基深基坑支护体系优化设计研究

摘要

全世界的建设工程中，基坑工程属于使用量最大，投资金额最大，难度系数最高，并且风险性也是最大的一项工作。基坑支护的重要性主要体现在基坑工程当中，它不但要保证土体的形变在控制范围内，同时也要保证基坑整个结构的安全。在安全的基础上，如何将支护结构做到成本最小化，工期最小化以及施工便捷最大化是本文研究的主要目的。
　　本文以河北邯郸市天兆大厦基坑支护工程为研究对象，依据该工程的自身的工程概况，工程地质信息等，基于多目标决策模糊理论，选出最佳的支护形式，同时基于理正深基坑软件对桩长、桩径、桩间距、锚索位置四个影响因素进行深入剖析，得出这四种影响因素对于整个基坑的水平位移，结构内力，地表沉降造成的影响，得出最优的参数设计，通过有限元软件对最终方案进行建模分析，证明该方案能够被实际工程所使用。
　　本文的研究成果主要有:
　　(1)根据基坑支护多年来的发展情况，总结得出了国内大多数工程主要运用的基坑支护类别，并且得出这几类支护结构的特性以及优缺点，归纳得出了这几种支护结构的具体的适用范围。
　　(2)根据河北邯郸市的实际工程，在深基坑设计理论以及多目标决策模糊理论基础上，以安全可靠，经济的施工成本，以及环境影响小的目的，通过综合评判法以及层次分析法，对比优选出了最优的基坑方案。
　　(3)对于选定的最优方案通过对细部参数的计算分析，以成本最小化，便捷性最大化的目的，同时满足规范要求的前提下，得出最优的参数设计。
　　(4)对最终优化方案进行有限元建模分析，证明该方案能够被实际工程所运用。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 前言

1．2 基坑工程的特点

1．3 基坑支护设计方案优化的重要性

1．4 国内外研究现状

1．5 本文研究的内容与方法

1．6 技术路线

第2章 常见基坑支护类型

2．1 桩锚支护

2．2 土钉墙支护

2．3 地下连续墙

2．4 复合土钉墙

2．5 桩撑式排桩支护结构

2．6 双排桩支护

2．7 本章小结

第3章 基坑支护优选理论

3．1 基坑工程设计原则

3．2 基坑工程安全等级

3．3 影响支护结构选型因素

3．4 多目标决策模糊理论

3．5 支护体系多目标模糊优选决策方法步骤

3．5．1 确定隶属度矩阵

3．5．2 定性目标的统计量化方法

3．5．3 层次分析法确定目标权重

3．5．4 综合模糊判定

3．6 本章小结

第4章 基坑支护方案选择

4．1 工程项目概况

4．1．1 总述

4．1．2 基坑周边环境概况

4．2 工程地质条件与水文地质条件评价

4．2．1 地形地貌

4．2．2 工程地质

4．2．3 水文地质条件

4．3 基坑支护结构方案初选

4．4 基坑支护结构方案优选

4．4．1 建立层次分析结构

4．4．2 构造判断矩阵

4．4．3 利用matlab计算权重以及一致性检验

4．4．4 地下连续墙模糊综合评判

4．4．5 桩锚支护模糊综合评判

4．4．6 复合土钉墙模糊综合评判

4．4．7 基坑支护方案优选

4．5 本章小结

第5章 工程实例设计与分析

5．1 桩锚支护内力计算方法

5．1．1 等值梁法

5．1．2 二分之一分担法

5．2 桩锚支护方案的细部设计

5．2．1 剖面基本参数

5．2．2 土压力模型选取

5．2．3 工况设计分析

5．2．4 配筋设计计算

5．2．5 整体稳定验算

5．2．6 抗倾覆稳定性验算

5．2．7 抗隆起验算

5．2．8 突涌稳定性验算

5．3 基坑参数优化设计

5．3．1 桩长优化

5．3．2 桩径优化

5．3．3 桩间距的优化选择

5．3．4 锚索位置的选择优化

5．3．5 最终方案的选择

5．4 有限元模拟

5．4．1 ABAQUS软件简介

5．4．2 模型的建立与选择

5．4．3 本构模型的选择

5．4．4 材料属性的选取

5．4．5 模型荷载、边界条件以及接触条件

5．4．6 模拟结果分析

5．5 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

作者简介