“中心岛顺作与周边环板逆作相结合”深基坑工程的设计理论与应用

摘要

近年来，上海地区乃至全国出现了一批超大、超深基坑工程，有些基坑面积甚至达几万平方米，采用常规的施工方法，如顺作法、逆作法及传统中心岛法，均存在一些不足之处。如何经济快捷的完成超大面积深基坑工程已经成为深基坑工程的一个重要研究方向。
　　 为了弥补常规设计方法用于超大面积深基坑的不足，本文针对超大面积深基坑工程，提出了一套新的设计理念和完整的设计方法--“中心岛顺作与周边结构环板逆作相结合”的设计方法。该设计方法将顺作法、逆作法和传统中心岛法在时间和空间上有机结合，在基坑周边首先施工一圈具有一定水平刚度的结构环板，然后在基坑周边留土，并采用多级放坡使中心岛区域开挖至基底，在中心岛结构向上顺作施工并与周边结构环板贯通后，再逆作施工周边留土放坡区域。中心岛顺作-周边结构环板逆作的设计方法在中心岛施工过程中，利用结构环板的水平刚度和周边留土共同约束围护体，从而达到控制基坑变形，保护环境的目的。该设计方法整个工况流程在时间和空间上衔接的非常紧密，设计和施工环节非常紧凑，实现了安全、经济、工期三者的高度统一。这一方法在单体面积达到50000m2的上海仲盛商业中心基坑工程中得到成功实践。
　　 “中心岛顺作与周边结构环板逆作相结合”的设计方法实施工况复杂，且涉及到土体和围护结构的共同作用，采用简单的规范计算方法无法真实地反映围护结构的实际变形和受力性态。为了更加准确的分析围护结构的内力和变形，为“中心岛顺作与周边结构环板逆作相结合”的基坑围护结构设计提供依据，本文对“中心岛顺作与周边结构环板逆作相结合”设计方法中围护结构内力和变形给出了平面及三维有限元计算模型和计算方法，并在仲盛商业中心基坑工程设计实践中，采用有限元数值模拟方法对规范方法无法解决的问题进行计算分析。
　　 最后本文对“中心岛顺作与周边结构环板逆作相结合”的基坑同护设计方法需进一步深入研究的内容进行了简要的讨论。

目录

文摘

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声明

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 基坑支护常用的设计方法

1.2.1 顺作法的特点及应用

1.2.2 逆作法的特点及应用

1.2.3 中心岛方法的特点及应用

1.3 基坑支护结构内力和变形分析方法综述

1.3.1 竖向弹性地基梁法

1.3.2 连续介质有限元方法

1.4 支护结构与主体结构梢结合的基坑分析方法

1.4.1 规范方法应用于支护结构分析时存在的问题

1.4.2 工程实用分析方法

1.4.3 围护结构、水平支撑与竖向支承系统共同作用的三维“m”法

1.5 研究内容

第2章“中心岛顺作与周边环板逆作相结合”深基坑工程支护设计理念与应用

2.1 引言

2.2 背景工程--仲盛商用中心工程

2.2.1 工程及环境概况

2.2.2 工程地质与水文地质

2.2.3 方案选型及总体设计方案

2.2.4 中心岛顺作周边逆作工况流程设计

2.2.5 围护体设计

2.3 现场施工实景

第3章“中心岛顺作与周边环板逆作相结合”深基坑工程数值模拟与实测

3.1 平面有限元数值分析

3.1.1 典型剖面顺逆结合开挖的全过程数值模拟

3.1.2 周边地下一层环板受力最不利工况数值模拟

3.2 三维整体最不利工况数值分析

3.2.1 三维有限元模型的建立

3.2.2 数值模拟计算结果

3.3 监测结果与分析

3.3.1 临测内容

3.3.2 监测点布置

3.3.3 对应施工工况

3.3.4 监测结果与分析

3.4 围护结构变形有限元计算结果与实测值的对比分析

第4章“中心岛顺作与周边环板逆作相结合”深基坑工程设计方法

4.1 “中心岛顺作-周边地下一层环板逆作相结合”设计的特点

4.2 “中心岛顺作-周边地下一层环板逆作相结合”的适用条件

4.3 关键设计技术

4.3.1 浅层围护体设计

4.3.2 深层围护体设计

4.3.3 结构环板代支撑设计

4.3.4 顺逆作交界处传力节点及后浇带处理

4.3.5 坑内周边留土放坡设计

4.4 数值模拟分析方法

4.6 小结

第5章 结论与展望

5.1 本文主要结论

5.2 开展进一步研究的设想

致 谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与工作成果