转角位移、弯矩和剪力沿桩身分布的计算公式。4.理论分析了基坑抗突涌和抗稳定渗流的基本条件,并结合苏州交通银行大厦工程的基坑参数条件进行了这两方面问题的验算。5.根据基坑降水的理论计算方法进行了苏州交通银行大厦基坑工程降水的设计计算,确保承压水和微承压水的降水井布置数量和口径都能满足要求。6.通过理论分析,得到了水土合算、水土分算和考虑地下水形成渗流三种情况下的水压力计算公式,进一步分析推到得出了考虑渗透水影响情况下支护桩位移与力的计算公式。并根据基坑现场深层水平位移的监测数据进行理论计算与现场实测的对比分析,进一步验证了理论分析的正确性。7.进行了基坑周边土体深层位移、周边道路沉降、支撑轴力、立柱沉降、圈梁水平位移、圈梁沉降、驳岸水平位移、周边建筑物沉降和地下地下水位变化的监测,分析总结出各参数在基坑开挖过程中的变化规律。
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